定向微摩擦力转动轨道装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是可以使物体在沿导轨方向上受到的摩擦力无限接近于零的实验平台，通 过高速旋转的导轨，实现导轨上滑块所受到的沿导轨方向上的摩擦力无限趋近于零。可以 作为分析及测量控制技术，机床，运输，土木工程、建筑、采矿等领域的传动平台。属于仪器 仪表技术领域。
【背景技术】
[0002] 对于定向微摩擦力转动导轨，目前的【背景技术】有新型气垫导轨 (CN201520461217.2)、改进型气垫导轨（CN201420791655.0)、螺旋形气垫导轨刚体转动实 验装置(CN201410538342.9)等实验平台。以上实验平台是以气垫导轨为平台所改进创新的 或是以接触面光滑，变滑动为滚动，使接触面分离的常规思路上所创造的，其效果并不理 想。而气垫导轨是一个虽然使运动时的接触摩擦力大大减小摩擦，却仍在运动时受到气垫 层的粘滞阻力、能在花快上放置过重的实验材料和携带不方便等不足之处。
【发明内容】
[0003] 本发明的定向微摩擦力转动轨道装置，导轨上的物体在导轨上运动时，导轨自身 高速自转，在滑块与导轨摩擦力大小不变的情况下通过转动导轨使其在滑动摩擦力不变的 情况下，将绝大部分的摩擦力作用于沿导轨，减小了沿导轨方向上的摩擦力。其受力分析请 见附图，其科学原理为:滑动摩擦力大小决定于压力大小和接触面的粗糙程度，压力大小和 接触面性质相同时，滑动摩擦力f大小不变，导轨切线方向受摩擦力f x，沿导轨方向上的摩 擦力为fy。导轨自转的线速度为Vx，滑块沿导轨运动速度Vy，V x> > Vy，则合速度V，则有：
[0004]
[0005]
[0006]
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[0008] 为达到上述特征，本发明由机械系统组成。其中机械系统的连接方式是双轴电动 机与转动导轨由锥形伞状齿轮相连接，转动导轨再通过轴承座与底座相连接，滑块与转动 导轨是直接接触摩擦相连接的。
[0009] 其优点有：
[0010] 1，滑块沿转动导轨方向上受到摩擦力远远小于一般滑动摩擦和滚动摩擦，其受到 的沿转动导轨方向上的摩擦力远远低于气垫导轨所受到的粘滞力。
[0011] 2,滑块上可以载重操作。
[0012] 3，该装置操作简单，运行稳定，方便在上面进行实验研究探索。
[0013] 4,该装置携带方便，对环境要求不高，适用范围广泛，可以大规模推广适用。
[00M] 5,造价低，保养容易，耗能低，效率高。
【附图说明】
[0015] 1，图1为发明原理的受力分析图。
[0016] 2,图2为定向微摩擦力转动轨道装置的等轴观测图，其中轴承座1，轴承座2,轴承 座3，轴承座4，锥形伞状齿轮组5，锥形伞状齿轮组6，导轨7，导轨8，滑块9，电动机10，底座 11〇
[0017] 3,图3为定向微摩擦力转动轨道装置的俯视图。
[0018] 4,图4为定向微摩擦力转动轨道装置的前视图。
[0019] 5,图5为定向微摩擦力转动轨道装置的右视图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图进一步阐述本专利的具体安装实施及工作原理：
[0021 ] (1)将轴承座1，轴承座2相距600mm固定在底座11上；轴承座3，轴承座4相距600mm 且平行于轴承座1，轴承座2固定在底座11上；
[0022] (2)将导轨7,导轨8穿过滑块9且导轨8平行于导轨7,使滑块9可以自由的在导轨轨 上滑动；
[0023] (3)导轨8固定在轴承座2,轴承座4上;导轨9固定在轴承座1，轴承座3上；
[0024] (4)将锥形伞状齿轮组5固定到导轨7的接近于轴承座3的一端和双轴电动机接近 于轴承座4的一端;将锥形伞状齿轮组6固定到导轨8的接近于轴承座4的一端和双轴电动机 接近于轴承座4的一端；
[0025] (5)将双轴电动机固定在底座11上，且将锥形伞状齿轮组5,锥形伞状齿轮组6完全 咬合；
[0026] (6)当启动双轴电动机10时，双轴电动机10将带动导轨7和导轨8高速旋转，由于导 轨同轴自转速度远大于导轨的振动固有频率，能有效避免导轨7与导轨8的甩动。此时，导轨 7与导轨8转速等大反向，且与滑块9之间产生滑动摩擦力，由于导轨7与导轨8高速旋转，其 旋转速度远远大于滑块9沿导轨7,导轨8运动的速度，且导轨7与导轨8均为由里向外转动， 运动方向相反，所以使导轨7对滑块9所带来的摩擦力与导轨8与滑块9所带来的摩擦力相互 抵消，滑块9受到横向的摩擦力相互平衡，沿导轨方向的摩擦力将会很小，可以忽略不计。
【主权项】
1. 一种以外力为动力的定向微摩擦力转动轨道装置，包括：导轨2个、带双孔的滑块一 个、轴承座4个、齿轮组2组、双轴电动机1个、底座1个为一体的定向微摩擦力实验器，其特征 在于电动机两侧的长轴通过齿轮组与两轨道相连，两轨道水平平行，导轨每端安装轴承座 并通过轴承座做固定在底座上，滑块穿过两个轨道。2. 根据权利要求1所描述其特征在于启动双轴电动机10时，双轴电动机10将带动导轨7 和导轨8高速旋转，与滑块9之间产生滑动摩擦力，由于导轨7与导轨8高速旋转，其旋转速度 远远大于滑块9沿导轨7,导轨8运动的速度，这样滑块与导轨之间的滑动摩擦力方向主要由 轨道自转决定，滑动摩擦力方向几乎在垂直于导轨方向上，沿导轨方向上滑块受到的摩擦 力十分微小。3. 根据权利要求1所描述其特征在于导轨7与导轨8均转动，且转动方向相反，所以使导 轨7对滑块9所带来的摩擦力与导轨8与滑块9所带来的摩擦力相互抵消，滑块9受到横向的 摩擦力相互平衡。4. 根据权利要求1所描述其特征在于启动双轴电动机10时，双轴电动机10将带动导轨7 和导轨8高速旋转，由于导轨自转是同轴转动，速度远大于导轨的振动固有频率，能有效避 免导轨7与导轨8的甩动。5. 根据权利要求1所描述其特征在于轴承座1，轴承座2固定在底座11上;轴承座3,轴承 座4且平行于轴承座1，轴承座2固定在底座11上，将导轨7，导轨8穿过滑块9且导轨8平行于 导轨7，滑块9可以自由的在导轨上滑动。6. 根据权利要求1所描述其特征在于导轨8固定在轴承座2,轴承座4上；导轨9固定在轴 承座1，轴承座3上，使轨道转动轴摩擦阻力减小。
【专利摘要】定向微摩擦力转动轨道装置是物体沿导轨运动时受到沿导轨方向的摩擦力很小的仪器，能为力学研究或生产生活提供更好的减小在一定方向上摩擦力的方案。主要用途：力学实验，机械传动。解决的问题：运动方向上摩擦阻力大。本发明的目的在于提供一种可以减小运动沿特定运动方向所受到的摩擦力的实验平台，包括动力系统、导轨、轴承座、及滑块。解决该问题的技术方案要点：滑块穿过两个平行导轨，可沿导轨方向滑动。滑块沿轨道滑动时，两个导轨自身在外力带动下高速自转，导轨因转动产生垂直轨道的线速度远大于滑块沿导轨滑动的速度，使滑块与导轨之间的摩擦力方向几乎垂直于导轨，在滑动摩擦力大小不变的情况下，沿导轨方向上摩擦力很小。
【IPC分类】G09B23/10
【公开号】CN105513464
【申请号】CN201510951609
【发明人】殷睿泽
【申请人】殷睿泽
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月21日