摩擦系数测量实验装置的制作方法

本实用新型涉及摩擦系数物理实验装置技术领域。

背景技术：

物理实验中，测量不同材质的摩擦系数是重要的一个实验课程，传统的实验方式是使用拉力计手动拉动物体在不同材质的物体表面进行滑动，通过测量所用拉力和物体质量进行计算。但是传统的测量方式很难保证物体做匀速运动，因此造成读数困难，很难得到准确的拉力数值。不仅如此，受到桌面等实验器材的限制，物体的运动距离受到很大限制，有事需要进行多次操作才能得到所需数据，非常麻烦。另外，在进行不同材质的摩擦系数测量实验时，通常选用不同的物体进行实验，需要频繁的更换实验物体并测量其质量，非常繁琐。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种摩擦系数测量实验装置。体积小，有效降低实验所需空间，方便实验进行；使用时，采用电控恒速装置和读数装置，更加容易实现匀速运动和读数，方便测量；实验操作简单，更换实验条件方便，节省时间，提高实验效率。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种摩擦系数测量实验装置，包括“L”形实验台和六棱柱实验块；“L”形实验台水平部分开有矩形皮带安装槽；矩形皮带安装槽内安装有皮带传动装置；所述皮带传动装置包括：恒速电机、皮带和与“L”形实验台转动连接的两根转轴；恒速电机的动力输出端与其中一根转轴固定连接；恒速电机与“L”形实验台固定连接；皮带外表面的中间部分为粘接区；粘接区上粘接有材质层；“L”形实验台上端右侧固定有“n”形支架；“n”形支架上端安装有液晶显示器，左端固定有压力传感器模块；压力传感器模块左端固定有垫块；压力传感器模块的输出端与液晶显示器的输入端连接；六棱柱实验块放置在材质层上，与材质层滑动配合；垫块左侧开有与六棱柱实验块右侧中间棱角形状和位置对应的凹槽；六棱柱实验块的六个侧面的材质均不相同；“L”形实验台左侧竖直部分滑动连接有三层抽屉；中层抽屉内存放有侧面为不同材质组合的六棱柱实验块；下层抽屉内存放有不同材质的材质层。

进一步优化本技术方案，摩擦系数测量实验装置的上层抽屉内存放有不同材质的或是相同材质不同表面处理方法并且其它参数相同的滑块。

进一步优化本技术方案，摩擦系数测量实验装置的“L”形实验台底端四角螺纹连接有支脚，上端后侧固定有左右方向的A气泡水平仪和前后方向的B气泡水平仪。

本实用新型与传统实验装置相比，其有益效果在于：

1、采用物体不动，接触面运动的方式，有效降低实验所需的空间，方便实验进行；采用恒速电机带动皮带的皮带传动装置，更加简单的实现匀速运动的实验条件；皮带表面可粘接不同的材质层，更换实验条件简单方便，实验数据更丰富；采用压力传感器模块和液晶显示器将摩擦力等参数实时显示，读书方便；六棱柱实验块的侧面材料均不行同，更换实验条件简单，可更加直观的对比摩擦系数大小；

2、存放的不同材质或相同材质不同表面处理方法的滑块可以更多的增加实验的对比数据，更多的展示摩擦系数的相关因素；

3、通过调节支脚配合A气泡水平仪和B气泡水平仪将实验装置调节至水平状态，实验过程中不增加角度因素，实验误差更小，结果的计算过程更加简单。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型票皮带传动装置的结构示意图；

图3为本实用新型的剖视图；

图4为本实用新型的电路图；

图5为本实用新型的逻辑电路图；

图中，1、“L”形实验台；2、六棱柱实验块；3、矩形皮带安装槽；4、恒速电机；5、皮带；6、转轴；7、粘接区；8、材质层；9、“n”形支架；10、液晶显示器；11、压力传感器模块；12、垫块；13、凹槽；14、抽屉；15、滑块；16、支脚；17、A气泡水平仪；18、B气泡水平仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-5所示，摩擦系数测量实验装置，包括“L”形实验台1和六棱柱实验块2；“L”形实验台1水平部分开有矩形皮带安装槽3；矩形皮带安装槽3内安装有皮带传动装置；所述皮带传动装置包括：恒速电机4、皮带5和与“L”形实验台1转动连接的两根转轴6；恒速电机4的动力输出端与其中一根转轴6固定连接；恒速电机4与“L”形实验台1固定连接；皮带5外表面的中间部分为粘接区7；粘接区7上粘接有材质层8；“L”形实验台1上端右侧固定有“n”形支架9；“n”形支架9上端安装有液晶显示器10，左端固定有压力传感器模块11；压力传感器模块11左端固定有垫块12；压力传感器模块11的输出端与液晶显示器10的输入端连接；六棱柱实验块2放置在材质层8上，与材质层8滑动配合；垫块12左侧开有与六棱柱实验块2右侧中间棱角形状和位置对应的凹槽13；六棱柱实验块2的六个侧面的材质均不相同；“L”形实验台1左侧竖直部分滑动连接有三层抽屉14；中层抽屉14内存放有侧面为不同材质组合的六棱柱实验块2；下层抽屉14内存放有不同材质的材质层8；上层抽屉14内存放有不同材质的或是相同材质不同表面处理方法并且其它参数相同的滑块15；“L”形实验台1底端四角螺纹连接有支脚16，上端后侧固定有左右方向的A气泡水平仪17和前后方向的B气泡水平仪18。

使用时，通过调节支脚16来调节实验装置的水平状态，通过观察A气泡水平仪17和B气泡水平仪18来分别判断实验装置是否处于水平位置，保证实验过程中没有角度因素的影响。

本实用新型中选用六棱柱，也可以选用八棱柱或棱角更多的棱柱，但是侧面多的同时也会使棱柱在实验过程中更加不稳定，综合考虑侧面数量和稳定性，选用六棱柱效果更优。

开始实验时，将六棱柱放在皮带5的材质层8上，使六棱柱实验块2尽量靠近垫块12。打开控制开关，恒速电机4带动转轴6转动，从而带动皮带5向右转动，六棱柱实验块2将与垫块12贴合，六棱柱实验块2右侧中间的棱角将与垫块12上的凹槽13贴合，从而限制六棱柱实验块2的旋转，使六棱柱实验块2在材质层8上保持稳定，不会出现翻转。六棱柱实验块2与垫块12接触以后，在摩擦力的作用下将挤压压力传感器，压力传感器将测量的压力值通过微型处理器处理后显示在液晶显示器10上，通过液晶显示器10就可以直接读取此时摩擦力数值，根据六棱柱实验块2的质量就可以计算出此时与材质层8接触的表面材料在此时材质层8上的摩擦系数。例如六棱柱实验块2选用玻璃，材质层8选用塑料，就可以测量出玻璃和塑料之间的摩擦系数；或者二者同时选用塑料，就可以得到塑料与塑料之间的摩擦系数。

需要测量不同材料在相同材质层8上的摩擦系数时，关闭控制开关，将六棱柱实验块2翻转至所需将所需的材料表面与材质层8接触，然后打开控制开关，等待皮带传动装置到达稳定状态时读取测量数据即可。

需要测量同一种材料在不同材质层8上的摩擦系数时，通过控制开关将装置关闭，将皮带5上的材质层8揭下，从下层抽屉14中取出所需材质层8粘贴在皮带5上的粘贴区上，然后进行实验，读取实验数据。本实用新型中的材质层8厚度只需很薄一层即可，这样既可以保证材质层8具有良好的柔韧性，可以保证与皮带5良好的贴合，特别是在转弯处，同时又可以保证正常的实验效果。本实用新型中的粘接方式可以采用粘扣的方式，也可以采用磁力粘贴的方式。例如六棱柱选用塑料，材质层8分别选用皮革和木质，就可以分别得到塑料和皮革、塑料盒木质材料之间的摩擦系数。

当不同材料或是相同材料不同表面处理方法的滑块15放在材质层8上时，可以得到直观的得到摩擦系数的对比数据，例如滑块15分别选用毛面玻璃和光面玻璃，材质层8选用橡胶。如果进行长时间实验，可以很清楚的看到摩擦力的变化，从前后的实验数据中可以计算出摩擦系数的变化，这样就可以很直观的了解到摩擦系数的变化。同时，将相同的滑块15放在不同的材质层8上时可以清楚的对比出摩擦系数变化快慢等数据。例如滑块15选用毛面玻璃，材质层8分别选用毛面玻璃和光面玻璃。