[发明专利]多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统及方法

权利要求书

1.一种多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：包括可转动的支撑平台；所述支撑平台上安装若干个接触力及真实接触面积测量单元；所述接触力及真实接触面积测量单元包括力采集装置、图像采集装置、透光承力薄片和光源，所述透光承力薄片固定在力采集装置顶部，图像采集装置固定在透光承力薄片下方，视觉方向与透光承力薄片相对垂直设置；所述光源紧贴设置在透光承力薄片的侧面；所述力采集装置和图像采集装置分别连接控制单元。

2.根据权利要求1所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述接触力及真实接触面积测量单元为多个，多个接触力及真实接触面积测量单元呈两排并列设置，多个接触力及真实接触面积测量单元的顶端平齐。

3.根据权利要求1或2所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述支撑平台连接转动驱动单元；所述转动驱动单元包括步进电机、第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮与支撑平台固连，第二同步带轮与步进电机固连，第一同步带轮与第二同步带轮间通过同步带传动；所述支撑平台上安装转动角度采集装置，所述转动角度采集装置和步进电机均连接控制单元。

4.根据权利要求3所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述控制单元可同步触发力采集装置、图像采集装置和转动角度采集装置。

5.根据权利要求4所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述支撑平台上设有定位锁紧装置。

6.根据权利要求5所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述透光承力薄片为玻璃片或亚克力片。

7.根据权利要求6所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试系统，其特征在于：所述光源为光纤或微型LED灯带。

8.一种多维接触力及真实接触面积动态同步测试方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的测试系统，包括步骤如下：

步骤1：初始化测试系统；

步骤2：启动驱动单元驱动支撑平台转动，使测试平面达到需要的角度；

步骤3：控制单元向力采集装置、图像采集装置和转动角度采集装置发出同步触发信号，开始同步采集过程；

步骤4：令待测试物体与透光承力薄片接触，根据需求转动支撑平台；

步骤5：接触分离后控制单元保存记录的数据；若未结束则重复步骤2、3、4；

步骤6：对采集到的图像进行二值化处理后得到真实接触面积。

9.根据权利要求8所述的多维接触力及真实接触面积动态同步测试方法，其特征在于，所述步骤1中初始化过程包括：

调节图像采集装置的焦距达到需要的清晰度和分辨率，然后开启光源并调节达到需要的亮度，将图像采集装置设置为连续拍摄状态；

检测力采集装置是否有信号输出，然后对力采集装置进行标定，清除零输出，最后将力采集装置设置为连续采集状态；

检测转动角度采集装置是否有信号输出，然后对转动角度采集装置进行标定，清除零输出，最后转动角度采集装置设置为连续采集状态。