[发明专利]一种液面受力测定实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验平台，具体涉及一种液面受力测定实验平台。

背景技术

目前，液面受力主要针对表面张力及浮力进行测定，其中浮力通过体积即可获得，而表面张力较难直接获得。现有的表面张力测定装置用于测定液体的表面张力。

公开号为CN102654442A，公开日为2002年09月05日的发明专利公开了一种表面张力检测装置及方法；公开号为CN104034634A，公开日为2014年09月10日的发明专利公开了一种液面表面张力测定方法；上述液面间的相互作用力均以理论计算获得，但是上述张力测定方法均是在静态情况下测定的，并没有公开动态情况下的液面受力测定装置或方法。

发明内容

本发明为解决目前没有公开动态情况下的液面受力测定装置或方法，进而提供一种液面受力测定实验平台。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的液面受力测定实验平台包括平台机架、竖直模块、水平模块和测量装置；平台机架包括平台底座、水槽、机架安装板和机架主体，水槽和机架安装板依次安装在平台底座的上端面上，机架主体安装在机架安装板的上端面上，机架主体上设置有模块安装板；

竖直模块包括直线模组、竖直电机联轴器、竖直伺服电机、两个竖直导轨和两个滑动支撑，直线模组竖直安装在模块安装板上，竖直伺服电机通过竖直电机联轴器与直线模组丝杠的上端连接，直线模组上设置有滑动平台，两个竖直导轨竖直且平行设置在机架主体一侧的外壁上，每个竖直导轨上安装有一个滑动支撑；

水平模块包括水平电机座、水平驱动伺服电机、主动带轮、圆弧齿同步带、从动带轮座、张紧带轮固定座、张紧带轮移动座、水平导轨、水平移动座、同步带压板、水平滑块、水平导轨安装管、两个背部张紧轮、两个背部张紧轮轴、两个从动带轮、两个从动带轮轴和多个张紧螺栓；水平导轨安装管的中部固装在水平电机座上，水平导轨安装管安装在两个滑动支撑上，水平导轨安装管的一端安装有从动带轮座，从动带轮座上安装有一个从动带轮轴，从动带轮轴上安装有一个从动带轮，水平导轨安装管的另一端固装有张紧带轮固定座，张紧带轮移动座安装在张紧带轮固定座上，张紧带轮固定座上安装有另一个从动带轮轴，另一个从动带轮轴上安装有另一个从动带轮，张紧带轮固定座上螺纹连接有多个张紧螺栓，多个张紧螺栓用于调整张紧带轮移动座与张紧带轮固定座的相对位置；

水平电机座安装在滑动平台上，水平驱动伺服电机安装在水平电机座上，主动带轮套装在水平驱动伺服电机的输出轴上，两个背部张紧轮轴关于主动带轮对称设置在水平电机座上，每个背部张紧轮轴上安装有一个背部张紧轮，主动带轮与两个背部张紧轮呈三角形布置，圆弧齿同步带安装在主动带轮和两个从动带轮上；

水平导轨固装在水平导轨安装管的侧壁上，水平滑块安装在水平导轨上，水平移动座通过同步带压板固装在圆弧齿同步带上，水平移动座与水平滑块固装为一体；

测量装置包括测量座、力臂安装座、两个测量力臂、两个重心调整块、两个螺纹夹套和两个压力传感器，两个压力传感器并列固装在水平移动座上，测量座固装在两个压力传感器悬臂一端的上端面上，力臂安装座的中部安装在测量座的上端面上，两个测量力臂安装在力臂安装座上，其中测量座、力臂安装座、测量力臂构成杠杆结构，每个测量力臂的下端安装有一个螺纹夹套，两个重心调整块安装在力臂安装座上。

本发明与现有的静态情况下的液面受力测定装置相比具有以下有益效果：

本发明的液面受力测定实验平台设置有竖直模块和水平模块，通过竖直模块竖直方向上的运动实现竖直冲击受力测定，在竖直方向上以一定速度对水槽的液面进行冲击，从而获得某一速度情况下材料的受力情况，可以针对冲击受力情况进行分析测定；

水平模块可以将材料压入水中一定深度，并水平移动材料，将材料以一定速度在水上滑行，通过杠杆力矩平衡原理对材料水平方向以及竖直方向的力进行测定，可以测得材料在水面划水时的受力情况；

本发明还可以将材料以一定轨迹入水，即对材料进行斜向入水受力测定，不同角度的入水情况，可以得到不同轨迹与入水情况的曲线；

本发明还可以对材料与液面进行分离过程的受力进行分析，可以获得不同的分离角度、速度下的受力曲线，分析材料与液面分离过程；

本发明根据动态情况下的材料受力进行了测定，弥补了动态情况测力的空白，对不同类型的测力均可以实现测定，同时根据所测力数值大小，采用的杠杆原理对微小受力进行放大后测定，也能够更加有效地实现较低成本情况对高精度受力进行的测定。