本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，屬于巖石加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在巖石力學(xué)、地質(zhì)工程等相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐中，常常需要對(duì)巖石進(jìn)行切割以制備具有特定裂隙的巖石樣本。傳統(tǒng)的巖石切割方法通常依賴人工操作，切割精度低，效率低下，且難以保證切割的一致性和準(zhǔn)確性。隨著科學(xué)研究對(duì)巖石樣本質(zhì)量要求的不斷提高，現(xiàn)有的切割技術(shù)已無(wú)法滿足需求。同時(shí)，由于巖石的特性復(fù)雜多樣，不同巖石的切割參數(shù)難以精準(zhǔn)確定，導(dǎo)致切割過(guò)程中容易出現(xiàn)巖石破裂不均勻、裂隙不符合預(yù)期等問(wèn)題。

2、于是，有鑒于此，針對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)予以研究改良，提出一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置解決上述存在的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中巖石切割精度低、效率低以及難以精準(zhǔn)確定切割參數(shù)的問(wèn)題。

2、本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，所提出的技術(shù)方案為：一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，包括操作臺(tái)、基臺(tái)，所述操作臺(tái)底部固定安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置有盛放盤，所述盛放盤上裝有夾緊結(jié)構(gòu)，所述夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)置有四組，用于固定待切割巖石；

3、所述基臺(tái)固定安裝在所述操作臺(tái)上，所述基臺(tái)內(nèi)部設(shè)有深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，所述基臺(tái)外部設(shè)有顯示巖石圖像的顯示屏以及控制按鈕，所述基臺(tái)頂部固定安裝有兩個(gè)支撐腿，所述支撐腿分別固定安裝有激光切割裝置和相機(jī)升降裝置；

4、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)受運(yùn)動(dòng)控制模塊控制，在控制中心模塊得到停止切割的信號(hào)時(shí)，所述控制中心模塊將傳遞信息給運(yùn)動(dòng)控制模塊，以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤，將搭載在夾緊結(jié)構(gòu)上的巖石移動(dòng)至設(shè)定位置。

5、進(jìn)一步的，所述基臺(tái)內(nèi)部的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括：

6、控制中心模塊，用于對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理、訓(xùn)練以得到預(yù)測(cè)模型，提取巖石的輪廓特征和待切割輪廓信息，得到最佳預(yù)制裂隙方案，并控制激光裝置的開(kāi)啟與關(guān)閉，以及將巖石圖像和切割軌跡方案發(fā)送至圖像顯示模塊；

7、圖像采集模塊，用于控制圖像采集裝置對(duì)巖石進(jìn)行拍攝，并將生成的圖像傳送至控制中心模塊；

8、運(yùn)動(dòng)控制模塊，用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及控制激光切割裝置和相機(jī)升降裝置的移動(dòng)；圖像顯示模塊，用于接收并顯示控制中心模塊發(fā)送的巖石圖像和切割軌跡方案。

9、進(jìn)一步的，所述控制中心模塊為開(kāi)發(fā)的高集成度功能板的集成，包括計(jì)算機(jī)、工作站中的一種。

10、進(jìn)一步的，所述圖像采集模塊中的圖像采集裝置為相機(jī)、工業(yè)相機(jī)、矩陣相機(jī)、高清錄像機(jī)、高清攝像機(jī)中的一種。

11、進(jìn)一步的，所述圖像顯示模塊中的圖像顯示系統(tǒng)為顯示器、顯示屏中的一種。

12、進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊中的主控制器為開(kāi)發(fā)的高集成度功能板的集成，包括運(yùn)動(dòng)控制器、單片機(jī)中的一種。

13、進(jìn)一步的，所述深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的工作流程如下：

14、運(yùn)動(dòng)控制模塊將搭載在夾緊結(jié)構(gòu)上的巖石移動(dòng)至設(shè)定位置，并控制相機(jī)升降裝置移動(dòng)至設(shè)定焦點(diǎn)位置，所述相機(jī)升降裝置上搭載有定位圖像采集裝置和軌跡圖像采集裝置；

15、圖像采集模塊控制圖像采集裝置對(duì)巖石進(jìn)行拍攝，并將生成的圖像傳送至控制中心模塊；

16、控制中心模塊對(duì)所采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，并將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的圖像進(jìn)行訓(xùn)練，通過(guò)充分迭代得到預(yù)測(cè)模型，提取巖石的輪廓特征和待切割輪廓信息，得到最佳預(yù)制裂隙方案，并將此方案?jìng)魉椭吝\(yùn)動(dòng)控制模塊；

17、動(dòng)控制模塊根據(jù)方案控制激光切割裝置移動(dòng)至巖石對(duì)應(yīng)的切割起點(diǎn)位置，向控制中心模塊發(fā)送切割信號(hào)，控制中心模塊開(kāi)啟激光裝置，使激光切割裝置發(fā)射激光；

18、預(yù)制裂隙制備完成后，控制中心模塊傳遞信息給運(yùn)動(dòng)控制裝置，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)盤，對(duì)下一個(gè)巖石進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬并且切割，同時(shí)控制中心模塊將巖石圖像和切割軌跡方案發(fā)送至圖像顯示模塊進(jìn)行顯示。

19、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置的有益效果為：

20、1、本發(fā)明通過(guò)深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)對(duì)巖石圖像的分析和處理，能夠精確提取巖石的輪廓特征和待切割輪廓信息，制定出最佳預(yù)制裂隙方案，從而使激光切割裝置能夠按照精準(zhǔn)的軌跡進(jìn)行切割，大大提高了切割精度。

21、2、本發(fā)明的自動(dòng)切割裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作，減少了人工干預(yù)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)盤的設(shè)置使得巖石能夠快速更換，提高了切割效率。

22、3、本發(fā)明的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以通過(guò)不斷的訓(xùn)練，適應(yīng)不同類型巖石的特性，自動(dòng)調(diào)整切割參數(shù)，提高了裝置對(duì)各種巖石的適應(yīng)性。

23、4、本發(fā)明通過(guò)顯示屏顯示巖石圖像和切割軌跡方案，操作人員能夠直觀地了解切割過(guò)程和結(jié)果，便于監(jiān)控和調(diào)整。

技術(shù)特征：

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于，包括操作臺(tái)(1)、基臺(tái)(2)，所述操作臺(tái)(1)底部固定安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(8)的輸出軸固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置有盛放盤(6)，所述盛放盤(6)上裝有夾緊結(jié)構(gòu)，所述夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)置有四組，用于固定待切割巖石；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述基臺(tái)(2)內(nèi)部的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述控制中心模塊為開(kāi)發(fā)的高集成度功能板的集成，包括計(jì)算機(jī)、工作站中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述圖像采集模塊中的圖像采集裝置(4)為相機(jī)、工業(yè)相機(jī)、矩陣相機(jī)、高清錄像機(jī)、高清攝像機(jī)中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述圖像顯示模塊中的圖像顯示系統(tǒng)為顯示器、顯示屏中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述運(yùn)動(dòng)控制模塊中的主控制器為開(kāi)發(fā)的高集成度功能板的集成，包括運(yùn)動(dòng)控制器、單片機(jī)中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，其特征在于：所述深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的工作流程如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的制備裂隙巖石的自動(dòng)切割裝置，屬于巖石加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域；包括操作臺(tái)、基臺(tái)，所述操作臺(tái)底部固定安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)置有盛放盤，所述盛放盤上裝有夾緊結(jié)構(gòu)，所述夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)置有四組，用于固定待切割巖石；所述基臺(tái)固定安裝在所述操作臺(tái)上，所述基臺(tái)內(nèi)部設(shè)有深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，所述基臺(tái)外部設(shè)有顯示巖石圖像的顯示屏以及控制按鈕，所述基臺(tái)頂部固定安裝有兩個(gè)支撐腿，所述支撐腿分別固定安裝有激光切割裝置和相機(jī)升降裝置。本發(fā)明通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石輪廓特征和待切割輪廓信息的精確提取，從而制定最佳預(yù)制裂隙方案，提高切割的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：謝承煜,陳玉雯,歐陽(yáng)思宇,王煥然,胡翔,王新豐,王晉淼,石東平,王龍,賀曉龍,張孝強(qiáng),周蟄凱,孫強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湘潭大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8