[发明专利]一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置

权利要求书

1.一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置，其特征在于：包括颗粒弹射装置与高速成像装置，所述颗粒弹射装置包括实验台基座、释放机构、第一挡板、弹簧安置板、第二挡板、弹簧、滑块、颗粒托架、限位块、靶体、靶体固定板、矩形垫片、靶体螺栓、支架、支架螺钉、防护板螺钉、防护板、把手、锁紧螺钉、转动杆，所述实验台基座上设置有一个用于安装释放机构的滑槽且滑槽为T形结构，所述释放机构通过在滑槽内滑动实现滑块的定位与释放，所述弹簧安置板固定安装在第一挡板与第二挡板上端面，所述弹簧的一端与弹簧安置板下表面相连，另一端与滑块上表面相连，所述弹簧安置板中间设置有一个用于微小颗粒通过的矩形方孔，所述第一挡板、第二挡板均固定安装在实验台基座上且对称设置于滑块的两侧，所述第一挡板上设置有一个用于释放机构释放杆穿过的挡板定位孔，所述第一挡板与第二挡板相对内侧分别设置有一个与其固定连接的限位块且两个限位块对称设置，所述滑块的一个侧面与第一挡板的内侧面贴合，另一个侧面与第二挡板的内侧面贴合，所述滑块可在限位块下方、第一挡板与第二挡板之间上下运动，所述颗粒托架活动安装在滑块上端正中央设置的弧形凹槽内，所述颗粒托架可在弧形凹槽内转动，所述滑块的两个相对侧面上分别设置有一个用于向下移动滑块的把手，所述锁紧螺钉安装在第二通孔内，通过与第二通孔间的螺旋传动锁紧颗粒托架，所述转动杆穿过第一通孔与转动杆安装孔过盈配合并与第一通孔间隙配合，通过旋转转动杆实现颗粒托架在弧形凹槽内转动，所述颗粒托架用于放置实验用的微小颗粒，其中，实验用微小颗粒为等厚度的正方形硬质角型颗粒，当释放机构沿滑槽向外运动到脱离滑块的滑块定位孔时，颗粒托架上放置的微小颗粒随滑块一起向上运动，当滑块撞击到上方的限位块后从弹簧安置板的矩形方孔向上飞出冲击靶体下表面，所述颗粒托架的上端切口形状可根据微小颗粒的形状进行调整，所述靶体设置于滑块上方且通过矩形垫片与靶体螺栓固定安装在靶体固定板下端，所述靶体固定板通过支架螺钉安装在支架上，所述支架固定安装在实验台基座上，所述防护板通过三个防护板螺钉安装在支架上，用于防止微小颗粒向高速摄像机方向飞出时伤到实验人员或高速摄像机，所述高速成像装置包括高速摄像机、相机支架以及光源，所述高速摄像机放置于相机支架上，所述光源设置于不影响实验观察的位置，所述高速摄像机选用型号为HX-7s的日本NAC高速摄像机，用于捕捉微小颗粒的运动轨迹，所述滑块包括滑块本体、滑块定位孔、弧形凹槽、第一通孔、第二通孔，所述滑块本体的一个侧面上设置有一个滑块定位孔，所述滑块定位孔为圆柱形通孔，其直径与释放杆的直径相等，所述弧形凹槽设置于滑块本体上表面正中央，所述第一通孔与第二通孔均开设在滑块本体上端且同轴线，所述第一通孔为光孔，第二通孔为螺纹孔，所述弧形凹槽由下方半圆形凹槽与上方矩形凹槽构成，所述颗粒托架包括托架本体、转动杆安装孔、V型槽，所述托架本体圆心处设置有转动杆安装孔，所述转动杆安装孔为盲孔，所述托架本体的侧面包括圆柱面与切平面，在切平面中心位置设置有V型槽，所述V型槽的端面形状为等腰直角三角形，所述托架本体的外圆柱面直径与弧形凹槽的内圆柱面直径相等。

2.根据权利要求1所述的一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置，其特征在于：所述释放机构包括滑板、支撑板、释放杆，所述支撑板固定连接在滑板上端，所述释放杆固定连接在支撑板上，所述滑板的结构尺寸与滑槽的结构尺寸相适应，所述释放杆为实心光杆，其直径与挡板定位孔的直径相等且其轴线与挡板定位孔的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置，其特征在于：所述靶体固定板包括矩形板、跑道形直槽、矩形板安装孔，所述矩形板的中间位置设置有跑道形直槽，所述矩形板的两个相对侧面上对称设置有一个矩形板安装孔，所述矩形板安装孔为螺纹孔且为盲孔，通过所述靶体螺栓将靶体与靶体固定板固定在一起，便于装卸靶体以及更换不同材料的靶体。

4.根据权利要求1所述的一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置，其特征在于：所述支架设有两个且对称安装在靶体固定板两侧，包括支板、防护板安装孔、第一安装孔、第二安装孔，所述支板为L形结构，其上端用于安装靶体固定板与防护板，下端与实验台基座焊接在一起，所述支板上端设置有三个用于安装防护板的防护板安装孔以及用于安装在靶体固定板的第一安装孔或第二安装孔，所述第一安装孔与第二安装孔的结构尺寸相同且均为螺纹孔，所述支架设置有两个安装孔使得靶体具有两个工作位置。

5.根据权利要求1或4所述的一种拉簧式微小颗粒冲击实验装置，其特征在于：所述滑块的材料选用7075航空铝合金；所述实验台基座的材料选用耐腐蚀性能优越的316L不锈钢板；所述限位块的材料选用硬质橡胶；所述防护板的材料选用有机玻璃钢板；所述第一挡板、第二挡板的材料均选用耐腐蚀性能优越的316L不锈钢板；所述靶体的材料选用AA3003铝合金；所述微小颗粒选用W18Cr4V高速钢。