專利名稱：桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于測量夾頭和夾持物之間最大靜摩擦系數(shù)的設備。特別涉及一種桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，可用于水果機械采摘裝置設計中，輔助設定夾 頭夾住果實的梗所需的夾持力的范圍。
背景技術：
隨著勞動力成本上升和技術進步，水果的機械化采摘技術的應用將越來越廣泛。 為了使采摘機械工作可靠，采摘機械采摘臂上的夾頭要能夾住水果，這就要求有一個合理 的夾持力。夾頭是靠摩擦力把水果夾住的。而摩擦力又和夾頭與果桿的最大靜摩擦系數(shù)以 及夾頭夾持力有關。這就需要一個測試果桿最大靜摩擦系數(shù)的測試裝置。目前主要有兩種測試摩擦系數(shù)的實驗模型或裝置第一種斜坡式，在一塊平板上放著滑塊或者小車，不斷傾斜平板，直到滑塊或者小 車開始滑動。測量平板和水平面的角度，從而計算出平板和滑塊或小車之間的摩擦系數(shù)。第二種，在水平面上放著滑塊，用拉力計連接滑塊，并水平施加拉力，直至滑塊開 始運動，從拉力計上直接讀出拉力大小。這兩種實驗模型或裝置都有他們的缺陷，如只適合接觸面為平面的情況，難于測 量圓柱形物體的最大靜摩擦系數(shù)。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術、方法的不足，提供一種調節(jié)容易、且能調節(jié) 圓柱形物體的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置。本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)一種桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其 包括支架、安裝于支架上的兩軌道、設于每一軌道上的內滑塊與外滑塊、連接于內滑塊與外 滑塊之間的第一彈簧、分別裝于兩內滑塊內側上用于夾持測試桿的夾頭、分別設于兩外滑 塊外側上的調節(jié)單元、用于拉動測試桿的拉頭、設于拉頭上的第二彈簧、用于測量第一彈簧 伸縮量的第一檢測單元、用于測量第二彈簧伸縮量的第二檢測單元及接收第一、第二檢測 單元數(shù)據(jù)并進行處理的檢測終端。該第一、第二檢測單元為位移傳感器或滑動變阻器；該軌道為T型軌道；該調節(jié)單 元包括與頂住外滑塊的螺桿及用于調節(jié)螺桿的螺母。該夾頭為可拆卸結構；該檢測終端為數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元或電腦。在夾持端，彈簧的彈力通過夾頭壓在測試桿上，通過滑動電阻器或者位移傳感器 測量彈簧的壓縮量，從而可以求得夾持力。拉頭端，拉力機等載荷施加裝置通過彈簧拉動測 試桿，滑動電阻器或者位移傳感器測量彈簧的伸長量，從而可以求得拉力。一旦夾持端出現(xiàn) 滑動，拉力將出現(xiàn)瞬間的峰值，檢測終端，如電腦記錄該峰值對應的拉力。通過夾持力和拉 力峰值的關系計算出最大靜摩擦系數(shù)。夾頭的形式和材料對最大靜摩擦系數(shù)的測量是有很大影響的，在本實用新型中，夾頭的形式和材料可更換的。形式可以包括平面型、花紋型、圓孔型等，材料包括塑料型、橡 膠型、鋼材型等。夾持力是通過固定倔強系數(shù)的彈簧的壓力提供的，可以通過調節(jié)螺母調整。通過 檢測單元檢測、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示，可以直接讀出夾持力的大小，檢測單元包括 滑動變阻器、位移傳感器等。拉力是由拉力機等載荷施加裝置通過固定倔強系數(shù)的彈簧施加的，通過檢測單元 檢測、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示，同樣可以直接讀出拉力的大小，檢測單元包括滑動變 阻器、位移傳感器等。本裝置的關鍵技術是判斷拉力剛好可以拉動測試桿的時刻，從而讀出臨界條件下 夾持力和拉力的大小。本實用新型是保持夾持力為某固定值，不斷加大拉大，直到夾頭與測 試桿產生相對滑動的臨界點出現(xiàn)，通過檢測終端，如電腦判斷臨界點，并自動記錄臨界情況 下的彈簧伸長量。與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型具有以下有益效果1、夾頭可快速更換。2、可以測試桿件與不同夾頭之間的摩擦力和最大靜摩擦系數(shù)特征。3、通過螺桿調整彈簧的壓縮量來調節(jié)夾持力，夾持力調節(jié)容易。4、通過滑動變阻器或者位移傳感器測量夾持力和拉力。5、通過夾頭與測試桿之間產生滑動時將使拉力出現(xiàn)波動峰值的特征，判斷相對滑 動臨界點的拉力。

圖1為本實用新型的裝置的立體結構圖。圖中1.支架；2.軌道；3.內、外滑塊；4.第一彈簧；5.螺桿；6.螺母；7.夾頭； 8.測試桿；9.拉頭；10.第二彈簧；11.第一檢測單元；12.第二檢測單元。圖2為本實用新型的夾頭與測試桿產生相對滑動的臨界點判斷原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不 限于此。圖1中，一種桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其包括支架1、安裝于支架1上的兩軌道2、設于每一軌道2上的內滑塊與外滑塊、連接于內滑塊與外滑塊之間的第一彈簧4、 分別裝于兩內滑塊內側上用于夾持測試桿的夾頭7、分別設于兩外滑塊外側上的調節(jié)單元、 用于拉動測試桿的拉頭9、設于拉頭9上的第二彈簧10、用于測量第一彈簧伸縮量的第一檢 測單元11、用于測量第二彈簧伸縮量的第二檢測單元12及接收第一、第二檢測單元11、12 數(shù)據(jù)并進行處理的檢測終端。該第一、第二檢測單元11、12為位移傳感器或滑動變阻器。該軌道2為T型軌道。該調節(jié)單元包括與頂住外滑塊的螺桿5及用于調節(jié)螺桿5 的螺母6，通過螺母6調節(jié)外滑塊3的位置進而調節(jié)夾持力的大小。該夾頭7為可拆卸結 構。[0029]測試桿8下端由拉頭9通過螺釘連接，拉頭9下面通過彈簧10連接到拉力機上面。圖2是夾頭與測試桿產生相對滑動的臨界點判斷原理圖，隨著位移的增加，拉力 線性增加，其中彈簧10的倔強系數(shù)一定，當測試桿突然被拉動時，拉力大小會出現(xiàn)一個抖 動過程，處理單元只要記錄拉力出現(xiàn)過的最大值，就是對應的臨界值。本實用新型的工作過程如下把與水果采摘裝置上相同材料、相同表面紋理特征、相同結構、相同表面粗糙度的夾頭7裝在內滑塊3的內側上，測試桿8置于夾頭7之間，通過螺桿5推進滑塊3，并壓住 測試桿8，通過滑動電阻器或者位移傳感器11測量彈簧4的壓縮量。測試桿的另一端通過 螺釘裝上拉頭9。拉力機或者其他載荷施加裝置在圖1所示的與拉頭9的下端固定。測試 過程中，拉力機往F箭頭所示的方向緩慢施加拉力。隨著拉力的增大置于拉頭9中的彈簧 10伸長，通過滑動電阻器或者位移傳感器測量彈簧10的伸長量。當施加的拉力足夠大，致 使夾頭7與測試桿8相對滑動時，拉頭9中的彈簧10伸長量將出現(xiàn)瞬間峰值，該峰值通過 滑動電阻器或者位移傳感器12傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由檢測終端，如電腦測出，并同時測出該時刻拉 頭9中彈簧10的實時伸長量。彈簧10的伸長量乘于彈簧10的倔強系數(shù)求得該時刻的拉 力峰值。通過夾持力和拉力峰值的關系計算出最大靜摩擦系數(shù)。
權利要求一種桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于包括支架(1)、安裝于支架(1)上的兩軌道(2)、設于每一軌道(2)上的內滑塊與外滑塊、連接于內滑塊與外滑塊之間的第一彈簧(4)、分別裝于兩內滑塊內側上用于夾持測試桿的夾頭(7)、分別設于兩外滑塊外側上的調節(jié)單元、用于拉動測試桿的拉頭(9)、設于拉頭(9)上的第二彈簧(10)、用于測量第一彈簧伸縮量的第一檢測單元(11)、用于測量第二彈簧伸縮量的第二檢測單元(12)及接收第一、第二檢測單元(11、12)數(shù)據(jù)并進行處理的檢測終端。
2.根據(jù)權利要求1所述的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于該第一、第 二檢測單元(11、12)為位移傳感器或滑動變阻器。
3.根據(jù)權利要求2所述的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于該軌道(2) 為T型軌道。
4.根據(jù)權利要求2所述的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于該調節(jié)單 元包括與頂住外滑塊的螺桿(5)及用于調節(jié)螺桿(5)的螺母(6)。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于 該夾頭(7)為可拆卸結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，其特征在于該檢測終 端為數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元或電腦。
專利摘要本實用新型涉及一種桿件表面最大靜摩擦系數(shù)測試裝置，包括支架、安裝于支架上的兩軌道、設于每一軌道上的內滑塊與外滑塊、連接于內滑塊與外滑塊之間的第一彈簧、分別裝于兩內滑塊內側上用于夾持測試桿的夾頭、分別設于兩外滑塊外側上的調節(jié)單元、用于拉動測試桿的拉頭、設于拉頭上的第二彈簧、用于測量第一彈簧伸縮量的第一檢測單元、用于測量第二彈簧伸縮量的第二檢測單元及接收第一、第二檢測單元數(shù)據(jù)并進行處理的檢測終端。本實用新型通過夾持力和拉力峰值的關系計算出最大靜摩擦系數(shù)。桿件與夾頭的最大靜摩擦系數(shù)，對水果采摘裝置夾持部分材料的選用和夾持力的確定是至關重要的。
文檔編號G01N19/02GK201569623SQ20092026505
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權日2009年12月11日
發(fā)明者劉天湖, 梁志輝, 鄒湘軍 申請人:華南農業(yè)大學