一种野外地质用矿物鉴定装置及使用方法

本发明涉及矿物鉴定，尤其涉及一种野外地质用矿物鉴定装置及使用方法。

背景技术：

1、在对矿物鉴定时，首先需要对矿物进行取样，地质工作者对需要进行鉴定的矿物进行取样，随后将矿物样品携带至实验室内，通过实验室内的仪器来对矿物进行分析检测。

2、而在野外环境中，传统的采样工具通常需要人工操作，难以到达一些地形复杂的区域，如悬崖、山谷、深洞等，导致采样效率低下且存在安全隐患，同时，对于一些特殊形状和位置的矿物，人工采样难以精确获取具有代表性的样本。

3、尤其是很多现有的鉴定装置功能较为单一，仅能进行单一的采样或鉴定操作，不能在同一设备中实现切割、采样、调节等多种功能的集成，导致在野外工作时需要携带多种设备，增加了设备的重量和操作的复杂性。

4、针对上述问题，本发明提出了一种野外地质用矿物鉴定装置及使用方法。

技术实现思路

1、基于现有的自动化矿物鉴定技术问题，本发明提出了一种野外地质用矿物鉴定装置及使用方法。

2、本发明提出的一种野外地质用矿物鉴定装置，包括无人机，所述无人机的下方设置有壳体，所述壳体的本体开设有安置孔，所述安置孔的内部设置有电动伸缩杆一，所述电动伸缩杆一的上端与所述安置孔的内壁转动连接，所述电动伸缩杆一的上端表面还转动连接有电动伸缩杆二，所述电动伸缩杆二的一端内嵌在所述壳体的本体内，所述壳体的上端设置有磁铁，所述无人机的下端设置有电磁铁，所述壳体的内部设置有隔离板，所述隔离板的侧面与所述壳体的内壁固定连接，所述隔离板的轴对称位置处开设有矩形槽，所述矩形槽的下端延伸至所述隔离板的下表面，所述矩形槽的内部设置有调节机构，所述调节机构的一端设置有采样机构，所述采样机构的一侧设置有切割机构，所述切割机构位于所述隔离板的上表面，所述壳体的下端内嵌有高清摄像机；

3、所述采样机构为了实现对野外矿物采样的动作；

4、所述调节机构为了实现对所述采样机构移动的动作；

5、所述切割机构为了实现对野外矿物切割的动作。

6、优选地，所述采样机构包括液压油箱，所述液压油箱的下表面阵列设置有电动伸缩杆三，所述电动伸缩杆三的下端固定连接有液压马达，所述液压马达输出轴一端的侧面固定连接有弯管，所述弯管的内部设置有锥齿组一，所述锥齿组一的其中一个锥齿与所述液压马达的输出轴固定连接，所述弯管的一端内壁固定连接有轴承，所述弯管的一侧设置有切割片，所述切割片的一端固定连接有连接柱，所述连接柱的表面与所述锥齿组一另一个锥齿的侧面固定连接，所述连接柱的一端与所述轴承的内圈固定连接。

7、优选地，所述隔离板的下方设置有机械臂，所述机械臂的末端内嵌有双头电机，所述双头电机的两个输出轴分别固定连接有电动夹爪和液压扩张器。

8、优选地，所述调节机构包括对称设置在所述矩形槽两侧的电机二，所述电机二的下方设置有锥齿组二，所述隔离板的内部开设有与所述锥齿组二表面相适配的腔体，所述矩形槽的两侧内壁分别开设有圆柱槽，所述圆柱槽的内部设置有螺纹杆，所述螺纹杆的两端分别转动连接有轴承二，所述轴承二的外圈与所述圆柱槽的内壁固定连接，所述螺纹杆的一端延伸至所述轴承二的外侧与所述锥齿组二的其中一个锥齿固定连接。

9、优选地，所述锥齿组二的另一个锥齿与所述电机二的输出轴固定连接，每一个所述螺纹杆的表面滑动连接有两个丝杆螺母，两个所述螺纹杆相对的丝杆螺母表面与所述液压油箱的侧面固定连接，两个所述螺纹杆另一相对的丝杆螺母表面固定连接有固定箱，所述固定箱的内部设置有电动伸缩杆四，所述固定箱的下表面与所述机械臂的轴座固定连接，所述电动伸缩杆四的上端固定连接有放置盘，所述放置盘的表面放置有矿物块。

10、优选地，所述切割机构包括与所述隔离板上表面固定的u型架，所述u型架的架体内部对称开设有进气孔，每一个所述进气孔的外侧均外接有气动阀门，所述u型架的上表面设置有气缸，所述u型架的内侧面对称设置有连接管，所述连接管的内壁滑动连接有顶针，所述顶针的一端固定连接有顶块，所述u型架的上表面开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有导向轮，所述导向轮的上端与所述气缸的活塞杆固定连接，所述u型架的一侧设置有固定块，所述固定块的下表面横跨所述矩形槽与所述隔离板的上表面固定连接，所述u型架与所述固定块之间设置有卷线轮，所述卷线轮的表面缠绕有金刚石绳，所述金刚石绳的表面滑动连接有定滑轮，所述定滑轮的一侧固定连接有弹簧。

11、优选地，所述金刚石绳的表面与所述导向轮的表面滑动连接，所述弹簧的一端与所述固定块块体开设的弹簧槽内壁固定连接，所述定滑轮的一侧固定连接有伸缩杆，所述弹簧的表面与所述伸缩杆的表面活动套接，所述卷线轮的上下两端通过连接块与所述固定块的侧面固定连接，所述卷线轮的上端设置有锥齿组三，所述固定块的上表面固定连接有电机三，所述电机三的输出轴与所述锥齿组三其中一个锥齿的侧面固定连接，所述卷线轮的上端所述锥齿组三另一个锥齿的侧面固定连接。

12、优选地，所述壳体的上端内壁固定连接光源，所述壳体的内壁涂抹有铝涂层。

13、优选地，所述电动伸缩杆一的下端设置有压力传感器。

14、优选地，一种野外地质用矿物鉴定装置的使用方法，操作步骤如下：

15、步骤一、控制无人机带动壳体飞向目标鉴定区，到达目标区域后，控制电动伸缩杆二向外顶出电动伸缩杆一，位于壳体外侧的电动伸缩杆一分别伸长，直至每一个压力传感器的数值达到预先设置的范围内，各个电动伸缩杆一此时停止伸长，壳体保持稳定状态，无人机停止工作；

16、步骤二、电机二开始工作，通过锥齿组二带动螺纹杆转动，进而带动与丝杆螺母固定连接的固定箱以及液压油箱移动，直至采样机构移动至壳体下端开设的圆孔正上方，电动伸缩杆三开始伸长，带动液压马达下降与待检测矿物表面接触，同时液压马达开始工作，液压马达通过锥齿组一带动切割片高速旋转，电动伸缩杆三持续伸长，直至切割片没入矿物内的深度达到切割片最大切割深度，液压马达在电动伸缩杆三的作用下上升，液压马达停止工作；

17、步骤三、电机二反向转动，直至固定箱在丝杆螺母的作用下移动至壳体下端开设的圆孔正上方，液压扩张器在双头电机和机械臂共同调节下与被切割的矿物相互垂直，然后在高清相机的配合下机械臂带动液压扩张器的下端靠近被切割矿物的切割槽内，液压扩张器向外扩张，直至被切割的矿物与其本体之间断裂，接着双头电机旋转180度使得电动夹爪垂直被切割的矿物，直至电动夹爪将其抓起，最后机械臂带动被夹起的矿物块放置在放置盘上；

18、步骤四、进气孔外接的气动阀门打开，进气孔内进入气体，气压对顶针产生挤压，顶针在连接管的进气孔内滑动，直至两个顶块对矿物块挤压固定，电机三通过锥齿组三带动卷线轮快速旋转，同时气缸的活塞杆带动导向轮在滑槽内移动，在移动的过程中金刚石绳对矿物块进行切割，同时金刚石绳对定滑轮产生拉力，弹簧从弹簧槽内移出，直至金刚石绳完成对矿物块的切割动作。

19、本发明中的有益效果为：

20、1、通过设置无人机，能够轻松抵达野外复杂地形区域进行矿物采样，电动伸缩杆和电动伸缩杆二的组合设计，使得采样机构可以在不同角度和高度灵活调整位置，这种灵活的调节方式，能够有效克服野外地形崎岖、难以到达等问题，让采样人员可以远距离操作设备，对位于悬崖、山谷等危险或难以接近区域的矿物进行采样。

21、2、通过设置采样机构，避免了人工近距离接触危险或难以到达的采样点，操作人员无需亲自冒险进入这些复杂地形，就能实现对矿物的采样操作，极大地提高了采样的便利性和安全性；并且减少了人工挖掘、搬运等繁琐过程，显著降低了人力和时间成本，尤其是在大面积勘探和样本数量较多的情况下，能够快速获取多个样本，加快了野外工作的进度；尤其避免了人员与可能存在放射性矿物的接触，在确保采样质量的同时，最大程度地保障了操作人员的安全和健康。

22、3、通过设置切割机构，实现了对野外矿物的高效、精确、稳定的切割操作，无论是切割硬度高的岩石矿物还是形状不规则的矿物，都能通过调整各个部件的参数和状态，保证切割工作的顺利进行，并且能够适应野外复杂的地质环境和多样化的矿物特性，为野外地质采样和矿物鉴定工作带来了极大的便利和更高的工作效率。