润滑科技信息平台

专利摘要

本发明涉及用于真空低温环境的摩擦试验设备。该摩擦试验设备包括：悬臂梁、摩擦头、滑台机构、加载机构、驱动机构以及激光测距装置。由于第一电机和第二电机位于真空低温腔体外部，从而第一电机和第二电机的工作效果良好，使用寿命长，第一电机和第二电机的工作热量不会影响低温试验环境，进而使得摩擦试验设备适用于真空低温环境，避免了在真空低温腔体内部安装电机。通过激光测距装置测量悬臂梁自由端的水平变形，由于激光测距装置位于真空低温腔体的外部，其工作性能不会受到真空低温腔体内的低温条件的影响，从而可以适用于真空低温腔体内的低温条件下的变形测量，进而避免了在真空低温腔体内安装测量传感器，同时可以保证极高的测试精度。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010331631.7
申请日期:
2020-04-24
专利申请人:
清华大学
分类号:
G01N3/56
发明/设计人:
于卿源，陈新春，张晨辉，雒建斌
权利要求: 1.一种用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，包括：悬臂梁，位于真空低温腔体内，所述悬臂梁的一端为固定端，另一端为自由端；摩擦头，固定在所述悬臂梁的自由端；滑台机构，用于固定测试样品；加载机构，包括：支撑组件，支撑所述滑台机构；第一内磁耦合件，位于所述真空低温腔体内部，所述第一内磁耦合件与所述支撑组件连接，用于带动所述支撑组件运动，以致带动所述滑台机构上的所述测试样品对所述摩擦头加载；第一外磁耦合件，位于所述真空低温腔体外部，以及第一电机，位于所述真空腔体外部，所述第一电机用于驱动所述第一外磁耦合件运动，以致所述第一外磁耦合件带动所述第一内磁耦合件运动；驱动机构，包括：第二内磁耦合件，位于所述真空低温腔体内部，所述第二内磁耦合件与所述滑台机构连接，用于带动所述滑台机构相对于所述支撑组件运动，以致所述测试样品与所述摩擦头相互摩擦；第二外磁耦合件，位于所述真空低温腔体外部；以及第二电机，位于所述真空腔体外部，所述第二电机用于驱动所述第二外磁耦合件运动，以致所述第二外磁耦合件带动所述第二内磁耦合件运动；以及激光测距系统，位于所述真空低温腔体外部，用于测量所述悬臂梁的自由端的水平变形。2.根据权利要求1所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括角锥镜，所述角锥镜设置在所述悬臂梁的自由端，所述激光测距系统发射的激光经所述角锥镜反射至所述真空低温腔体外部。3.根据权利要求1所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，所述支撑组件包括：连接部，所述连接部的一端与所述第一内磁耦合件固定连接；框架，与所述连接部的另一端固定连接，所述框架用于容纳所述滑台机构，并与所述滑台机构相适配；以及第一滑轨，所述第一滑轨固定不动，所述框架位于所述第一滑轨内并沿所述第一滑轨运动。4.根据权利要求3所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括滑轮，所述滑轮设置于所述框架的外壁，所述滑轮与所述第一滑轨的内壁抵接，所述框架通过所述滑轮沿所述第一滑轨运动。5.根据权利要求1所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，所述滑台机构包括：第二滑轨，所述第二滑轨与所述支撑组件相固定；滑台基体，所述滑台基体用于固定所述测试样品；以及传动部，所述传动部与所述滑台基体固定连接，用于带动所述滑台基体沿所述第二滑轨运动；所述驱动机构包括与所述第二内磁耦合件固定连接的驱动部，所述驱动部用以驱动所述传动部运动。6.根据权利要求5所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，所述传动部上设有滑槽；所述驱动部内设有空腔，所述空腔内设有与所述滑槽相配合的多个滑轮；所述支撑组件带动所述滑台机构运动时，所述传动部通过所述滑槽与所述多个滑轮的配合做相对于所述驱动部的运动。7.根据权利要求4或6所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，所述滑轮采用陶瓷轴承。8.根据权利要求1所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括第一磁联轴器，所述第一磁联轴器包括：第一部，所述第一部与所述第一内磁耦合件连接；第二部，所述第二部固定与所述支撑组件连接；第一磁性件，与所述第一部固定连接；第二磁性件，与所述第二部固定连接，所述第二磁性件与所述第一磁性件相对，所述第二磁性件与所述第一磁性件之间的磁力使所述第一部与所述第二部贴合；其中，所述第一部与所述第二部相对转动时，所述第二磁性件在所述第一磁性件上的投影面积改变。9.根据权利要求8所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括第一连接部，所述第一连接部分别与所述第一电机和所述第一外磁耦合件连接；所述第一外磁耦合件与所述第一连接部具有第一连接状态和第二连接状态；在所述第一连接状态，所述第一外磁耦合件与所述第一连接部固定连接；在所述第二连接状态，所述第一外磁耦合件与所述第一连接部可转动连接，以致所述第一外磁耦合件带动所述第一内磁耦合件旋转，所述第一内磁耦合件带动所述第一部相对于所述第二部转动。10.根据权利要求1所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括第一磁联轴器，所述第一磁联轴器包括：第一部，所述第一部与所述第二内磁耦合件连接；第二部，所述第二部与所述滑台机构固定连接；第一磁性件，与所述第一部固定连接；第二磁性件，与所述第二部固定连接，所述第二磁性件与所述第一磁性件相对，所述第二磁性件与所述第一磁性件之间的磁力使所述第一部与所述第二部贴合；其中，所述第一部与所述第二部相对转动时，所述第二磁性件在所述第一磁性件上的投影面积改变。11.根据权利要求10所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，还包括第二连接部，所述第二连接部分别与所述第二电机和所述第二外磁耦合件连接；所述第二外磁耦合件与所述第二连接部具有第一连接状态和第二连接状态；在所述第一连接状态，所述第二外磁耦合件与所述第二连接部固定连接；在所述第二连接状态，所述第二外磁耦合件与所述第二连接部可转动连接，以致所述第二外磁耦合件带动所述第二内磁耦合件旋转，所述第二内磁耦合件带动所述第一部相对于所述第二部转动。12.根据权利要求8或10所述的用于真空低温环境的摩擦试验设备，其特征在于，所述第二磁性件与所述第一磁性件之间的距离可调。