专利名称：杆件表面最大静摩擦系数测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量夹头和夹持物之间最大静摩擦系数的设备。特别涉及一种杆件表面最大静摩擦系数测试装置，可用于水果机械采摘装置设计中，辅助设定夹 头夹住果实的梗所需的夹持力的范围。
背景技术：
随着劳动力成本上升和技术进步，水果的机械化采摘技术的应用将越来越广泛。 为了使采摘机械工作可靠，采摘机械采摘臂上的夹头要能夹住水果，这就要求有一个合理 的夹持力。夹头是靠摩擦力把水果夹住的。而摩擦力又和夹头与果杆的最大静摩擦系数以 及夹头夹持力有关。这就需要一个测试果杆最大静摩擦系数的测试装置。目前主要有两种测试摩擦系数的实验模型或装置第一种斜坡式，在一块平板上放着滑块或者小车，不断倾斜平板，直到滑块或者小 车开始滑动。测量平板和水平面的角度，从而计算出平板和滑块或小车之间的摩擦系数。第二种，在水平面上放着滑块，用拉力计连接滑块，并水平施加拉力，直至滑块开 始运动，从拉力计上直接读出拉力大小。这两种实验模型或装置都有他们的缺陷，如只适合接触面为平面的情况，难于测 量圆柱形物体的最大静摩擦系数。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术、方法的不足，提供一种调节容易、且能调节 圆柱形物体的杆件表面最大静摩擦系数测试装置。本实用新型通过以下技术方案实现一种杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其 包括支架、安装于支架上的两轨道、设于每一轨道上的内滑块与外滑块、连接于内滑块与外 滑块之间的第一弹簧、分别装于两内滑块内侧上用于夹持测试杆的夹头、分别设于两外滑 块外侧上的调节单元、用于拉动测试杆的拉头、设于拉头上的第二弹簧、用于测量第一弹簧 伸缩量的第一检测单元、用于测量第二弹簧伸缩量的第二检测单元及接收第一、第二检测 单元数据并进行处理的检测终端。该第一、第二检测单元为位移传感器或滑动变阻器；该轨道为T型轨道；该调节单 元包括与顶住外滑块的螺杆及用于调节螺杆的螺母。该夹头为可拆卸结构；该检测终端为数据处理单元、显示单元或电脑。在夹持端，弹簧的弹力通过夹头压在测试杆上，通过滑动电阻器或者位移传感器 测量弹簧的压缩量，从而可以求得夹持力。拉头端，拉力机等载荷施加装置通过弹簧拉动测 试杆，滑动电阻器或者位移传感器测量弹簧的伸长量，从而可以求得拉力。一旦夹持端出现 滑动，拉力将出现瞬间的峰值，检测终端，如电脑记录该峰值对应的拉力。通过夹持力和拉 力峰值的关系计算出最大静摩擦系数。夹头的形式和材料对最大静摩擦系数的测量是有很大影响的，在本实用新型中，夹头的形式和材料可更换的。形式可以包括平面型、花纹型、圆孔型等，材料包括塑料型、橡 胶型、钢材型等。夹持力是通过固定倔强系数的弹簧的压力提供的，可以通过调节螺母调整。通过 检测单元检测、数据处理、数据传输、数据显示，可以直接读出夹持力的大小，检测单元包括 滑动变阻器、位移传感器等。拉力是由拉力机等载荷施加装置通过固定倔强系数的弹簧施加的，通过检测单元 检测、数据处理、数据传输、数据显示，同样可以直接读出拉力的大小，检测单元包括滑动变 阻器、位移传感器等。本装置的关键技术是判断拉力刚好可以拉动测试杆的时刻，从而读出临界条件下 夹持力和拉力的大小。本实用新型是保持夹持力为某固定值，不断加大拉大，直到夹头与测 试杆产生相对滑动的临界点出现，通过检测终端，如电脑判断临界点，并自动记录临界情况 下的弹簧伸长量。与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果1、夹头可快速更换。2、可以测试杆件与不同夹头之间的摩擦力和最大静摩擦系数特征。3、通过螺杆调整弹簧的压缩量来调节夹持力，夹持力调节容易。4、通过滑动变阻器或者位移传感器测量夹持力和拉力。5、通过夹头与测试杆之间产生滑动时将使拉力出现波动峰值的特征，判断相对滑 动临界点的拉力。

图1为本实用新型的装置的立体结构图。图中1.支架；2.轨道；3.内、外滑块；4.第一弹簧；5.螺杆；6.螺母；7.夹头； 8.测试杆；9.拉头；10.第二弹簧；11.第一检测单元；12.第二检测单元。图2为本实用新型的夹头与测试杆产生相对滑动的临界点判断原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不 限于此。图1中，一种杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其包括支架1、安装于支架1上的两轨道2、设于每一轨道2上的内滑块与外滑块、连接于内滑块与外滑块之间的第一弹簧4、 分别装于两内滑块内侧上用于夹持测试杆的夹头7、分别设于两外滑块外侧上的调节单元、 用于拉动测试杆的拉头9、设于拉头9上的第二弹簧10、用于测量第一弹簧伸缩量的第一检 测单元11、用于测量第二弹簧伸缩量的第二检测单元12及接收第一、第二检测单元11、12 数据并进行处理的检测终端。该第一、第二检测单元11、12为位移传感器或滑动变阻器。该轨道2为T型轨道。该调节单元包括与顶住外滑块的螺杆5及用于调节螺杆5 的螺母6，通过螺母6调节外滑块3的位置进而调节夹持力的大小。该夹头7为可拆卸结 构。[0029]测试杆8下端由拉头9通过螺钉连接，拉头9下面通过弹簧10连接到拉力机上面。图2是夹头与测试杆产生相对滑动的临界点判断原理图，随着位移的增加，拉力 线性增加，其中弹簧10的倔强系数一定，当测试杆突然被拉动时，拉力大小会出现一个抖 动过程，处理单元只要记录拉力出现过的最大值，就是对应的临界值。本实用新型的工作过程如下把与水果采摘装置上相同材料、相同表面纹理特征、相同结构、相同表面粗糙度的夹头7装在内滑块3的内侧上，测试杆8置于夹头7之间，通过螺杆5推进滑块3，并压住 测试杆8，通过滑动电阻器或者位移传感器11测量弹簧4的压缩量。测试杆的另一端通过 螺钉装上拉头9。拉力机或者其他载荷施加装置在图1所示的与拉头9的下端固定。测试 过程中，拉力机往F箭头所示的方向缓慢施加拉力。随着拉力的增大置于拉头9中的弹簧 10伸长，通过滑动电阻器或者位移传感器测量弹簧10的伸长量。当施加的拉力足够大，致 使夹头7与测试杆8相对滑动时，拉头9中的弹簧10伸长量将出现瞬间峰值，该峰值通过 滑动电阻器或者位移传感器12传输的数据由检测终端，如电脑测出，并同时测出该时刻拉 头9中弹簧10的实时伸长量。弹簧10的伸长量乘于弹簧10的倔强系数求得该时刻的拉 力峰值。通过夹持力和拉力峰值的关系计算出最大静摩擦系数。
权利要求一种杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于包括支架(1)、安装于支架(1)上的两轨道(2)、设于每一轨道(2)上的内滑块与外滑块、连接于内滑块与外滑块之间的第一弹簧(4)、分别装于两内滑块内侧上用于夹持测试杆的夹头(7)、分别设于两外滑块外侧上的调节单元、用于拉动测试杆的拉头(9)、设于拉头(9)上的第二弹簧(10)、用于测量第一弹簧伸缩量的第一检测单元(11)、用于测量第二弹簧伸缩量的第二检测单元(12)及接收第一、第二检测单元(11、12)数据并进行处理的检测终端。
2.根据权利要求1所述的杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于该第一、第 二检测单元(11、12)为位移传感器或滑动变阻器。
3.根据权利要求2所述的杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于该轨道(2) 为T型轨道。
4.根据权利要求2所述的杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于该调节单 元包括与顶住外滑块的螺杆(5)及用于调节螺杆(5)的螺母(6)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于 该夹头(7)为可拆卸结构。
6.根据权利要求5所述的杆件表面最大静摩擦系数测试装置，其特征在于该检测终 端为数据处理单元、显示单元或电脑。
专利摘要本实用新型涉及一种杆件表面最大静摩擦系数测试装置，包括支架、安装于支架上的两轨道、设于每一轨道上的内滑块与外滑块、连接于内滑块与外滑块之间的第一弹簧、分别装于两内滑块内侧上用于夹持测试杆的夹头、分别设于两外滑块外侧上的调节单元、用于拉动测试杆的拉头、设于拉头上的第二弹簧、用于测量第一弹簧伸缩量的第一检测单元、用于测量第二弹簧伸缩量的第二检测单元及接收第一、第二检测单元数据并进行处理的检测终端。本实用新型通过夹持力和拉力峰值的关系计算出最大静摩擦系数。杆件与夹头的最大静摩擦系数，对水果采摘装置夹持部分材料的选用和夹持力的确定是至关重要的。
文档编号G01N19/02GK201569623SQ20092026505
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘天湖, 梁志辉, 邹湘军 申请人:华南农业大学