[发明专利]一种测试岩石坚硬程度的人工智能锤及其构建方法

权利要求书

1.一种测试岩石坚硬程度的人工智能锤，其特征在于，包括：数据存储和处理模块、智能传感器模块、触发调节器和锤击模块；

所述数据存储和处理模块与智能传感器模块、触发调节器分别相连；所述触发调节器还与所述锤击模块、所述智能传感器模块分别相连；

所述触发调节器，用于调节电磁斥力和控制智能传感器模块；

所述锤击模块，用于在电磁斥力的作用下运动锤击待测岩石；

所述智能传感器模块，用于测量岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值；并将所述岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值发送至数据存储和处理模块；

所述智能传感器模块，还用于记录当所述锤击模块运动到待测岩石锤击面时的音频数据，并将音频数据传输到数据存储和处理模块；

所述智能传感器模块，还用于测量待测岩石结构表面的湿度值；并将湿度值传输到数据存储和处理模块；

所述数据存储和处理模块，用于根据智能传感器模块传送的岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值计算岩石强度R值；根据岩石强度R值判断待测岩石坚硬程度估计值Q₁；

所述数据存储和处理模块，还用于将智能传感器模块传送的音频数据和预先存储的多个不同强度级别岩石的音频数据相比对，将与所述智能传感器模块传送的音频数据相似度最高的预先存储的音频数据所对应的岩石坚硬程度作为待测岩石坚硬程度估计值Q₂；

所述数据存储和处理模块，还用于将智能传感器模块传送的湿度值与预先存储的多个不同坚硬程度的岩石湿度值比较，将与所述智能传感器模块传送的湿度值最接近的岩石湿度值所对应的岩石坚硬程度作为测岩石坚硬程度估计值Q₃；

所述数据存储和处理模块还用于根据待测岩石坚硬程度估计值Q₁、待测岩石坚硬程度估计值Q₂和待测岩石坚硬程度估计值Q₃的加权平均值计算得出待测岩石坚硬程度值Q。

2.根据权利要求1所述人工智能锤，其特征在于，

所述用于测量岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值，并将所述岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值发送至数据存储和处理模块具体为：

所述智能传感器模块，测量当所述锤击模块由起始位置到达第一位置处的速度V₁和移动位移S₁；并将速度V₁和位移S₁发送至数据存储和处理模块；

以及测量当所述锤击模块由待测岩石锤击面位置反弹到达第一位置处的速度V₂；并将速度V₂发送至数据存储和处理模块；

以及测量当所述锤击模块由第一位置反弹到最高点的反弹位移S₂；并将反弹位移S₂发送至数据存储和处理模块；

所述第一位置邻近待测岩石锤击面；

所述用于根据智能传感器模块传送的岩石锤击反弹能量损失参数数值和锤击总能量参数数值计算岩石强度R值；具体为：

所述数据存储和处理模块根据锤击模块的锤头的重量m，锤击初始能量W₀、速度V₁、移动位移S₁、速度V₂、移动位移S₂通过公式：

计算岩石强度R值；

或者所述数据存储和处理模块根据锤击模块的锤头的重量m，速度V₁、速度V₂通过公式:

计算出锤头锤击前的运动动量W₁与锤头的反弹动能W₂的差值，根据锤击初始能量W₀、锤头锤击前的运动动量W₁与锤头的反弹动能W₂的差值、移动位移S₁、移动位移S₂通过公式:

计算岩石强度R值；

所述根据岩石强度R值判断待测岩石坚硬程度估计值Q₁具体为：

所述数据存储和处理模块在预先存储的多个不同坚硬程度的岩石强度值中，筛选出岩石强度值R值最接近的岩石坚硬程度值作为待测岩石坚硬程度估计值Q₁。