[发明专利]一种动态旋转式摩擦系数测试仪及其实现的摩擦系数获取方法

说明书

本发明提供了一种动态旋转式摩擦系数测试仪及其实现的摩擦系数获取方法。现有工具或设备在测试摩擦系数时，因测试工具变形或转动惯性、接触延迟导致测量累积误差较大，影响测试准确性。本发明的中心传动轴总成的底部穿过主框架与底置接触组件相连接，间断控制总成设在主框架上，间断控制总成与中心传动轴总成相连接，中心传动轴总成处设有测速传感器，中心传动轴总成和底置接触组件之间设有扭矩传感器，当中心传动轴总成在间断控制总成的拉扯作用下与顶置驱动机构底部相分离时，底置接触组件处于未测试状态，当中心传动轴总成在间断控制总成的拉扯作用下与顶置驱动机构底部相连时，顶置驱动机构通过中心传动轴总成带动底置接触组件处于测试状态。

技术领域

本发明具体涉及一种动态旋转式摩擦系数测试仪及其实现的摩擦系数获取方法。

背景技术

路面的抗滑性能与交通安全密切相关。研究表明，雨天的交通事故事故率约占30％，究其原因，主要是雨天导致路面的抗滑性能劣化导致。因此，为了保证道路的行车安全，必须对路面的抗滑性能进行准确的测量和评价。

路面的抗滑性能通常采用摩擦系数进行评价。目前国内测量路面摩擦系数的仪器主要有横向力系数测试车SCRIM、路面摆式摩擦系数仪和动态旋转摩擦系数测试仪(Dynamic Friction Tester,DFT)。其中，横向力系数测试车的价格昂贵、维护费用高，而且仅能用于现场测试，限制了其推广应用。路面摆式摩擦系数仪具有便携和操作简单的特点而被广泛应用，但是路面摆式摩擦系数仪的测试结果仅能代表低速下的摩擦系数，而且受人为影响较大，具有一定的局限性。动态旋转摩擦系数测试仪同样具有便携和操作简单的特点，而且能够测试不同速度下的摩擦系数，因而被广泛应用于路面摩擦系数的测量。但是，现有动态旋转摩擦系数测试仪通过位移传感器测量弹簧的形变量计算得到弹力，将弹力换算为摩擦力，然后根据公式F＝μ*N计算得到摩擦系数，此方法测量摩擦系数受到弹簧的材质和安装位置、以及位移传感器的安装位置影响较大，具体表现为若弹簧的材质发生变化(如老化)，会导致测试结果不准确，弹簧和位移传感器的安装位置不准确也会导致测试结果不正确；同时，由于是换算得到的摩擦力，因而存在累计误差，影响数据的准确性；另外，现有动态旋转摩擦系数测试仪的驱动电机与底部测量盘通过主轴直接连接，电机启动时高速运转，产生的振动对整机稳定性、测量盘的水平位置等均产生影响，影响测试结果的准确性；电机制动时，电机主轴存在惯性，主轴存在侧向力，导致测试盘受到额外的侧向力作用，影响测试结果的准确性。

综上所述，现有动态旋转摩擦系数测试仪主要存在以下几个问题：

一、测试操作过程较为繁琐，通过位移传感器测量弹簧的形变量，再换算得到摩擦系数，存在不可避免的累计误差。

二、对弹簧的材质、安装位置以及位移传感器的安装位置要求很高，弹簧的材质、安装位置以及位移传感器的安装位置稍有变化都不会被及时发现，这些变化均会影响测试结果的准确性。

三、设备结构存在缺陷且因未能有效改善而一直影响测试结果的准确性，主要表现在电机的振动影响整机的稳定性以及主轴侧向力不可避免地均会影响测试结果的准确性，导致测试结果不可靠。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种动态旋转式摩擦系数测试仪及其实现的摩擦系数获取方法，以解决上述问题。

一种动态旋转式摩擦系数测试仪，包括顶置驱动机构、中心传动轴总成、底置接触组件、间断控制总成和主框架，所述主框架水平设置，中心传动轴总成穿设在主框架上，中心传动轴总成的顶部与顶置驱动机构可拆卸连接，底置接触组件设置在主框架内，中心传动轴总成的底部穿过主框架与底置接触组件相连接，间断控制总成设置在主框架上，间断控制总成与中心传动轴总成相连接，中心传动轴总成处设置有测速传感器，中心传动轴总成和底置接触组件之间设置有扭矩传感器，当中心传动轴总成在间断控制总成的拉扯作用下与顶置驱动机构底部相分离时，底置接触组件处于未测试状态，当中心传动轴总成在间断控制总成的拉扯作用下与顶置驱动机构底部相连接时，顶置驱动机构通过中心传动轴总成带动底置接触组件处于测试状态。