本实用新型专利技术公开了一种用于黏附材料的黏附特性试验装置，涉及测量装置技术领域，包括底座、测试面板、用于测量获取测试面板空间受力的三维力传感器，线性执行器提供一个直线滑动副，机械臂的前端与线性执行器的滑动部安装固定，末端安装固定有自适应安装板。本实用新型专利技术的机械臂能以黏附材料的实际应用场景为依据，通过机械臂模拟性地按设定的运动轨迹和速度驱动黏附材料与测试面板接触、粘附，及通过加载结构模拟性地复刻黏附材料的受力情况，大大提高了黏附特性试验的试验条件与实际应用场景的贴合程度，能更准确、有效地反应黏附材料在实际应用中的黏附性能，使黏附特性试验得到的试验结果具备实际指导性。到的试验结果具备实际指导性。到的试验结果具备实际指导性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于黏附材料的黏附特性试验装置
[0001]本技术涉及力测量装置
，具体涉及一种用于测量黏附力的装置及方法。
技术介绍
[0002]黏附材料是一种广泛应用于日常生活和工业领域的材料，如可重复使用的胶带、具有黏附材料的工业夹持器和爬壁机器人，均应用有黏附材料。以测试的方式获取黏附材料黏附力等力学性能，是指导和实现黏附材料实际应用必不可少的过程。
[0003]通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案用于评估黏附材料的力学性能：
[0004]现有技术1：
[0005]申请号：CN202121062465.1，申请日：2021.05.18，公开(公告)日：2021.12.14，该现有技术涉及力测量装置
，尤其是涉及一种黏液湿粘附力和摩擦力测量装置，在保证精度的同时可以测出竖直黏附力及水平摩擦力。本技术提供的测量装置，包括：底板，竖直固定台，所述竖直固定台固定连接于所述底板的一侧；水平支板，所述水平支板固定连接于所述底板的上表面，其两侧形成有水平滑槽；水平滑板，所述水平滑板滑动连接于所述水平滑槽；测力平台固定连接于所述水平滑板上靠近所述竖直固定台的一侧；第一传动机构传动连接于所述水平滑板上；竖直支板，所述竖直支板固定连接于所述竖直固定台的内侧面，其两侧形成有竖直滑槽；竖直滑板，所述竖直滑板滑动连接于所述竖直滑槽；第二传感机构传动连接于所述竖直滑板上。
[0006]该现有技术能够通过施加位移测量生物黏液在竖直方向上的黏附力以及水平摩擦力
[0007]现有技术2：一种仿生爪刺片平面力的测量装置
[0008]申请号：CN202210858259.4，申请日：2022.07.20，公开(公告)日：2022.09.16，该现有技术涉及空间探测
，特别涉及一种仿生爪刺片平面力的测量装置。该装置包括型材主架、二维移动平台、待测仿生爪刺片、横向拉力传感器及纵向拉力传感器，其中二维移动平台设置于型材主架上，二维移动平台具有沿横向和竖直方向移动的自由度；纵向拉力传感器设置于二维移动平台上，横向拉力传感器与纵向拉力传感器垂直连接，待测仿生爪刺片与横向拉力传感器连接；当待测仿生爪刺片抓附待测表面时，横向拉力传感器测量横向拉力，纵向拉力传感器测量竖直法向拉力。本技术能准确测量仿生爪刺片竖直平面力的大小，测试精度高，操作简便，采集数据准确有效。
[0009]该现有技术通过两个移动平台能够测量仿生爪刺片上的横向拉力以及竖直法向拉力。
[0010]现有技术3：
[0011]美国加州大学圣巴巴拉分校设计了用于测量仿壁虎黏附材料附着力和摩擦力的试验装置，同样是通过位移控制拖拽吸附在表面的黏附材料，测量出附着力和摩擦力。
[0012]现有技术4：
[0013]美国斯坦福大学设计了一种用于测量微型爪刺切向力的试验装置。该设备通过切向拖拽微型爪刺能够测量表面受到的切向力。
[0014]然而在一些实际应用中，如具有黏附材料的工业夹持器，需要在三维空间内以一定速度和方向接触物体并进行抓取；又如爬壁机器人在攀爬过程中，足末端的黏附材料会以一定轨迹和速度与墙面接触和脱附，并在切向方向上受到恒定的机器人的重力作用。尽管以上这些测量装置在一定程度上测量得出了黏附材料的力学性能，但无法模拟黏附材料在空间中实际的运动轨迹和受力情况，导致其测量获得的黏附材料力学性能并不能与实际应用情况相匹配，无法较好地评估黏附材料在实际应用中的性能表现，也无法较好地指导黏附材料的实际应用。
[0015]通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本技术的新颖性；并且以上现有技术的相互组合没有破坏本技术的创造性。
技术实现思路
[0016]本技术正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种用于黏附材料的黏附特性试验装置。
[0017]本技术为解决技术问题采用如下技术方案：
[0018]一种用于黏附材料的黏附特性试验装置，包括作为机架的底座及位于所述底座上方的测试面板，所述底座和测试面板之间设有三维力传感器，所述三维力传感器安装固定至底座上，其敏感元件与测试面板安装连接，用于测量获取所述测试面板的空间受力；
[0019]还包括线性执行器、机械臂、加载结构和自适应结构；
[0020]所述线性执行器安装固定于测试面板侧方，提供有一个直线滑动副；所述机械臂的前端与线性执行器的滑动部安装固定，末端安装固定有自适应安装板；
[0021]所述加载结构输出恒定力，其输出端作用于线性执行器的滑动部，使所述滑动部产生沿直线滑动副滑动的运动趋势；所述机械臂的末端可相对于前端作空间内设定轨迹的运动，所述自适应安装板提供有空间内被动三向转动的欠驱动自由度。
[0022]进一步的，所述自适应安装板包括由上至下依次设置的安装转接件、固定上板和样品安装板；
[0023]所述安装转接件与机械臂的末端安装固定，其上沿竖向贯通固设固定轴；弹性橡胶块位于固定轴与固定上板之间，其顶端和底端分别与所述固定轴的底端及固定上板的顶面连接固定，使所述固定上板和样品安装板整体可做转轴沿竖直向的被动转动；
[0024]万向节安装连接于所述固定上板和样品安装板之间，使所述固定上板和样品安装板可做转轴位于水平面内的被动二向相对转动；至少三个自适应弹簧周向均布设于所述固定上板和样品安装板之间，所述自适应弹簧的顶端和底端分别与固定上板和样品安装板安装固定。
[0025]进一步的，所述机械臂包括由其前端至后端依次设置的大臂连接件、大臂、小臂连接件和小臂；
[0026]所述大臂连接件的前端通过上下摆舵机与线性执行器的滑动部安装连接，所述大臂连接件与线性执行器的滑动部间形成供大臂连接件上摆或下摆的转动副；所述大臂的前端通过大臂前后摆舵机与大臂连接件的末端安装连接，所述大臂与大臂连接件的末端间形
成供大臂前摆或后摆的转动副；所述小臂连接件的末端安装固定有小臂，前端通过小臂前后摆舵机与大臂的末端安装连接，所述小臂连接件与大臂的末端间形成供小臂连接件和小臂整体前摆或后摆的转动副。
[0027]进一步的，所述加载结构包括滚轮安装座、滚轮、绳和砝码，所述滚轮通过滚轮安装座转动安装至底座上，其上张紧绕所述绳；所述绳的前端作为加载结构的输出端，与线性执行器的滑动部连接固定，所述绳的末端栓接悬挂于底座外的砝码。
[0028]进一步的，所述滚轮的外缘开设有用于对绳进行限位的环形限位槽。
[0029]进一步的，所述线性执行器包括直线导轨和滑块，所述直线导轨安装固定至底座上，所述滑块作为线性执行器的滑动部，与所述直线导轨滑动配合连接。
[0030]进一步的，所述线性执行器还包括一对对立设置的导轨安装座，所述直线导轨通过该对对称设于其两端的导轨安装座安装固定至底座上。
[0031]进一步的，所述滑块上还设有用于安装固定机械臂的机械臂安装板。
[0032]进一步的，所述三维力传感器通过传感器固定座安装固定至底座上。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于黏附材料的黏附特性试验装置，包括作为机架的底座（1）及位于所述底座（1）上方的测试面板（5），其特征在于：所述底座（1）和测试面板（5）之间设有三维力传感器（6），所述三维力传感器（6）安装固定至底座（1）上，其敏感元件与测试面板（5）安装连接，用于测量获取所述测试面板（5）的空间受力；还包括线性执行器（2）、机械臂（3）、加载结构（8）和自适应结构（9）；所述线性执行器（2）安装固定于测试面板（5）侧方，提供有一个直线滑动副；所述机械臂（3）的前端与线性执行器（2）的滑动部安装固定，末端安装固定有自适应安装板（4）；所述加载结构（8）输出恒定力，其输出端作用于线性执行器（2）的滑动部，使所述滑动部产生沿直线滑动副滑动的运动趋势；所述机械臂（3）的末端可相对于前端作空间内设定轨迹的运动，所述自适应安装板（4）提供有空间内被动三向转动的欠驱动自由度。2.根据权利要求1所述的一种用于黏附材料的黏附特性试验装置，其特征在于：所述自适应安装板（4）包括由上至下依次设置的安装转接件（41）、固定上板（42）和样品安装板（43）；所述安装转接件（41）与机械臂（3）的末端安装固定，其上沿竖向贯通固设固定轴（45）；弹性橡胶块（46）位于固定轴（45）与固定上板（42）之间，其顶端和底端分别与所述固定轴（45）的底端及固定上板（42）的顶面连接固定，使所述固定上板（42）和样品安装板（43）整体可做转轴沿竖直向的被动转动；万向节（44）安装连接于所述固定上板（42）和样品安装板（43）之间，使所述固定上板（42）和样品安装板（43）可做转轴位于水平面内的被动二向相对转动；至少三个自适应弹簧（47）周向均布设于所述固定上板（42）和样品安装板（43）之间，所述自适应弹簧（47）的顶端和底端分别与固定上板（42）和样品安装板（43）安装固定。3.根据权利要求2所述的一种用于黏附材料的黏附特性试验装置，其特征在于：所述机械臂（3）包括由其前端至后端依次设置的大臂连接件（32）、大臂（34）、小臂连接件（36）和小臂（37）；所述大臂连接件（32）的前端通过上下摆舵机（31）与线性执行器（2）...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓杰，方盛昌，
申请(专利权)人：常州先进制造技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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