一种滚动摩擦力的实验装置的制作方法

本实用新型属于滚动摩擦力实验技术领域，具体涉及一种滚动摩擦力的实验装置。

背景技术：

如果没有摩擦力我们的生活将变得异常悲惨；不光人无法行走、车辆无法开动、连吃饭、穿衣都成了问题,饭将从我们嘴里滑掉,衣服既抓不住也穿不到身上,人无法拿工具和文具,各种工作和劳动也将一事无成。所以人们在日常生活和生产中不但依赖摩擦,而且还设法增加有益的摩擦。如你在爬山时穿上橡胶底的运动鞋防滑；汽车在冰道上行驶时,路面要撒些炉渣或沙子,或者在车轮胎上缚防滑链等。

摩擦力可以分为静摩擦力、滚动摩擦力和滑动摩擦力。摩擦力是中学物理中的一项重要的趣味性实验，经过实验可以让学生了解不同物体表面的摩擦力大小不同的情况，目前所使用的摩擦力实验装置是采用弹簧测力计牵引一个块状物体，通过不同光滑度的木板表面，通过弹簧测力计的读数可以知道不同的光滑程度的木板上摩擦力的大小。同时也可以在块状物体安装滚轮，重复上述实验动作可以通过弹簧测力计知道，不同光滑程度木板上的滚动摩擦力的大小。上述这种摩擦力实验装置对于见惯了高科技产品的学生来说没有足够的吸引力，实验趣味性差，同时自动化程度低；发明人基于现有技术中的缺陷研发了一种摩擦力实验装置，能够很好地解决现有摩擦力实验装置中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种滚动摩擦力的实验装置，其结构设计简单、科学合理、自动化程度高；本实用新型能够解决现有摩擦力实验装置自动化程度不高，实验趣味性差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种滚动摩擦力的实验装置，包括支撑框架、纵向连接板、安装板；支撑框架为l型，纵向连接板固定设置在支撑框架的左侧上部的中间位置，呈纵向设置，安装板为四方形的平板，安装板固定设置在纵向连接板的底部位置；滚动轮安装架固定设置在安装板的底部位置，滚动轮安装架包括弧形板，弧形板为上部宽下部逐渐变窄的弧形，弧形板在安装板的底部呈前后对称设置，弧形板与安装板的底部固定焊接，安装孔固定设置在弧形板的侧部；转动轴穿过滚轮和弧形板的安装孔通过轴承座固定在弧形板的内侧位置；自动伸缩装置焊接固定在弧形板的内侧壁上，自动伸缩装置套装在转动轴的前后两端；牵拉钢绳的左端固定设置有牵拉环，牵拉钢绳的左端与自动伸装置的内侧固定连接；滑动支架固定设置有两个，滑动支架在支撑框架的右端呈前后对称设置，滑动装置固定设置在滑动支架的前后两侧位置；底座固定设置在支撑框架的右侧底部位置，底座为四角设置有支座的四方形；电动推杆固定设置有两个，呈前后对称设置，拉力传感器固定设置有两个，每个电动推杆的伸缩杆上部固定设置有拉力传感器，拉力传感器的一侧固定设置有接线端；前侧牵拉钢绳与前侧拉力传感器的上部固定连接，后侧牵拉钢绳与后侧拉力传感器的上部固定连接；电源控制柜固定设置在支撑框架的右端的前侧位置，电源控制柜的上部中间位置固定设置有拉力显示屏，拉力显示屏的下部位置固定设置有启闭开关；移动底板电动推杆固定设置在支撑框架的左侧底部纵梁中间位置，移动底板电动推杆的伸缩杆与移动底板的左侧中间位置固定连接；移动底板的底部两侧位置固定设置有滑动块，滑动槽固定设置有两个，滑动槽分别固定设置在支撑框架底部前后横梁上；实验板固定设置在移动底板上，限位螺柱通过固定设置在移动底板的四角的限位孔将实验板拧紧固定在移动底板上。

所述自动伸缩装置包括壳体，壳体为凹入的圆形，固定套筒固定设置在壳体的中心位置，伸缩口固定设置在壳体的侧部位置，带式伸缩弹簧以固定套筒为中心盘绕在壳体的内部，带式伸缩弹簧的一端与固定套筒的外圈固定焊接，另一端中间位置固定设置有固定孔，铆钉穿过固定孔将牵拉钢绳固定连接。

所述自动伸缩装置的带式伸缩弹簧从伸缩口延伸到壳体的外部，铆钉穿过固定孔和牵拉钢绳的左端牵拉环将带式伸缩弹簧与牵拉钢绳固定连接。

所述自动伸缩装置的壳体固定焊接在弧形板上的安装孔中；固定套筒的内圈固定套装在转动轴前端位置。

所述滑动装置包括滑动轴，滑动轴穿过滑动支架上部的通孔固定连接，将滑动圆筒套装在滑动轴上。

所述牵拉钢绳的右端从滑动装置的滑动圆筒接触通过，并与电动推杆的拉力传感器的上部固定连接。

所述电动推杆和移动底板电动推杆通过连接线与电源控制柜中的电源和启闭开关固定连接；电动推杆和移动底板电动推杆的行程速度相同。

所述拉力传感器从接线端连接连接线与电源控制柜中的电源和拉力显示屏固定连接。

这种滚动摩擦力的实验装置的使用过程为：当需要用这种滚动摩擦力的实验装置对不同光滑度的实验板进行滚动摩擦力实验时，首先将表面光滑度较高的实验板放置在滚轮下部的移动底板上，同时用四个限位螺柱拧紧固定在限位孔上将实验板固定；然后利用电动推杆和移动底板电动推杆的启闭开关使两个电动推杆和移动底板电动推杆同时动作，电动推杆的伸缩杆向上推出一个行程，此时自动伸缩装置中的带式伸缩弹簧由于自身的弹性回缩作用，将牵拉钢绳缩回到壳体中，此时这种滚动摩擦力的实验装置处于实验准备的初始状态；当电动推杆的伸缩杆进行回缩动作时，通过电动推杆伸缩杆拉回动作，在滑动支架和滑动装置的配合作用下，同时移动底板电动推杆的伸缩杆向右推进，使移动底板通过滑动块和滑动槽的配合滑动作用，让移动底板与滚轮同样的速度向右移动，此时两根牵拉钢绳拉动滚轮接触实验板产生滚动摩擦力，电动推杆的两个拉力传感器所检测到拉力在拉力显示屏显示具体的数值，记录实验数据；如果需要更换光滑度较低的实验板时，首先将第一次实验光滑度较高的实验板取下，更换光滑度较低的实验板，重复上述动作即可；通过对不同光滑度的实验板的滚动摩擦力的实验，可以明显知道滚轮滚动所克服摩擦力的大小与实验板表面粗糙程度的关系，提高了滚动摩擦力实验的趣味性，从而使学生对摩擦力的知识点掌握的更加牢固。以上过程就是这种滚动摩擦力的实验装置的使用过程。

所述自动伸缩装置焊接固定在弧形板的内侧壁上，自动伸缩装置套装在转动轴的前后两端；自动伸缩装置包括壳体，壳体为凹入的圆形，固定套筒固定设置在壳体的中心位置，伸缩口固定设置在壳体的侧部位置，带式伸缩弹簧以固定套筒为中心盘绕在壳体的内部，带式伸缩弹簧的一端与固定套筒的外圈固定焊接，另一端中间位置固定设置有固定孔，铆钉穿过固定孔将牵拉钢绳固定连接；通过自动伸缩装置的设置可以自动将牵拉钢绳盘绕在壳体中，防止了牵拉钢绳因电动推杆伸缩杆的伸开导致牵拉钢绳偏离滑动位置。

所述牵拉钢绳的左端固定设置有牵拉环，牵拉钢绳的左端与自动伸装置的内侧固定连接；这样设置的主要目的是为了通过牵拉钢绳的设置，以电动推杆为伸缩动力，利用牵拉钢绳牵拉作用使滚轮克服实验板的摩擦力，实现其滚轮的滚动。

所述滑动支架固定设置有两个，滑动支架在支撑框架的右端呈前后对称设置，滑动装置固定设置在滑动支架的前后两侧位置；滑动装置包括滑动轴，滑动轴穿过滑动支架上部的通孔固定连接，将滑动圆筒套装在滑动轴上；这样设置的主要目的是一方面对牵拉钢绳具有导向的作用，另一方面可以减少拉力传感器对电动推杆的牵引力误差。

所述拉力传感器固定设置有两个，每个电动推杆的伸缩杆上部固定设置有拉力传感器，拉力传感器的一侧固定设置有接线端；这样设置的主要目的是为了通过拉力传感器的设置，并利用拉力显示屏显示滚轮克服实验板摩擦力所需的牵引力的大小。

所述移动底板电动推杆固定设置在支撑框架的左侧底部纵梁中间位置，移动底板电动推杆的伸缩杆与移动底板的左侧中间位置固定连接；移动底板的底部两侧位置固定设置有滑动块，滑动槽固定设置有两个，滑动槽分别固定设置在支撑框架底部前后横梁上；这样设置的主要目的是为了使滚轮和实验板之间产生滚动摩擦力，并利用拉力传感器测得滚轮和实验板之间的滚动摩擦力。

本实用新型的有益效果：本技术方案提供一种滚动摩擦力的实验装置，其结构设计简单、科学合理、自动化程度高；本实用新型能够解决现有摩擦力实验装置自动化程度不高，实验趣味性差的问题。大大提高了摩擦力实验的趣味性，使学生对知识点的掌握更加牢固，同时提高了摩擦力实验装置的自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的自动伸缩装置的结构示意图；

图3为本实用新型的移动底板底部的结构示意图；

图中标记：1、支撑框架，2、纵向连接板，3、安装板，4、滚轮安装架，401、弧形板，402、安装孔，5、转动轴，6、轴承座，7、滚轮，8、自动伸缩装置，801、壳体，802、固定套筒，803、伸缩口，804、带式伸缩弹簧，805、固定孔，806、铆钉，9、牵拉钢绳，10、牵拉环，11、滑动支架，12、滑动装置，121、滑动轴，122、滑动圆筒，13、底座，14、电动推杆，15、拉力传感器，16、接线端，17、电源控制柜，18、拉力显示屏，19、启闭开关，20、移动底板电动推杆，21、移动底板，22、滑动块，23、滑动槽，24、实验板，25、限位螺柱，26、限位孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，本实用新型所采用的技术方案是：一种滚动摩擦力的实验装置，包括支撑框架1、纵向连接板2、安装板3；支撑框架1为l型，纵向连接板2固定设置在支撑框架1的左侧上部的中间位置，呈纵向设置，安装板3为四方形的平板，安装板3固定设置在纵向连接板2的底部位置；滚动轮安装架4固定设置在安装板3的底部位置，滚动轮安装架4包括弧形板401，弧形板401为上部宽下部逐渐变窄的弧形，弧形板401在安装板3的底部呈前后对称设置，弧形板401与安装板3的底部固定焊接，安装孔402固定设置在弧形板401的侧部；转动轴5穿过滚轮7和弧形板401的安装孔402通过轴承座7固定在弧形板401的内侧位置；自动伸缩装置8焊接固定在弧形板401的内侧壁上，自动伸缩装置8套装在转动轴5的前后两端；牵拉钢绳9的左端固定设置有牵拉环10，牵拉钢绳9的左端与自动伸装置8的内侧固定连接；滑动支架11固定设置有两个，滑动支架11在支撑框架1的右端呈前后对称设置，滑动装置12固定设置在滑动支架11的前后两侧位置；底座13固定设置在支撑框架1的右侧底部位置，底座13为四角设置有支座的四方形；电动推杆14固定设置有两个，呈前后对称设置，拉力传感器15固定设置有两个，每个电动推杆14的伸缩杆上部固定设置有拉力传感器15，拉力传感器15的一侧固定设置有接线端16；前侧牵拉钢绳9与前侧拉力传感器15的上部固定连接，后侧牵拉钢绳9与后侧拉力传感器15的上部固定连接；电源控制柜17固定设置在支撑框架1的右端的前侧位置，电源控制柜17的上部中间位置固定设置有拉力显示屏18，拉力显示屏18的下部位置固定设置有启闭开关19；移动底板电动推杆20固定设置在支撑框架1的左侧底部纵梁中间位置，移动底板电动推杆20的伸缩杆与移动底板21的左侧中间位置固定连接；移动底板21的底部两侧位置固定设置有滑动块22，滑动槽23固定设置有两个，滑动槽23分别固定设置在支撑框架1底部前后横梁上；实验板24固定设置在移动底板21上，限位螺柱25通过固定设置在移动底板21的四角的限位孔26将实验板24拧紧固定在移动底板21上。

所述自动伸缩装置8包括壳体801，壳体801为凹入的圆形，固定套筒802固定设置在壳体801的中心位置，伸缩口803固定设置在壳体801的侧部位置，带式伸缩弹簧804以固定套筒802为中心盘绕在壳体801的内部，带式伸缩弹簧804的一端与固定套筒802的外圈固定焊接，另一端中间位置固定设置有固定孔805，铆钉806穿过固定孔805将牵拉钢绳9固定连接。

所述自动伸缩装置8的带式伸缩弹簧804从伸缩口803延伸到壳体801的外部，铆钉906穿过固定孔805和牵拉钢绳9的左端牵拉环10将带式伸缩弹簧804与牵拉钢绳9固定连接。

所述自动伸缩装置8的壳体801固定焊接在弧形板401上的安装孔402中；固定套筒802的内圈固定套装在转动轴5前端位置。

所述滑动装置12包括滑动轴121，滑动轴121穿过滑动支架11上部的通孔固定连接，将滑动圆筒122套装在滑动轴121上。

所述牵拉钢绳9的右端从滑动装置12的滑动圆筒122接触通过，并与电动推杆14的拉力传感器15的上部固定连接。

所述电动推杆14和移动底板电动推杆20通过连接线与电源控制柜17中的电源和启闭开关19固定连接；电动推杆14和移动底板电动推杆20的行程速度相同。

所述拉力传感器15从接线端16连接连接线与电源控制柜17中的电源和拉力显示屏18固定连接。

这种滚动摩擦力的实验装置的使用过程为：当需要用这种滚动摩擦力的实验装置对不同光滑度的实验板24进行滚动摩擦力实验时，首先将表面光滑度较高的实验板24放置在滚轮8下部的移动底板21上，同时用四个限位螺柱25拧紧固定在限位孔26上将实验板24固定；然后利用电动推杆14和移动底板电动推杆20的启闭开关19使两个电动推杆14和移动底板电动推杆20同时动作，电动推杆14的伸缩杆向上推出一个行程，此时自动伸缩装置8中的带式伸缩弹簧804由于自身的弹性回缩作用，将牵拉钢绳9缩回到壳体801中，此时这种滚动摩擦力的实验装置处于实验准备的初始状态；当电动推杆14的伸缩杆进行回缩动作时，通过电动推杆14伸缩杆拉回动作，在滑动支架11和滑动装置2的配合作用下，同时移动底板电动推杆20的伸缩杆向右推进，使移动底板21通过滑动块22和滑动槽23的配合滑动作用，让移动底板21与滚轮7同样的速度向右移动，此时两根牵拉钢绳9拉动滚轮7接触实验板24产生滚动摩擦力，电动推杆14的两个拉力传感器15所检测到拉力在拉力显示屏18显示具体的数值，记录实验数据；如果需要更换光滑度较低的实验板24时，首先将第一次实验光滑度较高的实验板24取下，更换光滑度较低的实验板24，重复上述动作即可；通过对不同光滑度的实验板24的滚动摩擦力的实验，可以明显知道滚轮7滚动所克服摩擦力的大小与实验板24表面粗糙程度的关系，提高了滚动摩擦力实验的趣味性，从而使学生对摩擦力的知识点掌握的更加牢固。以上过程就是这种滚动摩擦力的实验装置的使用过程。