[发明专利]一种滑块冲击过载响应原位观测装置及观测方法

权利要求书

1.一种滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，包括：

落锤试验台，包括载物台；

观测夹具，固定于所述载物台上，所述观测夹具包括底座、侧盖板和上盖板，所述底座侧面切边后形成的平面上设有凹槽，所述侧盖板盖合于所述凹槽，所述上盖板盖合于所述底座和所述侧盖板上方；所述侧盖板上开设第一观察孔；

定制样品，竖直位于所述侧盖板和所述凹槽与所述载物台围成的空间内，所述上盖板与所述定制样品接触；所述定制样品包括依次设置的底板、滑块层和观测盖板，所述观测盖板靠近所述侧盖板，所述滑块层包括沿所述定制样品的长度方向运动的滑块，所述观测盖板上开设第二观察孔，所述第二观察孔位于所述第一观察孔的观测范围内部；

加速度传感器，安装于所述载物台上，用于实时获取冲击过程中对所述定制样品施加的冲击载荷；

高速图像获取装置，架设于所述落锤试验台外，所述高速图像获取装置的观测视场聚焦于所述载物台触底时所述观测夹具与所述定制样品所处的位置，所述高速图像获取装置通过所述第一观察孔和所述第二观察孔获取所述滑块的实时运动图像。

2.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述滑块层还包括：

滑块层边框，位于所述滑块层的外周；

滑块弹簧，设于所述滑块的一端且位于所述滑块的上方；

滑块卡钩，设于所述滑块的另一端；

滑块卡槽，位于所述滑块层靠近所述滑块卡钩的端部，所述滑块卡槽与所述滑块卡钩相互匹配。

3.根据权利要求2所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述滑块层边框内侧设有边框滑齿，所述滑块的两翼外侧设有滑块滑齿，当滑块运动时，所述边框滑齿与所述滑块滑齿相啮合；所述第二观察孔的数量为多个，多个所述第二观察孔位于所述边框滑齿和所述滑块卡槽上方。

4.根据权利要求3所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述第二观察孔的四周标记有刻度，所述滑块表面中心部位设有十字形标记，根据所述滑块滑齿和所述十字形标记相对于所述第二观察孔四周刻度的位移情况，确定所述滑块运动过程中沿运动方向和垂直于运动方向的位移情况。

5.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述观测盖板与所述底板配合，限制所述滑块仅能沿滑块层平面轴线方向运动。

6.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述定制样品采用光刻与电铸工艺制作，所述定制样品的定位精度和尺寸精度达到微米量级。

7.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，包括以下一种或多种选择：

-所述底座的厚度小于所述定制样品的长度，且差值不超过1％；

-所述凹槽的宽度大于所述定制样品的宽度，且差值不超过2％；

-所述凹槽的深度大于所述定制样品的厚度，且差值不超过10％。

8.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述凹槽的两侧设有第一螺孔，所述侧盖板上开设第一通孔，螺钉依次穿过所述第一通孔和所述第一螺孔将所述侧盖板固定于所述底座侧面上。

9.根据权利要求1所述的滑块冲击过载响应原位观测装置，其特征在于，所述上盖板上设有第二通孔，所述底座上设有第三通孔，所述载物台上设有第二螺孔，螺钉依次穿过所述第二通孔、所述第三通孔和所述第二螺孔，将所述观测夹具固定于所述载物台上。

10.一种滑块冲击过载响应原位观测方法，其特征在于，包括：

将定制样品用观测夹具固定于落锤试验台的载物台上；

所述载物台从高处落下触底时产生的撞击对所述定制样品施加冲击载荷，利用加速度传感器实时获取整个冲击过程的冲击载荷；

利用架设在落锤试验台外的高速图像获取装置，通过所述观测夹具上的第一观察孔和所述定制样品上的第二观察孔获取所述滑块在冲击载荷作用下的实时运动图像，得到所述滑块在冲击载荷作用下的位移-时间响应过程数据，实现滑块冲击过载响应的原位观测。