[实用新型]一种基于图像技术的全自动摩擦角测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于摩擦测试领域，特别涉及一种基于图像技术的全自动摩擦角测量仪。

背景技术

材料的摩擦特性是很多科学研究和工程应用中常用的重要基础性数据，摩擦测试仪器的性能优劣直接关系到试验所得摩擦数据的精确性、稳定性与可靠性。通常，按照摩擦介质之间的相对运动状态，可将摩擦特性大体分为动摩擦特性与静摩擦特性。其中，静摩擦特性是指摩擦介质之间将要发生而未发生相对运动时的界面摩擦阻力的大小。对于常见的宏观、低速情况而言，按照库仑定律对摩擦特性进行表达依然是合适的，并常用摩擦系数表示摩擦特性的大小。由于静摩擦系数等于摩擦角的正切值，因而，对于静摩擦特性的测量，通常采用测量其摩擦角的方式予以间接测量。其基本的测量思路是：将材料放在一个初始位置水平的平台上，然后缓慢增大平台的倾角并观察材料是否发生运动(含滑动与滚动)，当材料开始发生运动时，平台的倾角即为该材料与台面(材料)之间的摩擦角。基于这种测量思路，相关科研工作者和工程技术人员开发出了若干摩擦角测量装置。

专利申请号为201210579862.5的发明专利公开了一种“煤的摩擦角测量装置”，由框架、平板、伸缩控制装置和量角仪组成，其中平板的一段与框架上平面的一边铰接，另一段与伸缩控制装置相连，从而形成一个倾角可调的动平台，量角仪则位于平板侧面，用来指示平板的倾角。该装置结构简单且功能明确，能够在较低的精度要求下用来测量煤与平板之间的摩擦角，不足之处在于平板不具备在任意倾斜角度状态下锁止保持的能力，且测量全过程中均需要人工干预与操作，包括平板倾角的缓慢调节、倾角的保持和倾角的读数，从而不可避免地给测量带入了人为操作误差，难以保证测量结果的稳定性与可靠性。

专利申请号为201210413462.7的发明专利公开了一种“用于散粒体物料摩擦角和摩擦系数测量的斜面仪装置”，由可调斜板、限位立柱、接料盘、直尺、圆弧尺和摇杆棘轮等组成，也能够进行散体物料的摩擦角测量。由于该发明所述装置中的摇杆棘轮部件具有自锁功能，因而在使用时，可调斜板能够在任意位置保持倾斜状态而无需人力扶持，使操作员能专心读取倾角数据。但是，使用该发明所述装置进行摩擦角测量时，仍需依靠人工对倾角大小进行持续调节，并由肉眼观察、判断物料是否发生运动，最后需要人工读取倾角数据，所以测量的全程仍然离不开人工干预与操作，还是会不可避免地带入人为操作误差，使得测量结果的稳定性、客观性与可靠性仍存在对人工操作的依赖。

专利号为201010547073.4的发明专利公开了一种“散粒物料摩擦角或休止角测量装置和测量方法”，由电机、物料盘、红外对射管、和微处理器等组成，能够测量散体物料颗粒与板材之间的摩擦角。由于该发明专利所述的装置中采用了电机对物料盘的倾斜进行驱动，并采用了红外检测元件对散体物料颗粒是否发生运动进行检测并反馈给微处理器，因而，使用该装置进行物料摩擦角测量能够摆脱测量全过程中的人工干预，具有一定的自动化特点，从而在一定程度上保证测量结果的客观性与准确性。但是，该发明专利所述的摩擦角测量装置仍存在一定的局限性与不足之处：(1、由于该装置采用一对红外射管对物料的状态进行监测，操作方法是“将一颗谷粒放置在物料盘上2个红外对射管的连线位置上”，以谷粒运动后离开红外对射管连线位置时红外对射管光路不再被阻挡作为停止电机运转的触发信号，所以，该装置仅能测量单个散体颗粒与板材之间的摩擦角，对于颗粒群体而言，该测量结果必然因颗粒个体之间的差异而存在随机性，这正是科学测量中应尽量避免的；(2、受限于上述的测量原理与方法，用该装置测量摩擦角时，被测物料必须是颗粒状且不能太大，因此该装置仅能用于对散体颗粒进行摩擦角测量，而不能用于其它板状材料(如手机外壳)、片状材料(如银行卡、纸张等)的摩擦角测量；(3、虽然该装置具备一定的自动化能力，但其测量环境依然是开放式的，所以，对于质量较轻或外形较特殊的颗粒体而言，开放式测量环境中的气流扰动会影响到测量结果的准确性。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足之处，为材料的摩擦角测量提供一种基于图像技术的全自动摩擦角测量仪。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。