[发明专利]野外岩芯风化层自动识别与剥离装置及方法

权利要求书

1.一种野外岩芯风化层自动识别与剥离装置，其特征在于，所述野外岩芯风化层自动识别与剥离装置包括：作业空间系统和主控系统；所述作业空间系统包括图像采集系统、切割工作系统、岩芯固定系统和激光定位系统；其中，

所述岩芯固定系统用于对岩芯进行固定；

所述激光定位系统用于给所述岩芯和所述岩芯固定系统进行定位以获取所述岩芯的坐标值数据和所述岩芯固定系统的坐标值数据，并发送给主控系统；

所述图像采集系统包括能够对所述岩芯进行图像采集和元素面扫描的双模扫描摄像机，所述双模扫描摄像机包括：外筒、XRF分析仪单元、旋转件、聚焦镜头、标准镜头、图像采集单元和驱动所述旋转件进行转动的旋转驱动机构，所述XRF分析单元设置在所述外筒中，所述聚焦镜头、所述图像采集单元和所述标准镜头安装在所述旋转件上，所述聚焦镜头能与所述XRF分析单元相配合使用以对岩芯进行元素分布扫描，所述标准镜头和所述图像采集单元相配合使用以对岩芯进行图像采集，所述聚焦镜头、所述标准镜头与所述旋转件的转动轴距离相同，所述旋转驱动机构能驱动所述旋转件进行转动以使所述聚焦镜头和所述标准镜头分别能够转动至同一工作位置；所述图像采集系统用于将通过所述标准镜头和所述图像采集单元对岩芯采集的扫描图像数据一和通过所述聚焦镜头和所述XRF分析仪单元采集的扫描图像数据二发送给所述主控系统；

所述主控系统用于根据所述岩芯的坐标值数据、所述岩芯固定系统的坐标值数据、扫描图像数据一和扫描图像数据二得到包括切割路径和刀具选择的切割指令，并将所述切割指令发送给所述切割工作系统，所述切割路径为岩芯风化层和原岩层之间的界限；

所述切割工作系统包括多个不同的刀具，所述切割工作系统用于接收所述主控系统的切割指令，并根据所述切割指令选择合适的刀具对所述岩芯按照所述切割路径进行切割。

2.根据权利要求1所述的野外岩芯风化层自动识别与剥离装置，其特征在于，所述主控系统包括色域度识别模块和脆性指数计算模块；

所述色域度识别模块用于对所述扫描图像数据一进行颜色鉴定，以确定出风化层和原岩层的界限，进而计算出刀具的切割路径；

所述脆性指数计算模块用于根据扫描图像数据二中的元素含量数据计算出岩芯的脆性指数，基于岩芯的脆性指数确定刀具选择。

3.根据权利要求1所述的野外岩芯风化层自动识别与剥离装置，其特征在于，所述岩芯固定系统包括：切割台座和岩芯固定装置；

所述切割台座包括水平放置的置样盒，所述置样盒为长方体状；

所述岩芯固定装置设置在所述置样盒的底部，所述岩芯固定装置包括固样器；拧设在固定器的相对方向的侧壁上的固定杆，所述固定杆具有螺纹；拧设在所述固定杆上的调节旋钮；所述固定杆至少为四个，分别用于抵住所述岩芯的上下左右四个方位以对所述岩芯进行固定。

4.根据权利要求3所述的野外岩芯风化层自动识别与剥离装置，其特征在于，所述激光定位系统包括：位于所述岩芯固定系统上方的激光空间发射器和光电二极管，所述激光空间发射器用于向所述岩芯固定系统发射激光信号，所述光电二极管用于接收经过所述岩芯固定系统反射的激光信号；设置在置样盒的四个角的激光空间发射器组，所述激光空间发射器组与所述激光空间发射器、所述光电二极管配合使用，所述光电二极管还用于接收所述激光空间发射器组发射的激光信号，所述激光空间发射器组、所述激光空间发射器和所述光电二极管与所述主控系统相电性连接，以将置样盒的其中一个角处的所述激光空间发射器组的位置确定为坐标系原点，建立由X轴和Y轴相垂直的工作三维平面坐标系。

5.根据权利要求1所述的野外岩芯风化层自动识别与剥离装置，其特征在于，所述双模扫描摄像机的工作过程包括：利用所述标准镜头和所述聚焦镜头中位于工作位置的镜头先进行对所述岩芯进行扫描，再转动所述旋转件，将另一个镜头转动至工作位置，之后利用位于工作位置的另一个镜头对所述岩芯进行扫描。