基于光纤光栅的瞬态滑动摩擦系数的测量装置及方法

摘要

本发明提出一种基于光纤光栅的瞬态滑动摩擦系数的测量装置及方法，其中装置包括小轮装配机构、大轮装配机构、解调仪和工控机；小轮两侧的两个支架的正反两面和转向盘前后两面上分别对称布置有光纤光栅；该支撑板上还安装有冲角调节器；所述大轮装配机构的大轮与小轮的中心平面在同一平面上，轮侧相切；解调仪内置的光源通过旋转连接器传输到各个光纤光栅中，随着大轮的旋转，大轮与小轮的接触点产生摩擦力，并传递给各个光纤光栅，光纤光栅产生应变信号；解调仪将光纤光栅的应变信号进行解调，并将解调信号发送给工控机；该工控机接收解调信号，并进行采集和分析，根据光纤光栅的波长漂移计算出小轮的瞬态正压力与摩擦力，并通过相应公式计算出接触点的瞬态横向摩擦系数。

主权项

一种基于光纤光栅的瞬态滑动摩擦系数的测量装置，其特征在于，包括小轮装配机构、大轮装配机构、解调仪和工控机；所述小轮装配机构包括支撑板以及固定在该支撑板上的小轮及小轮组件，支撑板上固定有转向盘，小轮通过转向盘以及设在小轮两侧的支架固定在支撑板上，在小轮组件的作用下小轮自由旋转；小轮两侧的两个支架的正反两面和转向盘前后两面上分别对称布置有光纤光栅；该支撑板上还安装有冲角调节器，用于调节小轮滚动接触点处的横向力；所述大轮装配机构包括大轮、变频器、变频电机和齿轮箱，大轮与小轮的中心平面在同一平面上，轮侧相切；小轮支架和转向盘上的光纤光栅的尾纤均通过光纤旋转联轴器后再与解调仪连接；解调仪内置的光源通过旋转连接器传输到各个光纤光栅中，随着大轮的旋转，大轮与小轮的接触点产生摩擦力，该摩擦力通过转向盘以及两侧支架传递给各个光纤光栅，光纤光栅产生应变信号；解调仪将光纤光栅的应变信号进行解调，并将解调信号发送给工控机；工控机，与变频器连接，用于控制大轮的变频电机的转速，该工控机还用于接收解调仪发送的解调信号，并进行采集和分析，根据光纤光栅的波长漂移计算出小轮的瞬态正压力与摩擦力，并通过相应公式计算出在接触点的瞬态横向摩擦系数。