[发明专利]一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，包括试验台、量测机构和动力机构；试验台包括试验架、定轴和能升降垫脚；能升降垫脚设于试验架的底部；定轴设于试验架顶部的中间位置，并沿试验架宽度方向布置；量测机构包括钢板、套管、量角器刻度盘、量角器指针、水准器、光电门和轻质圆环；套管安装于定轴上并能在动力机构的带动下绕定轴转动，钢板的底部的中间位置固定于套管上，并能随套管转动而转动；量角器刻度盘固定于钢板的中心位置，并能随钢板的转动而转动；量角器指针固定于定轴上，并且量角器指针竖直向上；钢板转动时，量角器指针与量角器刻度盘配合能实现对钢板转动角度的测量；水准器安装于钢板上；光电门固定于钢板上并位于量角器刻度盘的一侧，轻质圆环设于钢板上并与光电门相邻设置，同时轻质圆环能沿钢板滑动并穿过光电门。

2.根据权利要求1所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，动力机构包括减速电动机、单槽小皮带轮、单槽大皮带轮以及皮带；单槽大皮带轮传动连接于套管，单槽小皮带轮传动连接于减速电机，单槽大皮带轮与单槽小皮带轮采用皮带连接。

3.根据权利要求2所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，还包括锁定装置，锁定装置包括基座、棘爪和弹簧，基座设于试验架上，弹簧的一端固定在基座上，另一端与棘爪固定连接；套管上匹配地设置有与棘爪相啮合的棘轮，棘爪能卡于棘轮上，并且弹簧处于拉伸状态；当减速电动机停止转动时，棘轮与棘爪配合实现对套管的锁定。

4.根据权利要求1所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，钢板的边沿设有围挡。

5.根据权利要求2所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，光电门与减速电动机导线连接。

6.根据权利要求1所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置，其特征在于，轻质圆环为轻质塑料圆环。

7.一种如权利要求1-6任意所述的土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、开启减速电动机，在动力机构的带动下促使钢板初步达到水平位置；再调节能升降垫脚使水准器内的气泡居中；

步骤二、向轻质圆环中装满渣土，并将渣土压平，保证渣土与钢板接触的一面光滑；将装有渣土的轻质圆环放于钢板上，并保证其与光电门相邻；

步骤三、启动减速电动机，减速电动机带动钢板单向转动，直至轻质圆环发生位移，光电门感应到信号的变化，同时减速电机停止转动，锁定装置实现对套管的锁定；

步骤四、读取量角器指针在量角器刻度盘上的度数，该度数为渣土与钢板的外摩擦角，并根据该外摩擦角计算滑动摩擦系数。

8.根据权利要求7所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置的测量方法，其特征在于，减速电动机带动钢板转动的角度为0.1°/s-0.5°/s。

9.根据权利要求7所述的一种土体与开挖机具间滑动摩擦系数测量装置的测量方法，其特征在于，步骤一还包括在套管与定轴之间填入润滑油或轴承。