一種巖石擾動發生機構及其鬆弛‑擾動綜合實驗裝置的製作方法

2023-12-04 12:09:56 1

本發明涉及一種巖石力學實驗裝置，特別是涉及一種用於測試巖石擾動的巖石擾動發生機構及其鬆弛-擾動綜合實驗裝置。

背景技術：

在巖體工程中應力流變現象隨處可見，例如一些地下硐室、巷道、隧道等開挖支護之後經過一段時間巖石會發生流變現象，而這些流變現象往往包含巖石的蠕變和鬆弛。對於處於流變的巖體，在採場的爆破載荷的擾動下，流變效應會愈加明顯，有可能發生加速流變，從而引起礦山動力災害的發生。特別是深部礦山地下開採往往面臨著如巖爆、突水、頂板大面積來壓及採空區失穩等災害，這些現象都涉及到巖石或巖體長期的鬆弛效應和瞬時的動態擾動相結合作用問題。巖石的鬆弛效應是一個長期的過程，而爆破、機械振動等動態擾動對於巖石影響是一個瞬時影響，兩者在時間尺度上相差較大，所以很少有人在試驗中考慮這兩種效應的共同作用對巖石力學性能的影響。因此，研究動態擾動影響下巖石的鬆弛效應對於評價地下開挖空間的穩定性和設計地下巖石工程的永久支護有著重要的理論意義。

儘管人們已經認識到了巖石鬆弛效應研究的重要性，但是由於在進行應力鬆弛試驗時需要控制巖石試樣的應變不變，要求實驗設備具有長時間保持恆定位移加載的性能，試驗技術難度較大，相關的研究較少。

在公開號為cn104181029a的中國發明專利中提出而一種擺錘加載中應變率擾動下巖石鬆弛的試驗裝置及方法，其通過擺錘來產生擾動，以測試巖石在鬆弛狀態下受到擾動時的應力狀態。這種方法雖然簡單可行，但是使用時需要手動調整擺錘，而且還要不斷計算擺錘角度所能產生的衝擊力，十分麻煩。另外就是擺錘轉動衝擊過程中存在較大的安全隱患，如果操作者疏忽，很可能受傷或者砸中其它物品。

還有就是進行鬆弛-擾動實驗時，有時需要對巖石試樣施加圍壓，這就需要對試樣所處的空間充填液壓油，也就意味著需要對試樣所處的空間需要設置開口，且還要能保證此開口的密封；當然，有部分實驗可以直接採用三軸試驗機替代，但是大部分三軸試驗機的開口在正下方且試樣放置方向都是與地面垂直的豎直方向，而在水平方向上由於其寬度或長度不夠而放置，另外一般的三軸試驗機在夾裝試樣時一般是先在試樣軸向上壓緊試樣，然後再將加載殼密封扣緊，這種合計容易導致試樣移位，影響實驗結果。故申請人認為可以將開口設計在側方，這樣既能夠方便放置試樣，又能夠保證在加載殼密封之前試樣已被固定且處於設計位置。

技術實現要素：

有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種巖石擾動發生機構，其用於產生衝擊力以對試驗進行擾動。

本發明還提供了應用有上述其實驗裝置巖石擾動發生機構的鬆弛-擾動綜合實驗裝置，其能夠對試驗進行鬆弛-擾動綜合實驗。

為實現上述目的，本發明提供了一種巖石擾動發生機構，其特徵是：包括，第一立板、第三立板，所述的第一立板和第三立板底部與託板連接固定且所述的第一立板和第三立板之間固定有第二導向杆，所述的第二導向杆穿過驅動架；驅動絲槓穿過驅動架、第一立板和第三立板且與第一立板和第三立板可轉動裝配、與驅動架通過螺紋旋合裝配，所述的驅動絲槓穿過第三立板一端與加載電機的輸出軸連接；副衝擊盤與衝擊盤接觸頂緊；

所述的衝擊盤固定在衝擊板上，所述的衝擊板和衝擊盤共同構成衝擊板件；

第一導向杆穿過衝擊板且兩端分別與第一立板和第三立板連接固定，所述的衝擊板可以在第一導向杆上滑動；

所述的衝擊板背向設有衝擊盤一端面與衝擊導向杆一端連接固定，所述的衝擊導向杆上套有衝擊彈簧且所述的衝擊導向杆另一端上設有衝擊導向端，所述的衝擊導向端直徑大於衝擊導向杆直徑且所述的衝擊導向端裝入衝擊導向筒的導向筒中，所述的衝擊導向杆從限位筒孔中穿出；所述的限位筒孔直徑小於導向筒直徑；在驅動架上設置有自動加載機構；

所述的加載電機底部設有電機託板，所述的電機託板固定在第三立板上且用於承載加載電機；衝擊軸一端設有周安裝頭，另一端穿過第一立板且穿過第一立板一端設有副衝擊盤；所述的衝擊軸通過連軸組件與加載軸連接；

在衝擊軸上設置有擋盤；所述的導向筒中由左至右還安裝有壓力傳感器、頂緊塞、復位彈簧，所述的壓力傳感器、頂緊塞、復位彈簧依次貼緊裝配。

作為本發明的進一步改進，所述的自動加載機構，包括，抓取電機、電機託板，所述的抓起電機的抓取輸出軸穿過電機託板後與總驅斜齒輪連接固定；

所述的總驅斜齒輪與分驅斜齒輪嚙合傳動，所述的分驅斜齒輪與抓取驅動軸一端連接固定，所述的抓取驅動軸另一端穿過軸支塊且與軸支塊可轉動裝配；

所述的軸支塊底部與支撐梁連接固定；所述的抓取驅動軸上固定有凸輪，所述的凸輪與開關插塊頂部接觸頂緊；所述的開關插塊裝入開關筒的內筒a621中。

作為本發明的進一步改進，所述的連軸組件，包括設置在伸縮軸端部的第一連接頭、連接套、設置在加載軸端部的第二連接頭；

所述的連接套內設有連接內筒，所述的連接內筒包括大端筒和小端筒，所述的伸縮軸穿過小端筒且第一連接頭裝入大端筒中，所述的第一連接頭右側設有軸向壓力傳感器，所述的第二連接頭上設有導線通孔，所述的軸向壓力傳感器的導線從導線通孔穿出；所述的連接內筒通過螺紋與第二連接頭旋合裝配。

作為本發明的進一步改進，在支撐梁與凸輪對應處設置有讓位槽；

所述的開關插塊上設有插塊本體部分、插塊驅動部分、底部設有彈簧安裝柱，所述的插塊驅動部分與設置在內筒中的驅動導向槽裝配；

所述的插塊驅動部分有多個，且兩個插塊驅動部分之間設有讓位間隙、驅動斜面，所述的驅動斜面與讓位間隙之間形成一個為鈍角的夾角；

所述的開關筒外壁上設有導向凸塊，兩個導向凸塊之間構成導向板槽，伸縮環的環體部分裝入導向板槽中且可與導向板槽相對滑動；

所述的環體部分的開放端穿過開關筒且與封閉板連接固定，所述的環體部分靠近衝擊板一側上固定有卡位凸起，且所述的環體部分內側在於卡位凸起正對處設有卡位凸柱，所述的卡位凸柱穿過開關筒進入驅動導向槽；

初始狀態時，所述的卡位凸柱與讓位間隙裝配，且此時，所述的卡位凸起與衝擊板在端面上不重疊；

所述的封閉板內側與開關筒外壁之間設有卡位彈簧，所述的卡位彈簧用於產生使卡位凸起遠離衝擊板的推力。

還包括彈簧銷，所述的彈簧銷穿過封閉板、卡位彈簧後與開關筒連接固定；

所述的彈簧安裝柱與支撐彈簧頂部裝配，所述的支撐彈簧底部與封蓋上的彈簧安裝柱裝配，所述的封蓋固定在開關筒底部。

一種應用有上述巖石擾動發生機構的鬆弛-擾動綜合實驗裝置，還包括機架、鬆弛測試機構；所述的機架，包括，底板、側板、後板、頂板，所述的側板、後板底部和頂部分別與底板和頂板連接固定，兩塊側板之間連接、固定有託板，所述的託板下方設有用於存放液壓油的油箱；所述的託板上固定有鬆弛測試機構、巖石擾動發生機構；

所述的鬆弛測試機構，包括，加載油缸，所述的加載油缸有三個且分別布置在以加載殼為原點的三個軸向上，所述的加載油缸的伸縮軸分別通過連軸組件與加載軸連接；所述的加載軸穿過加載殼進入加載殼中與試樣外表面壓緊。

作為本發明的進一步改進，所述的鬆弛測試機構，包括，加載油缸、加載殼、加載軸、蓋板組件、升降組件；

所述的加載殼內設有加載腔，所述的加載軸穿過加載殼進入加載腔中，所述的加載腔中安裝有巖石試樣；

所述的加載殼開口端面上設有卡合螺杆，所述的卡合螺杆裝入蓋板組件的卡合孔中將蓋板組件與加載殼裝配；

所述的蓋板組件，包括，導向套環，所述的導向套環的內部設有導向內筒，所述的導向內筒的內壁上設有導向半槽；

所述的導向半槽與蓋板殼外壁上的導向凸條裝配，所述的蓋板殼內設有安裝腔，所述的安裝腔內安裝有主驅動齒、從動小齒，所述的主驅動齒與從動小齒相互嚙合並形成齒輪傳動結構；

所述的從動小齒上設有裝配螺孔，所述的裝配螺孔與卡合孔同軸且所述的裝配螺孔與卡合螺杆通過螺紋旋合裝配；

所述的安裝腔通過蓋盤密封，且所述的蓋盤上設有蓋盤通孔，所述的蓋盤通孔與裝配螺孔同軸；

所述的主驅動齒兩側均設有安裝凸臺，其中靠近蓋盤一側的安裝凸臺上設有六角驅動柱，所述的六角驅動柱裝入蓋盤的驅動通孔中；

所述的安裝腔內側、蓋盤內側均設有軸承安裝環，所述的軸承安裝環與主軸承外圈裝配固定，所述的主軸承內圈與安裝凸臺裝配固定；

所述的從動小齒兩端面上分別設有一個推力球軸承，所述的推力球軸承一個軸圈與從動小齒端面固定，另一個與安裝腔內側或蓋盤內側壓緊固定；所述的推力球軸承與從動小齒同軸。

作為本發明的進一步改進，所述的卡合螺杆開放端0-0.5cm段不設置螺紋且直徑略小於卡合螺杆設置有螺紋的部分。

作為本發明的進一步改進，所述的蓋板殼靠近加載殼一側上還設有密封塊，所述的密封塊靠近加載殼一端的端面上固定有副加載軸，所述的副加載軸和與其正對的加載軸同軸；

所述的導向套環底部通過連接板與連接條板連接固定，所述的連接條板底部固定有鉸接塊，所述的鉸接塊與升降板頂部鉸接，所述的升降板有兩塊且兩塊升降板交叉並在交叉處鉸接，所述的升降板底部分別與第一滑軸或第二滑軸連接固定。

作為本發明的進一步改進，所述的升降組件，包括升降板、第一滑軸和第二滑軸、升降底座，所述的第一滑軸、第二滑軸分別裝入設置在升降導向板的升降導向槽中，所述的第一滑軸一端與升降電機連接，且可通過升降電機帶動其轉動；

所述的第一滑軸兩端均穿出升降導向槽且伸出端上分別安裝有升降驅動齒，所述的升降驅動齒與固定在升降託板上的升降嚙合齒條嚙合並形成齒輪齒條傳動結構；所述的升降導向板底部與升降託板連接固定；

所述的升降託板底部設有導向滑塊，所述的升降導向滑塊裝入設置在升降底座上的升降導向滑槽中；

所述的升降底座上還設有第一限位板和第二限位板，所述的第一限位板用於限制升降託板的位置，防止升降託板從設置有第一限位板一端滑出升降底座；

所述的第二限位板在與升降導向滑槽對應處設有鉸接槽；

所述的升降託板與活動支撐杆一端鉸接，所述的活動支撐杆另一端與踏板側面鉸接，所述的踏板上設有踏板鉸接塊和踏板支撐塊，所述的踏板鉸接塊裝入鉸接槽中且通過踏板鉸接軸與第二限位板鉸接；

所述的踏板支撐塊用於支撐支撐踏板，使支撐踏板與升降底座與支撐踏板平行。

本發明的有益效果是：

1、本發明的巖石擾動發生機構能夠實現對衝擊軸的自動化衝擊，而且可以根據壓力傳感器的數據、衝擊彈簧到副衝擊盤的長度、衝擊彈簧的彈性係數、壓縮長度等來換算出給予衝擊軸的衝擊力，這種換算是可以通過計算機直接計算的，使用起來十分方便。

2、本發明的鬆弛測試機構能夠實現對試樣的有效夾緊，而且通過其蓋板組件能夠實現對加載殼的密封，上述蓋板組件採用了齒輪、卡合螺杆與加載殼進行裝配，既能夠實現蓋板的快速裝配，又能夠保證蓋板組件的有效固定、裝配。

3、本發明能夠實現鬆弛-擾動綜合實驗，能夠比較真實地還原試樣的在地底下的真實受力狀態，能夠為後期的設計、施工提供有效的參考。

附圖說明

圖1是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的結構示意圖。

圖2是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的結構示意圖。

圖3是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的結構示意圖。

圖4是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖5是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖6是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖7是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖8是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖9是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖10是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的巖石擾動發生機構結構示意圖。

圖11是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的開關插塊結構示意圖。

圖12是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的鬆弛測試機構結構示意圖。

圖13是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的連軸組件結構示意圖。

圖14是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的鬆弛測試機構結構示意圖。

圖15是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的蓋板組件結構示意圖。

圖16是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的蓋板組件結構示意圖。

圖17是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的蓋板組件結構示意圖。

圖18是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的蓋板組件結構示意圖。

圖19是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的升降組件結構示意圖。

圖20是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的升降組件結構示意圖。

圖21是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的升降組件結構示意圖。

圖22是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的升降組件結構示意圖。

圖23是本發明一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置具體實施方式的升降底座結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

參見圖1-圖3，一種鬆弛-擾動綜合實驗裝置，包括機架、巖石擾動發生機構a、鬆弛測試機構；所述的機架，包括，底板110、側板120、後板130、頂板140，所述的側板120、後板130底部和頂部分別與底板110和頂板140連接固定，兩塊側板120之間連接、固定有託板150，所述的託板150下方設有用於存放液壓油的油箱500；

所述的託板150上固定有鬆弛測試機構、巖石擾動發生機構a，所述的鬆弛測試機構，包括，加載油缸210，所述的加載油缸210可以是三個且分別布置在以加載殼300為原點的三個軸向上（x、y、z），所述的加載油缸210的伸縮軸211分別通過連軸組件d與加載軸220連接；

所述的加載軸220穿過加載殼300進入加載殼中與試樣400外表面壓緊；

參見圖4到圖11，所述的巖石擾動發生機構a，包括，第一立板a110、第三立板a130，所述的第一立板a110和第三立板a130底部與託板150連接固定且所述的第一立板a110和第三立板a130之間固定有第二導向杆a210，所述的第二導向杆a210穿過驅動架a150且所述的驅動架a150可在第二導向杆a210軸向上滑動；

驅動絲槓a220穿過驅動架a150、第一立板a110和第三立板a130且與第一立板a110和第三立板a130可轉動裝配、與驅動架a150通過螺紋旋合裝配，所述的驅動絲槓a220穿過第三立板130一端與加載電機a510的輸出軸連接，所述的加載電機a510可帶動驅動絲槓a220轉動；

進一步地，所述的加載電機a510底部設有電機託板a140，所述的電機託板a140固定在第三立板a130上且用於承載加載電機a510。

衝擊軸230一端設有周安裝頭231，另一端穿過第一立板a110且穿過第一立板a110一端設有副衝擊盤a233；所述的衝擊軸230通過連軸組件與加載軸連接；

進一步地，可以在衝擊軸230上設置擋盤232，使用時，所述的擋盤與第一立板a110頂緊。這種設計可以防止衝擊軸230由於加載油缸210的頂緊力而向巖石擾動發生機構內部移動，從而影響實驗效果甚至損壞巖石擾動發生機構。

所述的副衝擊盤a233與衝擊盤a161接觸頂緊，使用時，所述的衝擊盤a161與副衝擊盤a233對撞以向衝擊軸230產生衝擊力；

所述的衝擊盤a161固定在衝擊板a162上，所述的衝擊板a162和衝擊盤a161共同構成衝擊板件a160；

第一導向杆a230穿過衝擊板a162且兩端分別與第一立板a110和第三立板a130連接固定，所述的衝擊板a162可以在第一導向杆a230上滑動；

所述的衝擊板a162背向設有衝擊盤a161一端面與衝擊導向杆a410一端連接固定，所述的衝擊導向杆a410上套有衝擊彈簧a300且所述的衝擊導向杆a410另一端上設有衝擊導向端a411，所述的衝擊導向端a411直徑大於衝擊導向杆a410直徑且所述的衝擊導向端a411裝入衝擊導向筒a420的導向筒a421中，所述的衝擊導向杆a410從限位筒孔a422中穿出；

所述的限位筒孔a422直徑小於導向筒a421直徑；

所述的導向筒a421中由左至右（圖7為準）還安裝有壓力傳感器a920、頂緊塞a940、復位彈簧a930，所述的壓力傳感器a920、頂緊塞a940、復位彈簧a930依次貼緊裝配；

使用時，首先將衝擊板a162嚮導向筒方向移動，使衝擊彈簧a300存儲彈力，然後直接釋放衝擊板，使衝擊板a162通過衝擊盤a161對副衝擊盤a232產生衝擊即可。

進一步地，為了實現本設備的自動化，可以在驅動架a150上設置自動加載機構，所述的自動加載機構，包括，抓取電機a520、電機託板a151，所述的抓起電機a520的抓取輸出軸a521穿過電機託板a151後與總驅斜齒輪a911連接固定；

所述的總驅斜齒輪a911與分驅斜齒輪a912嚙合傳動，所述的分驅斜齒輪a912與抓取驅動軸a240一端連接固定，所述的抓取驅動軸另一端穿過軸支塊a152且與軸支塊a152可轉動裝配；

所述的軸支塊a152底部與支撐梁a153連接固定；

所述的抓取驅動軸a240上固定有凸輪a250，所述的凸輪a250與開關插塊a800頂部接觸頂緊；

所述的開關插塊a800裝入開關筒a600的內筒a621中。

進一步地，為了防止凸輪a250的轉動受到幹擾，可以在支撐梁a153與凸輪對應處設置讓位槽a1531。

所述的開關插塊a800上設有插塊本體部分a801、插塊驅動部分a802、底部設有彈簧安裝柱a804，所述的插塊驅動部分a802與設置在內筒a621中的驅動導向槽a622裝配；

所述的插塊驅動部分a802有多個，且兩個插塊驅動部分a802之間設有讓位間隙a8022、驅動斜面a8021，所述的驅動斜面a8021與讓位間隙a8022之間形成一個為鈍角的夾角；

所述的開關筒a600外壁上設有導向凸塊a601，兩個導向凸塊a601之間構成導向板槽a610，伸縮環a700的環體部分a720裝入導向板槽a610中且可與導向板槽a610相對滑動；

所述的環體部分a720的開放端穿過開關筒a600且與封閉板a730連接固定，所述的環體部分a720靠近衝擊板a162一側上固定有卡位凸起a770，且所述的環體部分a720內側在於卡位凸起a770正對處設有卡位凸柱a740，所述的卡位凸柱a740穿過開關筒a600進入驅動導向槽a622；

初始狀態時，所述的卡位凸柱a740與讓位間隙a8022裝配，且此時，所述的卡位凸起a770與衝擊板a162在端面上不重疊。

所述的封閉板a730內側與開關筒a600外壁之間設有卡位彈簧a750，所述的卡位彈簧a750用於產生使卡位凸起a770遠離衝擊板a162的推力。

進一步地，為了使卡位彈簧a750安裝得更穩固，可以設置彈簧銷a710，所述的彈簧銷a710穿過封閉板a730、卡位彈簧a750後與開關筒a600連接固定。

所述的彈簧安裝柱a804與支撐彈簧a820頂部裝配，所述的支撐彈簧a820底部與封蓋a830上的彈簧安裝柱a831裝配，所述的封蓋a830固定在開關筒a600底部。

使用時，首先通過加載電機a510驅動驅動架a150，使卡位凸起a770在往加載殼300方向上超過衝擊板a162；然後抓取電機520轉動，帶動凸輪a250將開關插塊a800下壓，在此過程中，卡位凸柱a740會與驅動斜面a8021配合，並在驅動斜面a8021驅動下使卡位凸起a770在衝擊軸軸向上與衝擊板a162重疊；最後加載電機a510轉動，使驅動架a150壓縮衝擊彈簧a300直到壓力傳感器a920測試的壓力達到預設數值；然後使抓取電機a520反向轉動，再此過程中凸輪放鬆對開關插塊a800的壓緊，所述的開關插塊a800會在支撐彈簧a820的作用下復位，在復位過程中，所述的卡位凸柱a740會再次進入讓位間隙中、卡位凸起a770不再與衝擊板重疊（衝擊板釋放），衝擊板在衝擊彈簧的作用下向衝擊軸230運動直到對衝擊軸230產生衝擊。

這種結構能夠實現對衝擊軸的自動化衝擊，而且可以根據壓力傳感器的數據、衝擊彈簧到副衝擊盤的長度、衝擊彈簧的彈性係數、壓縮長度等來換算出給予衝擊軸的衝擊力，這種換算是可以通過計算機直接計算的，使用起來十分方便。

參見圖12-圖23，所述的鬆弛測試機構，包括，加載油缸210、加載殼300、加載軸220、蓋板組件b、升降組件c；

所述的加載殼300內設有加載腔301，所述的加載軸220穿過加載殼300進入加載腔301中，所述的加載腔中安裝有巖石試樣400；

所述的加載殼300開口端面上設有卡合螺杆310，所述的卡合螺杆310裝入蓋板組件b的卡合孔b210中將蓋板組件b與加載殼300裝配；

所述的蓋板組件b，包括，導向套環b100，所述的導向套環b100的內部設有導向內筒b101，所述的導向內筒b101的內壁上設有導向半槽b1011；

所述的導向半槽b1011與蓋板殼b200外壁上的導向凸條b201裝配，所述的蓋板殼b200內設有安裝腔b202，所述的安裝腔b202內安裝有主驅動齒b410、從動小齒b420，所述的主驅動齒b410與從動小齒b420相互嚙合並形成齒輪傳動結構；

所述的從動小齒b420上設有裝配螺孔b421，所述的裝配螺孔b421與卡合孔b210同軸且所述的裝配螺孔b421與卡合螺杆310通過螺紋旋合裝配；

所述的安裝腔b202通過蓋盤b300密封，且所述的蓋盤b300上設有蓋盤通孔b301，所述的蓋盤通孔b301與裝配螺孔b421同軸；

所述的主驅動齒b410兩側均設有安裝凸臺b411，其中靠近蓋盤b300一側的安裝凸臺上設有六角驅動柱b412，所述的六角驅動柱b412裝入蓋盤b300的驅動通孔b302中，使用時，可以採用內六角扳手與六角驅動柱b412卡合、裝配後通過內六角扳手驅動主驅動齒b410轉動；

所述的安裝腔b202內側、蓋盤b300內側均設有軸承安裝環b310，所述的軸承安裝環b310與主軸承b512外圈裝配固定，所述的主軸承b512內圈與安裝凸臺b411裝配固定；

所述的從動小齒b420兩端面上分別設有一個推力球軸承b511，所述的推力球軸承b511一個軸圈與從動小齒b420端面固定，另一個與安裝腔b202內側或蓋盤b300內側壓緊固定；

所述的推力球軸承b511與從動小齒b420同軸。

通過主軸承b512和推力球軸承b511的使用，一方面能夠降低主驅動齒b410、從動小齒b420與安裝腔b202內側和蓋盤b300內側的摩擦力，另一方面也能夠對主驅動齒b410、從動小齒b420起到裝配、固定的作用。

進一步地，所述的卡合螺杆310開放端0-0.5cm段可以不設置螺紋且直徑略小於卡合螺杆310設置有螺紋的部分。這種結構能夠起到導向的作用，在蓋板組件b與卡合螺杆310裝配時，卡合螺杆310未設置螺紋的開放端起到前期導向裝入的效果。

使用時，所述的主驅動齒b410驅動從動小齒b420轉動，從動小齒b420內的裝配螺孔b421與卡合螺杆310通過螺紋旋合，最終將蓋板組件與加載殼300裝配固定；在使用過程中所述的蓋板殼b200能夠在導向內筒b101中滑動。

所述的蓋板殼b200靠近加載殼300一側上還設有密封塊b600，所述的密封塊b600靠近加載殼300一端的端面上固定有副加載軸240，所述的副加載軸240和與其正對的加載軸220同軸；

使用時，通過三個軸向上的加載軸220以及副加載軸240與試樣400外表面頂緊以固定試樣400。可以在加載軸220上設置千分表以檢測各個加載軸220裝入加載殼內的長度，從而推算試樣是否在預設的中心位置，如果不在中心位置，可以通過添加墊片進行調整。

所述的導向套環b100底部通過連接板b110與連接條板b120連接固定，所述的連接條板b120底部固定有鉸接塊b130，所述的鉸接塊b130與升降板c100頂部鉸接，所述的升降板c100有兩塊且兩塊升降板c100交叉並在交叉處鉸接，所述的升降板c100底部分別與第一滑軸c111或第二滑軸c112連接固定；

參見圖13，所述的連軸組件d，包括設置在伸縮軸211端部的第一連接頭121、連接套d100、設置在加載軸220端部的第二連接頭221；

所述的連接套d100內設有連接內筒d110，所述的連接內筒d110包括大端筒d111和小端筒d112，所述的伸縮軸211穿過小端筒d112且第一連接頭d212裝入大端筒d111中，所述的第一連接頭右側設有軸向壓力傳感器d200，所述的第二連接頭221上設有導線通孔222，所述的軸向壓力傳感器d200的導線從導線通孔穿出；

所述的連接內筒d110通過螺紋與第二連接頭221旋合裝配。

需要將加載軸和伸縮軸拆開時，直接轉動連接套d100使連接套與第二連接頭221脫離即可。

使用時，本結構通過軸向壓力傳感器檢測各軸向上對試樣施加的壓力，另外，所述的衝擊軸與加載軸也是通過連軸組件d，在進行擾動時，可以通過其軸向壓力傳感器的受力變化推算出施加擾動的真實力度，使得試驗更加精確。

參見圖19-圖23，所述的升降組件c，包括升降板c100、第一滑軸c111和第二滑軸c112、升降底座c400，所述的第一滑軸c111、第二滑軸c112分別裝入設置在升降導向板c300的升降導向槽c301中，所述的第一滑軸c111一端與升降電機c200連接，且可通過升降電機c200帶動其轉動；

所述的第一滑軸c111兩端均穿出升降導向槽c301且伸出端上分別安裝有升降驅動齒c210，所述的升降驅動齒c210與固定在升降託板c310上的升降嚙合齒條c220嚙合並形成齒輪齒條傳動結構；

所述的升降導向板c300底部與升降託板c310連接固定；

所述的升降託板c310底部設有導向滑塊c311，所述的升降導向滑塊c311裝入設置在升降底座c400上的升降導向滑槽c401中；

所述的升降底座c400上還設有第一限位板c410和第二限位板c420，所述的第一限位板c410用於限制升降託板c310的位置，防止升降託板c310從設置有第一限位板c410一端滑出升降底座c400；

所述的第二限位板c420在與升降導向滑槽c401對應處設有鉸接槽c402。

進一步地，所述的升降託板c310與活動支撐杆c500一端鉸接，所述的活動支撐杆c500另一端與踏板c620側面鉸接，所述的踏板c620上設有踏板鉸接塊c630和踏板支撐塊c610，所述的踏板鉸接塊c630裝入鉸接槽c402中且通過踏板鉸接軸c700與第二限位板c420鉸接；

所述的踏板支撐塊c610用於支撐支撐踏板c620，使支撐踏板c620與升降底座c400與支撐踏板c620平行。

使用時，通過踏板c620是使用者踩踏，從而方便使用者進行操作，如夾裝試樣等；

在升降託板c310向第二限位板c420移動時，所述的活動支撐杆c500能夠對踏板c620提供一個轉向動力使踏板向上轉動。而在升降託板c310反向移動時，所述的踏板又恢復原位。

需要取出試樣時，首先將蓋板組件b從加載殼300拆卸下來，然後驅動升降電機，使升降電機驅動升降驅動齒c210向升降導向板c300端部移動，這過程中，蓋板組件會逐漸下降，直到達到最低位置，然後使用者踩踏在踏板上進行拆卸操作。

通過升降組件能夠實現蓋板組件的升降，從而防止蓋板組件影響操作且還能夠避免使用者用手抬起或者放下蓋板組件的操作，節省使用者的體力。

本發明的使用方式及外部連接設備可以參照公開號為cn104181029a的中國發明專利，由於使用方式類似，本案就不再贅述。

以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。