不同滑動(dòng)方向下手指接觸摩擦及振動(dòng)特性的研究.pdf

1、手指觸摸行為是人類認(rèn)知外界事物的重要方式之一，通過手指在物體上沿著不同方向滑動(dòng)來感知物體表面的紋理、材質(zhì)、溫濕度等信息。生活中隨處可見人類的觸摸、抓握行為:使用鍵盤鼠標(biāo)、餐具、廚具;打開瓶蓋、打開食品包裝、進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng);駕駛車輛等。近年來，手指接觸摩擦行為得到了廣泛的研究，然而，鑒于手指特殊的生理結(jié)構(gòu)以及表面皮膚復(fù)雜的力學(xué)特性以及影響這一接觸摩擦行為的因素眾多，致使手指接觸摩擦的試驗(yàn)、仿真研究的困難性，到目前為止手指接觸摩擦機(jī)理未被深刻

2、認(rèn)知。因此，設(shè)計(jì)新型摩擦試驗(yàn)裝置，來提高手指接觸摩擦試驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性，對(duì)深入認(rèn)知手指接觸摩擦機(jī)理具有重要意義，同時(shí)，為生產(chǎn)生活產(chǎn)品的表面設(shè)計(jì)提供更多的試驗(yàn)依據(jù)。
　　在本研究中，為了有效地克服手指接觸摩擦試驗(yàn)中法向力、接觸摩擦角度難以控制的問題，設(shè)計(jì)出一種新型手指接觸摩擦試驗(yàn)裝置，極大提高了手指接觸摩擦試驗(yàn)的可靠性，從而能更準(zhǔn)確地考察各種因素對(duì)手指接觸摩擦學(xué)行為的影響。本論文中試驗(yàn)選用鋁合金樣品作為對(duì)磨副，采用砂紙打磨的方法在

3、樣品表面加工出一定間距的紋理織構(gòu)。通過改變手指和樣品表面接觸摩擦過程中粗糙度、法向力、接觸角度的大小，來考察不同滑動(dòng)方向下摩擦力、法向力、摩擦系數(shù)、振動(dòng)加速度的頻率變化規(guī)律。主要結(jié)論如下:
　　1、研制的新型手指接觸摩擦試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、加工方便。該新型試驗(yàn)裝置中的手指托架和加載裝置可以很好地控制法向力和接觸角度等因素，在手指接觸摩擦試驗(yàn)中所測量的法向力和摩擦力曲線在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)，從而提高了試驗(yàn)的穩(wěn)定性與可靠性;
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4、、手指在不同的相對(duì)滑動(dòng)方向下滑動(dòng)時(shí)，隨著粗糙度和法向力的增加，手指接觸摩擦摩擦系數(shù)逐漸降低。隨著接觸角度的增加，接觸摩擦區(qū)域由指腹部位過渡到指尖部位，摩擦系數(shù)先降低后增加。
　　3、在某一滑動(dòng)方向下，皮膚上的指紋受到拉伸時(shí)，指紋紋理間的間距增大，導(dǎo)致指紋紋理與樣品表面微凸體“嚙合”地更加充分使得實(shí)際接觸面積增加，則摩擦系數(shù)增加。反之當(dāng)指紋受到擠壓時(shí)，指紋向滑動(dòng)方向進(jìn)行堆積使得指尖皮膚變得更加平滑。導(dǎo)致皮膚與樣品的實(shí)際接觸面積下降，