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专利号: 2019100595344
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,包括上支撑板,所述上支撑板上设有用于安装待测磁敏橡胶的磁敏橡胶托槽,所述待测磁敏橡胶的一端上方设有非铁磁性摩擦小球,所述上支撑板上设有用于为所述非铁磁性摩擦小球提供初速度的弹射装置和用于测量所述非铁磁性摩擦小球在待测磁敏橡胶上运动过程中位移的速度检测装置;所述磁敏橡胶托槽下方设有用于向所述待测磁敏橡胶施加磁场的磁场发生组件,所述磁场发生组与上支撑板之间设有间距调节装置;通过间距调节装置调节磁场发生组件与待测磁敏橡胶之间的间距改变磁场强度,以调控待测磁敏橡胶的表面粗糙度、硬度、弹性模量和表面铁磁颗粒聚集度等参数,进而调控磁敏橡胶的滚动摩擦系数;所述速度检测装置通过采集模块将采集到的数据上传至上位机,所述上位机根据采集到的数据,计算得到不同场强作用下控磁敏橡胶的滚动摩擦系数,实现可控滚动摩擦系数检测。

2.根据权利要求1所述的基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,所述弹射装置包括固定在所述磁敏橡胶托槽的一端的底座,固定在所述底座上的连接杆,所述连接杆的一端连接有用于推动所述非铁磁性摩擦小球的推杆,另一端设有拉杆;所述连接杆上套有弹簧,底座上设有一挡板,所述拉杆的尾部穿过所述挡板与所述拉杆连接,所述弹簧设置在推杆与挡板之间。

3.根据权利要求1所述的基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,所述上支撑板的下方设有一个下支撑板;所述间距调节装置设置在所述上支撑板与下支撑板之间;所述磁场发生组件包括固定在所述下支撑板上的磁铁托槽,所述磁铁托槽与所述磁敏橡胶托槽上下对齐。

4.根据权利要求3所述的基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,所述间距调节装置包括若干连接在所述上支撑板与下支撑板之间的可调间距螺柱。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,所述速度检测装置包括设置在所述上支撑板上的传感器轨道;所述传感器轨道设置在所述磁敏橡胶托槽的一侧且与所述磁敏橡胶托槽相互平行设置;实验过程中还可在所述磁敏橡胶接触表面上施加润滑剂(水、植物油、矿物油等),模拟复杂滚动摩擦工况条件;所述传感器轨道上安装有至少两个激光位移传感器,所述激光位移传感器的测量点与非铁磁性摩擦小球的中心在同一水平面上。

6.根据权利要求3或4所述的基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测装置,其特征在于,所述下支撑板的底部设有若干调平支撑螺栓。

7.一种基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测方法,其特征在于,该检测方法利用权利要求1至6所述的检测装置实现摩擦系数检测,具体包括以下步骤:S1:利用所述弹射装置为所述非铁磁性摩擦小球提供一定的初速度,使其在磁敏橡胶上滚动,并利用激光位移传感器采集非铁磁性摩擦小球在待测磁敏橡胶上经过位移传感器时的速度;

S2:根据两个激光位移传感器采集到的速度计算得出待测磁敏橡胶的滚动摩擦系数;

S3:调节磁场发生组件向待测磁敏橡胶施加的磁场强度,以调控待测磁敏橡胶的表面粗糙度、硬度、弹性模量和表面铁磁颗粒聚集度等参数,进而调控磁敏橡胶的滚动摩擦系数,再重复步骤S1和步骤S2计算在不同磁场强度作用下待测磁敏橡胶的滚动摩擦系数。

8.根据权利要求7所述的一种基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测方法,其特征在于,步骤S1中所述的利用激光位移传感器采集非铁磁性摩擦小球在待测磁敏橡胶上经过位移传感器时的速度的具体方法包括:S11:将所述激光位移传感器的测量点与非铁磁性摩擦小球的中心在同一水平面上,此时非铁磁性摩擦小球分别经过两个激光位移传感器时所产生的位移变化的距离均等于非铁磁性摩擦小球的直径D;

S12:根据非铁磁性摩擦小球的直径D分别除以非铁磁性摩擦小球经过邻近非铁磁性摩擦小球初始运动的一侧激光位移传感器时所需的时间t1,得到非铁磁性摩擦小球经过该激光位移传感器时的速度v1;

S13:根据非铁磁性摩擦小球的直径D分别除以远离非铁磁性摩擦小球经过邻近非铁磁性摩擦小球初始运动的一侧激光位移传感器时所需的时间t2,得到非铁磁性摩擦小球经过该激光位移传感器时的速度v2。

9.根据权利要求8所述的一种基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测方法,其特征在于,步骤S2所述的根据两个激光位移传感器采集到的速度计算得出待测磁敏橡胶的滚动摩擦系数采用的具体公式为:FL=ΔE

其中,△E为非铁磁性摩擦小球在两个激光位移传感器之间滚动过程中所消耗的能量;

L为两个激光位移传感器测量点之间的磁敏橡胶段的长度,F为滚动摩擦力,R为小球半径,N为小球重量,k为滚动摩擦系数。

10.根据权利要求7或8所述的一种基于磁敏橡胶的可控滚动摩擦系数检测方法,其特征在于,两个所述激光位移传感器的间距可调。