本发明涉及动摩擦系数测量装置，其用于根据不同速度，连续测量 和自动记录在两个不同物体之间的动摩擦力。

迄今为止，本专业的技术人员通常采用摆动式测量装置，测量公路 表面和车辆轮胎之间的动摩擦力。但是，只有当相对于公路表面的速 度在相当慢的范围内时，才能使这种摆动式测量装置用于测量摩擦力。 但是，对于以不同的速度行驶中的车辆来说，公路表面的摩擦系数大 不相同。一般，速度越高，摩擦系数就越低。此外，当行驶速度高达40 公里/小时或者更高时，摩擦系数变为非常重要的问题。因此，为了正 确测量摩擦系数，测量时的速度必须与实际速度相同，而且，测量时 采用的压力也与实际作用在轮胎和地面接触表面之间的压力相同。

为了满意地达到上述要求，本发明人已经提出了一种摩擦系数测量 装置，参见日本专利公开JP-57-23212，其中包括摩擦测量部件，在摩 擦测量部件中包括盘状体，在盘状体上设有测量公路表面摩擦力的橡 胶元件，一个能够围绕盘状体轴线作为转动体转动的盘形件，通过第 一弹簧元件使盘状体和盘形件互锁，笔的支撑件能够沿着盘形件的径 向方向移动，笔的支撑件通过一第二弹簧元件连接到盘形件上；在摩 擦测量部件的转动过程中，在测量摩擦系数的橡胶元件的速度和笔的 支撑件沿径向方向的位移量之间的关系，以及在盘形件相对于盘状体 的扭转角度和摩擦系数之间的关系事先以刻度表示出，因此自动记录 在摩擦系数和速度之间的关系。

但是，由于笔的支撑件沿径向方向的滑动摩擦，以及笔和记录纸之 间的滑动摩擦限制了这种摩擦系数测量装置的测量精度。此外，在盘 状体和盘形件开始转动期间，笔的支撑件移动，因此形成不需要的记 录，由此为阅读数据造成困难。另外，固定和拆卸笔的操作和固定记 录纸的操作相当麻烦，因此工作效率不高。

为此，本发明的目的是提供一种动摩擦系数测量装置，其能够自动 记录速度和摩擦系数之间的关系，获得高的测量精度，并且容易阅读 数据，容易进行搬运。

本发明的另一个目的是提供一种动摩擦系数测量装置，其中一旦将 测量装置安置在公路表面上，即可连续自动记录速度和摩擦系数之间 的关系，获得高的测量精度，容易阅读数据，并且容易搬运。

本发明的装置包括摩擦测量部件，摩擦测量部件具有一盘形件，在 盘形件上设有测量摩擦力的橡胶元件，一驱动盘与盘形件同轴转动， 由动力计使盘形件和驱动盘相互连接；测量在摩擦测量部件转动期间 橡胶元件的速度的一个转速计，一个X-Y记录器在直角坐标系中记录摩 擦测量部件和转速计的两个电输出。在这种结构中，当借助驱动装置， 例如电动机或类似物驱动盘形件和驱动盘转动，并且固定在盘形件上 的橡胶元件与被测量物体表面接触时，由于摩擦力的作用使盘形件的 转动速度降低，并且导致在盘形件和驱动盘之间产生扭转，由动力计 测量盘形件和驱动盘之间的扭转量，以便确定摩擦力，与此同时，由 转速计测量橡胶元件的速度，然后将测量的这些数据作为电输出输送 到X-Y记录器，所述X-Y记录器在直角坐标系中记录速度和摩擦系数。 因此，由于测量的摩擦力和速度的数值以电输出的形式输出，测量的 精确度得到改善，由于X-Y记录器采用直角坐标系进行记录，不存在没 必要的记录，比较容易阅读数据，并且使搬运操作简单化。在摆动式 测量装置中，摩擦力的测量被限制在相对于公路表面的速度为常量， 而且限制汽车的速度不变。但是，根据汽车行驶的不同速度，公路表 面的摩擦系数大不相同，一般速度越高，摩擦系数越低。为了在高速 度条件下测量摩擦系数，通常采用公路表面摩擦力的测量车。但是， 这种测量车通过真实的测量轮胎测量摩擦系数，与此同时在预定的测 量速度条件下运行，以便在不同的速度条件下，测量出在一定的公路 表面上的摩擦系数，这必须使测量车以不同的速度，反复在公路表面 上行驶，因此在繁忙的街道上进行测量非常困难。

为了达到本发明的上述目的，按照本发明提供一种动摩擦系数测量 装置，其包括摩擦测量部件，摩擦测量部件具有一盘形件，通过传动 带或类似物驱动摩擦测量轮胎转动，一个驱动轮与盘形件同轴转动， 由动力计使盘形件和驱动轮相互连接；由一转速计测量测试轮胎的周 边速度；X-Y记录器在直角坐标系中记录摩擦测量部件和转速计输出的 两个电量。

在这种结构中，当由驱动装置，例如电动机或类似物，使驱动轮转 动时，通过动力计与驱动轮连接盘形件转动，以便通过传动带和类似 物带动使连接盘形件的轮胎转动。当测试轮胎与被测量物体的表面相 接触时，由于摩擦力作用，使轮胎的转动速度降低，与轮胎互锁的盘 形件的转动速度也降低。此时，由动力计测量轮胎的摩擦力，所述动 力计使盘形件和驱动轮相互连接，由转速计测量轮胎的周边速度，即 相对于被测量物体表面的速度。将这些测量的数据作为电输出传递到 X-Y记录器，由此在直角坐标系中记录速度和摩擦系数。因此，由于摩 擦力和速度的测量值作为电输出输出，获得高的测量精度，由于采用X-Y 记录器在直角坐标系进行记录，因此容易阅读数据。而且，由于在所 有速度，即，从高速度到停止速度条件下，测量摩擦系数，能够在一 次测量中完成记录，这样能够在实际测量地容易有效地进行测量。

在本发明的实践中，动力计最好由一个弹簧平衡器和一个位移计组 成，所述弹簧平衡器使盘形件和驱动轮相互连接，位移计将弹簧平衡 器的位移量转换为电输出量，所述弹簧平衡器的位移由盘形件和驱动 轮之间的扭转产生。而且，转速计最好包括一个电路，其中当驱动轮 和轮胎由磁型电动机开始转动时，切断电动机的开关，以便进行测量， 由驱动轮的转动力带动互锁的电动机转动，与此同时，测量由磁型电 动机转动产生的电动力。

在本发明的实践中，动力计最好由弹簧平衡器和一个位移计组成， 所述弹簧平衡器使盘形件和驱动盘相互连接，位移计将弹簧平衡器的 位移量转换为电输出量，所述弹簧平衡器的位移由盘形件和驱动盘之 间的扭转产生。

而且，转速计最好包括一电路，其中当驱动盘和盘形件由磁型电动 机开始转动时，然后切断电动机的开关，以便进行测量，由盘形件的 转动力带动互锁的电动机转动，与此同时，测量由磁型电动机转动产 生的电动力。

下面参照附图描述本发明的实施例。

图1是本发明一个实施例的俯视图。

图2是本发明实施例的剖视的主视图。

图3是局部放大俯视图，其表示弹簧平衡器和位移计的安装状态。

图4是沿着图3中Ⅳ-Ⅳ剖面线所示的局部剖视图。

图5是沿着图3中Ⅴ-Ⅴ剖面线所示的局部剖视图。

图6是所示实施例的电路示意图。

图7是所述实施例中反应X-Y记录器的示意图。

图8是本发明的另一个实施例的俯视图。

图9是图8所示装置的主视图。

图10是图8所示装置的侧视图。

图11是具有局部剖视的俯视图，其表示图8所示实施例中摩擦测量 部件的详细构造。

图12是图11中所示摩擦测量部件的主视图，其中局部被剖视。

图13是沿着图12中X-X剖面线所示的局部剖视图。

如图1和2所示，本发明的动摩擦系数测量装置具有摩擦测量部件1， 该摩擦测量部件1由驱动部件2驱动而转动。由固定在支架4上的支撑件 3支撑驱动部件2，借助杠杆5的上下移动，可使驱动部件2与摩擦测量 部件1沿竖直方向一起移动。在支架4的下侧的四个角落，分别固定安 装有橡胶材料的支座6，以便整个装置被稳定支撑在被测量物体的表 面，例如被支撑在公路表面。摩擦测量部件1具有大惯量的驱动盘8， 所述驱动盘8被固定到驱动轴7上，滑动环9被固定在驱动盘8的上表面。 而且，在驱动盘8的下方，小惯量的盘形件10可转动地安装在驱动轴7 上。在盘形件10的下表面固定有三个摩擦系数测量橡胶元件11，所述 橡胶元件11以驱动轴7为中心分布。

下面参照图3～5，驱动盘8和盘形件10通过弹簧平衡器12相互连接， 因此借助弹簧平衡器12可以允许盘形件10与驱动盘8一同转动。在驱动 盘8和盘形件10之间，安装有位移计13，以便当负载施加在盘形件10上 时，测量弹簧平衡器12的位移量，并且将位移量转变为电量。还有， 在驱动盘8的下表面安装有辊轮14，以便向橡胶元件11施加竖直方向的 负载，所述橡胶元件11被固定在盘形件10上。

驱动部件2具有磁型电动机15，由此，通过联接器16使驱动轴7转动。 通过电动机的支撑杆17将磁型电动机15支撑在驱动部件2的箱体中，由 轴承18支撑着驱动轴7，所述轴承18被固定在驱动部件2的箱体的下表 面。借助驱动轴7可以使驱动部件2和摩擦测量部件1沿竖直方向整体移 动。

在摩擦测量部件1转动期间，位移计13的电输出量通过电刷19从滑 动环9向外输出。电刷19被固定到电刷支撑件20上，通过支撑柱21，将 电刷支撑件20固定到驱动部件2的箱体的下表面。

在图6中，描绘了这种动摩擦系数测量装置的电路图。磁型电动机15 通过位置转换开关22和电源开关23连接到电源终端24上，所述电源提 供直流(DC)12V电压。而且，速度输出终端25连接位置转换开关22， 当位置转换开关22从图中所示的位置转换开关位置时，速度输出终端25 与磁型电动机15相连。电源终端24的电源供电线通过连接点A和B连接 稳压装置27，稳压装置27还连接摩擦测量部件1的输入终端C和D。而且， 摩擦测量部件1的输出终端E和D通过衰减器26连接摩擦系数输出终端 28。位移计13通过输入终端C和D、电刷19和滑动环9接收来自稳压装置 27的稳定电压，并且通过滑动环9、电刷19、输出终端E和D，以及衰减 器26，向摩擦系数输出终端28输送与弹簧平衡器12的位移量成正比的 输出电压。可以预先调整衰减器26，以便当施加在橡胶元件11上的竖 直方向的载荷W与摩擦力F相互相等时，设定输出量为“1”。因此，施 加在摩擦系数输出终端28的输出量表示摩擦系数μ，在摩擦系数的公 式中μ=F/W，其中，μ是摩擦系数。在这种情况下，由于竖直方向的 负载W是摩擦测量部件1的重量加驱动部件2的重量，因此这是一个常 量，这足以对衰减器26进行调整。而且，如图7所示，速度输出终端25 可以连接X-Y记录器29的X终端，摩擦系数输出终端28可以连接X-Y记录 器29的Y终端。

在上面所述的结构中，以下面所述的方法进行测量操作。首先，将 此测量装置放置在需要被测量的物体表面，例如放置在公路表面。在 这种状态下，带动杠杆5向下运动，使摩擦测量部件1和驱动部件2悬浮 在公路表面上方。然后，使位置转换开关22进入图6所示的位置，然后 接通电源开关23，使电流从电源终端24流到磁型电动机15，然后允许 驱动轴7和摩擦测量部件1转动。当转动速度高于测量速度时，使位置 转换开关22从图6所示的状态转换到相对一侧，与此同时，缓慢地释放 杠杆5。一旦橡胶元件11接触公路表面，摩擦力的作用试图使盘形件10 停止转动，但是，驱动盘8借助其惯性，试图使盘形件10继续转动，以 致在驱动盘8和盘形件10之间产生扭转。这种扭转力使弹簧平衡器12产 生位移，并且由位移计13测量其位移量。特别是，来自电源终端24的 电压通过稳压装置27供给位移计13，由位移计13，将与弹簧平衡器12 的位移量成正比的输出电压，通过衰减器26，输送到摩擦系数输出终 端28。其结果是，这个输出电压作为X-Y记录器的Y分量被记录。在另 一方面，施加到橡胶元件11的摩擦力通过弹簧平衡器12被传递到驱动 盘8上，以致驱动盘8逐渐减速，并且最终停止。在此期间，电动机15 与驱动轴7一同转动，以致由此产生电动作用力，该作用力被传递到速 度输出终端25，并且由X-Y记录器29作为X分量被记录。在这种情况下， 转动轴7的转动速度越高，电动机15的电动作用力就越大，因此，X分 量表示速度。以这种方式，在X-Y记录器的直角坐标系中，记录了速度 和摩擦系数之间的关系，因此，在一次测量操作中，就可以得知在各 种速度条件下的摩擦系数。

图8～12表示本发明另一个实施例。在图8～10中，动摩擦测量装置 具有摩擦测量部件，采用标号31表示摩擦测量部件整体，还具有由标 号32表示驱动部件的整体，由驱动部件32驱动摩擦测量部件31转动。 通过定时传动带37将摩擦测量部件31的转动传递到小尺寸的真实的轮 胎35上，由定时传动带37使带轮34和36相互连接，所述带轮34固定在 盘形件33上，带轮36固定在轮胎35上。摩擦测量部件31、驱动部件32、 轮胎35固定在同一支架38上。支架38的一端由支架支座39支撑，因此 支架38可以围绕支座39的轴线转动。将驱动部件32的磁型电动机40的 转动传递到驱动轴42上，由轴承41支撑驱动轴42，所述轴承41安装在 支架38的两侧。摩擦测量部件31具有固定在驱动轴42上的大转动惯量 驱动轮43，小转动惯量的盘形件33可转动地安装在驱动轴42上，所述 盘形件33与驱动轮43同轴设置并且相互平行。参照图11～13，滑动环44 固定在驱动轮43的轮毂上。驱动轮43和盘形件33通过弹簧平衡器45相 互连接，因此借助弹簧平衡器45，盘形件33可以和驱动轮43一同转动。 而且，在驱动轮43和盘形件33之间安装有位移计46，以便测量弹簧平 衡器45的位移量，并且将这个位移量转变成为电量。在摩擦测量部件31 转动期间，从滑动环44通过电刷47将位移计46的电输出量送出。电刷47 被固定在电刷支撑件48上，所述电刷支撑件48被固定在支架38上。如 图10所示，借助支撑杆50和千斤顶51，支撑支架38一端的支架支座39， 在压力作用下牢固地固定到公路表面，所述支撑杆50和千斤顶51固定 在支架49上，所述支架49安装在轻型运载车或类似物的后车架上。支 架49安装有绞盘提升机52，以便在驱动轮43和轮胎35开始转动期间， 使轮胎在公路表面上方悬浮。

在此实施例中，可以采用图6所示的电路图。

下面详细描述上述构造的测量操作步骤。首先，将测量装置放置在 要被测量物体的表面上，例如放置在公路表面上，借助千斤顶51在压 力的作用下，将支架支座39牢固地固定到公路表面。然后，通过绞盘 提升机52，使轮胎35悬浮，离开公路表面大约2厘米。在这种状态下， 使位置转换开关22转换到图6所示的位置状态，并且，接通电源开关23， 以便电流从电源终端24流动到磁型电动机15，由此引导驱动轴42转动。 因此，随着定时传动带37转动，定时传动带37带动摩擦测量部件31和 轮胎35转动。当转动速度大于测量速度时，位置转换开关22从图6所示 位置状态转换到相对一侧，同时缓慢释放绞盘提升机52的张力。一旦 轮胎接触公路表面，摩擦作用力试图使轮胎35停止转动，但是在惯性 力作用下，与轮胎35互锁的驱动轮43试图使轮胎继续转动，以致在驱 动轮43和盘形件33之间产生扭转。此扭转力使弹簧平衡器45产生位移， 并且由位移计46测量弹簧平衡器45的位移量。特别是，电源终端24的 电压通过稳压装置27供给位移计46，与弹簧平衡器45的位移成比例的 输出电压，从位移计46，通过衰减器26传递到摩擦系数输出终端28。 因此，如图7所示，由X-Y记录器29记录输出量的Y分量。在另一方面， 通过弹簧平衡器45，将施加到轮胎35的摩擦力传递到驱动轮43，导致 驱动轮43逐渐减速，最终停止转动。在此期间，磁型电动机15与驱动 轴42一同转动，此时上述装置起发动机的作用，产生与转动速度呈比 例的电动作用力。这种电动作用力被传递到速度输出终端25，并且由X-Y 记录器29记录为X分量。以这种方式，速度和摩擦系数之间的关系被记 录在X-Y记录器的直角坐标系中，因此在一次测量操作中，测量人员可 以得知在各种速度条件下的摩擦系数。

本发明的动摩擦系数测量装置不仅可用于测量公路表面和轮胎之间 的摩擦系数，而且还可以用于其他物品的测量，例如测量鞋底与地面 之间的摩擦系数。在这种情况下，不言而喻，根据被测量物体的材料， 改变橡胶元件11。

按照本发明，正如前面所述，由于摩擦系数和速度被转变为电量， 并且由X-Y记录器自动记录，因此改善了测量精度，使测量操作变得容 易，而且测量的精度不受测量者技术的影响。此外，由于测量结果被 表示在直角坐标系中，很容易阅读速度和摩擦系数的数据。而且，由 于这种装置形成整体，其结构紧凑，便于搬运，因此适于实际应用。

而且，按照本发明，采用真实的轮胎，在固定的条件下，在要被测 量的公路表面上，能够测量从高速到停止的各种速度条件下的摩擦系 数。此外，因为摩擦系数和速度被转化为电量，并且由X-Y记录器自动 记录，测量精度高，测量操作容易，并且测量装置容易搬运。因此， 具有突出的应用效果。