一种岩石扰动发生机构及其松弛‑扰动综合实验装置

摘要

本发明公开了一种岩石扰动发生机构，包括，第一立板、第三立板，第一立板和第三立板之间固定有第二导向杆，第二导向杆穿过驱动架；驱动丝杠穿过驱动架、第一立板和第三立板且与驱动架通过螺纹旋合装配，驱动丝杠穿过第三立板一端与加载电机的输出轴连接；冲击板可以在第一导向杆上滑动；冲击板背向设有冲击盘一端面与冲击导向杆一端连接固定，冲击导向杆上套有冲击弹簧且冲击导向杆另一端上设有冲击导向端；在驱动架上设置有自动加载机构；加载电机底部设有电机托板；冲击轴一端设有周安装头，另一端穿过第一立板且穿过第一立板一端设有副冲击盘；冲击轴通过连轴组件与加载轴连接。本发明还公开了应用有上述岩石扰动发生机构的松弛‑扰动综合实验装置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩石力学实验装置，特别是涉及一种用于测试岩石扰动的岩石扰动发生机构及其松弛-扰动综合实验装置。

背景技术

在岩体工程中应力流变现象随处可见，例如一些地下硐室、巷道、隧道等开挖支护之后经过一段时间岩石会发生流变现象，而这些流变现象往往包含岩石的蠕变和松弛。对于处于流变的岩体，在采场的爆破载荷的扰动下，流变效应会愈加明显，有可能发生加速流变，从而引起矿山动力灾害的发生。特别是深部矿山地下开采往往面临着如岩爆、突水、顶板大面积来压及采空区失稳等灾害，这些现象都涉及到岩石或岩体长期的松弛效应和瞬时的动态扰动相结合作用问题。岩石的松弛效应是一个长期的过程，而爆破、机械振动等动态扰动对于岩石影响是一个瞬时影响，两者在时间尺度上相差较大，所以很少有人在试验中考虑这两种效应的共同作用对岩石力学性能的影响。因此，研究动态扰动影响下岩石的松弛效应对于评价地下开挖空间的稳定性和设计地下岩石工程的永久支护有着重要的理论意义。

尽管人们已经认识到了岩石松弛效应研究的重要性，但是由于在进行应力松弛试验时需要控制岩石试样的应变不变，要求实验设备具有长时间保持恒定位移加载的性能，试验技术难度较大，相关的研究较少。

在公开号为CN 104181029 A的中国发明专利中提出而一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法，其通过摆锤来产生扰动，以测试岩石在松弛状态下受到扰动时的应力状态。这种方法虽然简单可行，但是使用时需要手动调整摆锤，而且还要不断计算摆锤角度所能产生的冲击力，十分麻烦。另外就是摆锤转动冲击过程中存在较大的安全隐患，如果操作者疏忽，很可能受伤或者砸中其它物品。

还有就是进行松弛-扰动实验时，有时需要对岩石试样施加围压，这就需要对试样所处的空间充填液压油，也就意味着需要对试样所处的空间需要设置开口，且还要能保证此开口的密封；当然，有部分实验可以直接采用三轴试验机替代，但是大部分三轴试验机的开口在正下方且试样放置方向都是与地面垂直的竖直方向，而在水平方向上由于其宽度或长度不够而放置，另外一般的三轴试验机在夹装试样时一般是先在试样轴向上压紧试样，然后再将加载壳密封扣紧，这种合计容易导致试样移位，影响实验结果。故申请人认为可以将开口设计在侧方，这样既能够方便放置试样，又能够保证在加载壳密封之前试样已被固定且处于设计位置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种岩石扰动发生机构，其用于产生冲击力以对试验进行扰动。

本发明还提供了应用有上述其实验装置岩石扰动发生机构的松弛-扰动综合实验装置，其能够对试验进行松弛-扰动综合实验。

为实现上述目的，本发明提供了一种岩石扰动发生机构，其特征是：包括，第一立板、第三立板，所述的第一立板和第三立板底部与托板连接固定且所述的第一立板和第三立板之间固定有第二导向杆，所述的第二导向杆穿过驱动架；驱动丝杠穿过驱动架、第一立板和第三立板且与第一立板和第三立板可转动装配、与驱动架通过螺纹旋合装配，所述的驱动丝杠穿过第三立板一端与加载电机的输出轴连接；副冲击盘与冲击盘接触顶紧；

所述的冲击盘固定在冲击板上，所述的冲击板和冲击盘共同构成冲击板件；

第一导向杆穿过冲击板且两端分别与第一立板和第三立板连接固定，所述的冲击板可以在第一导向杆上滑动；

所述的冲击板背向设有冲击盘一端面与冲击导向杆一端连接固定，所述的冲击导向杆上套有冲击弹簧且所述的冲击导向杆另一端上设有冲击导向端，所述的冲击导向端直径大于冲击导向杆直径且所述的冲击导向端装入冲击导向筒的导向筒中，所述的冲击导向杆从限位筒孔中穿出；所述的限位筒孔直径小于导向筒直径；在驱动架上设置有自动加载机构；

所述的加载电机底部设有电机托板，所述的电机托板固定在第三立板上且用于承载加载电机；冲击轴一端设有周安装头，另一端穿过第一立板且穿过第一立板一端设有副冲击盘；所述的冲击轴通过连轴组件与加载轴连接；

在冲击轴上设置有挡盘；所述的导向筒中由左至右还安装有压力传感器、顶紧塞、复位弹簧，所述的压力传感器、顶紧塞、复位弹簧依次贴紧装配。

作为本发明的进一步改进，所述的自动加载机构，包括，抓取电机、电机托板，所述的抓起电机的抓取输出轴穿过电机托板后与总驱斜齿轮连接固定；

所述的总驱斜齿轮与分驱斜齿轮啮合传动，所述的分驱斜齿轮与抓取驱动轴一端连接固定，所述的抓取驱动轴另一端穿过轴支块且与轴支块可转动装配；

所述的轴支块底部与支撑梁连接固定；所述的抓取驱动轴上固定有凸轮，所述的凸轮与开关插块顶部接触顶紧；所述的开关插块装入开关筒的内筒A621中。

作为本发明的进一步改进，所述的连轴组件，包括设置在伸缩轴端部的第一连接头、连接套、设置在加载轴端部的第二连接头；

所述的连接套内设有连接内筒，所述的连接内筒包括大端筒和小端筒，所述的伸缩轴穿过小端筒且第一连接头装入大端筒中，所述的第一连接头右侧设有轴向压力传感器，所述的第二连接头上设有导线通孔，所述的轴向压力传感器的导线从导线通孔穿出；所述的连接内筒通过螺纹与第二连接头旋合装配。

作为本发明的进一步改进，在支撑梁与凸轮对应处设置有让位槽；

所述的开关插块上设有插块本体部分、插块驱动部分、底部设有弹簧安装柱，所述的插块驱动部分与设置在内筒中的驱动导向槽装配；

所述的插块驱动部分有多个，且两个插块驱动部分之间设有让位间隙、驱动斜面，所述的驱动斜面与让位间隙之间形成一个为钝角的夹角；

所述的开关筒外壁上设有导向凸块，两个导向凸块之间构成导向板槽，伸缩环的环体部分装入导向板槽中且可与导向板槽相对滑动；

所述的环体部分的开放端穿过开关筒且与封闭板连接固定，所述的环体部分靠近冲击板一侧上固定有卡位凸起，且所述的环体部分内侧在于卡位凸起正对处设有卡位凸柱，所述的卡位凸柱穿过开关筒进入驱动导向槽；

初始状态时，所述的卡位凸柱与让位间隙装配，且此时，所述的卡位凸起与冲击板在端面上不重叠；

所述的封闭板内侧与开关筒外壁之间设有卡位弹簧，所述的卡位弹簧用于产生使卡位凸起远离冲击板的推力。

还包括弹簧销，所述的弹簧销穿过封闭板、卡位弹簧后与开关筒连接固定；

所述的弹簧安装柱与支撑弹簧顶部装配，所述的支撑弹簧底部与封盖上的弹簧安装柱装配，所述的封盖固定在开关筒底部。

一种应用有上述岩石扰动发生机构的松弛-扰动综合实验装置，还包括机架、松弛测试机构；所述的机架，包括，底板、侧板、后板、顶板，所述的侧板、后板底部和顶部分别与底板和顶板连接固定，两块侧板之间连接、固定有托板，所述的托板下方设有用于存放液压油的油箱；所述的托板上固定有松弛测试机构、岩石扰动发生机构；

所述的松弛测试机构，包括，加载油缸，所述的加载油缸有三个且分别布置在以加载壳为原点的三个轴向上，所述的加载油缸的伸缩轴分别通过连轴组件与加载轴连接；所述的加载轴穿过加载壳进入加载壳中与试样外表面压紧。

作为本发明的进一步改进，所述的松弛测试机构，包括，加载油缸、加载壳、加载轴、盖板组件、升降组件；

所述的加载壳内设有加载腔，所述的加载轴穿过加载壳进入加载腔中，所述的加载腔中安装有岩石试样；

所述的加载壳开口端面上设有卡合螺杆，所述的卡合螺杆装入盖板组件的卡合孔中将盖板组件与加载壳装配；

所述的盖板组件，包括，导向套环，所述的导向套环的内部设有导向内筒，所述的导向内筒的内壁上设有导向半槽；

所述的导向半槽与盖板壳外壁上的导向凸条装配，所述的盖板壳内设有安装腔，所述的安装腔内安装有主驱动齿、从动小齿，所述的主驱动齿与从动小齿相互啮合并形成齿轮传动结构；

所述的从动小齿上设有装配螺孔，所述的装配螺孔与卡合孔同轴且所述的装配螺孔与卡合螺杆通过螺纹旋合装配；

所述的安装腔通过盖盘密封，且所述的盖盘上设有盖盘通孔，所述的盖盘通孔与装配螺孔同轴；

所述的主驱动齿两侧均设有安装凸台，其中靠近盖盘一侧的安装凸台上设有六角驱动柱，所述的六角驱动柱装入盖盘的驱动通孔中；

所述的安装腔内侧、盖盘内侧均设有轴承安装环，所述的轴承安装环与主轴承外圈装配固定，所述的主轴承内圈与安装凸台装配固定；

所述的从动小齿两端面上分别设有一个推力球轴承，所述的推力球轴承一个轴圈与从动小齿端面固定，另一个与安装腔内侧或盖盘内侧压紧固定；所述的推力球轴承与从动小齿同轴。

作为本发明的进一步改进，所述的卡合螺杆开放端0-0.5cm段不设置螺纹且直径略小于卡合螺杆设置有螺纹的部分。

作为本发明的进一步改进，所述的盖板壳靠近加载壳一侧上还设有密封块，所述的密封块靠近加载壳一端的端面上固定有副加载轴，所述的副加载轴和与其正对的加载轴同轴；

所述的导向套环底部通过连接板与连接条板连接固定，所述的连接条板底部固定有铰接块，所述的铰接块与升降板顶部铰接，所述的升降板有两块且两块升降板交叉并在交叉处铰接，所述的升降板底部分别与第一滑轴或第二滑轴连接固定。

作为本发明的进一步改进，所述的升降组件，包括升降板、第一滑轴和第二滑轴、升降底座，所述的第一滑轴、第二滑轴分别装入设置在升降导向板的升降导向槽中，所述的第一滑轴一端与升降电机连接，且可通过升降电机带动其转动；

所述的第一滑轴两端均穿出升降导向槽且伸出端上分别安装有升降驱动齿，所述的升降驱动齿与固定在升降托板上的升降啮合齿条啮合并形成齿轮齿条传动结构；所述的升降导向板底部与升降托板连接固定；

所述的升降托板底部设有导向滑块，所述的升降导向滑块装入设置在升降底座上的升降导向滑槽中；

所述的升降底座上还设有第一限位板和第二限位板，所述的第一限位板用于限制升降托板的位置，防止升降托板从设置有第一限位板一端滑出升降底座；

所述的第二限位板在与升降导向滑槽对应处设有铰接槽；

所述的升降托板与活动支撑杆一端铰接，所述的活动支撑杆另一端与踏板侧面铰接，所述的踏板上设有踏板铰接块和踏板支撑块，所述的踏板铰接块装入铰接槽中且通过踏板铰接轴与第二限位板铰接；

所述的踏板支撑块用于支撑支撑踏板，使支撑踏板与升降底座与支撑踏板平行。

本发明的有益效果是：

1、本发明的岩石扰动发生机构能够实现对冲击轴的自动化冲击，而且可以根据压力传感器的数据、冲击弹簧到副冲击盘的长度、冲击弹簧的弹性系数、压缩长度等来换算出给予冲击轴的冲击力，这种换算是可以通过计算机直接计算的，使用起来十分方便。

2、本发明的松弛测试机构能够实现对试样的有效夹紧，而且通过其盖板组件能够实现对加载壳的密封，上述盖板组件采用了齿轮、卡合螺杆与加载壳进行装配，既能够实现盖板的快速装配，又能够保证盖板组件的有效固定、装配。

3、本发明能够实现松弛-扰动综合实验，能够比较真实地还原试样的在地底下的真实受力状态，能够为后期的设计、施工提供有效的参考。

附图说明

图1是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图3是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的结构示意图。

图4是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图5是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图6是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图7是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图8是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图9是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图10是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的岩石扰动发生机构结构示意图。

图11是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的开关插块结构示意图。

图12是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的松弛测试机构结构示意图。

图13是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的连轴组件结构示意图。

图14是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的松弛测试机构结构示意图。

图15是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的盖板组件结构示意图。

图16是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的盖板组件结构示意图。

图17是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的盖板组件结构示意图。

图18是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的盖板组件结构示意图。

图19是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的升降组件结构示意图。

图20是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的升降组件结构示意图。

图21是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的升降组件结构示意图。

图22是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的升降组件结构示意图。

图23是本发明一种松弛-扰动综合实验装置具体实施方式的升降底座结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1-图3，一种松弛-扰动综合实验装置，包括机架、岩石扰动发生机构A、松弛测试机构；所述的机架，包括，底板110、侧板120、后板130、顶板140，所述的侧板120、后板130底部和顶部分别与底板110和顶板140连接固定，两块侧板120之间连接、固定有托板150，所述的托板150下方设有用于存放液压油的油箱500；

所述的托板150上固定有松弛测试机构、岩石扰动发生机构A，所述的松弛测试机构，包括，加载油缸210，所述的加载油缸210可以是三个且分别布置在以加载壳300为原点的三个轴向上（X、Y、Z），所述的加载油缸210的伸缩轴211分别通过连轴组件D与加载轴220连接；

所述的加载轴220穿过加载壳300进入加载壳中与试样400外表面压紧；

参见图4到图11，所述的岩石扰动发生机构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底部与托板150连接固定且所述的第一立板A110和第三立板A130之间固定有第二导向杆A210，所述的第二导向杆A210穿过驱动架A150且所述的驱动架A150可在第二导向杆A210轴向上滑动；

驱动丝杠A220穿过驱动架A150、第一立板A110和第三立板A130且与第一立板A110和第三立板A130可转动装配、与驱动架A150通过螺纹旋合装配，所述的驱动丝杠A220穿过第三立板130一端与加载电机A510的输出轴连接，所述的加载电机A510可带动驱动丝杠A220转动；

进一步地，所述的加载电机A510底部设有电机托板A140，所述的电机托板A140固定在第三立板A130上且用于承载加载电机A510。

冲击轴230一端设有周安装头231，另一端穿过第一立板A110且穿过第一立板A110一端设有副冲击盘A233；所述的冲击轴230通过连轴组件与加载轴连接；

进一步地，可以在冲击轴230上设置挡盘232，使用时，所述的挡盘与第一立板A110顶紧。这种设计可以防止冲击轴230由于加载油缸210的顶紧力而向岩石扰动发生机构内部移动，从而影响实验效果甚至损坏岩石扰动发生机构。

所述的副冲击盘A233与冲击盘A161接触顶紧，使用时，所述的冲击盘A161与副冲击盘A233对撞以向冲击轴230产生冲击力；

所述的冲击盘A161固定在冲击板A162上，所述的冲击板A162和冲击盘A161共同构成冲击板件A160；

第一导向杆A230穿过冲击板A162且两端分别与第一立板A110和第三立板A130连接固定，所述的冲击板A162可以在第一导向杆A230上滑动；

所述的冲击板A162背向设有冲击盘A161一端面与冲击导向杆A410一端连接固定，所述的冲击导向杆A410上套有冲击弹簧A300且所述的冲击导向杆A410另一端上设有冲击导向端A411，所述的冲击导向端A411直径大于冲击导向杆A410直径且所述的冲击导向端A411装入冲击导向筒A420的导向筒A421中，所述的冲击导向杆A410从限位筒孔A422中穿出；

所述的限位筒孔A422直径小于导向筒A421直径；

所述的导向筒A421中由左至右（图7为准）还安装有压力传感器A920、顶紧塞A940、复位弹簧A930，所述的压力传感器A920、顶紧塞A940、复位弹簧A930依次贴紧装配；

使用时，首先将冲击板A162向导向筒方向移动，使冲击弹簧A300存储弹力，然后直接释放冲击板，使冲击板A162通过冲击盘A161对副冲击盘A232产生冲击即可。

进一步地，为了实现本设备的自动化，可以在驱动架A150上设置自动加载机构，所述的自动加载机构，包括，抓取电机A520、电机托板A151，所述的抓起电机A520的抓取输出轴A521穿过电机托板A151后与总驱斜齿轮A911连接固定；

所述的总驱斜齿轮A911与分驱斜齿轮A912啮合传动，所述的分驱斜齿轮A912与抓取驱动轴A240一端连接固定，所述的抓取驱动轴另一端穿过轴支块A152且与轴支块A152可转动装配；

所述的轴支块A152底部与支撑梁A153连接固定；

所述的抓取驱动轴A240上固定有凸轮A250，所述的凸轮A250与开关插块A800顶部接触顶紧；

所述的开关插块A800装入开关筒A600的内筒A621中。

进一步地，为了防止凸轮A250的转动受到干扰，可以在支撑梁A153与凸轮对应处设置让位槽A1531。

所述的开关插块A800上设有插块本体部分A801、插块驱动部分A802、底部设有弹簧安装柱A804，所述的插块驱动部分A802与设置在内筒A621中的驱动导向槽A622装配；

所述的插块驱动部分A802有多个，且两个插块驱动部分A802之间设有让位间隙A8022、驱动斜面A8021，所述的驱动斜面A8021与让位间隙A8022之间形成一个为钝角的夹角；

所述的开关筒A600外壁上设有导向凸块A601，两个导向凸块A601之间构成导向板槽A610，伸缩环A700的环体部分A720装入导向板槽A610中且可与导向板槽A610相对滑动；

所述的环体部分A720的开放端穿过开关筒A600且与封闭板A730连接固定，所述的环体部分A720靠近冲击板A162一侧上固定有卡位凸起A770，且所述的环体部分A720内侧在于卡位凸起A770正对处设有卡位凸柱A740，所述的卡位凸柱A740穿过开关筒A600进入驱动导向槽A622；

初始状态时，所述的卡位凸柱A740与让位间隙A8022装配，且此时，所述的卡位凸起A770与冲击板A162在端面上不重叠。

所述的封闭板A730内侧与开关筒A600外壁之间设有卡位弹簧A750，所述的卡位弹簧A750用于产生使卡位凸起A770远离冲击板A162的推力。

进一步地，为了使卡位弹簧A750安装得更稳固，可以设置弹簧销A710，所述的弹簧销A710穿过封闭板A730、卡位弹簧A750后与开关筒A600连接固定。

所述的弹簧安装柱A804与支撑弹簧A820顶部装配，所述的支撑弹簧A820底部与封盖A830上的弹簧安装柱A831装配，所述的封盖A830固定在开关筒A600底部。

使用时，首先通过加载电机A510驱动驱动架A150，使卡位凸起A770在往加载壳300方向上超过冲击板A162；然后抓取电机520转动，带动凸轮A250将开关插块A800下压，在此过程中，卡位凸柱A740会与驱动斜面A8021配合，并在驱动斜面A8021驱动下使卡位凸起A770在冲击轴轴向上与冲击板A162重叠；最后加载电机A510转动，使驱动架A150压缩冲击弹簧A300直到压力传感器A920测试的压力达到预设数值；然后使抓取电机A520反向转动，再此过程中凸轮放松对开关插块A800的压紧，所述的开关插块A800会在支撑弹簧A820的作用下复位，在复位过程中，所述的卡位凸柱A740会再次进入让位间隙中、卡位凸起A770不再与冲击板重叠（冲击板释放），冲击板在冲击弹簧的作用下向冲击轴230运动直到对冲击轴230产生冲击。

这种结构能够实现对冲击轴的自动化冲击，而且可以根据压力传感器的数据、冲击弹簧到副冲击盘的长度、冲击弹簧的弹性系数、压缩长度等来换算出给予冲击轴的冲击力，这种换算是可以通过计算机直接计算的，使用起来十分方便。

参见图12-图23，所述的松弛测试机构，包括，加载油缸210、加载壳300、加载轴220、盖板组件B、升降组件C；

所述的加载壳300内设有加载腔301，所述的加载轴220穿过加载壳300进入加载腔301中，所述的加载腔中安装有岩石试样400；

所述的加载壳300开口端面上设有卡合螺杆310，所述的卡合螺杆310装入盖板组件B的卡合孔B210中将盖板组件B与加载壳300装配；

所述的盖板组件B，包括，导向套环B100，所述的导向套环B100的内部设有导向内筒B101，所述的导向内筒B101的内壁上设有导向半槽B1011；

所述的导向半槽B1011与盖板壳B200外壁上的导向凸条B201装配，所述的盖板壳B200内设有安装腔B202，所述的安装腔B202内安装有主驱动齿B410、从动小齿B420，所述的主驱动齿B410与从动小齿B420相互啮合并形成齿轮传动结构；

所述的从动小齿B420上设有装配螺孔B421，所述的装配螺孔B421与卡合孔B210同轴且所述的装配螺孔B421与卡合螺杆310通过螺纹旋合装配；

所述的安装腔B202通过盖盘B300密封，且所述的盖盘B300上设有盖盘通孔B301，所述的盖盘通孔B301与装配螺孔B421同轴；

所述的主驱动齿B410两侧均设有安装凸台B411，其中靠近盖盘B300一侧的安装凸台上设有六角驱动柱B412，所述的六角驱动柱B412装入盖盘B300的驱动通孔B302中，使用时，可以采用内六角扳手与六角驱动柱B412卡合、装配后通过内六角扳手驱动主驱动齿B410转动；

所述的安装腔B202内侧、盖盘B300内侧均设有轴承安装环B310，所述的轴承安装环B310与主轴承B512外圈装配固定，所述的主轴承B512内圈与安装凸台B411装配固定；

所述的从动小齿B420两端面上分别设有一个推力球轴承B511，所述的推力球轴承B511一个轴圈与从动小齿B420端面固定，另一个与安装腔B202内侧或盖盘B300内侧压紧固定；

所述的推力球轴承B511与从动小齿B420同轴。

通过主轴承B512和推力球轴承B511的使用，一方面能够降低主驱动齿B410、从动小齿B420与安装腔B202内侧和盖盘B300内侧的摩擦力，另一方面也能够对主驱动齿B410、从动小齿B420起到装配、固定的作用。

进一步地，所述的卡合螺杆310开放端0-0.5cm段可以不设置螺纹且直径略小于卡合螺杆310设置有螺纹的部分。这种结构能够起到导向的作用，在盖板组件B与卡合螺杆310装配时，卡合螺杆310未设置螺纹的开放端起到前期导向装入的效果。

使用时，所述的主驱动齿B410驱动从动小齿B420转动，从动小齿B420内的装配螺孔B421与卡合螺杆310通过螺纹旋合，最终将盖板组件与加载壳300装配固定；在使用过程中所述的盖板壳B200能够在导向内筒B101中滑动。

所述的盖板壳B200靠近加载壳300一侧上还设有密封块B600，所述的密封块B600靠近加载壳300一端的端面上固定有副加载轴240，所述的副加载轴240和与其正对的加载轴220同轴；

使用时，通过三个轴向上的加载轴220以及副加载轴240与试样400外表面顶紧以固定试样400。可以在加载轴220上设置千分表以检测各个加载轴220装入加载壳内的长度，从而推算试样是否在预设的中心位置，如果不在中心位置，可以通过添加垫片进行调整。

所述的导向套环B100底部通过连接板B110与连接条板B120连接固定，所述的连接条板B120底部固定有铰接块B130，所述的铰接块B130与升降板C100顶部铰接，所述的升降板C100有两块且两块升降板C100交叉并在交叉处铰接，所述的升降板C100底部分别与第一滑轴C111或第二滑轴C112连接固定；

参见图13，所述的连轴组件D，包括设置在伸缩轴211端部的第一连接头121、连接套D100、设置在加载轴220端部的第二连接头221；

所述的连接套D100内设有连接内筒D110，所述的连接内筒D110包括大端筒D111和小端筒D112，所述的伸缩轴211穿过小端筒D112且第一连接头D212装入大端筒D111中，所述的第一连接头右侧设有轴向压力传感器D200，所述的第二连接头221上设有导线通孔222，所述的轴向压力传感器D200的导线从导线通孔穿出；

所述的连接内筒D110通过螺纹与第二连接头221旋合装配。

需要将加载轴和伸缩轴拆开时，直接转动连接套D100使连接套与第二连接头221脱离即可。

使用时，本结构通过轴向压力传感器检测各轴向上对试样施加的压力，另外，所述的冲击轴与加载轴也是通过连轴组件D，在进行扰动时，可以通过其轴向压力传感器的受力变化推算出施加扰动的真实力度，使得试验更加精确。

参见图19-图23，所述的升降组件C，包括升降板C100、第一滑轴C111和第二滑轴C112、升降底座C400，所述的第一滑轴C111、第二滑轴C112分别装入设置在升降导向板C300的升降导向槽C301中，所述的第一滑轴C111一端与升降电机C200连接，且可通过升降电机C200带动其转动；

所述的第一滑轴C111两端均穿出升降导向槽C301且伸出端上分别安装有升降驱动齿C210，所述的升降驱动齿C210与固定在升降托板C310上的升降啮合齿条C220啮合并形成齿轮齿条传动结构；

所述的升降导向板C300底部与升降托板C310连接固定；

所述的升降托板C310底部设有导向滑块C311，所述的升降导向滑块C311装入设置在升降底座C400上的升降导向滑槽C401中；

所述的升降底座C400上还设有第一限位板C410和第二限位板C420，所述的第一限位板C410用于限制升降托板C310的位置，防止升降托板C310从设置有第一限位板C410一端滑出升降底座C400；

所述的第二限位板C420在与升降导向滑槽C401对应处设有铰接槽C402。

进一步地，所述的升降托板C310与活动支撑杆C500一端铰接，所述的活动支撑杆C500另一端与踏板C620侧面铰接，所述的踏板C620上设有踏板铰接块C630和踏板支撑块C610，所述的踏板铰接块C630装入铰接槽C402中且通过踏板铰接轴C700与第二限位板C420铰接；

所述的踏板支撑块C610用于支撑支撑踏板C620，使支撑踏板C620与升降底座C400与支撑踏板C620平行。

使用时，通过踏板C620是使用者踩踏，从而方便使用者进行操作，如夹装试样等；

在升降托板C310向第二限位板C420移动时，所述的活动支撑杆C500能够对踏板C620提供一个转向动力使踏板向上转动。而在升降托板C310反向移动时，所述的踏板又恢复原位。

需要取出试样时，首先将盖板组件B从加载壳300拆卸下来，然后驱动升降电机，使升降电机驱动升降驱动齿C210向升降导向板C300端部移动，这过程中，盖板组件会逐渐下降，直到达到最低位置，然后使用者踩踏在踏板上进行拆卸操作。

通过升降组件能够实现盖板组件的升降，从而防止盖板组件影响操作且还能够避免使用者用手抬起或者放下盖板组件的操作，节省使用者的体力。

本发明的使用方式及外部连接设备可以参照公开号为CN 104181029 A的中国发明专利，由于使用方式类似，本案就不再赘述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。