[发明专利]一种粘附力测试装置及其粘附力测试方法

权利要求书

1.一种粘附力测试装置，包括试验台支架、翻转平台、电机、角度传感器、旋转轴、滑台、滑块、滑杆、摄像机支架、摄像机、基板和基板固定条；其特征在于：水平设置的旋转轴支承在试验台支架上；所述的翻转平台与旋转轴固定；旋转轴由电机驱动；角度传感器检测旋转轴的角度；所示翻转平台的中部开设有让位缺口；翻转平台的两侧面分别为工作侧面和安装侧面；翻转平台的中部设置有基板；摄像机支架与翻转平台的安装侧面固定；摄像机固定在摄像机支架的中部；摄像机的镜头朝向基板；所述的滑台呈U形，两端均与翻转平台的工作侧面构成滑动副；滑块与滑台构成滑动副；滑块上开设有滑孔；滑孔的中心轴线垂直于基板的侧面；滑杆与滑块上的滑孔构成滑动副；所述的基板采用透明材料；测试过程中，被测物体与摄像机分别位于基板的相反侧；

两个基板固定条固定在翻转平台工作侧面，且分别位于让位缺口的两侧；两个基板固定条的相对侧侧面开设有滑槽；基板的两侧边缘分别设置在两个基板固定条的滑槽，构成滑动副；所述基板固定条的滑槽底部嵌有多颗LED灯；所述的基板两侧面的粗糙度不同。

2.根据权利要求1所述的一种粘附力测试装置，其特征在于：所述的电机固定在试验台支架上，且输出轴与旋转轴的一端固定；电机采用双出轴电机；角度传感器与电机固定，且输入轴与电机的输出轴固定；角度传感器采用绝对型编码器。

3.根据权利要求1所述的一种粘附力测试装置，其特征在于：所述滑杆的内端设置有夹具，外端设置有勾环。

4.如权利要求1所述的一种粘附力测试装置的粘附力测试方法，其特征在于：包括生物静摩擦力-粘附力测试方法和附着装置附着力-静摩擦力测试方法；

生物静摩擦力-粘附力测试方法的具体步骤如下：

步骤一、初始状态下，基板呈水平状态；将被测生物放置在基板上；

步骤二、电机驱动旋转轴转动，使翻转平台的持续转动，旋转角度θ由角度传感器测得，在旋转中θ持续增大；

步骤三、若被测生物在0°≤θ≤90°时发生移动，则计算被测生物在当前基板的粗糙度下能够产生的最大静摩擦力F₁＝mg·sinθ₁；其中m为被测生物的重量，g为重力加速度；θ₁为被测生物移动时翻转平台转动角度；之后直接进入步骤五；

若被测生物在0°≤θ≤90°时均未发生移动，则进入步骤四；

步骤四、若被测生物在90°＜θ≤180°时从基板上掉落，则计算被测生物在当前基板的粗糙度下能够产生的最大粘附力F₂＝mg·cos(180°-θ₂)；其中，θ₂为被测生物从基板上掉落时翻转平台转动角度；

步骤五、若被测生物在步骤三中移动，则记录被测生物在当前基板的粗糙度下能够产生的最大静摩擦力；若被测生物在步骤四中掉落，则记录被测生物在当前基板的粗糙度下能够产生的最大粘附力；

步骤六、重复执行n次步骤二至五，每次执行前基板均回复到水平状态；若每次执行步骤三时被测生物均发生移动，则取各次测试所得的最大静摩擦力F₁中的最大值作为当前粗糙度下最终的最大静摩擦力；否则，取各次测试所得的最大粘附力F₂中的最大值作为当前粗糙度下最终的最大粘附力；

通过更换不同粗糙度的基板即可检测被测生物在不同粗糙度表面上的最大静摩擦力和最大粘附力；

附着装置附着力-静摩擦力测试方法的具体步骤如下：

步骤一、初始状态下，基板呈水平状态；将被测附着装置固定在滑杆的内端；

步骤二、将被测附着装置的附着在基板上；测试人员用拉力计向垂直基板侧面的方向拉动滑杆，使得被测附着装置受到一个竖直拉力；测试人员持续增大拉力，当被测附着装置与基板分离时，记录下拉力计的拉力；该拉力减去被测附着装置的重力即为被测附着装置在当前基板粗糙度下的最大粘附力F₃；

步骤三、将被测附着装置的附着在基板上；测试人员用拉力计向平行于基板侧面的方向拉动滑杆，使得被测附着装置受到一个水平拉力；测试人员持续增大拉力，当被测附着装置与基板相对移动时，记录下拉力计的拉力；该拉力即为被测附着装置在当前基板粗糙度下的最大静摩擦力F₄。