一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法及装置
技术领域
本发明涉及制鞋行业，尤其是与一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法及装置有关。
背景技术
对于制鞋企业而言，所制备的鞋底对应不同路况路面的抓地力需要进行测试，并根据试样测得的摩擦系数情况，调整后续鞋底生产配方或设计，以期优化提升鞋底抓地能力。
现有测量鞋底静摩擦系数的设备存在一定缺陷，所测得的摩擦系数有所失真，经市场反馈，其实际抓地力与测试结果不符，甚至相背离。原因如下：首先，现有的静摩擦系数测试方式采用重物在固定斜面进行测试(即固定重量的测量物)，所测得的数值无法模拟出消费者真实穿着鞋子站立于地面时的数值，更无法模拟人站立或滑动(摔倒)的姿态下的摩擦值测量，无法客观的反映出真实的抓地能力；其次，测试的设备，其结构极其复杂，成本高，测试的步骤繁琐，需要多个人员辅助才能实现，过程中容易产生误差错误。
综上，现有的测量鞋底静摩擦系数的装置及测量方法有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法及装置，其结构简单、设计合理且易实现，其测量方法简便、成本低，且能够模拟人真实驻足于地面的真实抓地力，同时能够模拟出人体在不同站立姿势时的摩擦系数，以满足后续生产需求。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法，包括：
获取以下信息：人体重力信息、角度信息及拉力信息；其中，
所述人体重力信息，其用于表征人体的体重和鞋子重量之和P；
所述角度信息，其包括拉绳与水平面之间的夹角a；
所述拉力信息，其包括固定于拉绳上的传感器所测量的拉力值Fc；
基于上述信息获取摩擦力值Fx及正压力Fy，其中：
Fx＝Fc*cosa、
Fy＝P+Fc*sina、
基于上述信息，计算摩擦系数f；其中，f＝Fx/Fy。
进一步地，所述角度信息通过角度测量仪器获取拉绳与水平面之间的夹角(a)。
进一步地，所述角度信息获取方式为：
获取绳长信息，包括测量绳长值B；
腿长信息，包括测量并获取所述拉绳一端固定于人体的固定点至鞋底落于水平面的交点之间的距离值C；
人体与拉绳固定点之间的距离信息，包括测量并获取鞋底落于水平面的交点至拉绳另一端与水平面的交点之间的距离值L；
基于上述信息获取夹角a，其中a＝arccos[(B2+L2-C2)/2BL]。
一种用于测量鞋底静摩擦系数的装置，该装置包括测试面、拉绳、拉力传感器及信息获取部件；
所述拉绳，其一端固定于地面或水平面，另一端供待测人体固定；
所述拉力传感器，其装设于拉绳上，并用于获取拉力值Fc；
所述信息获取部件，其被配置为获取人体重力信息及角度信息；所述人体重力信息，其用于表征人体的体重与鞋底重量之和P；所述角度信息，其包括拉绳与水平面之间的夹角a；
基于上述信息，获取摩擦系数f。
进一步地，该装置还包括：
处理器；
储存器，用于存储处理器可执行指令；
其中，所述处理器被配置为：处理获取拉力值Fc、人体的重力信息P及夹角a；
基于上述信息，计算摩擦系数f，并通过储存器存储。
进一步地，所述人体重力信息的信息获取部件为体重秤。
进一步地，所述测试面包括若干测试地垫，各测试地垫以拉绳与水平面或地面的交点为圆心呈放射状布置。
进一步地，拉绳与水平面或地面的交点为一万向轴承。
进一步地，该装置还包括一安全辅助绳，其一端固定于天花板或其他位置，另一端与待测人体固定。
本发明所述的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：
本发明所提供一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法及装置，其结构简单、设计合理且易实现，其测量方法简便、成本低，且能够模拟人真实驻足于地面的真实抓地力，同时能够模拟出人体在不同站立姿势或在不同姿势滑动时的摩擦系数，测量出真实人员在实地场景中鞋底的抓地能力，以满足后续生产需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述测量鞋底静摩擦系数装置的立体结构示意图；
图2为本发明所述测量鞋底静摩擦系数方法的力结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，本发明所述一种用于测量鞋底静摩擦系数的装置，该装置用来测量人员穿着鞋子后站在不同场景的路面时的真实摩擦系数，这里的不同场景可以是玻璃、大理石、沙地、泥路等路面。
该装置包括测试面1、拉绳2、拉力传感器3及信息获取部件、储存器、处理器；
所述拉绳2，其一端固定于地面或水平面，另一端供待测人员固定；这里的拉绳2与水平面或地面的交点为一万向轴承4，即在地面上固定一万向轴承4，所述拉绳2缠绕于万向轴承4上，使拉绳2一端与万向轴承4固定；另一端则绕设在测试人员的腰部，本发明将拉绳2的另一端固定在套环内，测试人员每次测试时只需套入该套环中即可；
所述拉力传感器3，其装设于拉绳2上；该拉力传感器3在拉绳2被人体拉动时获取拉力值Fc；
所述信息获取部件，其被配置为获取人体重力信息及角度信息；
所述人体重力信息，其用于表征人体的体重与鞋底重量之和P，其可以通过体重秤获取，当然也可以是通过其他称重设备获取；
所述角度信息，其包括拉绳2与水平面之间的夹角a；本发明的角度信息获取可以通过多种方式获取，其一，可以通过角度测量仪器，如量角器进行测量获取，即在拉绳2被人体拉动时，另一辅助人员直接通过量角器测量拉绳2与地面之间的夹角a；
所述测试面1，其包括若干测试地垫，这里的测试地垫上表面分别采用不同材质制成，即上表面为玻璃、大理石、沙地、泥路、草皮等；各测试地垫以拉绳2与水平面或地面的交点为圆心呈放射状布置，测试人员可以快速从其中一测试地垫转换到另一测试地垫测试，实现快速检测的效果；
储存器，用于存储处理器可执行指令以及获取的摩擦系数值；
处理器，所述处理器被配置为：处理获取拉力值Fc、人体的重力信息P及夹角a；
基于上述信息，计算摩擦系数f，并通过储存器存储。
为了保护测试人员在测试过程中的安全，还设有一安全辅助绳，其一端与测试人员或套环固定，另一端固定于天花板或其他位置，在人体倾倒时起到保护作用。
实际测试时，本发明所述测量鞋底静摩擦系数的方法包括如下：
获取以下信息：人体重力信息、角度信息及拉力信息；其中，
所述人体重力信息，其用于表征人体的体重与鞋底重量之和P，通过体重秤对穿着好鞋子的测试人员称重，并获取到重力信息P，将其输入至储存器。
所述拉力信息，其包括固定于拉绳2上的传感器所测量的拉力值Fc；这个拉力值Fc是通过拉力传感器3实现，将测试人员与拉绳2的另一端固定，测试人员通过不断改变身体的倾斜角度，拉力值Fc也不断变化，当穿着的鞋子的鞋底在测试表面上开始滑动时，即达到最大静摩擦力，拉力值Fc出现峰值，拉力传感器3记录下此时拉力值Fc峰值数据，将其输入至储存器。
所述角度信息，其包括拉绳2与水平面之间的夹角a；所述夹角a的获取方式包括以下两种，第一种通过角度测量仪器如量角器进行测量；另一种通过如下方式计算得出，此方式具体为：
获取绳长信息，包括测量绳长值B，通过量尺丈量出绳子的长度；
腿长信息，包括测量获取所述拉绳2一端固定于人体的固定点至鞋底落于水平面的交点之间的距离值C，同样通过量尺丈量出距离值C；这里的距离值C根据实际情况进行改变，拉绳2一端固定在测量人员的腿部时，即丈量腿长距离，若拉绳2一端固定至腰部，即从腰部开始丈量腰部至鞋底落脚点的距离，所丈量的数值即为距离值C；
人体与拉绳2固定点之间的距离信息，包括测量获取鞋底落于水平面的交点至拉绳2另一端与水平面的交底之间的距离值L，同样通过量尺丈量落脚点至万向轴承4之间的距离值L；
基于上述信息，由绳长B、距离值C以及拉绳2端至落脚点的距离值L组成的三角形，通过余弦定理可得，即a＝arccos[(B2+L2-C2)/2BL]获取夹角a，将其输入至储存器。
所述拉力信息，其包括固定于拉绳2上的传感器所测量的拉力值Fc；这个拉力值Fc是通过拉力传感器3实现；储存器记录上述所获取的重力信息P、峰值拉力信息Fc及夹角a后，通过处理器
以如下公式计算出摩擦力值Fx及正压力Fy
其中：
Fx＝Fc*cosa、
Fy＝P+Fc*sina；
获取到摩擦力值Fx及正压力Fy后，即可获取到最大静摩擦系数f，
基于上述信息，计算摩擦系数f；其中，f＝Fx/Fy；最终根据所测得的摩擦系数调整后续生产时原材料及工艺，以获取抓地力更强的鞋底。
本发明所提供一种用于测量鞋底静摩擦系数的方法及装置，其结构简单、设计合理且易实现，其测量方法简便、成本低，且能够模拟人真实驻足于地面的真实抓地力，同时能够模拟出人体在不同站立姿势或在不同姿势滑动时的摩擦系数，测量出真实人员在实地场景中鞋底的抓地能力，以满足后续生产需求、优化改进，相比于市面现有的测试方法及装置更加准确合理。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
