截止到目前为止，地球表层的矿产资源已经逐渐枯竭，向地球深层探测是大势所趋，也是未来我们进行科技创新的方向。

深部岩石的物理力学以及化学生物等特性与其所处原位环境条件密切相关，取芯过程的原位环境损失将导致岩芯的理化性质和力学性质失真且不可逆转，其攻关的核心与关键是如何获取深部环境条件下的原位岩芯，并在原位保真状态下进行实时加载测试与分析。

目前的，原位保真取芯装置，利用钻具钻取岩芯后将岩芯存储在储芯管中，通过与储芯管相连的保压、保温装置来实现对岩芯原位环境的模拟。在进行岩芯钻取前，需要验证其保压能力，因而保压舱的耐压能力测试平台应运而生。

本发明旨在提供一种保真取芯器模拟测试装置智能装配平台及装配方法，使保真取芯器模拟测试装置的装配变得轻松简单，可降低劳动强度。

本实验及安装平台主要用于对多规格保真取芯器的安装及测试。该机由空心可移动扭转液压动力加持部分及空心可移动检测扭矩被动加持部分、还有八组保真取芯器水平升降平台，可移动扭转动力加持部分可实现Y、Z方向的位置对中移动调节功能（垂向可任意调节高度，前后方向可任意位置调节）；加持部分X方向通过伺服电机带动精密齿轮齿条调节。由工业计算机通过专用编程的控制软件进行调节，运动速度任意可调，也可以手控盒手动调节。

本装配平台的主要性能技术指标如下：

扭力传感器：Nm

推拉力：20kN

结构形式：卧式机架结构

试验操作高度：mm

取芯器外径范围：￠22-￠

驱动控制方式：微机控制伺服电机、伺服液压控制

试验类型：常温扭转、推、拉

过载保护：1.03％过载保护(无变形、无机械损伤)

扭力示值准确度：优于示值的±1%

分辨率：码，且全程分辨率不变

扭力值测力范围：2%～%F·S（全程不分档）

试验速度范围：0-5转/分钟满负荷无极调速

中心平行对中精度：优于0.1mm

液压恒压站：4-20兆帕

留视觉接口：配日本基恩士精度1/

旋转加持部分前后调节范围(Y向)：0±50mm

旋转加持部分上下调节范围(Z向)：0±40mm

成品库：3条

主机最大外形尺寸：约11×1.3×2.3m（长×宽×高）

其对环境也是有所要求的：、

1、室温10~35○C范围内；

2、相对湿度不大于80%；

3、周围无震动，无腐蚀性介质和无较强电磁场干扰的环境中；

4、电源电压的波动范围不应超过额定电压的±10%，频率的波动范围不应超过额定频率的2%，三相电压的不平衡电压不应超过10V；

5、在稳固的基础上正确安装，水平度不超过0.1/0.

下面给大家详细介绍一下本装配平台的主机结构

1.操作台：操作台由框架式结构，工作台与框架分三节,错位拼接而成，方便加工及运输，其上平面装有高精直线导轨，便于两个加持部分的移动调整，可通过伺服电机及齿轮齿条来完成移动位置，在平台下方装有八组保真取芯器水平升降器，每个升降托架可通过控制软件单独控制，并且升降高度可以达到完全可控，同时升降托架上装有滚轮,试样可在其上沿水平方向移动，在操作台前方下侧还有试样托架，便于试样的存放；

2.空心可移动检测扭矩被动加持部分：该平台上方左侧部分为空心可移动检测扭矩被动加持部分，整体为箱式结构,可实现X、Y、Z三个方向位置移动调节功能，在最上方上传感器座上装有可检测扭矩的扭矩传感器，可实时监测扭矩变化，扭矩传感器上装有液压夹具体，可实现对不同直径保真取芯器的夹装，夹持力度可调；传感器座下方为调整箱体,内部装有Y、Z调整方向的电机、减速机、滚珠丝杠副、直线导轨及其他连接件；后方牵引移动梁上装X方向的电机、减速机、齿轮，通过连杆与调整箱体相连，并在其中间加装了缓冲弹簧，防止在移动过程中损件试样及机件。

3.视觉对位系统：在空心可移动检测扭矩被动加持部分的侧面装有视觉对位系统，通过软件控制可实现Y、Z方向的位置对中、移动调节功能，每一个方向的位置都保证是独立的，不受其他方向力的耦合，以保证取芯器的对中，其精度可达0.1mm以内；

4.空心可移动扭转部分：在平台上方右侧为空心可移动扭转部分，采用空心减速机结构，实现空心运转，方便试样安放，配有伺服电机及行星减速机，保证减速机平稳运行，减速箱后方装有力值传感器，通过万向节连接到移动横梁上，试样安装时，可通过伺机电机动作测得试样推力或拉力值，或实现整个空心减速箱部的移动。

5.夹具体部分：由夹具体、活塞、导向板、同步装置及钳口等组成，是夹持试样的重要组成部分；钳口夹紧时油源来经进分油阀块分别进入夹具体两侧进油腔，推动活塞向中心位置移动，同时另一腔回油，并利用同步装置，使得两活塞保持同步移动，以保证夹持不同直径的试样时，都是在中心位置；当松开钳口时，通过换向阀换向，使用得回油腔变为进油腔，推动活塞向两侧移动，同时之前的进油腔变为回油腔，其内的油回到油箱内。

6.操作台：操作台装有两台工控机及显示器，分别控制视觉操做系统及试验台，同时可显示装配过程的实时扭矩或设定扭矩值，电脑软件实时显示过程曲线。过程中扭矩的变化都能够真实的反应出来，同时采集并记录、保存。

7.低频动载试验:可实现低频扭转试验：扭力、扭矩闭环控制，显示曲线。

油源系统

液压系统置于操作台里面，采用恒压站，在满足试验要求的情况下，可以最大限度的节约试验的准备时间。泵站采用伺服阀和低噪音柱塞泵，配不大于5μm精密滤油器等整套液压站；由溢流阀控制系统压力；整套系统按照节能、布局简洁的原则进行设计；

电气及软件

电气控制柜布置于操作台内，并有专门设计的操作面板使各类操作一目了然。电气元器件采用知名品牌，性能稳定，质量可靠。操作按钮为24V弱电控制，保证了操作人员的安全，全数字闭环测控系统具有许多先进的特性和技术创新。

控制系统

a.实现了扭矩、试验进程的闭环控制；

b.数据采集系统由13路高精准24位A/D转换通道组成。最高分辨率达1/，全程不分档；

c.选用BB、AD、Xilinx等原装名牌集成器件，全数字化设计；

d.电子测量系统无电位器等模拟元件，保证互换性，方便维修更换。

e.计算机控制系统，具有集成度高、性能稳定、调整方便等优点。可以对实验数据进行实时采集，对实验特性曲线实现实时动态显示，试验数据文件能以Access常用数据库或SQLserve大型数据库的方式保存，方便实现客户的资源共享及网络管理，以及用户的再分析。对于用户自定义的各种报表，该软件可轻松实现访问，解决了不同用户或同一用户在不同时期对试验报表

不同需要的难题。该软件可处理试验力、位移、时间的原始数据及由此派生的曲线。

f.保护功能:该机具有软件和机械两种限位保护方式,超过最大负荷自动停机的比例可动态设定;具有过流、过压、过载等多种保护功能。

g.批量试验可实现曲线的分层次显示，曲线自动跟随。

h.该软件可实现用户自定义的速度设定，还可实现高精度的速度标定，随时调整速度档位和编码。

i.监测试验过程：对试验过程中曲线多种参数可实现实时显示。

j.软件权限分级管理功能：为了提高软件及数据的安全性，该软件可以通过设置不同的密码保护来实现分权限管理功能。

k.曲线、数据显示、存储、分析及打印。