CN115674463B - 一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，属于采矿工程及矿山岩土工程领域。本发明装置包括装置箱体、切割装置、图像采集装置和计算机，装置箱体的上部为工作舱，工作舱内设置有内升降台Ⅰ，内升降台Ⅰ顶端固定设置切割操作平台，待切割岩石放置在切割操作平台上，装置箱体的底部设置有集水装置，集水装置位于工作舱的正下方，切割操作平台上均匀设置有若干个与集水装置连通的渗水通孔，图像采集装置设置在工作舱顶端，切割装置包括高压水切割装置和刀片切割装置。本发明装置可对常规及非常规岩样进行不同方式的切割和精密加工；并且可精确切割形成1个岩样或多个不同规格岩样。

Description

一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置

技术领域

本发明涉及一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，属于采矿工程及矿山岩土工程技术领域。

背景技术

自然界中大多数岩体内存在各种地质界面，包括物质分异面和不连续面，如褶皱、断层、层理、节理等，使岩体具有各向异性特征，在工程中岩体的各向异性特性往往决定着工程施工以及工程构筑物的安全，需要研究岩体的各向异性非线性特性。然而限于现场试验的过于复杂以及成本较大等因素，目前的岩体各向异性实验研究多建立在室内试验的基础之上。

目前现有岩样切割的方法主要有水刀切割和利用全自动锯片等，但无论是水切法还是锯片切割处理岩样，均操作单一且无法对不同岩样进行选择并切割，因此亟需一种多方法对非常规岩样进行切割采集的岩石切割方法与装置，实现非常规岩样的高压多选切割。

发明内容

针对现有切割装置单一等的问题，本发明提出一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，能够根据岩样需求的尺寸和形状大小、切割样式等选择切割装置，多轨道切割装置对非常规岩样，例如圆柱形或者其他异形岩样进行切割。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，包括装置箱体、切割装置、图像采集装置42和计算机6，装置箱体的上部为工作舱1，工作舱1内设置有内升降台Ⅰ3，内升降台Ⅰ3顶端固定设置切割操作平台，待切割岩石20放置在切割操作平台上，装置箱体的底部设置有集水装置，集水装置位于工作舱1的正下方，切割操作平台上均匀设置有若干个与集水装置连通的渗水通孔，图像采集装置42设置在工作舱1顶端，切割装置包括高压水切割装置和刀片切割装置，高压水切割装置固定设置在高压水切割舱内，刀片切割装置固定设置在刀片切割舱内，高压水切割舱与刀片切割舱通过仓位分隔板32固定连接，仓位分隔板32的中心固定设置有竖直的转动轴33，高压水切割舱与刀片切割舱相对转动轴33呈轴对称，转动轴33竖直转动设置在工作舱1顶端的边缘，切割装置的高压水切割装置和刀片切割装置、图像采集装置42、内升降台Ⅰ3均与计算机6无线连接。

所述图像采集装置42可多角度拍摄待切割岩石20以形成待切割岩石20的整体图像数据；刀片切割装置可切割获取实验用低精度岩样，用于某些对岩样形状要求低的实验；高压水切割装置可同时切割实验用高精度的多个相同规格或不同规格的岩样；刀片切割装置和高压水切割装置通过转动轴33转动实现替换；

所述工作舱1顶端设置有加高框体5，加高框体5的四周侧板开设有与工作舱1连通的窗口，工作舱1的外侧设置有多选切割装置舱2，加高框体5的四周侧板底端固定设置在多选切割装置舱2的底板边缘，加高框体5的顶板上固定设置有伺服电机，转动轴33的底端转动设置在多选切割装置舱2的底板上，转动轴33的顶端穿过加高框体5的顶板且与伺服电机的输出轴固定连接，高压水切割舱与刀片切割舱均可在加高框体5一面侧板的窗口内转动，工作时，高压水切割舱或刀片切割舱位于切割操作平台上待切割岩石20的正上方，伺服电机与计算机6无线连接；

伺服电机带动转动轴33转动实现刀片切割装置和高压水切割装置的替换，加高框体5可避免切割过程中岩体碎片的飞溅。

所述高压水切割装置包括横向直线滑动模组15和纵向直线滑动模组13，纵向直线滑动模组13的端头滑设在横向直线滑动模组15上，纵向直线滑动模组13与横向直线滑动模组15垂直设置，纵向直线滑动模组13上滑设有支撑滑块，横向直线滑动模组15上沿滑动方向设置有横向位置传感器，纵向直线滑动模组13上沿滑动方向设置有纵向位置传感器14，支撑滑块的底端固定设置有伸缩锯杆18，伸缩锯杆18位于纵向直线滑动模组13的下方且伸缩锯杆18与纵向直线滑动模组13垂直，伸缩锯杆18的端头固定设置有高压切割水刀头19，横向直线滑动模组15、横向位置传感器、纵向直线滑动模组13和纵向位置传感器14均与计算机6无线连接，工作时，切割操作平台上的待切割岩石20位于高压切割水刀头19的正下方；

计算机根据切割路径，控制纵向直线滑动模组13带动支撑滑块纵向移动，横向直线滑动模组15带动支撑滑块横向移动，同时带动伸缩锯杆18和伸缩锯杆18端头的高压切割水刀头19进行横向和纵向自由移动，实现岩样的高精度高压水切割；同时横向位置传感器实时反馈高压切割水刀头19的横向位置，纵向直线滑动模组13实时反馈高压切割水刀头19的纵向位置，实现高压切割水刀头19的定位。

所述支撑滑块的中部开设有中空滑道，横向直线滑动模组15穿过中空滑道且中空滑道的顶面与横向直线滑动模组15配合滑动，支撑滑块的底端固定设置有减震垫17，减震垫17的侧端通过可拆轴承16固定设置伸缩锯杆18；

在进行岩样切割作业时会产生微小激振，减震垫17可起到缓冲作用，使切割精度提高，作业噪音小。

所述横向直线滑动模组15包括第一横向直线模组和第二横向直线模组，第一横向直线模组和第二横向直线模组平行设置在支撑杆22的顶端，纵向直线滑动模组13包括若干个平行设置的纵向直线模组，纵向直线模组设置在第一横向直线模组和第二横向直线模组之间且纵向直线模组的两端端头分别滑设在第一横向直线模组和第二横向直线模组上，纵向直线模组下方均设置有伸缩锯杆18，支撑杆22的底端均设置有卡接装置21，卡接装置21与高压水切割舱卡接固定。

所述高压水切割舱由框架Ⅰ、可拆卸的侧板Ⅰ和顶板Ⅰ组成，卡接装置21与框架Ⅰ卡接固定，框架Ⅰ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅰ，框架Ⅰ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅰ，侧板Ⅰ竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅰ内，顶板Ⅰ水平滑设在框架Ⅰ顶端的水平滑槽Ⅰ内；工作时，侧板Ⅰ竖直向上滑出竖直滑槽Ⅰ，顶板Ⅰ向外水平滑出水平滑槽Ⅰ；

高压水切割舱的侧板Ⅰ和顶板Ⅰ均可拆卸，非工作时，侧板Ⅰ竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅰ内，顶板Ⅰ水平滑设在框架Ⅰ顶端的水平滑槽Ⅰ内，形成除了底面开放的封闭舱体，可避免高压水切割装置误伤操作者；工作时，侧板Ⅰ竖直向上滑出竖直滑槽Ⅰ，顶板Ⅰ向外水平滑出水平滑槽Ⅰ，高压水切割装置裸露在工作舱的待切割岩石正上方，便于精确切割。

所述刀片切割装置包括多自由度机械手31，仓位分隔板32的中部水平开设凹型槽40且凹型槽40位于刀片切割舱内，凹型槽40内设置有水平直线滑动模组，水平直线滑动模组上沿滑动方向设置有水平位置传感器，多自由度机械手31的底座滑设在水平直线滑动模组上，多自由度机械手31的手部固定设置有锯片30，多自由度机械手31的底座内设置有控制器41，水平直线滑动模组、水平位置传感器和多自由度机械手31的控制器41均与计算机6无线连接；工作时，切割操作平台上的待切割岩石20位于锯片30的正下方；

计算机根据切割路径，通过控制水平直线滑动模组带动多自由度机械手31的底座水平滑移，同时水平位置传感器实时反馈多自由度机械手31的底座的位置，实现多自由度机械手31的底座定位，并通过控制器41控制多自由度机械手31带动锯片30对岩样进行精确切割。

所述刀片切割舱由框架Ⅱ、可拆卸的侧板Ⅱ28和顶板Ⅱ组成，框架Ⅱ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅱ29，框架Ⅱ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅱ，侧板Ⅱ28竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅱ29内，顶板Ⅱ水平滑设在框架Ⅱ顶端的水平滑槽Ⅱ内；工作时，侧板Ⅱ28竖直向上滑出竖直滑槽Ⅱ29，顶板Ⅱ向外水平滑出水平滑槽Ⅱ；

刀片切割舱的侧板Ⅱ28和顶板Ⅱ均可拆卸，非工作时，侧板Ⅱ28竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅱ29内，顶板Ⅱ水平滑设在框架Ⅱ顶端的水平滑槽Ⅱ内，形成除了底面开放的封闭舱体，可避免刀片切割装置误伤操作者；工作时，侧板Ⅱ28竖直向上滑出竖直滑槽Ⅱ29，顶板Ⅱ向外水平滑出水平滑槽Ⅱ，刀片切割装置裸露在工作舱的待切割岩石正上方，便于精确切割。

所述多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，还包括设置在工作舱1侧面的升降运输装置，升降运输装置包括运输升降台Ⅱ12和设置在运输升降台Ⅱ12顶端的传送带23，运输升降台Ⅱ12包括升降装置和固定设置在升降装置顶端的水平框架，运输升降台Ⅱ12顶端的水平框架端头设置有凸体，工作舱1侧面竖直设置有滑轨通道4，凸体滑设在滑轨通道4上，传送带23两端分别为A端和B端，A端设置主动辊筒，B端设置从动辊筒，主动辊筒和从动辊筒设置在水平框架的两端端头，水平框架上通过支架固定设置有电机，主动辊筒的滚轴与电机的输出轴固定连接，水平框架的外侧设置有电机电连接的传送带开关38；升降装置包括支撑底座26、菱形伸缩支杆24、油泵27和液压油缸25，菱形伸缩支杆24的底端固定设置在支撑底座26上，水平框架固定设置在菱形伸缩支杆24的顶端，油泵27设置在支撑底座26上，油泵27通过油管与液压油缸25连通，菱形伸缩支杆24包括依次转动连接的支杆Ⅰ、支杆Ⅱ和支杆Ⅲ，液压油缸25的两端分别固定设置在支杆Ⅰ和支杆Ⅲ上，支撑底座26上设置有与油泵27连接的升降开关39；工作时，传送带23通过加高框体5一面侧板的窗口与工作舱1连通；

当待切割岩石体积过大或者过重，人工无法直接将待切割岩石放置在工作舱的切割操作平台上时，将待切割岩石放置在升降运输装置的传送带23上，控制油泵27通过油管往液压油缸25内注入液压油，推动菱形伸缩支杆24伸长，推动水平框架端头的凸体沿工作舱1侧面的滑轨通道4上移至传送带23的上平面与加高框体5一面侧板的窗口底面位于同一平面上；电机带动主动辊筒转动，主动辊筒和从动辊筒协作带动传送带23运行，将待切割岩石送至工作舱1内的切割操作平台上。

所述装置箱体的底面固定设置有承压底座9，计算机6通过控制操作台7设置在装置箱体的侧端，图像采集装置42包括多维高清摄像头，多维高清摄像头通过机械臂43设置在工作舱1顶端；

集水装置包括依次连通的药剂舱8、主水箱舱10和副水箱舱11，药剂舱8包括若干个装有不同絮凝剂的沉降凝聚溶剂仓34，每个沉降凝聚溶剂仓34分别与主水箱舱10连通，主水箱舱10位于工作舱1的正下方，主水箱舱10和副水箱舱11的底板上设置有排渣阀，主水箱舱10和副水箱舱11的正下方设置有沉渣池36，主水箱舱10和副水箱舱11均通过排渣阀与沉渣池36连通，副水箱舱11的排水口与增压泵37连通，增压泵37通过吸水管35与高压水切割装置连通，增压泵37与计算机6无线连接；

高压水切割装置喷出的高压水流切割岩石后形成的水流，夹杂着岩石碎屑通过切割操作平台上的渗水通孔流入主水箱舱10内，沉降凝聚溶剂仓34将絮凝剂喷入主水箱舱10对主水箱舱10内水中的泥砂渣滓快速预沉淀，预沉淀后的水流入副水箱舱11二次沉降分离泥和水，澄清的上层水经增压泵37增压后，通过吸水管35送至高压水切割装置形成高压水刀；

沉降凝聚溶剂仓34的絮凝剂对泥浆水中的悬浮浊粒，具有吸附架桥的作用，可促使悬浊粒子快速的凝集沉降，而达到分离，澄清的效果，进而提高作业效率，降低操作成本。

基于多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置的切割方法，具体步骤如下：

1）将待切割岩石放置在切割操作平台上，计算机控制内升降台Ⅰ的升降高度至待切割岩石的顶面低于工作舱的顶面；

2）图像采集装置对待切割岩石进行多角度拍摄，获取待切割岩石的整体图像数据，并在计算机中模拟出待切割岩石的模型图；

3）计算机根据岩样需求，将待切割岩石的模型图进行切割并形成切割路径；

4）通过转动轴转动切割装置，选择高压水切割装置或刀片切割装置，计算机根据切割路径控制高压水切割装置或刀片切割装置对待切割岩石进行精确切割形成1个岩样或多个不同规格岩样。

本发明的有益效果：

（1）本发明多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，能够根据岩样需求的尺寸和形状大小、切割样式等选择切割装置，多轨道切割装置对非常规岩样，例如圆柱形或者其他异形岩样进行切割；

（2）本发明装置中工作舱为下沉装置，可避免粉尘不外扬，实现高精度切割以减小切割误差，絮凝剂可使水箱中的渣滓迅速进入到沉渣池，快速净化水体，净化水体循环形成高压水流用于高压水切割。

附图说明

图1为多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置立体图；

图2为高压水切割装置结构示意图；

图3为升降运输装置结构示意图；

图4为刀片切割装置结构示意图；

图5为高压多选切割装置结构示意图（不含升降运输装置）；

图中：1-工作舱、2-多选切割装置舱、3-内升降台Ⅰ、4-滑轨通道、5-加高框体、6-计算机、7-控制操作台、8-药剂仓、9-承压底座、10-主水箱舱、11-副水箱舱、12-运输升降台Ⅱ、13-纵向直线滑动模组、14-纵向位置传感器、15-横向直线滑动模组、16-可拆轴承、17-减震垫、18-伸缩锯杆、19-高压切割水刀头、20-待切割岩石、21-卡接装置、22-支撑杆、23-传送带、24-菱形伸缩支杆、25-液压油缸、26-支撑底座、27-油泵、28-侧板Ⅱ、29-竖直滑槽Ⅱ、30-锯片、31-多自由度机械手、32-仓位分隔板、33-转动轴、34-沉降凝聚溶剂仓、35-吸水管、36-沉渣池、37-增压泵、38-传送带开关、39-升降开关、40-凹型槽、41-控制器、42-图像采集装置、43-机械臂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1和5所示，一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，包括装置箱体、切割装置、图像采集装置42和计算机6，装置箱体的上部为工作舱1，工作舱1内设置有内升降台Ⅰ3，内升降台Ⅰ3顶端固定设置切割操作平台，待切割岩石20放置在切割操作平台上，装置箱体的底部设置有集水装置，集水装置位于工作舱1的正下方，切割操作平台上均匀设置有若干个与集水装置连通的渗水通孔，图像采集装置42设置在工作舱1顶端，切割装置包括高压水切割装置和刀片切割装置，高压水切割装置固定设置在高压水切割舱内，刀片切割装置固定设置在刀片切割舱内，高压水切割舱与刀片切割舱通过仓位分隔板32固定连接，仓位分隔板32的中心固定设置有竖直的转动轴33，高压水切割舱与刀片切割舱相对转动轴33呈轴对称，转动轴33竖直转动设置在工作舱1顶端的边缘，切割装置的高压水切割装置和刀片切割装置、图像采集装置42、内升降台Ⅰ3均与计算机6无线连接；

图像采集装置42可多角度拍摄待切割岩石20以形成待切割岩石20的整体图像数据；刀片切割装置可切割获取实验用低精度岩样，用于某些对岩样形状要求低的实验；高压水切割装置可同时切割实验用高精度的多个相同规格或不同规格的岩样；刀片切割装置和高压水切割装置通过转动轴33转动实现替换；

工作舱1顶端设置有加高框体5，加高框体5的四周侧板开设有与工作舱1连通的窗口，工作舱1的外侧设置有多选切割装置舱2，加高框体5的四周侧板底端固定设置在多选切割装置舱2的底板边缘，加高框体5的顶板上固定设置有伺服电机，转动轴33的底端转动设置在多选切割装置舱2的底板上，转动轴33的顶端穿过加高框体5的顶板且与伺服电机的输出轴固定连接，高压水切割舱与刀片切割舱均可在加高框体5一面侧板的窗口内转动，工作时，高压水切割舱或刀片切割舱位于切割操作平台上待切割岩石20的正上方，伺服电机与计算机6无线连接；伺服电机带动转动轴33转动实现刀片切割装置和高压水切割装置的替换，加高框体5可避免切割过程中岩体碎片的飞溅；

基于多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置的切割方法，具体步骤如下：

1）将待切割岩石放置在切割操作平台上，计算机控制内升降台Ⅰ的升降高度至待切割岩石的顶面低于工作舱的顶面；

2）图像采集装置对待切割岩石进行多角度拍摄，获取待切割岩石的整体图像数据，并在计算机中模拟出待切割岩石的模型图；

3）计算机根据岩样需求，将待切割岩石的模型图进行切割并形成切割路径；

4）通过转动轴转动切割装置，选择高压水切割装置或刀片切割装置，计算机根据切割路径控制高压水切割装置或刀片切割装置对待切割岩石进行精确切割形成1个岩样或多个不同规格岩样。

实施例2：如图2所示，本实例多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置与实施例1的多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置基本相同，不同之处在于：高压水切割装置包括横向直线滑动模组15和纵向直线滑动模组13，纵向直线滑动模组13的端头滑设在横向直线滑动模组15上，纵向直线滑动模组13与横向直线滑动模组15垂直设置，纵向直线滑动模组13上滑设有支撑滑块，横向直线滑动模组15上沿滑动方向设置有横向位置传感器，纵向直线滑动模组13上沿滑动方向设置有纵向位置传感器14，支撑滑块的底端固定设置有伸缩锯杆18，伸缩锯杆18位于纵向直线滑动模组13的下方且伸缩锯杆18与纵向直线滑动模组13垂直，伸缩锯杆18的端头固定设置有高压切割水刀头19，横向直线滑动模组15、横向位置传感器、纵向直线滑动模组13和纵向位置传感器14均与计算机6无线连接，工作时，切割操作平台上的待切割岩石20位于高压切割水刀头19的正下方；

计算机根据切割路径，控制纵向直线滑动模组13带动支撑滑块纵向移动，横向直线滑动模组15带动支撑滑块横向移动，同时带动伸缩锯杆18和伸缩锯杆18端头的高压切割水刀头19进行横向和纵向自由移动，实现岩样的高精度高压水切割；同时横向位置传感器实时反馈高压切割水刀头19的横向位置，纵向直线滑动模组13实时反馈高压切割水刀头19的纵向位置，实现高压切割水刀头19的定位；

支撑滑块的中部开设有中空滑道，横向直线滑动模组15穿过中空滑道且中空滑道的顶面与横向直线滑动模组15配合滑动，支撑滑块的底端固定设置有减震垫17，减震垫17的侧端通过可拆轴承16固定设置伸缩锯杆18；在进行岩样切割作业时会产生微小激振，减震垫17可起到缓冲作用，使切割精度提高，作业噪音小；

横向直线滑动模组15包括第一横向直线模组和第二横向直线模组，第一横向直线模组和第二横向直线模组平行设置在支撑杆22的顶端，纵向直线滑动模组13包括若干个平行设置的纵向直线模组，纵向直线模组设置在第一横向直线模组和第二横向直线模组之间且纵向直线模组的两端端头分别滑设在第一横向直线模组和第二横向直线模组上，纵向直线模组下方均设置有伸缩锯杆18，支撑杆22的底端均设置有卡接装置21，卡接装置21与高压水切割舱卡接固定；

高压水切割舱由框架Ⅰ、可拆卸的侧板Ⅰ和顶板Ⅰ组成，卡接装置21与框架Ⅰ卡接固定，框架Ⅰ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅰ，框架Ⅰ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅰ，侧板Ⅰ竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅰ内，顶板Ⅰ水平滑设在框架Ⅰ顶端的水平滑槽Ⅰ内；工作时，侧板Ⅰ竖直向上滑出竖直滑槽Ⅰ，顶板Ⅰ向外水平滑出水平滑槽Ⅰ；

高压水切割舱的侧板Ⅰ和顶板Ⅰ均可拆卸，非工作时，侧板Ⅰ竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅰ内，顶板Ⅰ水平滑设在框架Ⅰ顶端的水平滑槽Ⅰ内，形成除了底面开放的封闭舱体，可避免高压水切割装置误伤操作者；工作时，侧板Ⅰ竖直向上滑出竖直滑槽Ⅰ，顶板Ⅰ向外水平滑出水平滑槽Ⅰ，高压水切割装置裸露在工作舱的待切割岩石正上方，便于精确切割。

实施例3：如图4所示，本实例多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置与实施例2的多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置基本相同，不同之处在于：

刀片切割装置包括多自由度机械手31，仓位分隔板32的中部水平开设凹型槽40且凹型槽40位于刀片切割舱内，凹型槽40内设置有水平直线滑动模组，水平直线滑动模组上沿滑动方向设置有水平位置传感器，多自由度机械手31的底座滑设在水平直线滑动模组上，多自由度机械手31的手部固定设置有锯片30，多自由度机械手31的底座内设置有控制器41，水平直线滑动模组、水平位置传感器和多自由度机械手31的控制器41均与计算机6无线连接；工作时，切割操作平台上的待切割岩石20位于锯片30的正下方；

计算机根据切割路径，通过控制水平直线滑动模组带动多自由度机械手31的底座水平滑移，同时水平位置传感器实时反馈多自由度机械手31的底座的位置，实现多自由度机械手31的底座定位，并通过控制器41控制多自由度机械手31带动锯片30对岩样进行精确切割；

刀片切割舱由框架Ⅱ、可拆卸的侧板Ⅱ28和顶板Ⅱ组成，框架Ⅱ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅱ29，框架Ⅱ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅱ，侧板Ⅱ28竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅱ29内，顶板Ⅱ水平滑设在框架Ⅱ顶端的水平滑槽Ⅱ内；工作时，侧板Ⅱ28竖直向上滑出竖直滑槽Ⅱ29，顶板Ⅱ向外水平滑出水平滑槽Ⅱ；

刀片切割舱的侧板Ⅱ28和顶板Ⅱ均可拆卸，非工作时，侧板Ⅱ28竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅱ29内，顶板Ⅱ水平滑设在框架Ⅱ顶端的水平滑槽Ⅱ内，形成除了底面开放的封闭舱体，可避免刀片切割装置误伤操作者；工作时，侧板Ⅱ28竖直向上滑出竖直滑槽Ⅱ29，顶板Ⅱ向外水平滑出水平滑槽Ⅱ，刀片切割装置裸露在工作舱的待切割岩石正上方，便于精确切割。

实施例4：如图3所示，本实例多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置与实施例3的多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置基本相同，不同之处在于：

多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，还包括设置在工作舱1侧面的升降运输装置，升降运输装置包括运输升降台Ⅱ12和设置在运输升降台Ⅱ12顶端的传送带23，运输升降台Ⅱ12包括升降装置和固定设置在升降装置顶端的水平框架，运输升降台Ⅱ12顶端的水平框架端头设置有凸体，工作舱1侧面竖直设置有滑轨通道4，凸体滑设在滑轨通道4上，传送带23两端分别为A端和B端，A端设置主动辊筒，B端设置从动辊筒，主动辊筒和从动辊筒设置在水平框架的两端端头，水平框架上通过支架固定设置有电机，主动辊筒的滚轴与电机的输出轴固定连接，水平框架的外侧设置有电机电连接的传送带开关38；升降装置包括支撑底座26、菱形伸缩支杆24、油泵27和液压油缸25，菱形伸缩支杆24的底端固定设置在支撑底座26上，水平框架固定设置在菱形伸缩支杆24的顶端，油泵27设置在支撑底座26上，油泵27通过油管与液压油缸25连通，菱形伸缩支杆24包括依次转动连接的支杆Ⅰ、支杆Ⅱ和支杆Ⅲ，液压油缸25的两端分别固定设置在支杆Ⅰ和支杆Ⅲ上，支撑底座26上设置有与油泵27连接的升降开关39；工作时，传送带23通过加高框体5一面侧板的窗口与工作舱1连通；

当待切割岩石体积过大或者过重，人工无法直接将待切割岩石放置在工作舱的切割操作平台上时，将待切割岩石放置在升降运输装置的传送带23上，控制油泵27通过油管往液压油缸25内注入液压油，推动菱形伸缩支杆24伸长，推动水平框架端头的凸体沿工作舱1侧面的滑轨通道4上移至传送带23的上平面与加高框体5一面侧板的窗口底面位于同一平面上；电机带动主动辊筒转动，主动辊筒和从动辊筒协作带动传送带23运行，将待切割岩石送至工作舱1内的切割操作平台上；

装置箱体的底面固定设置有承压底座9，计算机6通过控制操作台7设置在装置箱体的侧端，图像采集装置42包括多维高清摄像头，多维高清摄像头通过机械臂43设置在工作舱1顶端；

集水装置包括依次连通的药剂舱8、主水箱舱10和副水箱舱11，药剂舱8包括若干个装有不同絮凝剂的沉降凝聚溶剂仓34，每个沉降凝聚溶剂仓34分别与主水箱舱10连通，主水箱舱10位于工作舱1的正下方，主水箱舱10和副水箱舱11的底板上设置有排渣阀，主水箱舱10和副水箱舱11的正下方设置有沉渣池36，主水箱舱10和副水箱舱11均通过排渣阀与沉渣池36连通，副水箱舱11的排水口与增压泵37连通，增压泵37通过吸水管35与高压水切割装置连通，增压泵37与计算机6无线连接；

高压水切割装置喷出的高压水流切割岩石后形成的水流，夹杂着岩石碎屑通过切割操作平台上的渗水通孔流入主水箱舱10内，沉降凝聚溶剂仓34将絮凝剂喷入主水箱舱10对主水箱舱10内水中的泥砂渣滓快速预沉淀，预沉淀后的水流入副水箱舱11二次沉降分离泥和水，澄清的上层水经增压泵37增压后，通过吸水管35送至高压水切割装置形成高压水刀；

沉降凝聚溶剂仓34的絮凝剂对泥浆水中的悬浮浊粒，具有吸附架桥的作用，可促使悬浊粒子快速的凝集沉降，而达到分离，澄清的效果，进而提高作业效率，降低操作成本。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，其特征在于：包括装置箱体、切割装置、图像采集装置（42）和计算机（6），装置箱体的上部为工作舱（1），工作舱（1）内设置有内升降台Ⅰ（3），内升降台Ⅰ（3）顶端固定设置切割操作平台，待切割岩石（20）放置在切割操作平台上，装置箱体的底部设置有集水装置，集水装置位于工作舱（1）的正下方，切割操作平台上均匀设置有若干个与集水装置连通的渗水通孔，图像采集装置（42）设置在工作舱（1）顶端，切割装置包括高压水切割装置和刀片切割装置，高压水切割装置固定设置在高压水切割舱内，刀片切割装置固定设置在刀片切割舱内，高压水切割舱与刀片切割舱通过仓位分隔板（32）固定连接，仓位分隔板（32）的中心固定设置有竖直的转动轴（33），高压水切割舱与刀片切割舱相对转动轴（33）呈轴对称，转动轴（33）竖直转动设置在工作舱（1）顶端的边缘，切割装置的高压水切割装置和刀片切割装置、图像采集装置（42）、内升降台Ⅰ（3）均与计算机（6）无线连接；

所述工作舱（1）顶端设置有加高框体（5），加高框体（5）的四周侧板开设有与工作舱（1）连通的窗口，工作舱（1）的外侧设置有多选切割装置舱（2），加高框体（5）的四周侧板底端固定设置在多选切割装置舱（2）的底板边缘，加高框体（5）的顶板上固定设置有伺服电机，转动轴（33）的底端转动设置在多选切割装置舱（2）的底板上，转动轴（33）的顶端穿过加高框体（5）的顶板且与伺服电机的输出轴固定连接，高压水切割舱与刀片切割舱均可在加高框体（5）一面侧板的窗口内转动，工作时，高压水切割舱或刀片切割舱位于切割操作平台上待切割岩石（20）的正上方，伺服电机与计算机（6）无线连接；

所述高压水切割装置包括横向直线滑动模组（15）和纵向直线滑动模组（13），纵向直线滑动模组（13）的端头滑设在横向直线滑动模组（15）上，纵向直线滑动模组（13）与横向直线滑动模组（15）垂直设置，纵向直线滑动模组（13）上滑设有支撑滑块，横向直线滑动模组（15）上沿滑动方向设置有横向位置传感器，纵向直线滑动模组（13）上沿滑动方向设置有纵向位置传感器（14），支撑滑块的底端固定设置有伸缩锯杆（18），伸缩锯杆（18）位于纵向直线滑动模组（13）的下方且伸缩锯杆（18）与纵向直线滑动模组（13）垂直，伸缩锯杆（18）的端头固定设置有高压切割水刀头（19），横向直线滑动模组（15）、横向位置传感器、纵向直线滑动模组（13）和纵向位置传感器（14）均与计算机（6）无线连接，工作时，切割操作平台上的待切割岩石（20）位于高压切割水刀头（19）的正下方；

所述高压水切割舱由框架Ⅰ、可拆卸的侧板Ⅰ和顶板Ⅰ组成，卡接装置（21）与框架Ⅰ卡接固定，框架Ⅰ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅰ，框架Ⅰ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅰ，侧板Ⅰ竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅰ内，顶板Ⅰ水平滑设在框架Ⅰ顶端的水平滑槽Ⅰ内；工作时，侧板Ⅰ竖直向上滑出竖直滑槽Ⅰ，顶板Ⅰ向外水平滑出水平滑槽Ⅰ；

所述刀片切割装置包括多自由度机械手（31），仓位分隔板（32）的中部水平开设凹型槽（40）且凹型槽（40）位于刀片切割舱内，凹型槽（40）内设置有水平直线滑动模组，水平直线滑动模组上沿滑动方向设置有水平位置传感器，多自由度机械手（31）的底座滑设在水平直线滑动模组上，多自由度机械手（31）的手部固定设置有锯片（30），多自由度机械手（31）的底座内设置有控制器（41），水平直线滑动模组、水平位置传感器和多自由度机械手（31）的控制器（41）均与计算机（6）无线连接；工作时，切割操作平台上的待切割岩石（20）位于锯片（30）的正下方；

所述刀片切割舱由框架Ⅱ、可拆卸的侧板Ⅱ（28）和顶板Ⅱ组成，框架Ⅱ沿竖向设置有竖直滑槽Ⅱ（29），框架Ⅱ顶端沿横向设置有水平滑槽Ⅱ，侧板Ⅱ（28）竖直向下滑设在相邻的竖直滑槽Ⅱ（29）内，顶板Ⅱ水平滑设在框架Ⅱ顶端的水平滑槽Ⅱ内；工作时，侧板Ⅱ（28）竖直向上滑出竖直滑槽Ⅱ（29），顶板Ⅱ向外水平滑出水平滑槽Ⅱ。

2.根据权利要求1所述多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，其特征在于：支撑滑块的中部开设有中空滑道，横向直线滑动模组（15）穿过中空滑道且中空滑道的顶面与横向直线滑动模组（15）配合滑动，支撑滑块的底端固定设置有减震垫（17），减震垫（17）的侧端通过可拆轴承（16）固定设置伸缩锯杆（18）。

3.根据权利要求1所述多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，其特征在于：横向直线滑动模组（15）包括第一横向直线模组和第二横向直线模组，第一横向直线模组和第二横向直线模组平行设置在支撑杆（22）的顶端，纵向直线滑动模组（13）包括若干个平行设置的纵向直线模组，纵向直线模组设置在第一横向直线模组和第二横向直线模组之间且纵向直线模组的两端端头分别滑设在第一横向直线模组和第二横向直线模组上，纵向直线模组下方均设置有伸缩锯杆（18），支撑杆（22）的底端均设置有卡接装置（21），卡接装置（21）与高压水切割舱卡接固定。

4.根据权利要求1所述多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，其特征在于：还包括设置在工作舱（1）侧面的升降运输装置，升降运输装置包括运输升降台Ⅱ（12）和设置在运输升降台Ⅱ（12）顶端的传送带（23），运输升降台Ⅱ（12）包括升降装置和固定设置在升降装置顶端的水平框架，运输升降台Ⅱ（12）顶端的水平框架端头设置有凸体，工作舱（1）侧面竖直设置有滑轨通道（4），凸体滑设在滑轨通道（4）上，传送带（23）两端分别为A端和B端，A端设置主动辊筒，B端设置从动辊筒，主动辊筒和从动辊筒设置在水平框架的两端端头，水平框架上通过支架固定设置有电机，主动辊筒的滚轴与电机的输出轴固定连接，水平框架的外侧设置有电机电连接的传送带开关（38）；升降装置包括支撑底座（26）、菱形伸缩支杆（24）、油泵（27）和液压油缸（25），菱形伸缩支杆（24）的底端固定设置在支撑底座（26）上，水平框架固定设置在菱形伸缩支杆（24）的顶端，油泵（27）设置在支撑底座（26）上，油泵（27）通过油管与液压油缸（25）连通，菱形伸缩支杆（24）包括依次转动连接的支杆Ⅰ、支杆Ⅱ和支杆Ⅲ，液压油缸（25）的两端分别固定设置在支杆Ⅰ和支杆Ⅲ上，支撑底座（26）上设置有与油泵（27）连接的升降开关（39）；工作时，传送带（23）通过加高框体（5）一面侧板的窗口与工作舱（1）连通。

5.根据权利要求1所述多轨道采集非常规岩样的高压多选切割装置，其特征在于：装置箱体的底面固定设置有承压底座（9），计算机（6）通过控制操作台（7）设置在装置箱体的侧端，图像采集装置（42）包括多维高清摄像头，多维高清摄像头通过机械臂（43）设置在工作舱（1）顶端；

集水装置包括依次连通的药剂舱（8）、主水箱舱（10）和副水箱舱（11），药剂舱（8）包括若干个装有不同絮凝剂的沉降凝聚溶剂仓（34），每个沉降凝聚溶剂仓（34）分别与主水箱舱（10）连通，主水箱舱（10）位于工作舱（1）的正下方，主水箱舱（10）和副水箱舱（11）的底板上设置有排渣阀，主水箱舱（10）和副水箱舱（11）的正下方设置有沉渣池（36），主水箱舱（10）和副水箱舱（11）均通过排渣阀与沉渣池（36）连通，副水箱舱（11）的排水口与增压泵（37）连通，增压泵（37）通过吸水管（35）与高压水切割装置连通，增压泵（37）与计算机（6）无线连接。

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