技术领域
[0001] 本发明涉及一种力学测试设备，具体涉及一种可调节密封性的压剪试验机以及用于驱动该压剪试验机的驱动油缸，属于测试设备技术领域。
相关背景技术
[0002] 压剪试验机常见用于测量材料的物理性能，在一些领域如建筑结构领域中，压剪试验机可以用来测试材料的抗压和抗剪能力，其工作原理是通过液压系统提供压力，使测
试材料受到压缩和剪切力的作用。在压剪试验机中，竖直安装的驱动油缸被用来提供竖向
的压力。
[0003] 驱动油缸通过缸筒内的液压油驱动活塞滑动，活塞与缸筒之间通常通过活塞周缘的密封圈实现密封。一些情况下，在活塞从静止状态启动时，经常因为静摩擦的原因导致活塞周缘的密封圈出现扭曲导致密封不严、漏油的情况；此外，长期使用后，密封圈因为磨损也会导致密封不严、漏油的情况。这些都影响驱动油缸的加载能力，从而影响压剪试验机的工作性能。
具体实施方式
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，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。
[0019] 本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本发明的限制。
[0020] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0021] 请参阅图1和图2，本实施方式提供的一种压剪试验机1000，包括：驱动油缸100、驱动油缸固定机构200和剪切机构300，驱动油缸100固定在驱动油缸固定机构200上。在进行剪切试验时，将试样平整地放置在试样承载平台上，通过驱动油缸100从竖直方向对试样施加压力，剪切机构300则从水平方向对施加剪切力。
[0022] 驱动油缸固定机构200包括机架210和固定台220，机架210与固定台220固定连接，驱动油缸100则固定连接在固定台220上，如此，驱动油缸100可以被驱动油缸固定机构稳定支撑。
[0023] 在一些实施方式中，机架210可以设置一根或多根，用来支撑固定台220；在一些实施方式中，机架210上可设置压力传感器，以测量驱动油缸100加载的压
力大小。
[0024] 剪切机构300包括基座310、剪切推动组件320以及剪切卡位组件330；基座310上可用于安装剪切推动组件320和剪切卡位组件330，剪切推动组件320可从水平方向上对试样
产生剪切力，剪切卡位组件330可用来限制试样的位置。基座310上还设置有下承载板311，下承载板311可作为试样承载平台，用在承载试样。
[0025] 在一些实施方式中，剪切推动组件320可以包括剪切驱动机构、剪切传感器以及剪切板；剪切驱动机构包括剪切油缸，剪切油缸可以抵推剪切板，通过剪切板对试样施加剪切力；剪切传感器可设置于剪切油缸上，用来测试剪切力的大小。
[0026] 请继续参阅图1和图2，以图中所示方向为例，本实施方式中提供的驱动油缸100的上端固定在驱动油缸固定机构200上，驱动油缸100的下端用于给试样提供压力。
[0027] 请参考图2、图3和图4，图3是图2所示的结构在A‑A方向上的剖面图，图4是图3所示的结构在A位置处的局部放大图；本实施方式中驱动油缸100包括外壳组件110，活塞组件120和活塞杆130，活塞组件120安装在外壳组件110限定的缸筒111内，活塞杆130的一端与
活塞组件120固定连接，活塞杆130的另一端伸出缸筒与推板131固定连接。在活塞组件120
的驱动下，活塞杆130在缸筒111内滑动，从而带动推板131移动以对试样施加竖向压力。
[0028] 外壳组件110包括缸筒111以及与所述缸筒111的两端分别连接的第一端盖112和第二端盖113。第一端盖112上设置有第一端口114，第二端盖113上设置有第二端口115，第一端口114和第二端口115可分别用于液压油进入或流出缸筒，通过液压油的流入或流出以
改变缸筒111内的压力从而驱动活塞杆滑动。
[0029] 请参考图4，活塞组件120包括旋转滑动活塞121和密封圈122，密封圈122套设于旋转滑动活塞121的外周，密封圈122的外周能够抵接缸筒111内壁，因此，旋转滑动活塞121与缸筒111内壁之间的间隙能够被密封，避免液压油从旋转滑动活塞121与缸筒111内壁之间
泄露。
[0030] 需要强调的是，本实施方式中的旋转滑动活塞121相对于所述缸筒111内壁能够发生水平方向的旋转运动和竖直方向的滑动运动；具体而言，在驱动油缸启动时，随着液压油在缸筒111上部空间越来越多，活塞组件120受到上部的液压力越来越大，在液压力的作用
下，旋转滑动活塞121的运动分为两个阶段，在第一阶段，旋转滑动活塞121发生水平方向的旋转运动和竖直方向的滑动运动，两种运动同步进行；在一段时间和距离后，旋转滑动活塞
121的运动进入第二阶段，在第二阶段，旋转滑动活塞121停止旋转，仅做竖直方向的滑动运动，在旋转滑动活塞121产生竖直方向的滑动运动后，活塞杆130在活塞组件120的竖向滑动下开始向下移动，从而能够对下承载板311上的试样施加竖向压力。
[0031] 相关技术中，活塞在缸筒内仅能做竖直方向的滑动，因此，当驱动油缸启动后，在液压油的驱动下，活塞从静止状态直接开始竖向滑动，此时，因为静摩擦力大于动摩擦力，在液压油注入的瞬间将活塞加速推出的时候，活塞发生窜动，窜动容易导致密封活塞与缸筒之间的密封圈发生翻转，从而破坏密封圈的密封作用，液压油也容易泄露，从而影响了驱动油缸的正常工作。
[0032] 本实施方式中，由于旋转滑动活塞121的设置，在活塞组件120从静止状态开始启动时，在液压油注入的瞬间将活塞组件120加速推出的时候，旋转滑动活塞121相对缸筒111会发生旋转，因此活塞组件120与缸筒111之间产生了动摩擦，在活塞组件120开始竖向滑动时，由于活塞组件120并不是从静止状态开始竖向滑动，而是从旋转运动状态开始竖向滑
动，因此，不会存在从静摩擦直接到动摩擦的转换，减小了活塞发生窜动的可能，从而可以有效防止旋转滑动活塞121与缸筒111之间的密封圈122发生翻转，确保了密封圈122始终可
以发挥较好的密封作用，保障了驱动油缸的正常工作。
[0033] 请继续参考图4，活塞组件120还包括连接柱123、第一活塞124和第二活塞125，连接柱123的两端分别固定连接第一活塞124和第二活塞125。
[0034] 在一些实施方式中，连接柱123的两端可以设置螺纹结构，第一活塞124的底部以及第二活塞125的顶部设置螺纹孔，通过螺纹结构与螺纹孔的配合，连接柱123的两端与第
一活塞124和第二活塞125实现可拆卸的固定连接。
[0035] 当然，在一些实施方式中，连接柱123的顶端与第一活塞124可以是一体成型设计，连接柱123的底端与第二活塞125是螺纹连接的。
[0036] 容易理解，由于连接柱123的存在，第一活塞124和第二活塞125之间的距离固定，第一活塞124的滑动将带动第二活塞125在缸筒内同步滑动，而第二活塞125的底部与活塞
杆130固定连接，因此，在第二活塞125在缸筒内滑动时，活塞杆130被第二活塞125带动而实现同步运动。
[0037] 请继续参考图4，旋转滑动活塞121套设于连接柱123，沿活塞组件120的滑动方向，即图中的上下方向，旋转滑动活塞121位于第一活塞124与第二活塞125之间。
[0038] 在一些实施方式中，旋转滑动活塞121的中部开设通孔（图未示），通过通孔，旋转滑动活塞121套设于连接柱123，在旋转滑动活塞121运动时，旋转滑动活塞121可以相对连接柱123进行旋转运动和竖直运动，连接柱123为旋转滑动活塞121提供了运动限位。
[0039] 为了使旋转滑动活塞121可以实现旋转运动和竖直运动，本实施方式还提供了旋转滑动驱动机构126，旋转滑动驱动机构126用以驱动旋转滑动活塞121实现水平方向的旋
转运动和竖直方向上的滑动。
[0040] 具体而言，旋转滑动驱动机构126设置于第一活塞124与旋转滑动活塞121之间，旋转滑动驱动机构126包括驱动板1261和球铰连杆1262，驱动板1261套设于连接柱123，能够
沿连接柱123的轴向做竖直方向上的滑动，球铰连杆1262的两端分别与驱动板1261和旋转
滑动活塞121铰接。容易理解，由于球铰连杆1262的存在，在驱动板1261竖直向下移动时，球铰连杆1262将对旋转滑动活塞121施加斜向的作用力，该斜向的作用力一方面将带动旋转
滑动活塞121相对连接柱123发生扭转，做水平方向上的转动，一方面将带动旋转滑动活塞
121相对连接柱123向下移动，做竖直方向上的滑动，从而实现了旋转滑动活塞121能够实现水平方向的旋转运动和竖直方向上的滑动。
[0041] 为了确保驱动板1261能够始终保持竖向移动，不发生倾斜或旋转，在一些实施方式中，可以设置多个球铰连杆1262，球铰连杆1262的数量包括三个、四个等。此外，驱动板
1261的外周可设置花键与第一活塞124的内壁键合，防止驱动板1261发生旋转。
[0042] 在一些实施方式中，为了能够向驱动板1261施加竖直向下移动的力，在第一活塞124的顶部设置第三端口1241。在液压油经第一端盖112上开设的第一端口114进入由第一
端盖112、第一活塞124、缸筒111限定的密封腔体后，随着液压油的不断增多，密封腔体内的压力不断增加，经过第三端口1241的液压油将作用于驱动板1261，从而驱动驱动板1261开
始向下移动。
[0043] 在一些实施方式中，旋转滑动驱动机构126还包括第一弹性件1263，第一弹性件1263套设于连接柱123，第一弹性件1263的两端分别抵接驱动板1261和旋转滑动活塞121。
由于第一弹性件1263的存在，可以保证驱动板1261和旋转滑动活塞121之间始终被第一弹
性件1263所支撑，避免了驱动板1261以及球铰连杆1262的晃动。
[0044] 在一些实施方式中，为了支撑旋转滑动活塞121，活塞组件120还包括第二弹性件127，第二弹性件127套设于连接柱123，第二弹性件127的两端分别抵接旋转滑动活塞121的底部和第二活塞125的顶部，由于第二弹性件127的支撑，使得旋转滑动活塞121的底部与第二活塞125的顶部之间存在一定距离，并且避免了旋转滑动活塞121的晃动。
[0045] 不难理解，本发明的活塞组件120中，在液压油的作用下，通过旋转滑动驱动机构126带动旋转滑动活塞121在第一阶段发生旋转运动和竖直滑动，在竖直滑动一定时间和距
离后，由于旋转滑动活塞121与第一活塞124之间的第一弹性件1263，旋转滑动活塞与第二
活塞125之间的第二弹性件127不能继续因为挤压而持续变短，第一活塞124、第二活塞125
开始与旋转滑动活塞121同步竖直滑动，进而带动活塞杆130向下移动。
[0046] 请继续参阅图4，第二活塞125朝向旋转滑动活塞的一侧设有V型开口，旋转滑动活塞121的底部至少部分深入第二活塞125的V型开口内，由于旋转滑动活塞121的底部与第二
活塞的顶部之间存在一定距离，在旋转滑动活塞121向下竖直移动时，旋转滑动活塞121的
底部深入第二活塞的V型开口内的深度增加。
[0047] 在一些实施方式中，旋转滑动活塞121的纵截面为倒梯形。换言之，旋转滑动活塞121的外周面是倾斜的，旋转滑动活塞121为倒放的圆锥主体，也可以称之为倒放的圆台，旋转滑动活塞121的上端的直径大于下端的直径，密封圈套设在倾斜的外周面上。如此设置，旋转滑动活塞121向下竖直移动时，由于旋转滑动活塞121外周面的直径增加，旋转滑动活
塞121将在水平方向上继续挤压密封圈，提升了密封圈的密封性，从而防止密封圈与筒壁之间出现漏油。
[0048] 当然，在一些实施方式中，旋转滑动活塞121的纵截面也可以是矩形，换言之，旋转滑动活塞121的外周面并不是倾斜的，旋转滑动活塞121为圆柱体，密封圈套设在圆柱体的表面。
[0049] 在一些实施方式中，第一活塞124呈筒状，包括筒底1242、内筒1243和外筒1244，内筒1243的直径小于外筒1244的直径，第三端口1241贯穿于筒底1242，旋转滑动驱动机构126设于内筒1243，旋转滑动活塞121的外壁至少部分抵接于外筒1244。
[0050] 请继续参阅图4，旋转滑动活塞121的外壁的上部分抵接外筒1244内壁，旋转滑动活塞121的外壁的中间部分套设密封圈，与缸筒内壁抵接，旋转滑动活塞121的外壁的下部
分深入第二活塞125的V型开口内。
[0051] 相关技术中，由于驱动油缸经过长时间的使用，密封圈因为磨损而导致密封能力下降，而为了保证驱动油缸的正常工作，将不得不拆开驱动油缸对密封圈进行更换，从而带来较大的人力物力成本。
[0052] 本申请在驱动油缸上设置了一种密封调整机构，无需拆解驱动油缸即可调整密封圈的密封性，节省驱动油缸的维修时间。
[0053] 请继续参阅图4，驱动油缸100还包括密封调整机构140，密封调整机构140包括第一调节孔141以及与第一调节孔141活动连接的第一调节杆142，第一调节孔141开设于外筒
1244的筒壁，第一调节杆142包括第一端1421和第二端1422，第一端1421能够伸出第一调节孔141并与旋转滑动活塞121相抵接，第二端1422能够伸入第一端盖112和第一活塞124限定
的密封腔体中。如此设置，通过第一调节杆142向下伸出第一调节孔141的长度，可以调整旋转滑动活塞121相对第一活塞124以及第二活塞125的位置。在密封圈因为使用较久而磨损
后，通过增加第一调节杆142向下伸出第一调节孔141的长度，使得旋转滑动活塞121相对第二活塞125向下移动，由于旋转滑动活塞121外周面的直径增加，旋转滑动活塞121将在水平方向上继续挤压密封圈，提升了密封圈的密封性，弥补了因为磨损导致的密封圈密封能力
下降问题，从而防止密封圈与筒壁之间出现漏油。
[0054] 在一些实施方式中，密封调整机构140还包括第二调节孔143以及与第二调节孔143活动连接的第二调节杆144，第二调节孔143开设于第一端盖112并贯穿第一端盖112，第二调节杆144包括第三端1441和第四端1442，第三端1441深入第一端盖112与第一活塞124
限定的密封腔体中，第四端1442伸出第一端盖112。
[0055] 当需要调整密封圈的密封性时，将活塞组件120向上驱动，使得第二调节杆144的第三端1441与第一调节杆142的第二端1422卡合，通过调节第二调节杆144的第三端1441，
来调整第一调节杆142的第一端1421。
[0056] 在一些实施方式中，为了使活塞组件120能够向上移动，主体部1131开设垂直于活塞杆130轴向的第二端口115，伸入部1132开设平行于活塞杆130轴向的第四端口116，第二
端口115与第四端口116在第二端盖113内部实现连通。在从第二端口115注入液压油时，液
压油水平方向经第二端口115流入第二端盖内部后，从垂直方向经第四端口116流入缸筒
111限定的密封空间内，从而为活塞组件120提供液压驱动，驱动活塞组件120能够向上滑
动，即从第二端盖113朝向第一端盖112方向移动，从而升起活塞杆130，减小推板131对试样的压力，直至脱离。如此，在活塞组件120向上移动至第二调节杆144的第三端1441与第一调节杆142的第二端1422卡合后，工作人员可通过调整密封圈的密封性。
[0057] 在一些实施方式中，第二端1422包括十字凹陷，第三端1441包括十字凸起，第四端1442包括扳手，工作人员可以在第一端盖112外部，通过转动扳手即可使得第二调节杆144
带动第一调节杆142转动。如此，在需要调整密封圈的密封性时，无需打开第一端盖112，简化操作。
[0058] 请参阅图5，在一些实施方式中，第二端盖113包括主体部1131和伸入部1132，第二端盖113呈倒T型，其中，主体部1131和伸入部1132开设贯穿孔以供活塞杆130滑动，伸入部1132伸入缸筒111并与缸筒111内壁密封连接。
[0059] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0060] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范
围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
