一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，包括底座、垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、试样基座、滑动测试平台单元及控制处理器，垂直侧板单元A、垂直侧板单元B和试样基座均安装于底座上，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B正对布置于试样基座的两侧；所述滑动测试平台水平设于试样基座的上方，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B通过滑动测试平台相连；控制处理器分别与垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、滑动测试平台及试样基座相连。本发明专利技术还提供了一种圆柱形岩石试样自动化检测方法。本发明专利技术的有益效果为：结合激光位移测试技术、电动伸缩装置系统和计算机技术，通过一次放样，同时测得岩石试样平整度、垂直度、平行度、试样尺寸、密度等多种参数，自动化程度高。

An automatic detection device and method for cylindrical rock sample

The invention discloses an automatic detection device for cylindrical rock samples, which comprises a base, a vertical side plate element A, a vertical side plate element B, a sample base, a sliding test platform element and a control processor. The vertical side plate element A, a vertical side plate element B and a sample base are all mounted on the base, and the vertical side plate element A and a sample base are mounted on the base. The sliding test platform is located horizontally above the specimen base, and the vertical side plate element A and vertical side plate element B are connected through the sliding test platform; the control processor is connected with the vertical side plate element A, the vertical side plate element B, the sliding test platform and the specimen base respectively. . The invention also provides an automatic detection method for cylindrical rock samples. The invention has the advantages of combining laser displacement measurement technology, electric telescopic device system and computer technology, and simultaneously measuring the flatness, perpendicularity, parallelism, sample size, density and other parameters of rock samples through a single lofting, with a high degree of automation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置及方法
本专利技术涉及岩土工程室内试验技术，具体涉及一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置及方法。
技术介绍
岩石试样的制备和选取工作是室内岩石试验的重要步骤。岩石试样端面平整度、垂直度、平行度及岩石试样尺寸等对试验结果影响重大，如因不符合标准而出现的偏心受压、应力集中等问题会造成整个试验的失败。对于圆柱形岩石试件，多是通过对原岩取芯、端面磨平加工而成。根据《2001水利水电工程岩石试验规程》的内容，室内试验要求所采用的岩石试件高度为48-54mm，试件高度与直径之比宜为2.0-2.5；高度、直径或者边长允许偏差±0.3mm；试件端面不平整度允许偏差±0.05mm；端面应垂直于端面轴线，允许偏差为0.25°。在岩石试样加工制备过程中，由于加工精度、制备磨具不规整以及由于检测方法不当引发的人为误差，导致部分岩石试样不符合标准，所以除在制备环节进行高标准要求外，对岩石试样进行严格的筛选工作也十分必要。目前，通常采用直尺、刀口形直角尺、游标卡尺等多种工具组合进行检测，检测过程繁琐；同时，所涉及垂直度检测(光隙法)等过程，检测精度较差，因此，有必要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种检测精度高、操作简单的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置及方法。本专利技术采用的技术方案为：一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，主要包括底座、垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、试样基座、滑动测试平台单元及控制处理器，所述垂直侧板单元A、垂直侧板单元B和试样基座均安装于底座上，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B正对布置于试样基座的两侧；所述滑动测试平台水平设于试样基座的上方，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B通过滑动测试平台相连；所述控制处理器分别与垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、滑动测试平台及试样基座相连。按上述方案，所述垂直侧板单元A包括铁板体A、推杆A和推杆作动器A，铁板体A的底部与底座固连，铁板体A的顶部预留凹槽；所述铁板体A内设有安装孔A，安装孔A内置激光位移传感器A，激光位移传感器A固定在推杆A上，推杆A与推杆作动器A相连；所述推杆作动器A上设有拉绳编码器A，激光位移传感器A和拉绳编码器A均与控制处理器相连。按上述方案，所述垂直侧板单元B包括铁板体B、推杆B和推杆作动器B，铁板体B的底部与底座固连，铁板体B的顶部预留凹槽；所述铁板体B内设有安装孔B，安装孔B内置激光位移传感器B，激光位移传感器B固定在推杆B上，推杆B与推杆作动器B相连；所述推杆作动器B上设有拉绳编码器B，激光位移传感器B和拉绳编码器B均与控制处理器相连。按上述方案，所述滑动测试平台单元包含轨道、固定盒、激光位移传感器C、推杆装置和磁性吸座；所述轨道由两条与底座表面平行的导轨组成，导轨两端固结的磁性吸座内置于垂直侧板单元A和垂直侧板单元B的顶部；所述固定盒与推动装置相连，固定盒内安装激光位移传感器C，固定盒卡嵌在轨道上，并在推动装置的作用下沿轨道的长度方向滑动。按上述方案，所述推杆装置包括安装在轨道上的推杆作动器C和推杆C，推杆C与固定盒相连；所述拉绳编码器C固定于推杆作动器C上，所述激光位移传感器C和拉绳编码器C均分别与控制处理器相连。按上述方案，所述试样基座包括转盘，转盘的中心设有与控制处理器相连的旋转编码器，所述转盘上部安装有称重仪，称重仪的板面中心设置有通过试样标记线分隔的试样区，岩石试样放置于试样区内。按上述方案，所述试样标记线外侧的称重仪板面上设有两组正对的夹紧机构，夹紧机构用于在旋转过程中夹紧岩石试样。按上述方案，所述夹紧机构包括固定于称重仪上的夹紧基座、穿过夹紧基座的连杆、固定于连杆端头的挡板，以及设于夹紧基座顶部的锁紧螺栓；所述锁紧螺栓伸入夹紧基座的顶端，与连杆顶紧固定。按上述方案，所述转盘包括转盘外圈、转盘内圈，以及设于转盘内圈和转盘外圈之间的滚珠，转盘外圈和转盘内圈相对转动；所述转盘的底部附有磁性限位板，磁性限位板与设于底座上的铁挡板吸附锁定；所述铁挡板包括铁挡板一和铁挡板二，铁挡板一和铁挡板二位于转盘底面圆的直径所在直线上。本专利技术还提供了一种圆柱形岩石试样自动化检测方法，包括以下步骤：步骤一、提供如上所述自动化检测装置；步骤二、通过试样基座的试样标记线对岩石试样进行定位，保证岩石试样的下端面圆心与试样区的中心重合；步骤三、同步推动两个夹紧机构固定岩石试样；步骤四、旋转试样基座，使底座上的磁性限位板与铁质挡板一吸附固定，记录试样基座上的称重仪读数；步骤五、将轨道两端方形的磁性吸座对应放置于垂直侧板单元A和垂直侧板单元B顶部的凹槽内，并通过磁性吸座将滑动平台单元吸附固定；步骤六、通过控制处理器同步启动推杆A、推杆B和推杆C，并通过激光位移传感器A测量测量岩石试样的外壁至垂直侧板单元A的距离，通过激光位移传感器B测量岩石试样的外壁至垂直侧板单元B的距离，通过激光位移传感器C测量岩石试样顶部端面与滑动测试平台单元的距离；控制处理器接收以上三组距离数据并分析处理，获得岩石试样的直径及相对高度参数；步骤七、通过控制处理器计算分析，获取岩石试样的垂直度参数；步骤八、将试样基座旋转设定的角度，重复步骤五～步骤七；步骤九、重复第八步，直至磁性限位板与铁质挡板二吸附固定；步骤十、控制处理器使各推杆复位，关闭各激光位移传感器；步骤十一、控制处理器通过以上参数检测岩石试样的平整度、平行度、垂直度指标并得到密度参数，同时基于测取数据进行拟合，建立岩石试样的立体模型。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术结合激光位移测试技术、电动伸缩装置系统和计算机技术，通过一次放样，同时测得岩石试样平整度、垂直度、平行度、试样尺寸、密度等多种参数，自动化程度高，操作简单，使用方便，进一步减少了人为因素(如光隙法等)对检测结果的影响，检测结果更加精确；且本专利技术采用多角度、多测点方法，记录特征点，测取参数代表性更强，方法更合理，完善和简化室内岩石试验试样测试和选取工作；2.本专利技术采用激光位移传感器(测量精度可达0.01mm)，拉绳编码器(测量精度0.05mm)等测量精度高，满足室内圆柱形岩石试样的检测工作；3.本专利技术装置和方法结合激光位移传感器、拉绳编码器及旋转编码器读取参数，通过数据拟合建立较为精确的岩石试样立体模型，为后期岩石试验的对比分析提供了宝贵的三维数字模型，同时对数值试验具有较大意义。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。图2为本实施例中底座、垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、试样基座和滑动测试平台单元的连接正视图。图3为图2的俯视图。图4为本实施例中滑动测试平台单元的正视图。图5为本实施例中滑动测试平台单元的俯视图。图6为本实施例中图5中的A-A剖视图。图7为本实施例中试样基座的转盘结构示意图。图8为本实施例中称重仪和转盘的连接示意图。图9为本实施例中垂直侧板单元A的结构示意图。图10为本实施例中垂直侧板单元B的结构示意图。图中：1-底座；2-垂直侧板单元A；201-激光位移传感器A；202-推杆A；203-拉绳编码器A；204-推杆作动器A；205-连接基座；206-铁板体A；3-滑动平台单元；301-插头；302-电源线C；303-信号传输线C；304-推杆作动器C；305-推杆C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，主要包括底座、垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、试样基座、滑动测试平台单元及控制处理器，所述垂直侧板单元A、垂直侧板单元B和试样基座均安装于底座上，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B正对布置于试样基座的两侧；所述滑动测试平台水平设于试样基座的上方，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B通过滑动测试平台相连；所述控制处理器分别与垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、滑动测试平台及试样基座相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，主要包括底座、垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、试样基座、滑动测试平台单元及控制处理器，所述垂直侧板单元A、垂直侧板单元B和试样基座均安装于底座上，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B正对布置于试样基座的两侧；所述滑动测试平台水平设于试样基座的上方，垂直侧板单元A和垂直侧板单元B通过滑动测试平台相连；所述控制处理器分别与垂直侧板单元A、垂直侧板单元B、滑动测试平台及试样基座相连。2.如权利要求1所述的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，所述垂直侧板单元A包括铁板体A、推杆A和推杆作动器A，铁板体A的底部与底座固连，铁板体A的顶部预留凹槽；所述铁板体A内设有安装孔A，安装孔A内置激光位移传感器A，激光位移传感器A固定在推杆A上，推杆A与推杆作动器A相连；所述推杆作动器A上设有拉绳编码器A，激光位移传感器A和拉绳编码器A均与控制处理器相连。3.如权利要求1所述的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，所述垂直侧板单元B包括铁板体B、推杆B和推杆作动器B，铁板体B的底部与底座固连，铁板体B的顶部预留凹槽；所述铁板体B内设有安装孔B，安装孔B内置激光位移传感器B，激光位移传感器B固定在推杆B上，推杆B与推杆作动器B相连；所述推杆作动器B上设有拉绳编码器B，激光位移传感器B和拉绳编码器B均与控制处理器相连。4.如权利要求1所述的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，所述滑动测试平台单元包含轨道、固定盒、激光位移传感器C、推杆装置和磁性吸座；所述轨道由两条与底座表面平行的导轨组成，导轨两端固结的磁性吸座内置于垂直侧板单元A和垂直侧板单元B的顶部；所述固定盒与推动装置相连，固定盒内安装激光位移传感器C，固定盒卡嵌在轨道上，并在推动装置的作用下沿轨道的长度方向滑动。5.如权利要求4所述的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，所述推杆装置包括安装在轨道上的推杆作动器C和推杆C，推杆C与固定盒相连；所述拉绳编码器C固定于推杆作动器C上，所述激光位移传感器C和拉绳编码器C均分别与控制处理器相连。6.如权利要求1所述的用于圆柱形岩石试样的自动化检测装置，其特征在于，所述试样基座包括转盘，转盘的中心设有与控制处理器相连的旋转编码器，所述转盘上部安装有称...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新平，王刚，罗忆，刘婷婷，马瑞秋，殷伟淞，边兴，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42