一种散料滑动摩擦系数测定装置

摘要

本发明公开了一种散料滑动摩擦系数测定装置，属于滑动摩擦系数测定领域，包括底座，底座一端设置有控制电箱，底座另一端通过铰链转动连接有底板固定架，底板固定架内装设有接触底板，底板固定架靠近铰链的一端还设有支架一，支架一上固定连接有位移检测传感器，底座顶端滑动连接有电推杆底座转动架，电推杆底座转动架端部转动连接有支架二，支架二上固定连接有电动推杆及伸缩筒，底板固定架底端中部还设置有底板转动架，电动推杆的输出轴与底板转动架转动连接，电动推杆的输出轴还连接有位移同步架，位移同步架的另一端与伸缩筒的伸缩轴端部固定连接，伸缩筒端部还设置有直线位移传感器。本发明测量过程中无需人工干预，无人工误差，测量精度高。

说明书

技术领域

本发明属于滑动摩擦系数测定领域，特别是涉及一种散料滑动摩擦系数测定装置。

背景技术

在现有技术中，获取物料滑动摩擦系数的方式有三种，一是文献查询：通过书籍，论文等渠道直接获取物料的滑动摩擦系数；二是仿真模拟：通过离散元仿真软件(如：EDEM、PFC等)对物料状态进行仿真，比较仿真软件中的仿真结果与真实的实验结果的差异，以此修改物料的滑动摩擦系数并重新仿真，随着仿真结果不断逼近实物实验结果，其滑动摩擦系数也愈加精确；三是手动测量装置：研究人员利用现有材料搭建的简单测量装置，需要人工驱动，手动测量结果，以此计算物料的滑动摩擦系数。

然而上述三种方式都存在各自的弊端：文献查询，虽然获取快速，无需进行实验，但是文献中的物料材质、测量环境等与实际应用环境无法做到完全对应，文献中的值会与物料实际的滑动摩擦系数存在较大的差异；

仿真模拟，虽然相对于实物实验利于控制无关变量，有较高的可重复性，且仿真模拟不会受到实验环境的限制，相对便于开展，但是离散元仿真对仿真设备有较高的性能要求，且这种迭代仿真的方法需要较长的时间。而且仿真模拟环境与实际应用环境存在一定差异，一些实际应用环境中存在的影响因素无法导入到仿真环境中，这会造成仿真获得的滑动摩擦系数可靠性下降。

手动测量装置，虽然便于制造，实验环境相对真实，但是由于操作全是人工进行，在驱动及测量过程中会引入人工误差，使得到的滑动摩擦系数精度下降。并且重复操作会使研究人员产生疲劳，从而产生一定的安全隐患。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种散料滑动摩擦系数测定装置，可自动完成装置驱动、数据测量、数据处理、结果显示一系列过程，在整个测量过程中无需人工干预，实现散装物料滑动摩擦系数的自动测量。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种散料滑动摩擦系数测定装置，包括底座，所述底座一端下方设置有控制电箱，所述底座另一端通过铰链转动连接有底板固定架，所述底板固定架内装设有接触底板，所述底板固定架靠近所述铰链的一端还设有支架一，所述支架一上固定连接有位移检测传感器，所述底座顶端滑动连接有电推杆底座转动架，所述电推杆底座转动架端部转动连接有支架二，所述支架二上固定连接有电动推杆及伸缩筒，所述底板固定架底端中部还设置有底板转动架，所述电动推杆的输出轴端部与所述底板转动架转动连接，所述电动推杆的输出轴端部还连接有位移同步架，所述位移同步架的另一端与所述伸缩筒的伸缩轴端部固定连接，所述伸缩筒端部还设置有直线位移传感器。

优选的，所述控制电箱内部设有电源、单片机、电动推杆驱动器、信号处理器一及信号处理器二，所述电源输出端与所述单片机、电动推杆驱动器、信号处理器一及信号处理器二的输入端电连接；所述电动推杆驱动器的输入端还与所述单片机电连接，其输出端与所述电动推杆电连接；所述信号处理器一的输入端还与所述位移检测传感器电连接，其输出端与所述单片机电连接；所述信号处理器二的输入端还与所述直线位移传感器电连接，其输出端与所述单片机电连接。

优选的，所述控制电箱外部设有启动开关、复位开关、急停开关及数显屏，所述启动开关输入端与所述电源输出端电连接；所述复位开关、急停开关的输出端与所述单片机的输入端电连接；所述数显屏的输入端与所述单片机的输出端电连接。

优选的，还包括：底板固定器，所述接触底板通过所述固定器可拆卸的连接在所述底板固定架内。

本发明提供的一种散料滑动摩擦系数测定装置，与现有技术相比具有以下优点：

本发明提供的一种散料滑动摩擦系数测定装置，结构件少，维护方便，占地面积小，对试验场地的限制少，采用位移检测传感器监控物料滑落，相对人工观察响应更快，失误概率更低，得出的滑动摩擦系数精度更高；一键式操作完成滑动摩擦的测量，测量过程中无需人工干预，有效防止了因人工操作引入的操作误差，提高了测量精度的同时节省了研究人员的劳动力；一键复位及急停按钮的设计，使设备操作更为简便，并且对操作人员的安全也有更好的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的等轴测视图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的电路原理示意图。

图中：1-底座，2-铰链，3-位移检测传感器，4-支架一，5-接触底板，6-底板固定器，7-电推杆底座转动架，8-底板转动架，9-位移同步架，10-电动推杆，11-直线位移传感器，12-底板固定架，13-支架二，14-控制电箱，141-启动开关，142-复位开关，143-急停开关，144-数显屏，145-电源，146-单片机，147-电动推杆驱动器，148-信号处理器一，149-信号处理器二，15-伸缩筒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步说明：

参考图1-2所示，本发明提供了一种散料滑动摩擦系数测定装置，包括底座1，所述底座1一端下方设置有控制电箱14，所述底座1另一端通过铰链2转动连接有底板固定架12，所述底板固定架12内装设有接触底板5，所述底板固定架12靠近所述铰链2的一端还设有支架一4，所述支架一4上固定连接有位移检测传感器3，所述底座1顶端滑动连接有电推杆底座转动架7，所述电推杆底座转动架7端部转动连接有支架二13，所述支架二13上固定连接有电动推杆10及伸缩筒15，所述底板固定架12底端中部还设置有底板转动架8，所述电动推杆10的输出轴端部与所述底板转动架8转动连接，所述电动推杆10的输出轴端部还连接有位移同步架9，所述位移同步架9的另一端与所述伸缩筒15的伸缩轴端部固定连接，所述伸缩筒15端部还设置有直线位移传感器11。

参考图3所示，作为一种优选实施例，所述控制电箱14内部设有电源145、单片机146、电动推杆驱动器147、信号处理器一148及信号处理器二149，所述电源145输出端与所述单片机146、电动推杆驱动器147、信号处理器一148及信号处理器二149的输入端电连接；所述电动推杆驱动器147的输入端还与所述单片机146电连接，其输出端与所述电动推杆10电连接；所述信号处理器一148的输入端还与所述位移检测传感器3电连接，其输出端与所述单片机146电连接；所述信号处理器二149的输入端还与所述直线位移传感器11电连接，其输出端与所述单片机146电连接。其中，所述单片机146、电动推杆驱动器147、电动推杆10共同构成驱动控制部分，负责倾斜接触底板5使其到达物料滑落临界位置。所述单片机146、信号处理器一148、位移检测传感器3构成物料临界位置检测部分，用于检测物料滑落的临界时刻。所述单片机146、信号处理器二149、直线位移传感器11构成电动推杆伸出长度测量部分，用于测量在物料滑落的临界时刻电动推杆10的伸出长度。

作为一种优选实施例，所述控制电箱14外部设有启动开关141、复位开关142、急停开关143及数显屏144，所述启动开关141输入端与所述电源145输出端电连接；所述复位开关142、急停开关143的输出端与所述单片机146的输入端电连接；所述数显屏144的输入端与所述单片机146的输出端电连接。单片机146、数显屏144构成数据处理及显示部分，用于根据电动推杆10伸出长度计算物料滑动摩擦系数和显示结果。

作为一种优选实施例，还包括：底板固定器6，所述接触底板5通过所述固定器6可拆卸的连接在所述底板固定架12内。由底板固定器6固定的接触底板5可根据测量需求更换，以适应多种测量需要。

本发明的工作原理是：

当按下启动开关141后，单片机146向电动推杆驱动器147发送驱动信号，电动推杆10开始缓慢伸长，接触底板5在电动推杆10的伸长作用下从与地面水平的初始位置开始沿铰链2向逆时针方向转动。

当接触底板5的倾斜程度使物料开始发生滑落时，位移检测传感器3将物料滑落的信号通过信号处理器一148发送给单片机146，随后单片机146向电动推杆驱动器147发送停止信号，电动推杆10停止伸长。与此同时，单片机146通过直线位移传感器11获取此刻电动推杆10的伸出长度，并计算出在物料滑动的临界位置时接触底板5与水平面的夹角，以此计算物料的滑动摩擦系数，并通过数显屏144显示计算结果，实现预期目的。

在完成对计算结果的记录后，可按下复位开关142，此时单片机146向电动推杆驱动器147发送反向驱动信号，电动推杆10缓慢收回直至接触底板5与地面水平，以便于接下来的重复试验。

为了安全性考量，该装置还安装了急停开关143，按下后会停止装置的一切运动。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。