[发明专利]一种超低摩擦的轮-阜结构摩擦副

权利要求书

1.一种超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，包括主表面和从表面；

所述主表面上设置有若干个面片阵列，所述从表面设置有若干等间距排列的凸棱；

每个所述面片阵列包括若干个按设定规律排列的轮子，每个轮子的圆心通过使其做往复运动的机构与主表面活动连接；

在所述主表面在外力作用下相对于从表面运动时，所述轮子在使其做往复运动的机构的拉力作用下做复摆运动并与所述从表面上的排列的凸棱依次发生周期性接触与分离；

所述轮子通过弹簧与主表面活动连接，弹簧为轮子滚动提供回复力；

在所述主表面在外力作用下相对于从表面运动时，通过主表面和从表面的相互作用，实现超低摩擦力，当主表面上的轮子顶弧受到外力时，发生偏转，并在弹簧拉力作用下做复摆运动并与从表面上排列的凸棱依次发生周期性接触与分离；

所述轮-阜结构摩擦副的实验平台包括可调节角度的轨道平台和滑板车，滑板车放置于轨道平台上；

滑板车与轨道平台的接触面为曲面；

轨道平台上设置有若干等间距的凸棱；

滑板车作为所述轮-阜结构摩擦副的主表面，轨道平台作为所述轮-阜结构摩擦副中的从表面；

滑板车相对于轨道平台运动时，滑板车与轨道平台上的凸棱依次发生周期性接触和分离；

轨道平台包括斜面、凸棱、前支架、后支架和底座；

斜面通过前支架和后支架作为支撑放置在底座上方，前支架和后支架高度均可调节；

斜面上均匀设置有若干间距可调且间距相等的凸棱；

滑板车包括两组轮排、连接机构和刚性平板；

每组轮排均包括若干个轮子，且每个轮子均通过一个连接机构与刚性平板活动连接；

两组轮排分别设置于刚性平板的前端下方和后端下方，且同一组轮排中的轮子的圆心在同一条直线上；

刚性平板上设置有外加载荷；

连接机构包括两个弹簧、轮子支架和轴；

两个弹簧的上端和轮子支架的上端均与其对应的轮子上方的刚性平板下表面固定连接；

两个弹簧的下端分别与穿过轮子圆心的轴的两端固定连接；

轮子支架的下端位于轴的下方；

轮子支架为空心槽结构，轮子穿过空心槽并通过弹簧与刚性平板活动连接；

每个所述轮子与刚性平板和凸棱的接触面为弧形结构；

所述轮-阜结构摩擦副的实验平台中将主表面的轮子分布排列在刚性平板上，从表面的轨道凸棱等间距固定在斜面上，在主表面的相对运动中，轮子和凸棱之间发生周期性接触和分离，实现整体的平稳运动。

2.根据权利要求1所述的超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，所述从表面上的各个凸棱的表面宽度为定值。

3.根据权利要求1所述的超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，每个所述面片阵列中，相邻两个轮子之间的距离是凸棱宽度c的2倍。

4.根据权利要求1所述的超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，相邻两个所述凸棱之间的距离W为所述凸棱宽度c的整数倍。

5.根据权利要求1所述的超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，在每个所述面片阵列中，同一排轮子的数量m与相邻两个凸棱之间的距离W的关系为：

W=[2(m-1)+1]*c

式中，c为凸棱宽度。

6.根据权利要求1所述的超低摩擦的轮-阜结构摩擦副，其特征在于，所述轮子半径与主平面相对于从平面运动时的摩擦力成反比。