專利名稱：一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種測定摩擦系數的裝置及方法，具體涉及一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置及方法。
背景技術：
路面表面抗滑問題是其修筑技術的薄弱環節之一，尤其在冬季、雨季及公路彎道處，抗滑能力不足的路面，常發生車輛打滑、失控，造成人員傷亡及財產損失，因此路面表面抗滑問題一直是研究人員關注的重點。滑動摩擦系數是表征路面表面和車輛輪胎之間抗滑性能的主要指標之一，提高路面抗滑性能的本質就是提高其滾動和滑動摩擦系數。表征路面抗滑性能主要指標有路面表面摩擦系數和平均紋理深度，平均紋理深度可直觀地反映道面表面的粗糙度和排水性能，測定方法也主要是以間接測量為主，而滑動摩擦系數可直接反映路面表面提供摩阻力的能力和大小，通常在潮濕狀態下采用摩擦系數測定儀測定，測試儀器要求相對較高。雖然我國公路規范中關于路面表面抗滑性能的測試方法較多，但是均存在著不同的缺點。例如鋪砂法、激光構造深度儀法不能夠直接測量路面表面的摩擦系數，只能夠測定路面宏觀構造深度間接反映抗滑性能，并且這兩種方法受人為影響因素較多，測試結果不穩定；擺式儀法在測定路面抗滑性能時，速度慢、效率低，由于采用定點測試，結果具有一定的片面性，無法滿足高等級公路發展的需要，并且其測試結果也不能直接反應摩擦系數；摩擦系數測試車法雖然可以模擬高速行車狀態下的最不利狀況，但設備體積大、設備價格昂貴，使得其推廣應用受到一定限制。因此，開發一種便捷、造價低、能夠直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置，可用于路面表面抗滑性能的測試和研究，為更好的評價路面表面抗滑性能提供測量方法和基礎數據。
發明內容
本發明為解決現有測量裝置不能直接測量出路面滑動摩擦系數，且測量裝置體積較大，測量誤差較高的問題，進而提出一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置及方法。本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是:本發明所述的測量裝置包括牽引絲桿、橫向滑塊、豎向滑塊、豎向滑軌、壓力傳感器、摩擦頭、兩個橫向滑軌和兩個支架，兩個橫向滑軌并排平行水平設置，每個橫向滑軌的一端分別各與一個支架連接，牽引絲桿的兩端分別各與一個支架的上端連接，且牽引絲桿位于兩個橫向滑軌的上方，橫向滑塊安裝在兩個橫向滑軌上，且橫向滑塊可沿兩個橫向滑軌直線移動，橫向滑塊的上端通過螺帽與牽引絲桿連接，豎向滑軌固定安裝在橫向滑塊上，且豎向滑軌軸線與牽引絲桿的軸線垂直，豎向滑塊安裝在豎向滑軌上，且豎向滑塊可沿豎向滑軌直線移動，豎向滑塊的下端與摩擦頭連接，壓力傳感器安裝在豎向滑軌的下端，且壓力傳感器的觸點與豎向滑塊的一側側壁接觸。本發明所述方法的具體步驟如下:步驟一、將兩個支架放置在待測路面上，將橡膠塊安裝在摩擦頭的下表面上，通過豎向滑軌調整摩擦頭的高度，進而使橡膠塊的下表面與待測路面接觸；步驟二、通過牽引絲桿使橫向滑塊沿兩個橫向滑軌直線移動，通過壓力傳感器可測出橡膠塊沿待測路面移動時的摩擦阻力f，橡膠塊的自重為N，通過公式μ = f/N①可計算出待測路面的滑動摩擦系數μ。本發明的有益效果是:本發明可以實現路面表面和輪胎間滑動摩擦系數的直接測定；本發明中的橡膠塊可替換，能夠實現不同輪胎類型與路面表面摩擦滑動系數的測定；本發明的測定精度可達千分之一，測量范圍可達O 50cm，并且可重復測量，數據可自動存儲記錄；本發明結構簡單，體積小，重量輕，攜帶方便，便于操作和維修。
圖1是本發明的主視圖，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的俯視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結合圖1至圖3說明本實施方式,本實施方式所述一種一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置包括牽引絲桿1、橫向滑塊2、豎向滑塊3、豎向滑軌
4、壓力傳感器5、摩擦頭6、兩個橫向滑軌7和兩個支架8，兩個橫向滑軌7并排平行水平設置，每個橫向滑軌7的一端分別各與一個支架8連接，牽引絲桿I的兩端分別各與一個支架8的上端連接，且牽引絲桿I位于兩個橫向滑軌7的上方，橫向滑塊2安裝在兩個橫向滑軌7上，且橫向滑塊2可沿兩個橫向滑軌7直線移動，橫向滑塊2的上端通過螺帽與牽引絲桿I連接，豎向滑軌4固定安裝在橫向滑塊2上，且豎向滑軌4軸線與牽引絲桿I的軸線垂直，豎向滑塊3安裝在豎向滑軌4上，且豎向滑塊3可沿豎向滑軌4直線移動，豎向滑塊3的下端與摩擦頭6連接，壓力傳感器5安裝在豎向滑軌4的下端，且壓力傳感器5的觸點與豎向滑塊3的一側側壁接觸。本實施方式中壓力傳感器5與存儲器連接，壓力傳感器5采集的數據存儲于存儲器中。
具體實施方式
二:結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置還包括橡膠塊9，橡膠塊9設置在摩擦頭6的下表面上。本實施方式中的橡膠塊9可更換成不同輪胎材質的制作的橡膠塊9，以便于測定不同材質輪胎與路面表面的滑動摩擦系數。其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種利用具體實施方式
一所述裝置測定路面表面滑動摩擦系數的方法的具體步驟如下:步驟一、將兩個支架8放置在待測路面上，將橡膠塊9安裝在摩擦頭6的下表面上，通過豎向滑軌4調整摩擦頭6的高度，進而使橡膠塊9的下表面與待測路面接觸；步驟二、通過牽引絲桿I使橫向滑塊2沿兩個橫向滑軌7直線移動，通過壓力傳感器5可測出橡膠塊9沿待測路面移動時的摩擦阻力f，橡膠塊9的自重為N，通過公式μ =f/N①可計算出待測路面的滑動摩擦系數μ。 其它組成及連接關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四:結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的方法，其特征在于:步驟二中當待測路面為路拱橫坡和縱坡路面時，路面滑動摩擦系數μ的計算公式為:N' = G.COS(X).cos (y)②，
權利要求
1.一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置，其特征在于:所述一種一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置包括牽引絲桿(I)、橫向滑塊(2)、豎向滑塊(3)、豎向滑軌(4)、壓力傳感器(5)、摩擦頭￠)、兩個橫向滑軌(7)和兩個支架(8)，兩個橫向滑軌(7)并排平行水平設置，每個橫向滑軌(7)的一端分別各與一個支架(8)連接，牽引絲桿(I)的兩端分別各與一個支架(8)的上端連接，且牽引絲桿(I)位于兩個橫向滑軌(7)的上方，橫向滑塊(2)安裝在兩個橫向滑軌(7)上，且橫向滑塊(2)可沿兩個橫向滑軌(7)直線移動，橫向滑塊⑵的上端通過螺帽與牽引絲桿⑴連接，豎向滑軌⑷固定安裝在橫向滑塊(2)上，且豎向滑軌⑷軸線與牽引絲桿(I)的軸線垂直，豎向滑塊⑶安裝在豎向滑軌⑷上，且豎向滑塊(3)可沿豎向滑軌(4)直線移動，豎向滑塊(3)的下端與摩擦頭(6)連接，壓力傳感器(5)安裝在豎向滑軌(4)的下端，且壓力傳感器(5)的觸點與豎向滑塊(3)的一側側壁接觸。
2.根據權利要求1所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置，其特征在于:所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置還包括橡膠塊(9)，橡膠塊(9)設置在摩擦頭￠)的下表面上。
3.一種利用權利要求1所述裝置測定路面表面滑動摩擦系數的方法，其特征在于:所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的方法的具體步驟如下: 步驟一、將兩個支架(8)放置在待測路面上，將橡膠塊(9)安裝在摩擦頭￠)的下表面上，通過豎向滑軌(4)調整摩擦頭(6)的高度，進而使橡膠塊(9)的下表面與待測路面接觸； 步驟二、通過牽引絲桿(I)使橫向滑塊(2)沿兩個橫向滑軌(7)直線移動，通過壓力傳感器(5)可測出橡膠塊(9)沿待測路面移動時的摩擦阻力f，橡膠塊(9)的自重為N，通過公式μ = f/N①可計算出待測路面的滑動摩擦系數μ。
4.根據權利要求3所述一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的方法，其特征在于:步驟二中當待測路面為路拱橫坡和縱坡路面時，路面滑動摩擦系數μ的計算公式為:Ν'
全文摘要
一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置及方法，它涉及一種測定摩擦系數的裝置及方法，具體涉及一種可直接測定路面表面滑動摩擦系數的裝置及方法。本發明為了解決現有測量裝置不能直接測量出路面滑動摩擦系數，且測量裝置體積較大，測量誤差較高的問題。本發明的兩個橫向滑軌并排平行水平設置，每個橫向滑軌的一端分別各與一個支架連接，牽引絲桿的兩端分別各與一個支架的上端連接，橫向滑塊安裝在兩個橫向滑軌上，橫向滑塊的上端通過螺帽與牽引絲桿連接，豎向滑軌固定安裝在橫向滑塊上豎向滑塊安裝在豎向滑軌上，豎向滑塊的下端與摩擦頭連接，壓力傳感器安裝在豎向滑軌的下端。本發明用于測定路面表面滑動摩擦系數。
文檔編號G01N19/02GK103196823SQ20131007987
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者李新凱, 侯相琛, 彭勃, 田畢江 申請人:哈爾濱工業大學