[发明专利]可测量冰刀设备与接触面摩擦系数的实验装置及使用方法

说明书

本发明提供一种可测量冰刀等设备与接触面摩擦系数的实验装置及使用方法，属于摩擦力测量领域。旨在通过本装置测量冰刀或滑轮等与接触面在滑动或滚动过程中的摩擦系数。本发明由中心架模块、支撑架模块以及冰刀模块三大主要部分组成。本发明装置在工作时可通过高速气炮进行加载，针对大部分试验工况设计了以三个滑动点为支撑的稳定结构，同时采用砝码进行了配重设计，本装置具有可模拟人体质量，刀架导向可调节，重心可调，可更换冰刀或滑轮类型等优点，避免了真人实验的不确定性和危险系数。

技术领域

本发明涉及一种可测量冰刀等设备与接触面摩擦系数的实验装置，属于摩擦力测量领域。

背景技术

滑冰或轮滑过程中的摩擦力是启动和滑动速度快慢的重要指标，同时冰刀或轮滑在滑动过程中受的摩擦也会造成刀刃的磨损，也是考察冰刀等设备优劣性的重要指标，但对于冰刀或轮滑在滑动过程中的摩擦力的大小的测量装置是目前研究领域的空白，因此对于冰刀等设备与接触面的摩擦系数的测量装置的设计是很有必要的。目前对于摩擦系数的测量装置多数是接触面较大的两个物体间的测量，并没有一个很好的装置可以对类似于冰刀等设备接触面较小的摩擦力测量装置。

发明内容

本发明的目的是针对类似于冰刀等接触面小的摩擦力测量装置的不足，提供一种可测量冰刀等设备与接触面摩擦系数的实验装置，能够实现不同质量、不同冰刀角度、不同冰刀方向、不同重心下的摩擦力测量的实验装置，对于测量小接触面下的摩擦力提供了一种有效装置。

本发明的目的是这样的实现的：

一种可测量冰刀设备与接触面摩擦系数的实验装置，其特征在于包括中心架部分、支撑架部分以及冰刀部分；所述的中心加部分包括加载模块、重心升降模块、配重模块以及制动模块四个模块；所述的加载模块包括，安装在中央台上的加载端；所述的重心升降模块包括安装在中央立柱内部的螺纹杆，安装在中央台内部的升降轴，安装在螺纹杆上的顶盖，安装在螺纹杆上、顶盖内部的手轮；所述的配重模块包括安装在中央台上的杠铃片安装轴，安装在杠铃安装轴上的杠铃片；所述的制动模块包括安装在中央台上的制动立柱，安装在制动立柱上的电磁铁安装盒。

进一步地，所述的支撑架部分包括中心固定件，安装在中心固定件上的三个斜梁，安装在斜梁末端的端点轴承座，连接三个端点轴承座的三根横梁；

所述的冰刀部分包括Z轴，安装在Z轴上的Z轴轴承座，连接Z轴和Z轴轴承座的2个轴承，与Z轴连接的X轴，安装在X轴上的X轴轴承座，连接X轴和X轴轴承座的2个轴承，与X轴连接的前连接端和后连接端，安装在连接端上的冰刀刀架。

如上所述可测量冰刀设备与接触面摩擦系数的实验装置的使用方法，其特征在于本发明装置在工作时，首先对整体装置进行实验前调节，调节过程包括：

1)中心架部分：根据实验工况中的质量要求，在配重模块中的杠铃片安装轴上添加配重杠铃，并通过杠铃片安装轴上的阻尼器对杠铃进行定位；根据实验对重心的要求，通过旋转重心升降模块上的手轮，调节合适的重心高度；

2)冰刀部分：根据实验要求，确定所用冰刀或滑轮型号、冰刀刀架与地面夹角度数、加载端两个冰刀的夹角度数，根据实验条件对冰刀部分中的冰刀刀架进行更换，随后调节X轴与Z轴角度，通过调节Z轴固定螺栓和X轴固定螺栓固定两者角度；

3)确定实验所需距离，在足够距离处安放磁性缓冲装置；

调整好设备后开始进行实验，通过加载装置对中心架部分的加载模块上的加载端进行加载，由于加载端和重心端始终在同一水平线可保证该装置滑行开始时不会出现振动情况；

最后在实验结束后，由于中心架部分的制动模块上的常开式电磁铁会吸附到磁性缓冲装置上，此时将常开式电磁铁开关关闭即可回收装置。