(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210363774.5 (22)申请日 2022.04.07 (71)申请人 贵州大学 地址 550025 贵州省贵阳市花溪区贵州大 学西校区 (72)发明人 谢飞　成奖国　代文治　杨勇　 邓政斌　黄浩　 (74)专利代理 机构 佛山粤进知识产权代理事务 所(普通合伙) 44463 专利代理师 王余钱 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 29/04(2006.01) (54)发明名称 一种智能化矿物实验 装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种智能化矿物实验装置及 方法， 包括实验台以及设置在所述实验台上的试 验组件， 所述试验组件包括驱动机构， 所述驱动 机构包括第一位移机构、 第二位移机构与第三位 移机构， 所述第一位移机构 包括第一支撑架与第 二支撑架， 所述第一支撑架与第二支撑架对称安 装在所述实验台上， 所述第一支撑架上设置有第 一电机， 所述第一电机的输出端配合连接有第一 螺纹丝杆， 所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一 滑动块， 采用压痕实验研究砂岩的流变特性， 不 仅能在矿物尺度揭示砂岩 的流变机制， 而且， 尺 度升级方法的提出在降低难取芯岩样实验成本、 缩短流变实验时间和提高数据可靠性等方面具 有重要意 义。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 114839057 A 2022.08.02 CN 114839057 A 1.一种智能化矿物实验装置， 包括实验台以及设置在所述实验台上的试验组件， 其特 征在于： 所述试验组件包括驱动机构， 所述驱动机构包括第一位移机构、 第二位移机构与第三 位移机构， 所述第一位移机构包括第一支撑架与第二支撑架， 所述第一支撑架与第二支撑 架对称安装在所述实验台上， 所述第一支撑架上设置有第一电机， 所述第一电机的输出端 配合连接有第一螺纹丝杆， 所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一滑动块， 所述第二支撑架 上设置有第二电机， 所述第二电机的输出端配合连接有第二螺纹丝杆， 所述第二螺纹丝杆 上配合连接有第二滑动块； 所述第二位移机构包括第 三支撑架， 所述第 三支撑架的两端分别架设在所述第 一滑动 块与第二滑动块上， 所述第三支撑架上设置有第三电机， 所述第三电机的输出端配合连接 有第三螺纹丝杆， 所述第三螺纹丝杆上配合连接有第三滑动块； 所述第三位移机构包括第 四支撑架， 所述第四支撑架固定安装在所述第三滑动块上， 所述第四支撑架上设置有第四 电机， 所述第四电机的输出端配合连接有第四螺纹丝杆， 所述第四螺纹丝杆上配合连接有 第四滑动块。 2.根据权利要求1所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述第四滑动 块上设 置有旋转台， 所述旋转台上配合连接有旋转轴， 所述旋转轴的末端配合连接有安装座， 所述 安装座的底部开设有 若干个空腔。 3.根据权利要求2所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 若干个所述空腔内均 设置有伸缩机构， 所述伸缩机构配合连接有压头， 所述伸缩机构用于沿所述空腔推出或收 回所述压头， 所述伸缩机构包括动力气缸， 所述动力气缸配合连接有推杆， 所述推杆与所述 压头固定连接 。 4.根据权利要求3所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述推杆上设置有第 一传感器， 所述第一传感器用于检测所述压头的位置与位移量， 所述压头上设置有第二传 感器， 所述第二传感器与所述动力气缸通信连接， 所述第二传感器用于检测所述压头的压 力信息。 5.根据权利要求1所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述第四滑动 块上设 置有超声波检测仪， 所述超声波检测仪用于检测待测工件矿物成分信息以及所述矿物成分 对应的位置信息 。 6.根据权利要求1所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述试验台上设置有 底板， 所述底板上阵列设置有 若干个夹紧机构， 所述夹紧机构用于 夹紧待测工件。 7.根据权利要求6所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述夹紧机构包括夹 紧座， 所述夹紧座沿周向设置有至少三组滑轨， 所述滑轨上滑动连接有电动滑 块， 所述电动 滑动内设置有滑动电机， 所述电动滑块上设置有自锁机构。 8.根据权利要求7所述的一种智能化矿物实验装置， 其特征在于： 所述滑块上设置有第 三传感器， 所述第三传感器与所述滑动电机通讯连接 。 9.一种智能化矿物实验装置的控制方法， 应用于权利要求1 ‑8任一项所述的一种智能 化矿物实验 装置， 其特 征在于， 包括如下步骤： 通过大数据网络获取不同矿物接收超声信号后所反馈的特征信 息， 并基于所述特征信 息建立特 征数据库；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114839057 A 2通过超声波检测仪对待测工件不同位置进行扫描， 并提取待测工件不同位置所反馈的 声波信号； 将所述声波信号导入所述特征数据库中， 从而获得待测工件不同位置的矿物参数信 息， 其中所述 参数信息包括矿物成分信息、 矿物成分的位置信息、 矿物成分的形状信息； 基于所述矿物参数信息规划出一个或多个测试点的位置信息； 基于所述一个或多个测试点的位置信 息生成驱动机构、 旋转台以及伸缩机构的控制信 息； 根据所述控制信息控制驱动机构、 旋转台以及伸缩机构按照预定方式运行。 10.根据权利要求9所述的一种智能化矿物实验装置的控制方法， 其特征在于， 根据所 述控制信息控制驱动机构、 旋转台以及伸缩机构按照预定方式运行， 还 包括如下步骤： 在第一预设时间内对待测工件表面施加预设变化 量的作用力； 在施加预设变化量的作用力时获取压头在各个时刻位置信 息， 并计算出在第 一预设时 间内压头的第一 位移量； 基于所述第一 位移量计算出蠕变加载弹性应 变值； 在第二预设时间后， 将作用力卸载到预设值； 获取将作用力卸载到预设值后压 头的位置信息， 并计算出压 头的第二 位移量； 基于所述第二 位移量计算出卸载弹性应 变值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114839057 A 3