本發(fā)明涉及一種室內(nèi)外多環(huán)境狀態(tài)下路面動-靜摩擦系數(shù)測定裝置。

背景技術(shù)：

路面抗滑性能是體現(xiàn)道路安全品質(zhì)的重要內(nèi)容,而輪胎與路面間摩擦系數(shù)是表征其抗滑性能最重要的指標。穩(wěn)定的路面摩擦系數(shù)能夠為快速行車提供良好的安全儲備,從而減少交通事故發(fā)生的可能,因此準確檢測并評價路面的摩擦系數(shù)顯得十分重要。

當(dāng)前對于路表摩擦系數(shù)的測試方法仍主要以傳統(tǒng)的摩擦系數(shù)擺試儀為主，該方法的不足之處在于：(1)傳統(tǒng)的測定方法只能在定點靜態(tài)情況測定一種速度下的摩擦系數(shù)，其采樣頻率低、精度低、代表性差。(2)傳統(tǒng)的測試方法是逐點進行，耗時長，強度大，效率低，不利于在路面驗收或大規(guī)模檢測中快速全面的獲得路況信息。(3)在使用擺式摩擦系數(shù)測定儀的試驗操作中，由于擺下落的瞬間必須用手接住，會讓整個裝置產(chǎn)生振動，讀數(shù)精度受操作者影響較大，此外還存在壓力標定困難、測試結(jié)果再現(xiàn)性差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種方便攜帶的室內(nèi)外多環(huán)境狀態(tài)下路面動-靜摩擦系數(shù)測定裝置，便于測定室內(nèi)或室外的路面滑動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。

為了解決上述問題，本發(fā)明包括試驗箱和摩擦系數(shù)測定裝置，所述的摩擦系數(shù)測定裝置設(shè)置在試驗箱內(nèi)，所述的試驗箱包括底部開口的箱體和底板，所述的箱體寬度方向兩側(cè)立面采用透明材料，所述的摩擦系數(shù)測定裝置包括變頻電機、應(yīng)變式測力計、滑塊和試驗平面，所述的滑塊的下端面上設(shè)置有橡膠材料，所述的變頻電機固定在箱體的底端一側(cè)，所述的滑塊的下端面放置在試驗平面上，且滑塊位于試驗平面上遠離變頻電機的一側(cè)，所述的滑塊通過掛鉤連接應(yīng)變式測力計的一端，所述的變頻電機通過彈性連接繩連接應(yīng)變式測力計的另一端，當(dāng)所述的彈性連接繩繃緊時，所述的彈性連接繩與掛鉤位于同一條直線上且平行于試驗平面所在的平面，所述的試驗平面包括路面試驗臺和實際路面，當(dāng)所述的試驗平面為路面試驗臺時，所述的底板封閉試驗箱的底面，所述的路面試驗臺固定設(shè)置在底板上，當(dāng)所述的試驗平面為實際路面時，所述的底板不阻礙滑塊滑動放置在實際路面上。

為了便于切換測試平面，本發(fā)明還包括試驗平面更換裝置，所述的試驗箱的長度方向上遠離變頻電機的立面的底部設(shè)置有缺口，所述的底板沿長度方向滑動設(shè)置在試驗箱的底部，當(dāng)?shù)装逑蜻h離變頻電機的方向滑動時，所述的底板存在穿過所述的缺口漏出試驗箱的狀態(tài)，所述的缺口的上邊緣高于試驗平面；所述的試驗平面更換裝置包括滑塊固定夾，所述的滑塊固定夾包括u型夾口和手柄，所述的滑塊的上下對立面上均設(shè)置有沿對立面寬度方向的卡槽，所述的u型夾口的兩個夾爪分別滑動設(shè)置在兩個卡槽內(nèi)，所述的u型夾口的兩個夾爪的外側(cè)面均不突出于相應(yīng)的對立面所在的平面，所述的u型夾口與手柄之間依次設(shè)置有內(nèi)齒齒圈和移動塊，所述的內(nèi)齒齒圈位于移動塊靠近u型夾口的一側(cè)，所述的u型夾口與內(nèi)齒齒圈固定連接，內(nèi)齒齒圈與移動塊轉(zhuǎn)動連接，移動塊與手柄的一端滑動連接，所述的移動塊與手柄的滑動方向為上下方向，所述的手柄的另一端穿過缺口所在的立面露出試驗箱外，手柄的內(nèi)部為空腔，所述的手柄的另一端分別設(shè)置有第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪，所述的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪均轉(zhuǎn)動連接在手柄內(nèi)部，所述的手柄的管壁上設(shè)置有兩個槽口，所述第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪分別通過相應(yīng)的槽口露出手柄，所述的第一驅(qū)動輪的中心固定連接有第一連接桿，所述的第一連接桿遠離第一驅(qū)動輪的一端固定連接有蝸桿，所述的蝸桿嚙合連接有第一齒輪，所述的移動塊上固定設(shè)置有齒條，所述的齒條與第一齒輪嚙合連接，所述的齒條的長度方向平行于移動塊與手柄的相對滑動方向，所述的第二驅(qū)動輪的中心固定連接有第二連接桿，所述的第二連接桿遠離第二驅(qū)動輪的一端穿過移動塊位于內(nèi)齒齒圈內(nèi)且固定連接有第二齒輪，當(dāng)內(nèi)齒齒圈的轉(zhuǎn)動中心線高于手柄的中心線一定距離時，所述的第二齒輪與內(nèi)齒齒圈嚙合連接，所述的滑塊的長度等于滑塊的高度加上路面試驗臺的高度和底板的厚度。

為了避免手柄發(fā)生偏斜，本發(fā)明所述的缺口所在的立面內(nèi)側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)向圈，所述的導(dǎo)向圈通過固定桿固定連接在試驗箱上，導(dǎo)向圈套在手柄上。

為了便于復(fù)位，避免u型夾口對滑塊產(chǎn)生作用力，本發(fā)明所述的第一驅(qū)動輪和第二驅(qū)動輪上均設(shè)置有刻度，第一驅(qū)動輪的槽口和第二驅(qū)動輪的槽口中部均設(shè)置有刻度標記，當(dāng)u型夾口所在的平面平行于豎直方向時，第二驅(qū)動輪的刻度標記指示在第二驅(qū)動輪的零刻度線的位置，當(dāng)u型夾口的中線與手柄的中心軸線共線時，所述的第一驅(qū)動輪的刻度標記指示在第一驅(qū)動輪的零刻度線的位置。

為了便于靠近變頻電機的滑塊拉回復(fù)位，本發(fā)明所述的手柄位于試驗箱外的一端轉(zhuǎn)動設(shè)置有搖輪，所述的搖輪設(shè)置有連接線，所述的連接線穿過手柄空腔和u型夾口與滑塊連接。

為了所述的箱體的上側(cè)設(shè)置有提手，所述箱體在寬度方向上左半箱體和右半箱體，所述的左半箱體和右半箱體扣接成所述的整個箱體。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過將滑塊設(shè)置在試驗平面上，滑塊與試驗平面接觸的底面上設(shè)置有橡膠材料，以模擬輪胎的材料，滑塊與變頻電機之間設(shè)置有應(yīng)變式測力計，能夠測試在拉動滑塊時的滑塊與試驗平面的摩擦力，然后通過摩擦力計算公式，反向推導(dǎo)計算摩擦系數(shù)，而變頻電機與應(yīng)變式測力計之間通過彈性連接繩連接，能夠在測試靜摩擦力時更準確，避免在使用剛性繩時滑動由靜到動的瞬間過短，無法讀取滑塊在發(fā)生變化時的應(yīng)變式測力計上的度數(shù)。本發(fā)明既可以用在室內(nèi)對路面試驗臺進行模擬路面相對于輪胎的摩擦系數(shù)測定，還可以便于進行在實際路面上進行測定，實現(xiàn)多環(huán)境下的動-靜摩擦系數(shù)的測定，測定裝置設(shè)置在箱體內(nèi)更加便于攜帶。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測試路面試驗臺時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明測試路面試驗臺時的側(cè)視示意圖；

圖3為本發(fā)明測試實際路面時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明滑塊固定夾與滑塊的連接示意圖；

圖5為滑塊固定夾的手柄內(nèi)部示意圖。

其中：1、箱體，2、變頻電機，3、彈性連接繩，4、路面試驗臺，5、底板，6、應(yīng)變式測力計，7、滑塊，8、滑塊固定夾，9、導(dǎo)向圈，10、連接線，11、提手，12、搖輪，13、缺口，71、橡膠材料，81、u型夾口，82、內(nèi)齒齒圈，83、移動塊，84、手柄，821、第二齒輪，822、第二連接桿，823、第二驅(qū)動輪，831、齒條，832、蝸桿，833、第一齒輪，834、第一連接桿，835、第一驅(qū)動輪。

具體實施方式

如圖1和圖2所示的室內(nèi)外多環(huán)境狀態(tài)下路面動-靜摩擦系數(shù)測定裝置，包括試驗箱1和摩擦系數(shù)測定裝置，所述的摩擦系數(shù)測定裝置設(shè)置在試驗箱內(nèi)，所述的試驗箱包括底部開口的箱體1和底板5，所述的箱體1的寬度方向兩側(cè)立面采用透明材料，透明的箱體1便于觀察應(yīng)變式測力計6的讀數(shù)，所述的箱體1的上側(cè)設(shè)置有提手11，所述箱體1在寬度方向上左半箱體和右半箱體，所述的左半箱體和右半箱體扣接成所述的整個箱體1，所述的摩擦系數(shù)測定裝置包括變頻電機2、應(yīng)變式測力計6、滑塊7和試驗平面，所述的滑塊7的下端面上設(shè)置有橡膠材料71，橡膠材料71用來模擬輪胎材料，所述的變頻電機2固定在箱體1的底端一側(cè)，所述的滑塊7的下端面放置在試驗平面上，且滑塊7位于試驗平面上遠離變頻電機2的一側(cè)，所述的滑塊7通過掛鉤連接應(yīng)變式測力計6的一端，所述的變頻電機2通過彈性連接繩3連接應(yīng)變式測力計6的另一端，彈性連接繩3能夠避免使用剛性繩時測試靜摩擦力時拉拽瞬間過短，數(shù)據(jù)較難讀取的情況，當(dāng)所述的彈性連接繩繃3緊時，所述的彈性連接繩3與掛鉤位于同一條直線上且平行于試驗平面所在的平面，所述的試驗平面包括路面試驗臺4和實際路面，當(dāng)所述的試驗平面為路面試驗臺4時，所述的底板5封閉試驗箱1的底面，所述的路面試驗臺4固定設(shè)置在底板上，當(dāng)所述的試驗平面為實際路面時，所述的底板5不阻礙滑塊7滑動放置在實際路面上。

本實施例還包括試驗平面更換裝置，所述的試驗箱1的長度方向上遠離變頻電機2的立面的底部設(shè)置有缺口13，所述的底板5沿長度方向滑動設(shè)置在試驗箱1的底部，當(dāng)?shù)装?向遠離變頻電機2的方向滑動時，所述的底板5存在穿過所述的缺口13漏出試驗箱1的狀態(tài)，所述的缺口13的上邊緣高于試驗平面；所述的試驗平面更換裝置包括滑塊固定夾8，所述的滑塊固定夾8包括u型夾口81和手柄84，所述的滑塊7的上下對立面上均設(shè)置有沿對立面寬度方向的卡槽，所述的u型夾口81的兩個夾爪分別滑動設(shè)置在兩個卡槽內(nèi)，所述的u型夾口81的兩個夾爪的外側(cè)面均不突出于相應(yīng)的對立面所在的平面，所述的u型夾口81與手柄84之間依次設(shè)置有內(nèi)齒齒圈82和移動塊83，所述的內(nèi)齒齒圈82位于移動塊83靠近u型夾口81的一側(cè)，所述的u型夾口81與內(nèi)齒齒圈82固定連接，內(nèi)齒齒圈82與移動塊83轉(zhuǎn)動連接，所述的內(nèi)齒齒圈82與移動塊83的轉(zhuǎn)動中心為內(nèi)齒齒圈82的中心軸線，移動塊83與手柄84的一端滑動連接，移動塊83與手柄84之間可以通過設(shè)置滑軌或滑動槽實現(xiàn)滑動連接，所述的移動塊83與手柄84的滑動方向為上下方向，所述的手柄84的另一端穿過缺口13所在的立面露出試驗箱1外，缺口13所在的立面內(nèi)側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)向圈9，所述的導(dǎo)向圈9通過固定桿固定連接在試驗箱1上，導(dǎo)向圈9套在手柄84上，導(dǎo)向圈9加強手柄84的穩(wěn)定性，避免手柄84發(fā)生歪斜，手柄84的內(nèi)部為空腔，所述的手柄84的另一端分別設(shè)置有第一驅(qū)動輪835和第二驅(qū)動輪823，所述的第一驅(qū)動輪835和第二驅(qū)動輪823均轉(zhuǎn)動連接在手柄84內(nèi)部，所述的手柄84的管壁上設(shè)置有兩個槽口，所述第一驅(qū)動835輪和第二驅(qū)動輪823分別通過相應(yīng)的槽口露出手柄84，所述的第一驅(qū)動輪835的中心固定連接有第一連接桿834，所述的第一連接桿834遠離第一驅(qū)動輪835的一端固定連接有蝸桿832，所述的蝸桿832嚙合連接有第一齒輪833，所述的移動塊83上固定設(shè)置有齒條831，所述的齒條831與第一齒輪833嚙合連接，所述的齒條831的長度方向平行于移動塊83與手柄84的相對滑動方向，所述的第二驅(qū)動輪823的中心固定連接有第二連接桿822，所述的第二連接桿822遠離第二驅(qū)動輪823的一端穿過移動塊83位于內(nèi)齒齒圈82內(nèi)且固定連接有第二齒輪821，當(dāng)內(nèi)齒齒圈82的轉(zhuǎn)動中心線高于手柄84的中心線一定距離時，所述的第二齒輪821與內(nèi)齒齒圈82嚙合連接，所述的滑塊7的長度等于滑塊7的高度加上路面試驗臺4的高度和底板5的厚度，保證在測試實際路面時，撤除路面試驗臺4和底板5，將滑塊7翻轉(zhuǎn)90度后，滑塊7的長度方向處于上下方向，新的底面與試驗箱1的底面平齊，滑塊7的新的底面正好與實際路面接觸。

本實施例所述的手柄84位于試驗箱1外的一端轉(zhuǎn)動設(shè)置有搖輪12，所述的搖輪12設(shè)置有連接線10，所述的連接線10穿過手柄84的空腔和u型夾口81與滑塊7連接，當(dāng)試驗時，變頻電機2將滑塊7拉至靠近變頻電機2的一端，轉(zhuǎn)動搖輪12通過連接線10把滑塊7拽回。

本實施例所述的第一驅(qū)動輪835和第二驅(qū)動輪823上均可以設(shè)置有刻度，第一驅(qū)動輪835的槽口和第二驅(qū)動輪823的槽口中部均設(shè)置有刻度標記，當(dāng)u型夾口81所在的平面平行于豎直方向時，第二驅(qū)動輪823的刻度標記指示在第二驅(qū)動輪823的零刻度線的位置，當(dāng)u型夾口81的中線與手柄84的中心軸線共線時，所述的第一驅(qū)動輪835的刻度標記指示在第一驅(qū)動輪835的零刻度線的位置。

工作原理：在教學(xué)或者檢測工作時，經(jīng)常需要對路面相對于輪胎的摩擦系數(shù)進行測試實驗，在進行路面建設(shè)前需要對材料進行室內(nèi)試驗，以觀察材料相對于輪胎的摩擦系數(shù)是否滿足要求，在建設(shè)完成路面以后，還需要對路面進行抽樣檢測實際摩擦系數(shù)值。在進行室內(nèi)路面試驗臺4進行測試試驗時，先調(diào)節(jié)第一驅(qū)動輪835通過第一連接桿834帶動蝸桿832轉(zhuǎn)動，蝸桿832驅(qū)動第一齒輪833轉(zhuǎn)動，第一齒輪833通過齒條831使u型夾口81帶動滑塊7上升一小段距離脫離預(yù)置的試驗臺，然后將底板5帶動預(yù)置的試驗臺從缺口13處抽出，將預(yù)置的試驗臺拆下，將做好的路面試驗臺4固定在底板5上，將底板5推回到試驗箱1內(nèi)，路面試驗臺4在制作時應(yīng)保持與預(yù)置試驗臺的高度相同，反向旋轉(zhuǎn)第一驅(qū)動輪835退回到零刻度線位置保證滑塊7放置在路面試驗臺上且u型夾口81對滑塊7不存在作用力，然后啟動變頻電機2，變頻電機2通過彈性連接繩3勻速拉動應(yīng)變式測力計6，在滑塊7未滑動時，應(yīng)變式測力計6的讀數(shù)不斷增大，增大某一值后，滑塊7開始滑動，記錄該值為靜摩擦力，滑塊7開始滑動后，應(yīng)變式測力計6的讀數(shù)趨于穩(wěn)定，記錄該穩(wěn)定值為動摩擦力，根據(jù)公式u=f/n進行計算靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)，其中u為摩擦系數(shù)，f為摩擦力，n為正壓力，測試面為水平面時，n為滑塊的重力。通過改變變頻電機2的轉(zhuǎn)速，測試滑塊7在相應(yīng)滑動速度下的摩擦系數(shù)。

將該測定裝置帶到野外進行實際路面測定時，將試驗箱1放置在要測試的路面上，先轉(zhuǎn)動第一驅(qū)動輪835至設(shè)定角度，既使u型夾口81帶動滑塊7上升脫離預(yù)置的試驗臺，還使第二齒輪821與內(nèi)齒齒圈82嚙合，將底板5帶動預(yù)置的試驗臺從缺口13抽出，轉(zhuǎn)動第二驅(qū)動輪823，第二驅(qū)動輪823通過第二齒輪821和內(nèi)齒齒圈82帶動u型夾口81轉(zhuǎn)動90度，滑動也相應(yīng)轉(zhuǎn)動90度，轉(zhuǎn)動后的滑塊7新的底面應(yīng)附有橡膠材料，提前提升一定的高度還能避免u型夾口81在帶動滑塊7翻轉(zhuǎn)時，滑塊7的棱邊與路面干涉影響翻轉(zhuǎn)，滑塊翻轉(zhuǎn)90度后，再反轉(zhuǎn)第一驅(qū)動輪835退回到零刻度線位置，讓滑塊7與實際地面貼合且u型夾口81對滑塊7無作用力，啟動變頻電機2，按照上述測試方法測試實際路面相對于輪胎的摩擦系數(shù)。在對路面進行多地點測量上，無需重復(fù)上述步驟，直接提升試驗箱1即可，u型夾口卡在滑塊的滑槽中，對滑塊7在豎直方向上進行限位，避免提升試驗箱1后掉落出試驗箱1，將試驗箱1重新放置在路面上時，滑塊7的底面再次與路面完全接觸。

本專利的動-靜摩擦系數(shù)測定是指路面相對于橡膠材料的靜摩擦系數(shù)的測定和滑動摩擦系數(shù)的測定。