一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构的制作方法

1.本发明涉及定位机构领域，尤其涉及一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构。


背景技术：

2.冰上运动会对冰面造成划伤，并且真冰对使用环境要求较高，为了维护冰面的平整度，保证正常使用，需要投入大量的人力、物力对冰面进行维护。随着新材料的不断研发，各种仿真冰材料逐渐应用于仿真冰场，但不同材质的仿真冰材料，具有不同的特性。如何开发一种应用于仿真冰摩擦系数测量的冰刀定位机构，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构，可以实现冰刀的驱动，使其能够在水平和竖直两个方向上移动。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构，包括垂直运动组件和测试用的冰刀或仿真冰实验块，所述垂直运动组件安装在固定座上，所述冰刀或仿真冰实验块安装在所述垂直运动组件的工作端。
6.进一步的，所述垂直运动组件包括电动推杆、导轴固定板、直线光轴和安装组件，所述电动推杆的顶部通过电动推杆连接板安装在所述固定座顶部凸出的平板上，所述电动推杆的底部通过连接板与所述导轴固定板连接，所述直线光轴通过上下两个箱式轴承座连接在所述导轴固定板上，所述直线光轴的中部设置有固定配重块，所述直线光轴的底端通过所述安装组件连接有所述冰刀或仿真冰实验块，所述箱式轴承座通过连接座安装在所述导轴固定板上；
7.所述电动推杆伸缩运动通过所述连接板带动所述导轴固定板上下竖直移动，不同数量的砝码放置在所述固定配重块带动所述直线光轴及底部的冰刀或仿真冰实验块向下移动与塑料仿真冰圆盘或转盘接触实现不同受力状态下的滑动摩擦，并通过相配合的测力装置获得滑动摩擦力。
8.再进一步的，所述电动推杆连接板通过螺栓安装在所述固定座顶部凸出的平板上。
9.再进一步的，所述连接板包括并排设置的第一连接板和第二连接板，所述导轴固定板通过螺栓固定在所述第一连接板、第二连接板的前面上，所述第一连接板、第二连接板的底面与所述底座之间设置有导向机构。
10.再进一步的，所述导向机构包括安装在所述底座上的直线滑轨，所述第一连接板、第二连接板的底面与所述直线滑轨滑动连接且沿所述直线滑轨上下竖直运动。
11.再进一步的，所述安装组件包括导轴连接板和冰刀固定座，滑组，所述导轴连接板
连接在所述直线光轴的底端，所述冰刀固定座与所述导轴连接板之间设置有滑组，所述冰刀或仿真冰实验块安装在所述冰刀固定座上。
12.再进一步的，所述导轴固定板的底部设置有压力传感器，所述压力传感器通过压力传感器固定座连接在所述导轴固定板上，所述压力传感器的工作端与所述冰刀固定座相接触。
13.再进一步的，所述压力传感器固定座均通过螺栓连接在所述导轴固定板的工作侧面上。
14.再进一步的，还包括水平运动组件，所述固定座安装在所述水平运动组件上并沿所述水平运动组件水平移动靠近或远离仿真冰定位机构，所述水平运动组件安装在测量装置的工作平台上。
15.再进一步的，所述水平运动组件包括水平滑台转接板、水平滑台和步进电机，所述水平滑台通过所述水平滑台转接板安装在所述工作平台上，所述步进电机的工作端通过联轴器与丝杠的一端连接，所述丝杠的另一端可旋转的安装在所述水平滑台上，所述丝杠上螺纹连接有水平移动座上，所述固定座的底部与所述水平移动座连接，并在所述步进电机的驱动下沿所述丝杠水平移动。
16.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
17.本发明一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构，包括垂直运动组件、水平运动组件和测试用的施力件，其中施力件包括冰刀或仿真冰实验块，垂直运动组件包括电动推杆、导轴固定板、直线光轴和安装组件，水平运动组件包括水平滑台转接板、水平滑台和步进电机；垂直运动组件安装在固定座上，通过电动推杆带动施力件完成上下竖直位置的调整，再通过直线光轴上砝码的增加实现施力件的下降；步进电机驱动固定座实现水平位置的移动；还包括压力传感器，压力传感器通过压力传感器固定座连接在导轴固定板上，压力传感器的工作端与冰刀固定座相接触；塑料仿真冰圆盘旋转时与冰刀或仿真冰实验块接触并通过压力传感器进行二者摩擦系数的测量。本发明构思巧妙，结构紧凑合理，通过垂直运动组件、水平运动组件的合理排布实现冰刀或仿真冰实验块等施力件的位置调整，调整方便快捷，运行稳定。
附图说明
18.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
19.图1为本发明滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构主视图；
20.图2为本发明滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构剖视图；
21.图3为本发明滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构仰视图；
22.附图标记说明：1、水平滑台转接板；2、水平滑台；3、步进电机；4、固定座；5、电动推杆连接板；6、电动推杆；7、连接板；7
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1、第一连接板；7
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2、第二连接板；8、导轴固定板；9、直线光轴；10、箱式轴承座；11、固定配重块；12、连接座；13、导轴连接板；14、滑组；15、冰刀固定座；16
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1、冰刀；16
‑
2、仿真冰实验块；17、直线滑轨；18、压力传感器固定座；19、压力传感器。
具体实施方式
23.如图1
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3所示，一种滑动摩擦系数测量装置用冰刀定位机构，包括垂直运动组件和测试用的冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2，所述垂直运动组件安装在固定座4上，所述冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2安装在所述垂直运动组件的工作端。
24.具体的，所述垂直运动组件包括电动推杆6、导轴固定板8、直线光轴9和安装组件，所述电动推杆6的顶部通过电动推杆连接板5安装在所述固定座4顶部凸出的平板上，所述电动推杆连接板5通过螺栓安装在所述固定座4顶部凸出的平板上；所述电动推杆6的底部通过连接板与所述导轴固定板8连接，所述直线光轴9通过上下两个箱式轴承座10连接在所述导轴固定板8上，所述直线光轴9的中部设置有固定配重块11，所述直线光轴9的底端通过所述安装组件连接有所述冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2，所述箱式轴承座10通过连接座12安装在所述导轴固定板8上；所述电动推杆6伸缩运动通过所述连接板7带动所述导轴固定板8上下竖直移动，不同数量的砝码放置在所述固定配重块11带动所述直线光轴9及底部的冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2向下移动与塑料仿真冰圆盘或转盘接触实现不同受力状态下的滑动摩擦，并通过相配合的测力装置获得滑动摩擦力。具体的，所述直线光轴9可以设置为一根、两根或更多根，根据实际需要进行设定，箱式轴承座10的布置与直线光轴9相匹配，砝码的结构根据直线光轴9的数量及布置方式作出相应改变即可。
25.所述连接板包括并排设置的第一连接板7
‑
1和第二连接板7
‑
2，所述导轴固定板8通过螺栓固定在所述第一连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2的前面上，所述第一连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2的底面与所述底座4之间设置有导向机构。具体的，所述导向机构包括安装在所述底座4上的直线滑轨17，所述第一连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2的底面与所述直线滑轨17滑动连接且沿所述直线滑轨17上下竖直运动。
26.所述安装组件包括导轴连接板13和冰刀固定座15，所述导轴连接板13连接在所述直线光轴9的底端，所述冰刀固定座15与所述导轴连接板13之间设置有滑组14，所述冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2安装在所述冰刀固定座15上。具体的，所述滑组14可采用交叉滚子直线导轨滑组，产生相互移动的两个或两组滑轨通过螺钉分别连接在导轴连接板13、冰刀固定座15，所述冰刀16
‑
1或仿真冰实验块16
‑
2与下方旋转的塑料仿真冰圆盘或转盘接触产生滑动摩擦时，冰刀固定座15受力带动与之连接的滑轨发生水平移动，冰刀固定座15的侧壁与压力传感器接触，压力传感器将产生的侧向力即滑动摩擦力测出并传输给控制器。
27.具体的，所述导轴固定板8的底部设置有压力传感器19，所述压力传感器19通过压力传感器固定座18连接在所述导轴固定板8上，所述压力传感器19的工作端与所述冰刀固定座15相接触。
28.具体的，还包括水平运动组件，所述固定座4安装在所述水平运动组件上并沿所述水平运动组件水平移动靠近或远离仿真冰定位机构，所述水平运动组件安装在测量装置的工作平台上。所述水平运动组件包括水平滑台转接板1、水平滑台2和步进电机3，所述水平滑台2通过所述水平滑台转接板1安装在所述工作平台上，所述步进电机3的工作端通过联轴器与丝杠的一端连接，所述丝杠的另一端可旋转的安装在所述水平滑台2上，所述丝杠上螺纹连接有水平移动座上，所述固定座4的底部与所述水平移动座连接，并在所述步进电机3的驱动下沿所述丝杠水平移动。
29.此外，另一实施例中，所述水平运动组件包括水平滑台和气缸，所述水平滑台通过
所述水平滑台转接板安装在所述工作平台上，所述气缸的工作端与所述固定底座的一端连接，所述固定座的底部与所述水平滑台之间设置有导向键，所述气缸驱动所述固定座沿所述导向键水平移动。驱动用的气缸还可替换为油缸或直线电缸，以实现水平滑台的水平直线移动。
30.本发明的工作过程如下：
31.第一种工作模式即测量冰刀16
‑
1与塑料仿真冰圆盘5之间的摩擦系数的工作过程如下：
32.首先，冰刀的安装：电动推杆6的工作杆收缩，通过第一连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2带动导轴固定板8、连接座12整体沿直线滑轨17上升，连接座12上升一定距离后，就会接触到固定配重块11，连接座12继续上升就会带动固定配重块11上升，从而使直线光轴9、导轴连接板13、滑组14、冰刀固定座15整体上移，到达一定高度后，将冰刀16
‑
1固定在冰刀固定座15上；然后，将仿真冰定位机构上的塑料仿真冰圆盘通过锁紧帽和螺栓固定在转盘上，保证塑料仿真冰圆盘安装的牢固性和平整度。
33.其次，冰刀下降调整：电动推杆6的工作杆伸出使其沿直线滑轨17下降，通过连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2带动导轴固定板8、连接座12整体下降，当连接座12与固定配重块11分离后，继续下降时，由于冰刀16
‑
1支撑在塑料仿真冰圆盘上，使冰刀16
‑
1、冰刀固定座15、滑组14、导轴连接板13、直线光轴9保持现有位置不动，随着电动推杆6的继续下降，在固定配重块11和连接座12间产生一个空隙，能够推算出固定配重块11和连接座12间的距离；
34.然后，摩擦运动的产生：当冰刀与下方的塑料仿真冰圆盘接触后，将砝码放置在固定配重块11上，此时冰刀受正压力与塑料仿真冰圆盘紧密接触，仿真冰定位机构上的伺服马达顺时针转动，驱动塑料仿真冰圆盘旋转给冰刀16
‑
1一个顺时针方向的切向摩擦力，通过滑组14将此摩擦力无损耗的传递给压力传感器19,当旋转速度稳定后，测量冰刀16
‑
1与塑料仿真冰圆盘间的滑动摩擦力。
35.为了提高塑料仿真冰圆盘的利用率，水平运动组件上的步进电机可带动固定座前后移动，从而使冰刀16
‑
1在塑料仿真冰圆盘的不同半径上滑动。
36.第二种工作模式即测量仿真冰实验块16
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2与转盘之间的摩擦系数的工作过程如下：
37.首先，仿真冰实验块的安装：电动推杆6的工作杆收缩，通过连接板7
‑
1、第二连接板7
‑
2带动导轴固定板8、连接座12整体沿直线滑轨17上升，连接座12上升一定距离后，就会接触到固定配重块11，连接座12继续上升就会带动固定配重块11上升，从而使直线光轴9、导轴连接板13、滑组14、冰刀固定座15整体上移，到达一定高度后，将仿真冰实验块16
‑
2固定在冰刀固定座15上，同时，将仿真冰定位机构上的塑料仿真冰圆盘从转盘上移除。
38.再有，仿真冰实验块高度的调整，电动推杆6的工作杆伸出使其沿直线滑轨17下降，通过连接板7
‑
1、第二连接板7
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2带动导轴固定板8、连接座12整体下降，当连接座12与固定配重块11分离后，继续下降时，由于仿真冰实验块16
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2支撑在转盘上，使仿真冰实验块16
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2、冰刀固定座15、滑组14、导轴连接板13、直线光轴9保持现有位置不动，随着电动推杆6的继续下降，固定配重块11和连接座12间设定为一个固定空隙值；
39.然后，滑动摩擦运动的产生：当仿真冰实验块与下方的测试件二接触后，使电动推杆6停止下降，将砝码放置在固定配重块11上，此时仿真冰实验块受正压力与仿真冰定位机
构上的转盘紧密接触，仿真冰定位机构上的伺服马达顺时针转动，转盘给仿真冰实验块16
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2一个顺时针方向的切向摩擦力，通过滑组14将此滑动摩擦力无损耗的传递给压力传感器19，当旋转速度稳定后，测量仿真冰实验块16
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2与转盘间的滑动摩擦力。
40.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。