[实用新型]一种微小试验力摩擦力测量结构及其应变部件

说明书

本实用新型公开了一种微小试验力摩擦力测量结构及其应变部件。其包括支撑座、滑动底座、摩擦力测量机构，滑动底座可动地设置在支撑座上，滑动底座上设有转轴，摩擦力测量机构包应变部件、加载机构、配重、位移传感器，应变部件呈山字形结构，应变部件的两个支臂上均设有变形缝隙，变形缝隙将应变部件的支臂分为位于外侧的形变支撑部分和位于内侧的弹性部分，形变支撑部分和弹性部分在上端相连接，应变部件的中间臂通过其横向臂与两个支臂上的弹性部分的下端相连接，应变部件的两个支臂的形变支撑部分的下端分别设有一个位移传感器，应变部件通过其两个支臂的形变支撑部分与滑动底座上的转轴连接，加载机构设置在应变部件的中间臂的自由端的端部。

技术领域

本实用新型涉及一种微小试验力摩擦力测量结构，主要用于微小试验力加载情况下的摩擦力的测量。本实用新型还涉及上述的微小试验力摩擦力测量结构用的应变部件。

背景技术

现有技术中，对于微小试验力摩擦力的测量一直是一个技术难题。现有的摩擦力测量大多是采用摩擦力传感器来进行测量，但是现有的摩擦力传感器大多存在结构复杂、测量精度低的缺陷，尤其对于微小摩擦力无法实现高精度的测量。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种结构简单、能够实现微小摩擦力测量的微小试验力摩擦力测量结构。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种微小试验力摩擦力测量结构，其特征是：包括支撑座、滑动底座、摩擦力测量机构，所述支撑座上设置有导轨和滚珠丝杠，所述滑动底座可动地设置在所述支撑座上的导轨上并与所述支撑座上的滚珠丝杠连接，所述滑动底座上可转动地设置有转轴，所述摩擦力测量机构包应变部件、加载机构、配重、位移传感器，所述应变部件整体呈山字形结构，所述应变部件的两个支臂上均设置有沿其长度方向的变形缝隙，所述变形缝隙将所述应变部件的支臂分为位于外侧的形变支撑部分和位于内侧的弹性部分，所述弹性部分为弹性片结构，所述形变支撑部分和所述弹性部分在上端相连接，所述应变部件的中间臂通过其横向臂与两个支臂上的弹性部分的下端相连接，所述应变部件的两个支臂的形变支撑部分的下端分别设置有一个所述位移传感器，所述应变部件通过其两个支臂的形变支撑部分与所述滑动底座上的转轴连接，所述加载机构设置在所述应变部件的中间臂的自由端的端部，在所述应变部件的两个形变支撑部分处分别设置有所述配重。

本实用新型中，通过滚珠丝杠的旋转可带动滑动底座及与滑动底座连接在一起的摩擦力测量机构沿导轨进行移动，以适应不同的试样距离。加载机构可对位于加载机构下方的试样加载一定的试验力，配重用于对应变部件进行平衡。下试样在旋转或往复过程中与加载机构连接的上试样接触产生一定的摩擦力，摩擦力通过应变部件的中间臂传递给支臂上的弹性部分，弹性部分受力后产生一定的变形，通过两侧的位移传感器分别测量出相应的变形量，通过对两个变形量的差分计算可计算出相应的摩擦力的大小。本实用新型中的应变部件利用了杠杆放大原理，将微小的摩擦力产生的变形量通过杠杆放大原理转化为应变部件的弹性部分的较大位移变化，从而通过位移传感器测得弹性部分的准确变形量，最终通过差分计算可得到精确的摩擦力数值。

进一步的，为保证微小试验力的加载，所述加载机构为砝码加载机构。

进一步的，所述应变部件的中间臂内为中空结构。应变部件的中间臂采用中空结构可减少应变部件的重量，可调整平衡灵敏度，增加测量摩擦力精度。

进一步的，所述应变部件的下部设置有U形托架，所述应变部件通过所述U 形托架与所述滑动底座上的转轴连接。采用U形托架时，应变部件两侧的形变支撑部分可设置在U形托架的两个支臂上，应变部件的横向臂及弹性部分可悬浮于U形托架的两个支臂之间，保证应变部件的应变部分不受外力影响，保证测量精度。

进一步的，为保证测量精度，所述应变部件的变形缝隙的宽度为1mm-3mm，所述应变部件的弹性部分的厚度为0.2mm-2mm，所述应变部件的支臂长度与所述变形缝隙的宽度比为40-120。