多功能手指摩擦试验设备制造技术

本发明专利技术提供了一种多功能手指摩擦试验设备，属于摩擦学领域。上述手指摩擦试验设备主要包括机座、滑动装置、转动装置、观察拍照装置、第一升降装置和手指支撑装置等，通过不同部件的组合可进行多种方式手指摩擦试验。使用时，将手指放在手指支撑板上进行固定，将摩擦试件板与试件安装组件进行连接固定，调整第一升降装置的高度使手指与摩擦试件接触直至到一定的压力(或拉力)；启动驱动机构，滑台带动摩擦试件板做单向运动或往复运动；摩擦试件板与手指之间相对滑动产生摩擦力。三维力传感器用于采集手指与摩擦试件板之间的摩擦力以及压力等数据。上述设备能够实时地采集手指摩擦相关数据，对进一步的科学研究均有比较重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
多功能手指摩擦试验设备
本专利技术涉及摩擦试验设备领域，具体而言，涉及一种多功能手指摩擦试验设备。
技术介绍
摩擦学(tribology)是研究表面摩擦行为的学科，即研究相对运动或有相对运动趋势的相互作用表面间的摩擦、润滑和磨损，及其三者间相互关系的基础理论和技术。而生物摩擦学是摩擦学领域内一个分支，是生物学和摩擦学的复合词。手指摩擦是生物摩擦学的一个重要研究方向在日常生活中，人们在手持工具或操作触屏设备时，手指与工具或设备之间不可避免存在一定的摩擦。研究手指摩擦的力学特性对于指导相关产品设计和制造具有比较重要的指导意义；另外，也可以为机器人触觉仿真硬件和软件设计提供试验数据参考。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种手指摩擦试验设备，其能够用于真人手指或者仿真手指与试件的摩擦试验研究。本专利技术是这样实现的：一种手指摩擦试验设备，其特征在于，包括：机座；滑动装置，所述滑动装置包括导轨、滑台和驱动机构，所述导轨与所述机座固定连接，所述滑台与所述导轨滑动配合，所述驱动机构与所述滑台传动连接；所述滑台上设置有三维力传感器和试件安装组件，所述试件安装组件通过所述三维力传感器与所述滑台连接；第一升降装置，所述第一升降装置与所述机座连接；手指支撑装置，所述手指支撑装置包括手指支撑板，所述手指支撑板与所述第一升降装置的上部连接。进一步，所述手指支撑装置还包括底板和两个角度调节板，两个所述角度调节板相对间隔设置，并与所述底板连接；所述手指支撑板通过转轴与所述角度调节板枢接，所述转轴垂直于所述角度调节板；所述角度调节板上设置有多个定位孔，所述定位孔沿圆弧分布，所述圆弧的圆心位于所述转轴的轴线上；所述手指支撑板的两侧设置有侧部连接板，所述侧部连接板上设置有通孔；所述通孔中设置有定位件，所述定位件穿过所述通孔和所述定位孔。进一步，所述手指支撑装置还包括角度调节组件、底板和两个角度调节板，两个所述角度调节板相对间隔设置，并与所述底板连接；所述手指支撑板通过转轴与所述角度调节板枢接，所述转轴垂直于所述角度调节板；所述角度调节组件包括转动杆、定位轮和锁定杆，所述转动杆的两端分别与两个角度调节板枢接；所述定位轮的圆周面上设置有多个定位槽，所述定位槽中设置有磁铁，所述锁定杆的一端与所述转动杆连接，另一端设置有磁铁并能插入到所述定位槽中；所述锁定杆上的磁铁与所述定位槽中的磁铁磁性相反；所述转动杆的一端设置有操作手柄。进一步，所述底板上设置有条形孔，所述条形孔垂直于所述导轨延伸；所述第一升降装置的上部设置有平台，所述条形孔中设置螺钉，所述底板与所述平台通过所述螺钉连接。进一步，所述试件安装组件包括相对间隔设置的支架侧板，所述支架侧板的上部用于连接所述摩擦试件板，下部用于连接所述三维力传感器。进一步，还包括观测拍照装置，所述观测拍照装置包括支撑杆和镜头，所述支撑杆与所述机座连接，所述镜头与所述支撑杆连接，并位于所述试件安装组件的上方。进一步，所述驱动机构包括第一电机、丝杆和支撑座，所述支撑座与所述机座连接，所述丝杆平行于所述导轨设置，并与所述支撑座可转动连接；所述第一电机与所述丝杆传动连接；所述丝杆与所述滑台螺纹连接。进一步，还包括第二升降装置和轮式试件安装装置，所述第二升降装置与所述机座连接；所述轮式试件安装装置包括第二电机、转接轴和安装架，所述第二电机与所述安装架传动连接，所述安装架通过转接轴与轮式试件连接。所述第二升降装置的上部设置有三维力传感器，该传感器与手指支撑结构连接，所述手指支撑结构位于所述轮式的下方。进一步，还包括光栅静尺和光栅动尺，所述光栅静尺与所述机座连接，所述光栅动尺与所述滑台连接。进一步，所述机座包括底板，所述底板上设置有多个连接孔。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过上述设计得到的手指摩擦试验设备，使用时，将手指放在手指支撑板上并利用胶带进行固定，将摩擦试件板与试件安装组件进行连接固定。并且，调整第一升降装置的高度，手指支撑板带动手指运动到摩擦试件板的位置，此时，手指与摩擦试件板接触并具有一定的压力。启动驱动机构，滑台带动摩擦试件板做往复运动；由于手指支撑板和手指均固定不动，因此，摩擦试件板与手指之间相对滑动产生摩擦力。三维力传感器将手指所受到的压力以及摩擦力进行实时采集，并将数据传输到存储器中。上述设备能够实时地采集手指摩擦相关数据，对进一步的科学研究均有比较重要的意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例1提供的手指摩擦试验设备在第一视角下的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例1提供的手指摩擦试验设备在第二视角下的整体结构示意图；图3是本专利技术实施例1提供的手指摩擦试验设备的左视图；图4是本专利技术实施例1提供的手指支撑板结构示意图；图5是本专利技术实施例2提供的手指摩擦试验设备的整体结构示意图；图6是本专利技术实施例3提供的手指摩擦试验设备的整体结构示意图；图7是本专利技术实施例4提供的手指支撑装置的整体结构示意图；图8是本专利技术实施例4提供的角度调节组件以及转轴的结构示意图；图9是本专利技术实施例4提供的图8的仰视结构示意图；图10是本专利技术实施例4提供的锁定杆锁定状态下的结构示意图。图标：100-手指摩擦试验设备；110-机座；112-座板；120-滑动装置；122-导轨；124-滑台；125-驱动机构；127-三维力传感器；131-光栅动尺；132-光栅静尺；140-试件安装组件；142-支架侧板；150-第一升降装置；160-手指支撑装置；162-底板；1622-条形孔；164-角度调节板；1642-定位孔；166-手指支撑板；1662-侧部连接板；167-转轴；170-观测拍照装置；180-第二升降装置；190-轮式试件安装装置；200-角度调节组件；210-转动杆；212-操作手柄；220-定位轮；221-定位槽；230-锁定杆；231-连接段；232-锁定段；010-摩擦试件板。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能手指摩擦试验设备，其特征在于，包括：机座；滑动装置，所述滑动装置包括导轨、滑台和驱动机构，所述导轨与所述机座固定连接，所述滑台与所述导轨滑动配合，所述驱动机构与所述滑台传动连接；所述滑台上设置有三维力传感器和试件安装组件，所述试件安装组件用于安装试件，并通过所述三维力传感器与所述滑台连接；第一升降装置，所述第一升降装置与所述机座连接；手指支撑装置，所述手指支撑装置与所述第一升降装置的上部连接，调节第一升降装置的高度能够使所述手指支撑装置相对于所述试件安装组件靠近或远离。

【技术特征摘要】
1.一种多功能手指摩擦试验设备，其特征在于，包括：机座；滑动装置，所述滑动装置包括导轨、滑台和驱动机构，所述导轨与所述机座固定连接，所述滑台与所述导轨滑动配合，所述驱动机构与所述滑台传动连接；所述滑台上设置有三维力传感器和试件安装组件，所述试件安装组件用于安装试件，并通过所述三维力传感器与所述滑台连接；第一升降装置，所述第一升降装置与所述机座连接；手指支撑装置，所述手指支撑装置与所述第一升降装置的上部连接，调节第一升降装置的高度能够使所述手指支撑装置相对于所述试件安装组件靠近或远离。2.根据权利要求1所述的手指摩擦试验设备，其特征在于：所述手指支撑装置包括手指支撑板、底板和两个角度调节板，两个所述角度调节板相对间隔设置，并与所述底板连接；所述手指支撑板通过转轴与所述角度调节板枢接，所述转轴垂直于所述角度调节板；所述角度调节板上设置有多个定位孔，所述定位孔沿圆弧分布，所述圆弧的圆心位于所述转轴的轴线上；所述手指支撑板的两侧设置有侧部连接板，所述侧部连接板上设置有通孔；所述通孔中设置有定位件，所述定位件穿过所述通孔和所述定位孔。3.根据权利要求1所述的手指摩擦试验设备，其特征在于：所述手指支撑装置还包括角度调节组件、底板和两个角度调节板，两个所述角度调节板相对间隔设置，并与所述底板连接；所述手指支撑板通过转轴与所述角度调节板枢接，所述转轴垂直于所述角度调节板；所述角度调节组件包括转动杆、定位轮和锁定杆，所述转动杆的两端分别与两个角度调节板枢接；所述定位轮套接在所述转轴上；所述锁定杆为L型，包括连接段和锁定段，所述连接段和所述锁定段垂直连接，所述连接段与所述转动杆固定连接，所述锁定段设置有磁铁；所述定位轮的圆周面上设置有多个定位槽，所述定位槽中设置有磁铁，所述锁定杆上的磁铁与所述定位槽中...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪，莫继良，石心余，靳忠民，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51