[发明专利]一种往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置

说明书

本发明公开了一种往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，待测试的上摩擦副设置在与悬臂梁支撑架相连接的悬臂梁的前端，应变片设置在悬臂梁上，下摩擦副设置在磁轴直线电机的运动块上，并位于上摩擦副的正下方，在磁轴直线电机的带动下，下摩擦副相对静止的上摩擦副做直线往复运动，将摩擦发电的电流和电压信号输出至控制及测试电脑，同时应变片将上、下摩擦副的摩擦信号同步输出至控制及测试电脑；由于控制及测试电脑同时采集了上、下摩擦副进行摩擦发电的电流和电压信号和摩擦信号，由此实现了摩擦发电输出性能与摩擦系数的同步测试，有助于揭示界面摩擦行为对摩擦发电输出性能的影响，利于澄清界面摩擦行为对电输出性能的作用机理。

技术领域

本发明涉及微纳米能源与摩擦磨损的测试设备领域，尤其涉及的是一种同时测量往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数的实验装置，适用于往复式摩擦发电摩擦学行为对电输出性能的影响及作用机理研究。

背景技术

摩擦发电是利用摩擦起电和静定感应耦合效应的能源收集技术，往复式摩擦发电是一种重要的摩擦发电形式。

摩擦发电涉及界面摩擦和电输出性能两个方面，接触界面摩擦系数影响摩擦发电的输出性能和能量转换效率。

然而，迄今为止，尚不清楚接触界面的摩擦行为对摩擦发电输出性能的影响规律，这在很大程度上妨碍了高效率摩擦发电的实用化进程。

目前，传统的研究摩擦发电的实验装置无法在测量电输出性能的同时测量界面摩擦系数，而传统的摩擦磨损实验装置在测量接触界面摩擦系数的同时也无法同步测量电输出性能。

因此，为了澄清接触界面的摩擦系数对摩擦发电输出性能的影响规律，需要设计装配一套能够同步测量摩擦发电输出性能和界面摩擦系数的测试装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，可同步测试摩擦发电输出性能与摩擦系数，有助于揭示界面摩擦行为对摩擦发电输出性能的影响，利于澄清界面摩擦行为对电输出性能的作用机理。

本发明的技术方案如下：一种往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，包括摩擦发电上摩擦副装夹平台、悬臂梁、悬臂梁支撑架、应变片、摩擦发电下摩擦副装夹平台、磁轴直线电机、控制及测试电脑；其中，所述摩擦发电上摩擦副装夹平台上设置有待测试的上摩擦副，所述摩擦发电上摩擦副装夹平台设置在悬臂梁的前端，所述悬臂梁连接在悬臂梁支撑架上，所述应变片设置在悬臂梁上，所述摩擦发电下摩擦副装夹平台设置在磁轴直线电机的运动块上，并位于所述摩擦发电上摩擦副装夹平台的正下方，所述摩擦发电下摩擦副装夹平台上设置有待测试的下摩擦副，用于在所述磁轴直线电机的带动下，所述下摩擦副相对静止的上摩擦副做直线往复运动，将摩擦发电的电流和电压信号输出至所述控制及测试电脑，同时所述应变片将上、下摩擦副的摩擦信号同步输出至所述控制及测试电脑。

所述的往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，其中：所述悬臂梁的前端设置有砝码加载盘，该砝码加载盘位于所述摩擦发电上摩擦副装夹平台的正上方；所述悬臂梁的后端设置悬臂梁配重块。

所述的往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，其中：所述悬臂梁通过转轴铰接在悬臂梁支撑架中，且在所述悬臂梁支撑架的顶部还设置有调节螺杆，用于配合悬臂梁配重块调平所述悬臂梁。

所述的往复式摩擦发电输出性能与摩擦系数同步测试装置，其中：所述悬臂梁支撑架设置在摩擦副高度调节支架中，并通过摩擦副高度调节支架调节所述摩擦发电上摩擦副装夹平台与摩擦发电下摩擦副装夹平台之间的间距。