[发明专利]定向微摩擦力转动轨道装置

说明书

技术领域

本发明是可以使物体在沿导轨方向上受到的摩擦力无限接近于零的实验平台，通 过高速旋转的导轨，实现导轨上滑块所受到的沿导轨方向上的摩擦力无限趋近于零。可以 作为分析及测量控制技术，机床，运输，土木工程、建筑、采矿等领域的传动平台。属于仪器 仪表技术领域。

背景技术

对于定向微摩擦力转动导轨，目前的背景技术有新型气垫导轨 (CN201520461217.2)、改进型气垫导轨(CN201420791655.0)、螺旋形气垫导轨刚体转动实 验装置(CN201410538342.9)等实验平台。以上实验平台是以气垫导轨为平台所改进创新的 或是以接触面光滑，变滑动为滚动，使接触面分离的常规思路上所创造的，其效果并不理 想。而气垫导轨是一个虽然使运动时的接触摩擦力大大减小摩擦，却仍在运动时受到气垫 层的粘滞阻力、能在花快上放置过重的实验材料和携带不方便等不足之处。

发明内容

本发明的定向微摩擦力转动轨道装置，导轨上的物体在导轨上运动时，导轨自身 高速自转，在滑块与导轨摩擦力大小不变的情况下通过转动导轨使其在滑动摩擦力不变的 情况下，将绝大部分的摩擦力作用于沿导轨，减小了沿导轨方向上的摩擦力。其受力分析请 见附图，其科学原理为：滑动摩擦力大小决定于压力大小和接触面的粗糙程度，压力大小和 接触面性质相同时，滑动摩擦力f大小不变，导轨切线方向受摩擦力f_x，沿导轨方向上的摩 擦力为f_y。导轨自转的线速度为V_x，滑块沿导轨运动速度V_y，V_x＞＞V_y，则合速度V，则有：

fyf=VyV]]>即fy=Vy×fV]]>

因为V_x＞＞V_y，f大小一定，

所以fy=Vy×fVx2+Vy2]]>

所以沿导轨方向上的摩擦力f_y很小。

为达到上述特征，本发明由机械系统组成。其中机械系统的连接方式是双轴电动 机与转动导轨由锥形伞状齿轮相连接，转动导轨再通过轴承座与底座相连接，滑块与转动 导轨是直接接触摩擦相连接的。

其优点有：

1，滑块沿转动导轨方向上受到摩擦力远远小于一般滑动摩擦和滚动摩擦，其受到 的沿转动导轨方向上的摩擦力远远低于气垫导轨所受到的粘滞力。

2，滑块上可以载重操作。

3，该装置操作简单，运行稳定，方便在上面进行实验研究探索。

4，该装置携带方便，对环境要求不高，适用范围广泛，可以大规模推广适用。

5，造价低，保养容易，耗能低，效率高。

附图说明

1，图1为发明原理的受力分析图。