[發明專利]一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統及方法

在審

• 申請號: 202110335979.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112903468A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張鑫;李濤;舒志樂;王璐;鐘文武;楊欣;鄧薇
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/06;G01N3/02;G01B11/16
• 代理公司: 北京康達聯禾知識產權代理事務所(普通合伙) 11461
• 代理人: 郭普堂

1.一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，包括試樣加載模塊、圖像采集模塊和圖像分析模塊；

所述試樣加載模塊用于給巖石試件加載；

所述圖像采集模塊用于通過多個相機對加載過程中的巖石試件進行實時、多角度圖像采集，并通過調節圖像采集機構使巖石試件能全部出現在相機的視角內；

所述圖像分析模塊用于將采集的多個同步圖像進行分析，具體包括，將實時采集到的多個二維圖像轉換為三維立體實時變形圖像，對微距模式下的圖像進行實時局部變形分析，以對巖石試件進行實時變形分析。

2.根據權利要求1所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述試樣加載模塊包括試樣加載機構，所述試樣加載機構包括骨架，所述骨架包括底座、位于底座兩側的側擋板和上方的橫梁，所述底座頂部設有電液動伸縮機構，所述電液動伸縮機構的伸縮桿頂在平臺底部，所述平臺底部設有與電液動伸縮機構的伸縮桿相匹配的定位孔，所述平臺頂部設有墊塊，所述墊塊頂部設有巖石試件承臺，所述巖石試件承臺頂部放置巖石試件，所述巖石試件頂部也放置有巖石試件承臺，且巖石試件頂部的巖石試件承臺與上方擠壓柱的底部正對，所述擠壓柱頂部通過連接座固定在橫梁底部。

3.根據權利要求1所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述圖像采集模塊包括圖像采集機構，所述圖像采集機構包括圓環承臺一，所述圓環承臺一底部設有腳架，所述腳架放置在平臺頂部，所述圓環承臺一通過轉接機構一連接圓環承臺二，所述圓環承臺二內環側安裝有去噪光源，圓環承臺二內部可移動螺栓滑槽內安裝有可移動螺栓，可移動螺栓頂部連接圓環承臺二上方的轉接機構二，所述轉接機構二頂部放置有相機；所述圓環承臺一與圓環承臺二均呈水平布置，互相平行，巖石試件位于圓環承臺一與圓環承臺二的中心軸線上。

4.根據權利要求3所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述相機共9個，相鄰三個相機為一組，三組相機呈360度環繞布置在圓環承臺二的圓周上；且每組相鄰三個所述相機分別為兩個廣角模式和一個微距模式，微距模式的相機布置在兩個廣角模式的相機之間；所述去噪光源為LED高低角度機器視覺光源。

5.根據權利要求3所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述轉接機構一包括凹形槽體一，所述凹形槽體一通過導桿一套接滑塊一，所述凹形槽體一內腔通過絲桿一驅動滑塊一，且絲桿一伸出凹形槽體的一端連接壓紋手輪一，所述滑塊一一側設有固定把手一；所述轉接機構二與轉接機構一結構相同包括凹形槽體二、導桿二、滑塊二、絲桿二、壓紋手輪二、固定把手二。

6.根據權利要求3所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述轉接機構一呈豎向布置，凹形槽體一側端面與圓環承臺一的頂部螺栓連接，滑塊一與圓環承臺二外側壁焊接；轉接機構二呈水平布置，凹形槽體二底端面與圓環承臺二頂部的可移動螺栓螺紋連接，相機放置在滑塊二頂部。

7.根據權利要求1所述的一種非接觸式巖石力學單軸試驗觀測系統，其特征在于，所述圖像分析模塊為計算機設備，包括控制器、數據處理器、數據存儲器、存儲在數據存儲器上并可在數據處理器上運行的自編程序單元；所述控制器分別與所述電液動伸縮機構、去噪光源、相機電連接；所述自編程序單元包括圖像分析三維重建程序和微距圖像分析程序。