[发明专利]一种在磁场调控下测量功能表面滚动角的实验装置

说明书

本发明公开了一种在磁场调控下测量功能表面滚动角的实验装置，属于仿生材料力学与功能化表面设计及制备技术领域，包括：支架组件、直柄滑块组件、旋转组件及磁铁组件；所述支架组件用于提供所述实验装置的安装平台；所述磁铁组件用于给试验件提供均匀或非均匀的磁场；所述旋转组件用于安装试验件及带动试验件和磁铁组件在水平面的偏转运动，以测量试验件在水平面的偏转运动方向的滚动角，且所述旋转组件能够驱动所述试验件和磁铁组件同时转动或单独驱动试验件或磁铁组件转动；所述直柄滑块组件用于带动试验件在水平面的俯仰运动，以测量试验件在水平面的俯仰方向的滚动角。该装置能够填补在磁场作用下测量功能表面在两个方向上滚动角的空白。

技术领域

本发明属于仿生材料力学与功能化表面设计及制备技术领域，具体涉及一种在磁场调控下测量功能表面滚动角的实验装置。

背景技术

自然界中许多生物体表面具有一些特殊的润湿功能，如水滴在荷叶上呈露珠状，而在玻璃表面铺展开来，这些润湿现象与生物表面微观结构密切相关。因此，研究并仿生这类具有特殊浸润现象的表面可为功能化表面的设计及制备提供创新源泉。

接触角和滚动角的测量是衡量功能表面润湿性程度的标准，尤其在外场作用下，功能表面的微观结构可发生非对称变形，这对接触角和滚动角的测量提出了更高的要求。现有的接触角测量仪只能测量功能比较单一的表面，而实验中外场的作用，使功能表面展现出更符合实际的情况，尤其在外加磁场的作用下，现有仪器无法展开对两个方向上滚动角的测量。因此，设计一种可在磁场调控下，测量功能表面滚动角的实验装置有很重要的科学研究意义和工程应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种在磁场调控下测量功能表面滚动角的实验装置，能够填补在磁场作用下测量功能表面在两个方向上滚动角的空白。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种在磁场调控下测量功能表面滚动角的实验装置，包括：支架组件、直柄滑块组件、旋转组件及磁铁组件；

所述支架组件用于提供所述实验装置的安装平台，为直柄滑块组件、旋转组件、旋转驱动组件及磁铁组件提供安装基座；

所述磁铁组件用于给试验件提供均匀或非均匀的磁场；

所述旋转组件用于安装试验件及带动试验件和磁铁组件在水平面的偏转运动，以测量试验件在水平面的偏转运动方向的滚动角，且所述旋转组件能够驱动所述试验件和磁铁组件同时转动或单独驱动试验件或磁铁组件转动；

所述直柄滑块组件用于带动试验件在水平面的俯仰运动，以测量试验件在水平面的俯仰方向的滚动角。

进一步的，所述支架组件包括：底座、支架座、支撑块、左支架、右支架、长立杆及短立杆；

所述支架座放置于固定在底座上的支撑块上，左支架和右支架沿竖直方向平行固定在支架座上表面左右两端；长立杆的底端固定在底座上，短立杆的底端固定在支架座上，长立杆的顶端与短立杆的顶端通过销轴销接。

进一步的，所述直柄滑块组件包括：滑块、滑道、第一丝杠、丝杠驱动机构、驱动块、方块、第一直销、圆头直柄、U型块及第二直销；

所述滑道固定在底座上，滑块套在滑道上，与滑道滑动配合，可沿滑道的长度方向运动；驱动块固定在滑块上；方块固定在滑道的末端；第一丝杠的一端穿过驱动块后，与安装在底座上的丝杠驱动机构连接，丝杠驱动机构用于驱动第一丝杠转动；且第一丝杠与驱动块中心孔的内螺纹螺纹配合，第一丝杠的另一端通过轴承安装在方块内；所述驱动块的顶面加工有半圆槽；圆头直柄的一端通过第一直销安装在半圆槽内，另一端通过第二直销与倒置的U型块的两个竖直部分销接；U型块的水平部分上表面与支架座的下表面固定连接。

进一步的，所述旋转组件包括：内杆、套筒、凸形块、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆；