[发明专利]一种研究手与物体接触间摩擦系数和接触面积之间关系的方法与装置

权利要求书

1.一种研究手与物体接触间摩擦系数和接触面积之间关系的方法，其特征在于，该方法采用的装置包括三棱镜装置、相机、数显拉压力计，三棱镜装置与相机两者正对放置，并保持一定距离；

数显拉压力计的右端设置有底座，左端的前侧面为力显示屏，力显示屏的右侧连接有加力杆，加力杆的右侧固定安装有手指套；底座右侧面上设置有凸台，底座上表面的后端设置有手轮，手轮的转动可控制加力杆的伸缩；手指套的右端面与凸台的左端面相对，三棱镜装置设置在手指套的右端面与凸台的左端面之间；

所述手指套的右端面为内凹弧面，该内凹弧面为拇指接触区，拇指接触区整体与手指套主体部分呈15°夹角设置；

所述三棱镜装置包括一号三棱镜、二号三棱镜和镜框，每一个三棱镜包含第一透光面、反光底面和第二透光面，镜框包括透明矩形框和设置在透明矩形框内部上下侧壁上的上定位凸台和下定位凸台，上定位凸台和下定位凸台结构相同位置相对，两者均为三角形结构，上定位凸台和下定位凸台两侧的空隙内分别对称的安装有一号三棱镜、二号三棱镜；

一号三棱镜、二号三棱镜均设有反光底面及连接反光底面两侧的第一透光面和第二透光面；所述第一透光面和第二透光面相互对称、顶部相交，顶部夹角为90°；所述反光底面下侧表面上设有镀银层；

透明矩形框左右两侧边框的外表面均与手指接触，左右两侧内表面分别与两个三棱镜的第一透光面贴合；第二透光面面朝相机方向，反光底面位于透明矩形框的内部；

该方法采用如下步骤：将数显拉压力计横放，手握三棱镜装置放置在数显拉压力计的加载位置并使三棱镜装置正对摄像机镜头；缓慢转动手轮加载，在加载过程中手的握力逐渐减小直到为零，当三棱镜装置处于刚好要滑落而没有滑落的零界状态时数显拉压力计停止加载，摄像机采集图像传入电脑，计算出大拇指接触面积s，记录出此时数显拉压力计的显示屏上读数F，记录此时悬挂在三棱镜装置下方的物重G；根据力学关系知摩擦系数μ计算公式为其中，为G的均值，为F的均值；依次调整物重G的大小重复进行以上步骤，即可获得每次实验的接触面积s和摩擦系数μ的数据，然后以接触面积s为x轴，摩擦系数μ为y轴作出曲线图，即可得到手与物体接触间摩擦系数和接触面积之间关系。