[发明专利]一种粘附力测试装置及其粘附力测试方法

说明书

本发明公开了一种粘附力测试装置及其粘附力测试方法。现有技术中缺少对具有强附着能力的生物的粘附力、摩擦力进行检测装置及方法。本发明一种粘附力测试装置，包括试验台支架、翻转平台、电机、角度传感器、旋转轴、滑台、滑块、滑杆、摄像机支架、摄像机和基板。本发明不仅能够测试具有粘附能力生物的粘附力，还能够对仿生的附着装置进行摩擦力、粘附力测试。本发明在测试中不会对被测试的生物或非生物造成任何损害。本发明可更换不同表面粗糙度的基板，从而测试粗糙度对粘附力的影响。本发明通过可翻转的平台，可测试生物的摩擦力和粘附力。

技术领域

本发明属于受力测试装置技术领域，具体涉及一种粘附力测试装置及其粘附力测试方法。

背景技术

自然界中的生物经过数百年的进化，得到能够适应生存的形态结构或运动方式。仿生学作为一种新兴的学科，主要研究对象为自然界的生物。如利用蝙蝠在黑暗中利用超声波确定障碍物的位置进而自由飞行的能力，发明超声波定位系统；利用壁虎可在墙壁自由攀爬的能力，发明仿壁虎的攀爬机器人。现有技术中，缺少对具有强附着能力的生物的粘附力、摩擦力进行检测装置及方法。因此，设计一种能够对生物及附着装置进行粘附力、摩擦力检测的测试装置十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粘附力测试装置及其测试方法。

本发明一种粘附力测试装置，包括试验台支架、翻转平台、电机、角度传感器、旋转轴、滑台、滑块、滑杆、摄像机支架、摄像机和基板。水平设置的旋转轴支承在试验台支架上。所述的翻转平台与旋转轴固定。旋转轴由电机驱动。角度传感器检测旋转轴的角度。所示翻转平台的中部开设有让位缺口。翻转平台的两侧面分别为工作侧面和安装侧面。翻转平台的中部设置有基板。摄像机支架与翻转平台的安装侧面固定。摄像机固定在摄像机支架的中部。摄像机的镜头朝向基板。所述的滑台呈U形，两端均与翻转平台的工作侧面构成滑动副。滑块与滑台构成滑动副。滑块上开设有滑孔。滑孔的中心轴线垂直于基板的侧面。滑杆与滑块上的滑孔构成滑动副。

作为优选，所述的电机固定在试验台支架上，且输出轴与旋转轴的一端固定。电机采用双出轴电机。角度传感器与电机固定，且输入轴与电机的输出轴固定。角度传感器采用绝对型编码器。

作为优选，本发明一种粘附力测试装置还包括基板固定条。两个基板固定条固定在翻转平台工作侧面，且分别位于让位缺口的两侧。两个基板固定条的相对侧侧面开设有滑槽。基板的两侧边缘分别设置在两个基板固定条的滑槽，构成滑动副。

作为优选，所述基板固定条的滑槽底部嵌有多颗LED灯。

作为优选，所述的基板采用透明材料。

作为优选，所述的基板两侧面的粗糙度不同。

作为优选，所述滑杆的内端设置有夹具，外端设置有勾环。

该粘附力测试装置使用的测试方法包括生物静摩擦力-粘附力测试方法和附着装置附着力-静摩擦力测试方法。

生物静摩擦力-粘附力测试方法的具体步骤如下：

步骤一、初始状态下，基板呈水平状态。将被测生物放置在基板上。

步骤二、电机驱动旋转轴转动，使翻转平台的持续转动，旋转角度θ由角度传感器测得，在旋转中θ持续增大。

步骤三、若被测生物在0°≤θ≤90°时发生移动，则计算被测生物在当前基板的粗糙度下能够产生的最大静摩擦力F₁＝mg·sinθ₁；其中m为被测生物的重量，g为重力加速度；θ₁为被测生物移动时翻转平台转动角度。之后直接进入步骤五。

若被测生物在0°≤θ≤90°时均未发生移动，则进入步骤四。