CN114252333A - 一种岩石物理参数测量系统及方法 - Google Patents

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CN114252333A CN202111489194.2A CN202111489194A CN114252333A CN 114252333 A CN114252333 A CN 114252333A CN 202111489194 A CN202111489194 A CN 202111489194A CN 114252333 A CN114252333 A CN 114252333A
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Abstract

本发明提供一种岩石物理参数测量系统及方法，岩石物理参数测量系统包括标签识别装置、机械手、称量装置、测量装置、压力机装置和控制器，标签识别装置、机械手、称量装置、测量装置、压力机装置和控制器均与控制器连接。标签识别装置识别设置在岩石试样上的标签，控制器根据识别结果控制机械手转移岩石试样，控制称量装置测量岩石试样的质量，控制测量装置测量岩石试样的尺寸，控制压力机装置测量岩石试样的极限荷载，最后根据岩石试样的质量、尺寸和极限荷载计算出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。上述过程无需额外的人工读数和手动录入，既提高了试验效率，提升了数据质量，又有利于大数据运用。

Description

一种岩石物理参数测量系统及方法
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种岩石物理参数测量系统及方法。
背景技术
岩石的抗压强度与毛体积密度是反映岩石力学性质的重要指标，其在地基承载力计算、岩体工程分类、建筑材料选择以及工程岩体稳定性评价中具有重要的作用，直接影响交通建设工程的安全和经济。抗压强度与毛体积密度指标主要通过抗压强度试验和毛体积密度试验获得。
目前，国内外测量抗压强度与毛体积密度指标的试验设备以部分电气化、半自动化为主，存在人工读数多、劳动消耗大、工作效率低、测量准确度低和信息化集成程度低等问题，严重制约了试验效率、数据质量和大数据运用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种岩石物理参数测量系统。
本发明提供如下技术方案：
一种岩石物理参数测量系统，包括标签识别装置、机械手、称量装置、测量装置、压力机装置和控制器；
所述标签识别装置、所述机械手、所述称量装置、所述测量装置和所述压力机装置均与所述控制器连接；
所述标签识别装置用于识别设置在岩石试样上的标签；
所述控制器用于根据识别结果控制所述机械手转移所述岩石试样，控制所述称量装置测量所述岩石试样的质量，控制所述测量装置测量所述岩石试样的尺寸，控制所述压力机装置测量所述岩石试样的极限荷载，及根据所述岩石试样的质量、尺寸和极限荷载计算所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，所述测量装置包括模组夹具、对射型直径检测仪和激光检测探头；
所述模组夹具用于固定所述岩石试样；
所述对射型直径检测仪位于所述模组夹具沿所述岩石试样径向的两侧，并与所述控制器连接；
所述激光检测探头成对设置在所述模组夹具沿所述岩石试样轴向的两端，并与所述控制器连接。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，所述测量装置还包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均与所述控制器连接，所述第一驱动组件用于驱使所述模组夹具沿所述岩石试样的轴向移动，所述第二驱动组件用于驱使所述模组夹具沿所述岩石试样的径向移动。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，所述压力机装置包括机架、压板和第三驱动组件；
所述机架上设有用于放置所述岩石试样的承台；
所述压板与所述承台相对；
所述第三驱动组件设置于所述机架上，用于驱使所述压板朝向所述承台移动。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，所述第三驱动组件包括丝杆、丝母座和荷载电机；
所述丝杆沿竖直方向设置，并与所述机架转动连接；
所述丝母座套设于所述丝杆上，并与所述机架滑动配合，所述压板与所述丝母座相连；
所述荷载电机固设于所述机架上，所述荷载电机与所述丝杆相连，并与所述控制器连接。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，所述机架上设有废料清扫机构，所述机架的侧面设有废料框；
所述废料清扫机构包括清扫推板和第四驱动组件，所述清扫推板的底端与所述承台的上表面齐平，所述第四驱动组件用于驱使所述清扫推板沿承台的上表面平移，所述第四驱动组件与所述控制器连接。
作为对所述岩石物理参数测量系统的进一步可选的方案，还包括定位输送装置，所述定位输送装置包括传送带、顶料气缸和挡板；
所述传送带用于输送所述岩石试样；
所述顶料气缸和所述挡板分别设置于所述传送带的两侧，所述顶料气缸用于推动所述岩石试样至与所述挡板相抵，所述顶料气缸的活塞杆上设有位移传感器，所述位移传感器与所述控制器连接。
本发明的另一目的是提供一种岩石物理参数测量方法。
本发明提供如下技术方案：
一种岩石物理参数测量方法，包括：
识别岩石试样上的标签，获取所述岩石试样的身份信息；
根据所述身份信息控制机械手将所述岩石试样转移至称量装置、测量装置和压力机装置，其中，所述称量装置对所述岩石试样的质量进行测量及获取所述岩石试样的质量信息，所述测量装置对所述岩石试样的尺寸进行测量及获取所述岩石试样的尺寸信息，所述压力机装置在所述称量装置和所述测量装置结束测量后对所述岩石试样的极限荷载进行测量及获取所述岩石试样的极限荷载信息；
计算得出所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
作为对所述测量方法的进一步可选的方案，所述测量装置包括对射型直径检测仪和成对设置的激光检测探头；
所述测量装置对所述岩石试样的尺寸进行测量包括：
所述对射型直径检测仪对所述岩石试样沿第一方向和第二方向的直径进行测量，所述第一方向与第二方向垂直；
所述激光检测探头对所述岩石试样的高度进行测量。
作为对所述测量方法的进一步可选的方案，在所述对射型直径检测仪对所述岩石试样沿第一方向和第二方向的直径进行测量时，使所述岩石试样沿轴向移动，测量所述岩石试样两端和中间三个断面上的直径；
在所述激光检测探头对所述岩石试样的高度进行测量时，使所述岩石试样先后沿第一方向和第二方向移动，测量所述岩石试样的中心点和周边两组对称点的高度；
所述计算得出所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度包括：
根据所述岩石试样的三个断面上的直径分别计算三个断面的面积，然后计算三个断面的平均面积；
计算所述岩石试样的中心点和周边两组对称点的平均高度。
本发明的实施例具有如下有益效果：
先由标签识别装置识别设置在岩石试样上的标签，获取岩石试样的身份信息，再由控制器根据识别结果控制机械手将岩石试样转移至称量装置、测量装置和压力机装置，并控制称量装置测量岩石试样的质量，控制测量装置测量岩石试样的尺寸，控制压力机装置测量岩石试样的极限荷载，最后由控制器根据岩石试样的质量、尺寸和极限荷载计算出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。上述过程无需额外的人工读数和手动录入，解决了现有技术中存在的人工读数多、劳动消耗大、工作效率低、测量准确度低以及信息化集成程度低的问题，既提高了试验效率，提升了数据质量，又有利于大数据运用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例1提供的一种岩石物理参数测量系统的整体结构示意图；
图2示出了本发明实施例1提供的一种岩石物理参数测量系统的电控示意图；
图3示出了本发明实施例2提供的一种岩石物理参数测量系统的整体结构示意图；
图4示出了本发明实施例2提供的一种岩石物理参数测量系统的电控示意图；
图5示出了本发明实施例2提供的一种岩石物理参数测量系统的轴测结构示意图；
图6示出了本发明实施例2提供的一种岩石物理参数测量系统中废料清扫机构的结构示意图；
图7示出了本发明实施例3提供的一种测量方法的步骤流程图；
图8示出了本发明中岩石试样的结构示意图。
主要元件符号说明：
100-工作台；200-标签识别装置；300-定位输送装置；310-传送带；311-限位条；320-顶料气缸；330-挡板；340-位移传感器；400-机械手；500-物理参数检测子系统；510-称量装置；520-测量装置；521-模组夹具；522-对射型直径检测仪；523-激光检测探头；524-第一驱动组件；525-第二驱动组件；530-压力机装置；531-机架；532-压板；533-第三驱动组件；534-废料清扫机构；534a-清扫推板；534b-第四驱动组件；535-废料框；600-控制器；700-人工上料区；800-电脑摆放区域。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请一并参阅图1和图2，本实施例提供一种岩石物理参数测量系统，应用于岩石物理参数检测过程中，能够对岩石试样的毛体积密度和抗压强度进行测量。岩石物理参数测量系统包括标签识别装置200、机械手400、物理参数检测子系统500和控制器600。
其中，物理参数检测子系统500由称量装置510、测量装置520和压力机装置530组成。标签识别装置200、机械手400、称量装置510、测量装置520和压力机装置530均与控制器600电连接。
工作时，标签识别装置200识别设置在岩石试样上的标签，采集岩石试样的身份信息并传输至控制器600。控制器600根据识别结果控制机械手400将岩石试样转移至物理参数检测子系统500处，并控制称量装置510测量岩石试样的质量，控制测量装置520测量岩石试样的尺寸，控制压力机装置530测量岩石试样的极限荷载。最终，控制器600根据岩石试样的质量、尺寸和极限荷载计算出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
上述过程无需额外的人工读数和手动录入，解决了现有技术中存在的人工读数多、劳动消耗大、工作效率低、测量准确度低以及信息化集成程度低的问题，既提高了试验效率，提升了数据质量，又有利于大数据运用。
实施例2
请一并参阅图3和图4，本实施例提供一种岩石物理参数测量系统，应用于岩石物理参数检测过程中，能够对岩石试样的毛体积密度和抗压强度进行测量。岩石物理参数测量系统包括工作台100、标签识别装置200、定位输送装置300、机械手400、物理参数检测子系统500和控制器600。其中，控制器600与机械手400电连接，控制机械手400在定位输送装置300和物理参数检测子系统500之间转移岩石试样，完成各项物理参数的测量。测量结果进一步反馈至控制器600，由控制器600计算出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
具体地，工作台100为水平台面。物理参数检测子系统500中体积较小的构件、标签识别装置200和定位输送装置300均设置在工作台100上，物理参数检测子系统500中体积较大的构件和机械手400布置在工作台100侧面。
此外，工作台100两侧还分别设置有人工上料区700和电脑摆放区域800。其中，人工上料区700内堆放有待测量的岩石试样，作为控制器600的电脑等硬件设施则放置在电脑摆放区域800内。
具体地，标签识别装置200与控制器600电连接，标签识别装置200能够识别设置在岩石试样上的标签，采集岩石试样的身份信息并传输至控制器600。在本实施例中，岩石试样上的标签为二维码，标签识别装置200则采用二维信息识别仪。
具体地，定位输送装置300由传送带310、顶料气缸320、挡板330和位移传感器340组成。
具体地，传送带310架设在工作台100上，并靠近人工上料区700。传送带310的上料端与标签识别装置200相邻，传送带310的下料端则与物理参数检测子系统500相邻。
测量时，测量人员将人工上料区700内的岩石试样逐个放置在传送带310的上料端，并使岩石试样的轴向与传送带310的宽度方向平行。此时，标签识别装置200与岩石试样的一端端面相对，识别该端面上的二维码，从而采集该岩石试样的身份信息，并传输至控制器600。标签识别完成后，传送带310将岩石试样输送至物理参数检测子系统500附近，等待机械手400抓取。
进一步地，为了避免岩石试样在传送带310上滚动，传送带310上成对设置有限位条311。限位条311与岩石试样的轴向平行，并沿传送带310的长度方向排列。岩石试样放置在传送带310上时，同一对的两个限位条311分别抵住岩石试样的两侧下方，使岩石试样保持稳定。
具体地，顶料气缸320、挡板330和位移传感器340设置在传送带310的下料端，对岩石试样进行粗定位，以便机械手400能够稳定地抓取岩石试样。
顶料气缸320和挡板330分别设置在传送带310的两侧，顶料气缸320沿传送带310的宽度方向设置，挡板330则与顶料气缸320垂直。位移传感器340固定设置在顶料气缸320的活塞杆上，并与控制器600电连接。
传送带310将身份信息已经被采集的岩石试样输送至顶料气缸320处时，暂停输送岩石试样。此时，顶料气缸320的活塞杆伸出，推动岩石试样至与挡板330相抵，位移传感器340测量活塞杆在这期间的位移，并将信息传输至控制器600。在已知顶料气缸320的活塞杆与挡板330之间的初始距离的情况下，控制器600计算出岩石试样的粗长度，进而以挡板330为参照，控制机械手400抓取岩石试样的中部，实现对岩石试样的稳定抓取。
具体地，机械手400由回转支架、凸轮分割器、回转电机、回转法轮和旋转手臂组成，凸轮分割器的壳体固连于回转支架，回转电机的输出轴固连于凸轮分割器的输入轴，回转法轮固连于凸轮分割器的输出法兰上，旋转手臂则与回转法轮相连。
具体地，物理参数检测子系统500由称量装置510、测量装置520和压力机装置530组成，称量装置510、测量装置520和压力机装置530均与控制器600电连接。
机械手400从传送带310上抓取岩石试样后，先将岩石试样转移至称量装置510上，然后将岩石试样转移至测量装置520上，最后将岩石试样转移至压力机装置530上。在此过程中，称量装置510对岩石试样的质量进行测量，测量装置520对岩石试样的尺寸进行测量，压力机装置530则对岩石试样的极限荷载进行测量，测量结果均反馈至控制器600。
在本申请的另一实施例中，机械手400也可以先将岩石试样转移至测量装置520上，待测量装置520对岩石试样的尺寸进行测量后，再将岩石试样转移至称量装置510上。
具体地，称量装置510采用电子秤或者压力传感器，并放置在工作台100上。机械手400在传送带310上抓取岩石试样后，将岩石试样竖立在电子秤上。电子秤对岩石试样的重量进行测量，然后将测量结果传输至控制器600。
请一并参阅图4和图5，具体地，测量装置520由模组夹具521、对射型直径检测仪522、激光检测探头523、第一驱动组件524和第二驱动组件525组成。
模组夹具521由底板、夹爪和气缸组成，将横置的岩石试样夹持固定。底板通过第一驱动组件524和第二驱动组件525与工作台100相连，夹爪和气缸则设置在底板上。夹爪设有两对，两对夹爪沿岩石试样的轴向排列，同一对的两个夹爪则分别位于岩石试样两侧，且夹爪朝向岩石试样的一侧设有弧形的凹槽。气缸的缸体固定在底板上，活塞杆则与夹爪相连。机械手400将岩石试样放置在两个夹爪之间后，气缸驱使同一对的两个夹爪相互靠拢，将岩石试样夹持固定。
在本申请的另一实施例中，模组夹具521也可以由底板、夹爪和弹簧组成。夹爪滑动设置在底板上，弹簧驱使同一对的两个夹爪相互靠拢。机械手400将岩石试样卡入同一对的两个夹爪之间时，克服弹簧的弹力将两个夹爪撑开。待夹爪上的凹槽与岩石试样卡合后，机械手400再松开岩石试样。
对射型直径检测仪522固定在工作台100上，且设置在模组夹具521沿岩石试样径向的两侧，同时测量岩石试样沿水平方向和竖直方向的直径。对射型直径检测仪522与控制器600电连接，将测得的数据实时传输至控制器600。
特别地，第一驱动组件524与控制器600电连接，第一驱动组件524驱使底板沿岩石试样的轴向移动，进而带动岩石试样移动。在对射型直径检测仪522工作时，控制器600控制第一驱动组件524驱使岩石试样沿自身轴向移动，从而使对射型直径检测仪522能够测量岩石试样两端和中间三个断面上沿水平方向和竖直方向的直径。
激光检测探头523固定在工作台100上，且成对设置在模组夹具521沿岩石试样轴向的两端，对岩石试样的高度进行测量。激光检测探头523与控制器600电连接，将测得的数据实时传输至控制器600。
特别地，第二驱动组件525与控制器600电连接，第二驱动组件525驱使底板沿岩石试样的径向移动，且具有水平方向和竖直方向的两个移动自由度，进而带动岩石试样移动。在激光检测探头523工作时，控制器600控制第二驱动组件525驱使岩石试样先后沿水平方向和竖直方向(同时为岩石试样的径向)移动，从而使激光检测探头523能够测量岩石试样中心点和周边四个点的高度。显然，周边的四个点分为两组，其中一组的两个点的连线水平，并关于中心点对称，另一组的两个点的连线竖直，并关于中心点对称。
上述第一驱动组件524和第二驱动组件525均采用伺服电缸作为驱动元件，且第二驱动组件525中使用了两个伺服电缸，分别输出水平横移动作和竖直升降动作。
在本申请的另一实施例中，第二驱动组件525也可以仅使用一个伺服电缸，驱使底板沿竖直方向(同时为岩石试样的径向)移动，使激光检测探头523测量岩石试样中心点和周边两个点的高度。此后，由机械手400夹取岩石试样，将岩石试样沿周向旋转90°后再放置在模组夹具521上，第二驱动组件525再次驱使底板沿竖直方向移动，使激光检测探头523测量岩石试样周边另外两个点的高度。
在本实施例中，底板设置在第一驱动组件524上，第一驱动组件524设置在第二驱动组件525上，第二驱动组件525与工作台100相连。在本申请的另一实施例中，也可以使底板设置在第二驱动组件525上，第二驱动组件525设置在第一驱动组件524上，第一驱动组件524与工作台100相连。
请一并参阅图5和图6，具体地，压力机装置530由机架531、压板532、第三驱动组件533、废料清扫机构534和废料框535组成。其中，机架531、压板532和第三驱动组件533配合，对岩石试样的极限荷载进行测量。测量结束后，废料清扫机构534将碎裂的岩石试样清扫至废料框535内。
机架531由底座、立柱和上梁组成。底座上设有承台，岩石试样在测量极限荷载时立于承台上。立柱沿竖直方向设置，上梁通过四根立柱架设在底座上。
第三驱动组件533由丝杆、丝母座和荷载电机组成。丝杆沿竖直方向设置，并与上梁转动连接。丝母座套设在丝杆上，并与上梁滑动配合。荷载电机栓接固定在上梁上，并与控制器600电连接，荷载电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连。
压板532位于承台上方，与承台相对，压板532通过球座与丝母座的底端相连。
测量时，荷载电机驱使丝杆旋转，进而驱使丝母座下降，带动压板532紧压于岩石试样的顶端。随着荷载电机输出的扭矩不断提升，压板532施加于岩石试样的压力也不断增大，直至岩石试样破裂。控制器600记录荷载电机此时输出的扭矩，进而计算出岩石试样所能承受的极限荷载。
废料清扫机构534由清扫推板534a和第四驱动组件534b组成，其中，清扫推板534a的底端与承台的上表面齐平。第四驱动组件534b与机架531固定连接，并与控制器600电连接。第四驱动组件534b的输出端与清扫推板534a栓接固定，驱使清扫推板534a沿承台的上表面平移。此外，废料框535布置在机架531的侧面。
测量完岩石试样的极限荷载后，控制器600控制第四驱动组件534b推动清扫推板534a，将承台上破碎的岩石试样推入废料框535中，以便集中处理。
在本实施例中，第四驱动组件534b采用伺服电缸。
总之，上述岩石物理参数测量系统能够通过标签识别装置200采集岩石试样的身份信息，通过机械手400精准、高效地转移岩石试样，替代人工装卸工作，通过物理参数检测子系统500自动采集岩石试样的质量、尺寸和极限荷载信息，既通过控制器600控制试验按既定流程进行，又通过控制器600计算出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。整个试验过程无需额外的人工读数和手动录入，解决了现有技术中存在的人工读数多、劳动消耗大、工作效率低、测量准确度低以及信息化集成程度低的问题，既提高了试验效率，提升了数据质量，又有利于大数据运用。
实施例3
请参阅图7，本实施例提供一种岩石物理参数测量方法，应用于上述岩石物理参数测量系统，包括以下步骤：
S1，测量人员将人工上料区700内的岩石试样逐个放置在传送带310的上料端。
S2，标签识别装置200识别岩石试样上的标签，获取岩石试样的身份信息，并将岩石试样的身份信息传输至控制器600。
S3，控制器600根据身份信息控制机械手400将岩石试样转移至称量装置510，称量装置510对岩石试样的质量进行测量，并将岩石试样的质量信息传输至控制器600。具体步骤如下：
S3-1，传送带310将岩石试样输送至顶料气缸320处后暂停，顶料气缸320的活塞杆伸出，推动岩石试样至与挡板330相抵，位移传感器340测量顶料气缸320活塞杆在这期间的位移，并将信息传输至控制器600。控制器600计算出岩石试样的粗长度，控制机械手400抓取岩石试样的中部。
S3-2，控制器600控制机械手400将岩石试样转移至称量装置510上，称量装置510对岩石试样的重量进行测量，计为m。
S3-3，称量装置510将岩石试样的重量数据传输至控制器600。
S4，控制器600控制机械手400将岩石试样转移至测量装置520，测量装置520对岩石试样的尺寸进行测量，并将岩石试样的尺寸信息传输至控制器600。具体步骤如下：
S4-1，控制器600控制机械手400将岩石试样转移至模组夹具521上，由模组夹具521将岩石试样夹持固定。
S4-2，对射型直径检测仪522对岩石试样沿第一方向和第二方向的直径进行测量，第一方向与第二方向垂直。
在本实施例中，第一方向和第二方向均为岩石试样的径向，且第一方向水平，第二方向竖直。
具体地，控制器600控制第一驱动组件524驱使模组夹具521沿岩石试样的轴向移动，对射型直径检测仪522分别测量岩石试样两端和中间三个断面上沿水平方向和竖直方向的直径。
请参阅图8，岩石试样为加工而成的圆柱体，考虑到加工误差，岩石试样的两端面可能有微小倾斜。实际加工得到的岩石试样的平面度公差小于0.05mm，图中对岩石试样端面的倾斜程度进行了放大，以进行示意。
以图示角度为基准，记岩石试样的右端面为第一断面，中间的横截面为第二断面，左端面为第三断面。显然，第一断面沿水平方向的直径为gi，沿竖直方向的直径为ac。第二端面沿水平方向的直径为no，沿竖直方向的直径为lm。第三断面沿水平方向的直径为hk，沿竖直方向的直径为df。
先后对第一断面、第二断面和第三断面进行测量，能够有效减小加工误差对计算结果的影响，提高计算结果的准确度。
S4-3，激光检测探头523对岩石试样的高度进行测量。
具体地，控制器600控制第二驱动组件525驱使模组夹具521先后沿第一方向和第二方向移动，激光检测探头523分别测量岩石试样的中心点和周边两组对称点的高度。
请继续参阅图8，以岩石试样的右端面为例，其中心点为b，周边两组对称点分别为g和i、a和c。其中，g和i为水平方向的径线的两个端点，a和c为竖直方向的径线的两个端点。显然，中心点和周边两组对称点的高度分别为be、gh、ik、ad和cf。
S4-4，对射型直径检测仪522将岩石试样的六个直径数据传输至控制器600，激光检测探头523将岩石试样的五个高度数据传输至控制器600。
S5，控制器600控制机械手400将岩石试样转移至压力机装置530，压力机装置530对岩石试样的极限荷载进行测量，并将岩石试样的极限荷载信息传输至控制器600。
具体地，控制器600控制机械手400将岩石试样立在承台上，然后控制荷载电机启动，通过丝杆和丝母座驱使压板532紧压于岩石试样的顶端，并不断提升荷载电机输出的扭矩，直至岩石试样破裂。控制器600记录荷载电机此时输出的扭矩，进而计算出岩石试样所能承受的极限荷载P。控制器600控制第四驱动组件534b推动清扫推板534a，将破碎的岩石试样推入废料框535中。
S6，控制器600计算得出岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
由于岩石试样的平面度公差小于0.05mm，故忽略三个断面的椭圆形状，将三个断面视为圆形，其直径为椭圆长轴和短轴的算术平均值。
控制器600根据岩石试样的六个直径数据分别计算出第一断面的半径为r1＝(gi+ac)/4，第二端面的半径为r2＝(no+lm)/4，第三断面的半径为r3＝(hk+df)/4，进而计算出第一断面的面积为S1＝π*r1 2，第二断面的面积为S2＝π*r2 2，第三断面的面积为S3＝π*r3 2，然后取平均值，作为岩石试样的端面抗压面积S＝(S1+S2+S3)/3。
控制器600根据岩石试样的五个直径数据计算出岩石试样的平均高度为h＝(be+gh+ik+ad+cf)/5。
控制器600计算得出岩石试样的毛体积密度为ρ＝m/(S*h)，抗压强度为p＝P/S。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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。

Claims (10)

1.一种岩石物理参数测量系统，其特征在于，包括标签识别装置、机械手、称量装置、测量装置、压力机装置和控制器；
所述标签识别装置、所述机械手、所述称量装置、所述测量装置和所述压力机装置均与所述控制器连接；
所述标签识别装置用于识别设置在岩石试样上的标签；
所述控制器用于根据识别结果控制所述机械手转移所述岩石试样，控制所述称量装置测量所述岩石试样的质量，控制所述测量装置测量所述岩石试样的尺寸，控制所述压力机装置测量所述岩石试样的极限荷载，及根据所述岩石试样的质量、尺寸和极限荷载计算所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
2.根据权利要求1所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，所述测量装置包括模组夹具、对射型直径检测仪和激光检测探头；
所述模组夹具用于固定所述岩石试样；
所述对射型直径检测仪位于所述模组夹具沿所述岩石试样径向的两侧，并与所述控制器连接；
所述激光检测探头成对设置在所述模组夹具沿所述岩石试样轴向的两端，并与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，所述测量装置还包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均与所述控制器连接，所述第一驱动组件用于驱使所述模组夹具沿所述岩石试样的轴向移动，所述第二驱动组件用于驱使所述模组夹具沿所述岩石试样的径向移动。
4.根据权利要求1所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，所述压力机装置包括机架、压板和第三驱动组件；
所述机架上设有用于放置所述岩石试样的承台；
所述压板与所述承台相对；
所述第三驱动组件设置于所述机架上，用于驱使所述压板朝向所述承台移动。
5.根据权利要求4所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，所述第三驱动组件包括丝杆、丝母座和荷载电机；
所述丝杆沿竖直方向设置，并与所述机架转动连接；
所述丝母座套设于所述丝杆上，并与所述机架滑动配合，所述压板与所述丝母座相连；
所述荷载电机固设于所述机架上，所述荷载电机与所述丝杆相连，并与所述控制器连接。
6.根据权利要求4所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，所述机架上设有废料清扫机构，所述机架的侧面设有废料框；
所述废料清扫机构包括清扫推板和第四驱动组件，所述清扫推板的底端与所述承台的上表面齐平，所述第四驱动组件用于驱使所述清扫推板沿承台的上表面平移，所述第四驱动组件与所述控制器连接。
7.根据权利要求1所述的岩石物理参数测量系统，其特征在于，还包括定位输送装置，所述定位输送装置包括传送带、顶料气缸和挡板；
所述传送带用于输送所述岩石试样；
所述顶料气缸和所述挡板分别设置于所述传送带的两侧，所述顶料气缸用于推动所述岩石试样至与所述挡板相抵，所述顶料气缸的活塞杆上设有位移传感器，所述位移传感器与所述控制器连接。
8.一种岩石物理参数测量方法，其特征在于，包括：
识别岩石试样上的标签，获取所述岩石试样的身份信息；
根据所述身份信息控制机械手将所述岩石试样转移至称量装置、测量装置和压力机装置，其中，所述称量装置对所述岩石试样的质量进行测量及获取所述岩石试样的质量信息，所述测量装置对所述岩石试样的尺寸进行测量及获取所述岩石试样的尺寸信息，所述压力机装置在所述称量装置和所述测量装置结束测量后对所述岩石试样的极限荷载进行测量及获取所述岩石试样的极限荷载信息；
计算得出所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度。
9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述测量装置包括对射型直径检测仪和成对设置的激光检测探头；
所述测量装置对所述岩石试样的尺寸进行测量包括：
所述对射型直径检测仪对所述岩石试样沿第一方向和第二方向的直径进行测量，所述第一方向与第二方向垂直；
所述激光检测探头对所述岩石试样的高度进行测量。
10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，在所述对射型直径检测仪对所述岩石试样沿第一方向和第二方向的直径进行测量时，使所述岩石试样沿轴向移动，测量所述岩石试样两端和中间三个断面上的直径；
在所述激光检测探头对所述岩石试样的高度进行测量时，使所述岩石试样先后沿第一方向和第二方向移动，测量所述岩石试样的中心点和周边两组对称点的高度；
所述计算得出所述岩石试样的毛体积密度和抗压强度包括：
根据所述岩石试样的三个断面上的直径分别计算三个断面的面积，然后计算三个断面的平均面积；
计算所述岩石试样的中心点和周边两组对称点的平均高度。
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