[發(fā)明專利]一種用于室內(nèi)巖石取芯機(jī)的自動固定巖樣裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610116659.2
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105784412A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周翠英;周逸紅;劉鎮(zhèn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于巖石力學(xué)試驗(yàn)儀器開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種用于室內(nèi)巖石取芯機(jī)的自動固定 巖樣裝置，適用于各種軟、硬巖樣的自動裝夾固定。

背景技術(shù)：

巖石取芯儀器的開發(fā)是巖石力學(xué)試驗(yàn)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。巖樣的制備是室內(nèi)巖石 力學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)，在巖樣制備儀器方面，目前已形成了以巖石切割、巖石取芯、端面磨平等 儀器為主的一套室內(nèi)巖樣制備儀器。其中，巖石取芯儀器是關(guān)鍵部分，因此，試驗(yàn)人員針對 性地研發(fā)了一系列取芯鉆機(jī)，并形成了較為成熟的巖石取芯技術(shù)，但尚有一個(gè)問題值得重視： 對于待加工巖樣的固定方面，通常采用手動旋轉(zhuǎn)螺桿推進(jìn)夾頭來固定，或直接通過螺絲固定 夾具等人工方式來固定待鉆取的巖樣，操作較為繁瑣，效率偏低；同時(shí)無法控制夾持力的大 小，對于泥巖、頁巖等特殊軟弱巖體，夾持力過大將導(dǎo)致巖石尚未鉆取卻已經(jīng)破壞。因此， 如何在取芯機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動固定待加工的巖樣是一個(gè)值得研究的問題。鑒于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了 一個(gè)自動夾緊巖樣的裝置，用于全自動裝夾固定各種軟、硬巖石樣品。

室內(nèi)巖石取芯機(jī)是巖樣制備儀器中的關(guān)鍵部分，而現(xiàn)有的取芯機(jī)在使用過程中，有如下 問題值得重視：在固定待加工巖樣方面，通常采用人工方式來固定，操作繁瑣，效率偏低， 同時(shí)無法控制夾持力的大小，對于某些特殊的軟弱巖石，夾持力過大將破壞待加工巖石。本 發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)自動固定巖樣的裝置，用于全自動固定各種軟、硬巖樣，有效地節(jié)約了試驗(yàn) 時(shí)間，一定程度上提高了取芯的成功率，具有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種用于室內(nèi)巖石取芯機(jī)的自動固定巖樣裝置，可用于待加工巖樣 的自動裝夾固定，從而實(shí)現(xiàn)快速、高效地制備各種軟、硬巖石樣品。設(shè)計(jì)方案如下：本發(fā)明 通過全自動控制由活動螺桿、傳動齒輪與裝夾室驅(qū)動電機(jī)等組成的驅(qū)動系統(tǒng)，帶動兩V形夾 具同步相向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)待加工巖樣的自動夾緊固定與松開；通過嵌于V形夾具上的壓力傳感 器，控制裝夾力的大小，適應(yīng)于軟、硬巖樣。整個(gè)巖樣自動固定裝置全由位于機(jī)架上的微型 電腦終端自動控制，試驗(yàn)人員通過在控制面板上輸入設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)待加工巖樣的自 動夾緊固定，大大提升了巖樣裝夾效率，一定程度上縮短了取芯時(shí)間，同時(shí)提高了儀器的自 動化程度和精度。

一種用于自動固定巖樣的裝置主要由裝夾室和驅(qū)動系統(tǒng)兩大部分組成，位于取芯機(jī)底部 基礎(chǔ)之上，用于控制待加工巖樣的自動固定與松開。

1裝夾室

裝夾室為一個(gè)由裝夾室底板和四周的擋水板組成的巖樣裝夾的操作空間，內(nèi)部有一對V形夾 具、壓力傳感器與一對活動螺桿。

(1)V形夾具

外觀為一對具有一定厚度的V形夾具[1]，對稱布置于裝夾室中軸線兩側(cè)；外端通過球狀 鉸與活動螺桿[3]連接，用于推動V形夾具在裝夾室底板[5]的軌道上移動。

(2)壓力傳感器

在兩V形夾具內(nèi)側(cè)各有一個(gè)壓力傳感器[2]，當(dāng)夾緊巖樣力超過設(shè)定值時(shí)，裝夾驅(qū)動電機(jī) 停止，V形夾具停留在此位置，巖樣固定。

(3)裝夾室外殼

裝夾室底板[5]設(shè)計(jì)有V形夾具行走的軌道，用于夾具的移動；裝夾室四周設(shè)計(jì)有擋水板 [4]，于取芯作業(yè)時(shí)起隔擋作用，正面一側(cè)擋水板設(shè)計(jì)為可啟閉的活動門，方便于廢料的清理。 2驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)由一對活動螺桿[3]、連接齒輪[8]、軸承[9]、裝夾室驅(qū)動電機(jī)[10]與保護(hù)外殼[7] 組成。活動螺桿一端連接與V形夾具，另一端通過齒輪與裝夾室驅(qū)動電機(jī)連接；底板下部安 裝驅(qū)動電機(jī)，通過同軸上兩個(gè)連接齒輪與兩側(cè)活動螺桿連接。

整個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)通過驅(qū)動電機(jī)帶動同軸上兩個(gè)連接齒輪轉(zhuǎn)動，由連接齒輪驅(qū)動活動螺桿轉(zhuǎn) 動，推動兩側(cè)V形夾具在軌道上移動，同步進(jìn)退，實(shí)現(xiàn)待加工巖樣的夾緊固定與松開。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1本發(fā)明通過全自動控制由活動螺桿、齒輪與裝夾室驅(qū)動電機(jī)等組成的驅(qū)動系統(tǒng)，帶動 兩V形夾具同步相向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)待加工巖樣的自動固定與松開，簡化了試驗(yàn)步驟。

2本發(fā)明通過安裝于V形夾具內(nèi)側(cè)的壓力傳感器感應(yīng)裝夾巖樣壓力的大小，控制裝夾室 驅(qū)動電機(jī)，可靈活地調(diào)整夾持力，適用于軟、硬不同的巖石，一定程度上提高了鉆取巖芯的 成功率。