别，得到离散的二维层片信息；
[0052]步骤3，通过路径规划程序，对所得离散的二维层片信息进行层片扫描路径的规划，根据其扫描的轮廓信息，分别规划出成形的打印路径；
[0053]步骤4，预先放置最底层试件围套24，计算机控制调整打印成型装置的打印喷头I处于相应的Z向高度，计算机依据层片扫描路径控制打印喷头I进行X、Y方向的运动，与此同时，计算机依据层片不同区域的层片信息，控制打印喷头I随着在Χ、γ方向运动的同时，将不同配比的混合材料铺设至相应区域，待相应Z向高度的层片铺设完毕，计算机继续控制打印喷头I升高至下一层片高度，进行下一层片的铺设，直至本位置试件围套24内的空间铺设完毕，再放置下一试件围套24，以此类推，再进行下一试件围套24内的铺设，最终得到岩石试件物理模型；
[0054]步骤5，将打印得到的试件模型放置于实验台26下的恒温箱27内；
[0055]步骤6，根据实验要求，在达到规定时间期限时，将试件21取出，放入试件盒35内，将试件盒35放置在实验加载装置中，计算机控制实验加载装置对试件盒35内的试件21进行相应的加载实验。
[0056]本实用新型中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
[0057]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0058]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的精神所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，包括控制装置、配料装置、打印成型装置，控制装置通过集成线分别与配料装置和打印成型装置相连，所述配料装置包括配料桶架、设置在配料桶架上的配料桶和伺服输料栗，配料桶内盛装有打印所需的混合材料，配料桶的出料口与给料管相连通，配料桶与伺服输料栗相连;打印成型装置包括打印喷头，配料桶通过给料管与打印喷头相连，打印成型装置还包括能够带动打印喷头沿X向运动的X向控制机构、沿Y向运动的Y向控制机构以及沿Z向运动的Z向控制机构，其中，X向为三维裂隙岩石材料试件的长度方向，Y向为三维裂隙岩石材料试件的宽度方向，Z向为三维裂隙岩石材料试件的高度方向。2.根据权利要求1所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述配料桶上设置有重量传感器，重量传感器与计算机相连;所述控制装置还包括控制台和计算机，计算机设置在控制台上。3.根据权利要求1所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述X向控制机构包括X向伺服电机、与X向伺服电机的输出轴相连的X向滚珠丝杠、与X向滚珠丝杠相连的X向滑板以及设置在X向滚珠丝杠一侧且与X向滑板相适配的X向导轨，X向滚珠丝杠的长度方向与X向导轨的长度方向相互平行，X向滑板沿X向导轨滑动； 所述Z向控制机构包括Z向伺服电机、与Z向伺服电机的输出轴相连的Z向滚珠丝杠、与Z向滚珠丝杠相连的Z向滑板以及与Z向滚珠丝杠的长度方向相互平行且与Z向滑板相适配的Z向导轨，Z向滑板沿Z向导轨滑动，Z向伺服电机和Z向导轨均设置在X向滑板上； 所述Y向控制机构包括Y向伺服电机、与Y向伺服电机的输出轴相连的Y向滚珠丝杠、与Y向滚珠丝杠相连的Y向滑板以及设置在Y向滚珠丝杠一侧且与Y向滑板相适配的Y向导轨，Y向滑板与打印喷头紧固相连，Y向伺服电机和Y向导轨均与Z向滑板相连； 所述打印喷头在X向控制机构、Y向控制机构及Z向控制机构的配合下逐层进行三维立体打印，实现三维裂隙岩石材料试件的快速成型。4.根据权利要求3所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述Z向导轨有两条，其分别设置在Z向滚珠丝杠的两侧;所述打印成型装置还包括X向滚珠丝杠支撑架和Z向滚珠丝杠支撑架，X向滚珠丝杠支撑架上设置有供X向滚珠丝杠穿过的X向导向环，Z向滚珠丝杠支撑架的两端分别与两条Z向导轨的顶端相连，Z向滚珠丝杠支撑架上设置有供Z向滚珠丝杠穿过的Z向导向环;所述Y向控制机构还包括Y向伺服电机定位板，Y向伺服电机定位板与Z向滑板紧固连接，Y向伺服电机和Y向导轨均设置在Y向伺服电机定位板上;所述Z向滑板的顶部设置有供给料管穿过的限位环。5.根据权利要求3所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统还包括实验装置，实验装置包括实验加载装置和实验台；实验台的顶端一侧设置有试件打印支撑机构、另一侧放置有用于盛装试件的试件盒，实验台的下方设置有恒温箱，恒温箱内盛放有已打印完的试件;所述实验加载装置包括定位底板和设置在定位底板上的X向加载机构、Y向加载机构和Z向加载机构，三维裂隙岩石材料试件打印完成后置入试件盒内，试件盒放置在定位底板的中央位置，试件盒的顶端、左端、右端、前端和后端均开设有加载孔，其中，开设在试件盒左端的加载孔的中轴线与开设在试件盒右端的加载孔的中轴线位于同一条直线上，开设在试件盒前端的加载孔的中轴线与开设在试件盒后端的加载孔的中轴线位于同一条直线上。6.根据权利要求5所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述试件打印支撑机构包括若干层自下而上依次叠放的试件围套，试件围套位于打印喷头的下方，各试件围套设置有用于放置三维裂隙岩石材料试件打印过程中各二维层片的容置腔。7.根据权利要求6所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，各所述试件围套均包括两个U型框板，两个U型框板对接配合成一个矩形框板，各U型框板的顶端均设置有U型凸楞，各U型框板的底端与U型凸楞位置相对的地方均开设有U型凹槽，U型框板的两端分别固连有定位耳板，同属一个试件围套的两个U型框板通过螺栓螺母组件紧固定位，相邻两层试件围套通过相对的U型凸楞和U型凹槽连接定位;所述实验台上设置有试件底座，试件底座的顶端设置有口字型凸楞，口字型凸楞与位于最底层的试件围套的两个U型框板的U型凹槽连接定位。8.根据权利要求5所述的一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，其特征在于，所述X向加载机构包括X向加载油缸、X向加载油缸定位座、X向挡板及X向阻力臂，X向加载油缸设置在X向加载油缸定位座上，X向挡板位于X向加载油缸定位座的对侧，X向加载油缸定位座通过多根X向支撑杆与X向挡板相连，X向阻力臂与X向挡板固连，X向加载油缸的液压杆能够穿过试件盒左端的加载孔对试件盒内的三维裂隙岩石材料试件施加X向加载力，X向阻力臂穿过试件盒右端的加载孔与试件盒内的三维裂隙岩石材料试件相接触；Y向加载机构包括Y向加载油缸、Y向加载油缸定位座、Y向挡板及Y向阻力臂，Y向加载油缸设置在Y向加载油缸定位座上，Y向挡板位于Y向加载油缸定位座的对侧，Y向加载油缸定位座通过多根Y向支撑杆与Y向挡板相连，Y向阻力臂与Y向挡板固连，Y向加载油缸的液压缸能够穿过试件盒前端的加载孔对试件盒内的三维裂隙岩石材料试件施加Y向加载力，Y向阻力臂穿过试件盒后端的加载孔与试件盒内的三维裂隙岩石材料试件相接触;Z向加载机构包括Z向加载油缸和Z向加载油缸定位座，Z向记载油缸设置在Z向加载油缸定位座上，2向加载油缸定位座位于试件盒的上方，Z向加载油缸定位座通过多根Z向支撑杆与定位底板相连，冗向加载油缸的液压杆能够穿过试件盒顶端的加载孔对试件盒内的三维裂隙岩石材料试件施加Z向加载力。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于快速成型技术的三维裂隙岩石材料试件制备系统，包括控制装置、配料装置、打印成型装置；打印成型装置包括打印喷头，配料桶通过给料管与打印喷头相连，打印成型装置还包括能够带动打印喷头沿X向运动的X向控制机构、沿Y向运动的Y向控制机构以及沿Z向运动的Z向控制机构，其中，X向为三维裂隙岩石材料试件的长度方向，Y向为三维裂隙岩石材料试件的宽度方向，Z向为三维裂隙岩石材料试件的高度方向。本实用新型能进行传统手段无法制备的复杂裂隙岩石试件模型的制备，大大降低了试件制作难度和工人劳动强度。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN205280449
【申请号】CN201521048686
【发明人】刘建康, 王冬, 蒋宇静, 王刚, 陈连军, 文志杰, 公彬
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月16日