專利名稱：一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及摩擦帶電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及ー種球盤式摩擦電測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
摩擦帶電已被人們廣泛接受，尤其在風(fēng)沙環(huán)境力學(xué)研究中，摩擦帶電已經(jīng)被學(xué)者承認(rèn)為ー種沙粒起電機(jī)理。然而，圓球與轉(zhuǎn)盤摩擦后產(chǎn)生電荷的主要影響因素是什么，帶電量的主要規(guī)律是什么，因受測(cè)量?jī)x器的制約目前沒有統(tǒng)ー的結(jié)果，因?yàn)?，沒有測(cè)量球盤式摩擦帶電的儀器。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中無法測(cè)量球盤式摩擦帶電量等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置，以實(shí)現(xiàn)能夠測(cè)量球盤摩擦帶電量、且測(cè)量精度高和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置，包括密閉容器，設(shè)在所述密閉容器外部的電荷儀、伺服電機(jī)控制器、和通過進(jìn)氣閥連通至密閉容器內(nèi)部的氮?dú)馄?，以及，設(shè)在所述密閉容 器內(nèi)部、且與伺服電機(jī)控制器電連接的動(dòng)カ機(jī)構(gòu)，并行安裝在所述動(dòng)カ機(jī)構(gòu)上方的法拉第筒支架和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述法拉第筒支架上方、且與電荷儀電連接的法拉第筒，豎直安裝在所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，水平設(shè)置、且與所述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合安裝的壓頭支架，和安裝在所述壓頭支架左端下方的壓頭機(jī)構(gòu)。進(jìn)ー步地，所述密閉容器，主要包括經(jīng)過膠粘加工得到、且用于觀測(cè)密閉容器內(nèi)部狀況的玻璃柜，安裝在所述玻璃柜的壁面、且用于控制玻璃柜內(nèi)部氣體成分的進(jìn)氣閥和排氣閥，以及粘貼在所述玻璃拒內(nèi)壁面、且用于屏蔽外電場(chǎng)的鐵紗。進(jìn)ー步地，所述動(dòng)カ機(jī)構(gòu)，包括伺服電機(jī)和支撐腿，通過聯(lián)軸器安裝在所述伺服電機(jī)上方的旋轉(zhuǎn)組件，以及通過套筒安裝在所述旋轉(zhuǎn)組件和支撐腿之間的支撐組件；所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器，通過聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)ー步地，所述旋轉(zhuǎn)組件，包括豎直設(shè)置、且通過聯(lián)軸器與所述伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端連接的軸，以及水平設(shè)置在所述軸上端的旋轉(zhuǎn)盤。 進(jìn)ー步地，所述支撐組件，包括水平設(shè)置在所述支撐腿上端的第三支撐板，位于所述第三支撐板的上方、且通過六個(gè)套在螺柱上的套筒支撐并水平安裝的第二支撐板，位于所述第二支撐板的上方、且通過四個(gè)套在螺柱上的套筒支撐并水平安裝的第一支撐板，在第一支撐板中心處加工的軸承座上安裝有角接觸球軸承，以及在第二支撐板上與第一支撐板相對(duì)應(yīng)的位置處加工的軸承座上安裝有深溝球軸承；所述伺服電機(jī)固定安裝在第三支撐板的下方；所述法拉第筒支架的底部，通過螺栓固定設(shè)置在第一支撐板上。[0012]進(jìn)ー步地，在所述角接觸球軸承和深溝球軸承上，分別設(shè)有用于防塵的軸承端蓋。進(jìn)ー步地，所述壓頭機(jī)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的壓頭筒，在所述壓頭筒內(nèi)部放置有模具彈簧，在所述壓頭筒的中空筒ロ處安裝有位于模具彈簧下端的壓頭支撐桿，在所述壓頭筒上旋緊有用于防止壓頭支撐桿掉出的壓頭筒螺母，在所述壓頭筒的下端部設(shè)有試件小球、以及用于配合將試件小球夾住的壓頭和壓頭螺母；將所述壓頭通過壓頭上的螺桿，固定在壓頭支撐桿上；壓頭向固定設(shè)置的壓頭筒方向壓入時(shí)，將模具彈簧壓紫。進(jìn)ー步地，在所述壓頭筒的中空筒ロ處開設(shè)有十字槽，所述壓頭支撐桿上具有與十字槽相匹配的十字鍵，壓頭支撐桿的十字鍵和壓頭筒的十字槽相配合插入壓頭筒內(nèi)部；在所述壓頭筒上部設(shè)有外螺紋，壓頭筒通過該外螺紋固定連接在壓頭支架上；壓頭支架通過螺釘，固定設(shè)置在豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。進(jìn)ー步地，所述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括豎直并行設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元，豎直設(shè)置在所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副，通過聯(lián)軸器設(shè)置在所述絲杠副下方的渦輪蝸桿減速器，以及通過聯(lián)軸器設(shè)置在所述渦輪蝸桿減速器橫軸輸出端、且位于密閉容器外部的手輪；所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；壓頭支架通過螺釘固定在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，通過渦輪蝸桿減速器帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)前，向下移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)對(duì)旋轉(zhuǎn)盤施加壓力，實(shí)驗(yàn)后升起壓頭機(jī)構(gòu)、并將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)。進(jìn)ー步地，所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括水平設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元，水平設(shè)置在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副，以及通過聯(lián)軸器設(shè)置在絲桿副右端、且位于密閉容器外部的手輪；所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)中，控制壓頭機(jī)構(gòu)距動(dòng)カ機(jī)構(gòu)中心的距離，待摩擦完成后將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)，通過與法拉第筒相連的電荷儀，將壓頭機(jī)構(gòu)上小球的電荷輸出。本實(shí)用新型各實(shí)施例的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，由于包括密閉容器，設(shè)在密閉容器外部的電荷儀、伺服電機(jī)控制器、和通過進(jìn)氣閥連通至密閉容器內(nèi)部的氮?dú)馄浚约?，設(shè)在密閉容器內(nèi)部、且與伺服電機(jī)控制器電連接的動(dòng)カ機(jī)構(gòu)，并行安裝在動(dòng)カ機(jī)構(gòu)上方的法拉第筒支架和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在法拉第筒支架上方、且與電荷儀電連接的法拉第筒，豎直安裝在水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，水平設(shè)置、且與豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合安裝的壓頭支架，和安裝在壓頭支架左端下方的壓頭機(jī)構(gòu)；可以對(duì)球盤摩擦帶電量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，為微電現(xiàn)象的觀測(cè)奠定了基礎(chǔ)；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中無法測(cè)量球盤式摩擦帶電量的缺陷，以實(shí)現(xiàn)能夠測(cè)量球盤摩擦帶電量、且測(cè)量精度高和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。

[0024]附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)ー步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖1為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置中動(dòng)カ機(jī)構(gòu)的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置中壓頭機(jī)構(gòu)的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置中豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型球盤式摩擦電測(cè)量裝置中水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下1-動(dòng)カ機(jī)構(gòu)；101-旋轉(zhuǎn)盤；102_軸；103_第一支撐板；104_套筒；105_第二支撐板；106_第三支撐板；107_伺服電機(jī)；108_支撐腿；109_軸承端蓋；1010_深溝球軸承；1011-角接觸球軸承；2_法拉第筒支架；3_法拉第筒；4_壓頭機(jī)構(gòu)；401_壓頭筒；402_模具彈簧；403_壓頭支撐桿；404_壓頭筒螺母；405_壓頭；406_壓頭螺母；407_試件小球；5-壓頭支架；6-豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)；601、1101-直線滑動(dòng)支撐單元；602、1102-絲桿副；7_氣閥門；8-聯(lián)軸器；9_渦輪蝸桿減速器；10_手輪；11-水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)；12_玻璃柜；13-伺服電機(jī)控制器；14_氮?dú)馄浚?5_電荷儀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，如圖1-圖6所示，提供了一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，包括密閉容器，設(shè)在密閉容器外部的電荷儀(如電荷儀15)、伺服電機(jī)控制器(如14伺服電機(jī)控制器)、和通過進(jìn)氣閥(如設(shè)在氮?dú)馄亢兔荛]容器相應(yīng)壁面之間的氣閥門7)連通至密閉容器內(nèi)部的氮?dú)馄?如氮?dú)馄?4)，以及，設(shè)在密閉容器內(nèi)部、且與伺服電機(jī)控制器電連接的動(dòng)カ機(jī)構(gòu)(如動(dòng)カ機(jī)構(gòu)I )，并行安裝在動(dòng)カ機(jī)構(gòu)上方的法拉第筒支架(如法拉第筒支架2)和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)(如水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)11)，安裝在法拉第筒支架上方、且與電荷儀電連接的法拉第筒(如法拉第筒3)，豎直安裝在水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)(如豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)6)，水平設(shè)置、且與豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合安裝的壓頭支架(如壓頭支架5)，和安裝在壓頭支架左端下方的壓頭機(jī)構(gòu)(如壓頭機(jī)構(gòu)4)。這里，上述密閉容器，主要包括經(jīng)過膠粘加工得到、且用于觀測(cè)密閉容器內(nèi)部狀況的玻璃柜(如玻璃柜12)，安裝在玻璃柜的壁面、且用于控制玻璃柜內(nèi)部氣體成分的進(jìn)氣閥和排氣閥(如設(shè)在密閉容器右側(cè)上方相應(yīng)壁面上的氣閥門7)，以及粘貼在玻璃柜內(nèi)壁面、且用于屏蔽外電場(chǎng)的鐵紗。例如，玻璃柜的五面固定，一面為門，門關(guān)上后用膠帶封死，可以保證玻璃柜的氣密性；打開進(jìn)氣閥(如設(shè)在氮?dú)馄亢兔荛]容器之間的氣閥門7)和出氣閥(如設(shè)在密閉容器右側(cè)上方壁面上的氣閥門7)，由保護(hù)氣體瓶(如氮?dú)馄?4)向玻璃柜內(nèi)充入保護(hù)氣體，充滿后關(guān)閉進(jìn)氣閥門和出氣閥門；在玻璃柜內(nèi)壁面粘貼ー層鐵紗(如鐵絲網(wǎng))，可以屏蔽外電場(chǎng)。如圖3所示，上述動(dòng)カ機(jī)構(gòu)，包括伺服電機(jī)(如伺服電機(jī)107)和支撐腿(如支撐腿108)，通過聯(lián)軸器(如圖3中的聯(lián)軸器8)安裝在伺服電機(jī)上方的旋轉(zhuǎn)組件，以及通過套筒安裝在旋轉(zhuǎn)組件和支撐腿之間的支撐組件；伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器，通過聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，上述旋轉(zhuǎn)組件，包括豎直設(shè)置、且通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端連接的軸(如軸102)，以及水平設(shè)置在軸上端的旋轉(zhuǎn)盤(如旋轉(zhuǎn)盤101);采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，通過聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)軸及軸上的旋轉(zhuǎn)盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過精確控制轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)角度的伺服電機(jī)，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。上述支撐組件，包括水平設(shè)置在支撐腿上端的第三支撐板(如第三支撐板106)，位于所述第三支撐板的上方、且通過六個(gè)套在螺柱上的套筒(如套筒104)支撐并水平安裝的第二支撐板(如第二支撐板105)，位于所述第二支撐板的上方、且通過四個(gè)套在螺柱上的套筒(如套筒104)支撐并水平安裝的第一支撐板(如第一支撐板103)，在第一支撐板中心處加工的軸承座上安裝有角接觸球軸承(如角接觸球軸承1011)，以及在第二支撐板上與第一支撐板相對(duì)應(yīng)的位置處加工的軸承座上安裝有深溝球軸承(如深溝球軸承1010);伺服電機(jī)固定安裝在第三支撐板的下方，各支撐板分別通過螺柱和相應(yīng)套筒連接；法拉第筒支架的底部，通過螺栓固定設(shè)置在第一支撐板上?？紤]到防塵要求，在角接觸球軸承和深溝球軸承上，分別設(shè)有用于防塵的軸承端蓋(如圖3中的軸承端蓋109)。如圖4所示，上述壓頭機(jī)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的壓頭筒(如壓頭筒401)，在壓頭筒內(nèi)部放置有模具彈簧(如模具彈簧402)，在壓頭筒的中空筒ロ處安裝有位于模具彈簧下端的壓頭支撐桿(如壓頭支撐桿403)，在壓頭筒上旋緊有用于防止壓頭支撐桿掉出的壓頭筒螺母(如壓頭筒螺母404)，在壓頭筒的下端部設(shè)有試件小球(如試件小球407)、以及用于配合將試件小球夾住的壓頭(如壓頭405)和壓頭螺母(如壓頭螺母406);將壓頭通過壓頭上的螺桿，固定在壓頭支撐桿上；壓頭向固定設(shè)置的壓頭筒方向壓入時(shí)，將模具彈簧壓紫。在壓頭筒的中空筒ロ處開設(shè)有十字槽，壓頭支撐桿上具有與十字槽相匹配的十字鍵，壓頭支撐桿的十字鍵和壓頭筒的十字槽相配合插入壓頭筒內(nèi)部；在壓頭筒上部設(shè)有外螺紋，壓頭筒通過該外螺紋固定連接在壓頭支架上；壓頭支架通過螺釘，固定設(shè)置在豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。如圖5所示，上述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括豎直并行設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元(如圖5中的直線滑動(dòng)支撐單元601)，豎直設(shè)置在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副(如圖5中的絲桿副602)，通過聯(lián)軸器(如圖5中的聯(lián)軸器8)設(shè)置在絲杠副下方的渦輪蝸桿減速器(如渦輪蝸桿減速器9)，以及通過聯(lián)軸器設(shè)置在渦輪蝸桿減速器橫軸輸出端、且位于密閉容器外部的手輪(如圖5中的手輪10);第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；壓頭支架通過螺釘固定在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，通過渦輪蝸桿減速器帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)前，向下移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)對(duì)動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)盤施加壓力，實(shí)驗(yàn)后升起壓頭機(jī)構(gòu)、并將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)。如圖6所示，上述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括水平設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元(如圖6中的直線滑動(dòng)支撐單元1101)，水平設(shè)置在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副(如圖6中的絲桿副1102)，以及通過聯(lián)軸器(如圖6中的聯(lián)軸器8)設(shè)置在絲桿副右端、且位于密閉容器外部的手輪(如圖6中的手輪10);第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)中，控制壓頭機(jī)構(gòu)距動(dòng)カ機(jī)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)盤中心的距離，待摩擦完成后將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)，通過與法拉第筒相連的電荷儀，將壓頭機(jī)構(gòu)上小球的電荷輸出。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，上述實(shí)施例的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，分辨率可以達(dá)到Kr15 ;分辨率達(dá)到ICT15的電荷儀，為微電現(xiàn)象的觀測(cè)奠定了基礎(chǔ)。上述實(shí)施例的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，可以用于測(cè)量在給定環(huán)境中不同直徑圓球、不同轉(zhuǎn)速圓盤的球盤摩擦帶電量的測(cè)量，以及辨識(shí)速度和壓カ對(duì)摩擦帶電貢獻(xiàn)。在技術(shù)上，利用密閉容器提供氮?dú)猸h(huán)境、不同濕度環(huán)境以及人為可控環(huán)境，排除外電場(chǎng)的干擾；利用動(dòng)カ機(jī)構(gòu)可將待測(cè)樣品放置在旋轉(zhuǎn)盤上，帶動(dòng)樣品以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)過一定角度；待測(cè)小球(即試件小球)通過壓頭機(jī)構(gòu)的頭部夾具(如用于夾住試件小球的壓頭和壓頭螺母)固定在壓頭機(jī)構(gòu)上，通過豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以控制試件小球在轉(zhuǎn)盤上摩擦壓力，完成實(shí)驗(yàn)后可控制壓頭機(jī)構(gòu)升起；通過水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以控制試件小球在轉(zhuǎn)盤上的位置，完成實(shí)驗(yàn)后可將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)，通過與法拉第筒相連的電荷儀將壓頭機(jī)構(gòu)上試件小球的電荷輸出。在上述實(shí)施例中，密閉容器主要材料是玻璃，容器經(jīng)過膠粘加工制造，可以觀測(cè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，在通過壁面留有的進(jìn)氣閥和排氣閥控制容器中的氣體成分，內(nèi)壁面粘有鐵紗(鐵絲網(wǎng))屏蔽外電場(chǎng)；動(dòng)力機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，通過聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)軸及軸上的旋轉(zhuǎn)盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；考慮防塵的要求，在第一支撐板和第二支撐板上都安裝有防塵用軸承端蓋；伺服電機(jī)固定在第三支撐板下，各支撐板依靠螺柱和相應(yīng)套筒連接；壓頭機(jī)構(gòu)的頭部夾具固定試件小球，整個(gè)壓頭可帶動(dòng)試件小球在壓頭筒內(nèi)上下移動(dòng)，通過壓頭筒內(nèi)的模具彈簧對(duì)壓頭施加壓カ；豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由絲桿副和位于絲桿副兩側(cè)的兩個(gè)直線滑動(dòng)支撐單元組成，搖動(dòng)手輪通過渦輪蝸桿減速器帶動(dòng)絲桿副可以實(shí)現(xiàn)壓頭機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)前向下移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)對(duì)旋轉(zhuǎn)盤施加壓力，實(shí)驗(yàn)后升起壓頭機(jī)構(gòu)方便壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)；水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)同樣由絲桿副和位于絲桿副兩側(cè)的兩個(gè)直線滑動(dòng)支撐單元組成，搖動(dòng)手輪帶動(dòng)絲桿副可以實(shí)現(xiàn)壓頭機(jī)構(gòu)的水平移動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)中可控制壓頭機(jī)構(gòu)距旋轉(zhuǎn)盤中心的距離，待摩擦完成后將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)，通過與之相連的電荷儀將壓頭機(jī)構(gòu)上小球的電荷輸出；法拉第筒、電荷儀是現(xiàn)有儀器；整個(gè)密閉容器、球盤式摩擦電測(cè)量裝置及法拉第筒的外壁面、電荷儀都接地。上述實(shí)施例的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，具有以下特點(diǎn)⑴可以實(shí)現(xiàn)氮?dú)猸h(huán)境、可控濕度環(huán)境下球盤摩擦實(shí)驗(yàn)；⑵旋轉(zhuǎn)盤能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)測(cè)量；⑶壓頭機(jī)構(gòu)上下可調(diào)，能實(shí)現(xiàn)不同壓カ的實(shí)驗(yàn)測(cè)量；⑷壓頭機(jī)構(gòu)上可更換不同直徑的試件小球，能實(shí)現(xiàn)不同接觸面積的實(shí)驗(yàn)測(cè)量；(5)可以測(cè)量球盤式摩擦帶電量；(6)可推斷壓カ與速度對(duì)摩擦帶電量的貢獻(xiàn)。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，包括密閉容器，設(shè)在所述密閉容器外部的電荷儀、伺服電機(jī)控制器、和通過進(jìn)氣閥連通至密閉容器內(nèi)部的氮?dú)馄?，以及? 設(shè)在所述密閉容器內(nèi)部、且與伺服電機(jī)控制器電連接的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，并行安裝在所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)上方的法拉第筒支架和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在所述法拉第筒支架上方、且與電荷儀電連接的法拉第筒，豎直安裝在所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，水平設(shè)置、且與所述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合安裝的壓頭支架，和安裝在所述壓頭支架左端下方的壓頭機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述密閉容器，主要包括經(jīng)過膠粘加工得到、且用于觀測(cè)密閉容器內(nèi)部狀況的玻璃柜，安裝在所述玻璃柜的壁面、且用于控制玻璃柜內(nèi)部氣體成分的進(jìn)氣閥和排氣閥，以及粘貼在所述玻璃柜內(nèi)壁面、且用于屏蔽外電場(chǎng)的鐵紗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)，包括伺服電機(jī)和支撐腿，通過聯(lián)軸器安裝在所述伺服電機(jī)上方的旋轉(zhuǎn)組件，以及通過套筒安裝在所述旋轉(zhuǎn)組件和支撐腿之間的支撐組件；所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)軸器，通過聯(lián)軸器傳動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件，包括豎直設(shè)置、且通過聯(lián)軸器與所述伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端連接的軸，以及水平設(shè)置在所述軸上端的旋轉(zhuǎn)盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐組件，包括水平設(shè)置在所述支撐腿上端的第三支撐板，位于所述第三支撐板的上方、且通過六個(gè)套在螺柱上的套筒支撐并水平安裝的第二支撐板，位于所述第二支撐板的上方、且通過四個(gè)套在螺柱上的套筒支撐并水平安裝的第一支撐板，在第一支撐板中心處加工的軸承座上安裝有角接觸球軸承，以及在第二支撐板上與第一支撐板相對(duì)應(yīng)的位置處加工的軸承座上安裝有深溝球軸承；所述伺服電機(jī)固定安裝在第三支撐板的下方；所述法拉第筒支架的底部，通過螺栓固定設(shè)置在第一支撐板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，在所述角接觸球軸承和深溝球軸承上，分別設(shè)有用于防塵的軸承端蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述壓頭機(jī)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的壓頭筒，在所述壓頭筒內(nèi)部放置有模具彈簧，在所述壓頭筒的中空筒口處安裝有位于模具彈簧下端的壓頭支撐桿，在所述壓頭筒上旋緊有用于防止壓頭支撐桿掉出的壓頭筒螺母，在所述壓頭筒的下端部設(shè)有試件小球、以及用于配合將試件小球夾住的壓頭和壓頭螺母； 將所述壓頭通過壓頭上的螺桿，固定在壓頭支撐桿上；壓頭向固定設(shè)置的壓頭筒方向壓入時(shí)，將模具彈簧壓緊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，在所述壓頭筒的中空筒口處開設(shè)有十字槽，所述壓頭支撐桿上具有與十字槽相匹配的十字鍵，壓頭支撐桿的十字鍵和壓頭筒的十字槽相配合插入壓頭筒內(nèi)部； 在所述壓頭筒上部設(shè)有外螺紋，壓頭筒通過該外螺紋固定連接在壓頭支架上；壓頭支架通過螺釘，固定設(shè)置在豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括豎直并行設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元，豎直設(shè)置在所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副，通過聯(lián)軸器設(shè)置在所述絲杠副下方的渦輪蝸桿減速器，以及通過聯(lián)軸器設(shè)置在所述渦輪蝸桿減速器橫軸輸出端、且位于密閉容器外部的手輪； 所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；壓頭支架通過螺釘固定在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，通過渦輪蝸桿減速器帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)前，向下移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)對(duì)旋轉(zhuǎn)盤施加壓力，實(shí)驗(yàn)后升起壓頭機(jī)構(gòu)、并將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球盤式摩擦電測(cè)量裝置，其特征在于，所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括水平設(shè)置的第一至二直線滑動(dòng)支撐單元，水平設(shè)置在第一至二直線滑動(dòng)支撐單元之間的絲桿副，以及通過聯(lián)軸器設(shè)置在絲桿副右端、且位于密閉容器外部的手輪； 所述第一至二直線滑動(dòng)支撐單元具有滑臺(tái)，絲桿副具有螺母座；豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在直線滑動(dòng)支撐單元的滑臺(tái)和絲桿副的螺母座上；搖動(dòng)手輪，帶動(dòng)絲桿副，使壓頭機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)；在實(shí)驗(yàn)中，控制壓頭機(jī)構(gòu)距動(dòng)力機(jī)構(gòu)中心的距離，待摩擦完成后將壓頭機(jī)構(gòu)移入法拉第筒內(nèi)，通過與法拉第筒相連的電荷儀，將壓頭機(jī)構(gòu)上小球的電荷輸出。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種球盤式摩擦電測(cè)量裝置，包括密閉容器，設(shè)在密閉容器外部的電荷儀、伺服電機(jī)控制器、和通過進(jìn)氣閥連通至密閉容器內(nèi)部的氮?dú)馄?，以及，設(shè)在密閉容器內(nèi)部、且與伺服電機(jī)控制器電連接的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，并行安裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)上方的法拉第筒支架和水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在法拉第筒支架上方、且與電荷儀電連接的法拉第筒，豎直安裝在所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)上方的豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)，水平設(shè)置、且與所述豎直移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合安裝的壓頭支架，和安裝在所述壓頭支架左端下方的壓頭機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所述球盤式摩擦電測(cè)量裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中無法測(cè)量球盤式摩擦帶電量等缺陷，以實(shí)現(xiàn)能夠測(cè)量球盤摩擦帶電量、且測(cè)量精度高和應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R29/24GK202870182SQ20122048188
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者周俊, 孫德文, 李桂宣 申請(qǐng)人:蘭州大學(xué)