1.一种基于激光测位系统的全自动大型三轴试样击实装置,用于大型三轴试验中三轴试样制备时的击实工作,其特征在于,所述的击实装置主要包括激光测位系统和击实系统;所述的激光测位系统(100)包括伺服电机(101)、传动轴(102)、齿轮(103)、可伸缩脚架(104)、限位板(105)、激光位移传感器(106);所述的可伸缩脚架(104)包括多个顶部水平框架和对应数量的下方垂直框架;所述伺服电机(101)通过传动轴(102)与位于其下方的齿轮(103)相连,用以驱动齿轮(103)转动;所述限位板(105)固定在可伸缩脚架(104)垂直框架的中上位置,限位板(105)中心开洞且洞口边缘设置用于与限位齿轮(202)配合的锯齿结构,限位板(105)上表面与齿轮(103)的上表面应位于同一平面上且二者厚度相同;所述可伸缩脚架(104)顶部中心位置与伺服电机(101)尾部相连;所述激光位移传感器(106)共设置四个,等角度间距固定在限位板(105)下表面边缘处,用于实时测量试样表面距离承模桶底面的高度,其中待击实试样置于承模桶内;所述的伺服电机(101)、激光位移传感器(106)、电机(203)均与工控机相连;所述的击实系统(200)包括限位轴(201)、限位齿轮(202)、电机(203)、牵引索(204)、击实轴(205)、击实锤(206)、击实板(207);所述限位齿轮(202)套在限位轴(201)的上端,二者协同作用,控制整个击实系统的位置移动;所述电机(203)的顶面与限位轴(201)的下端相连接,电机(203)的底面与击实轴(205)的顶端相连接;所述击实锤(206)中间位置设有通孔,套在击实轴(205)上且可沿击实轴(205)自由移动;所述击实板(207)焊接在击实轴(205)的底端,击实板(207)的直径应大于承模桶的内侧底面的半径;所述击实锤(206)左右两侧上表面对称位置处开洞,用于固定牵引索(204);牵引索(204)左右两侧各一条,一端绑扎在电机(203)齿轮上,另一端固定于击实锤(206)侧开洞处,用于牵引击实锤(206)上下移动以敲击击实板(207);所述的击实系统(200),其限位齿轮(202)恰好卡在激光测位系统中齿轮(103)和限位板(105)中心开口处锯齿,假设限位齿轮(202)的半径为 ,齿轮(103)的半径为 ,则限位板(105)中心的圆孔半径为 ,使得二者成为一个协同工作的整体;可伸缩脚架(104)固定在放置有待击实试样的承模桶开口处,并保证击实板(207)底面水平。
2.一种基于激光测位系统的全自动大型三轴试样击实装置的使用方法,基于权利要求1所述的击实装置实现,其特征在于,包括以下步骤:第一步,组装完成全自动大型三轴试样击实装置,将可伸缩脚架(104)固定在未盛有需击实试样的承模桶开口处,再将伺服电机(101)控制线、激光位移传感器(106)的控制线、电机(203)的控制线与工控机相连;第二步,先采集初始状态时激光位移传感器(106)测量的距离承模桶底面的距离 ,之后填入土样,假设此时需将土样击实成厚度为 的,则此时控制系统计算出激光位移传感器(106)所应测得的距离为: 通过工控机实时采集激光位移传感器(106)测量的距离击实试样上表面的距离,此数据以电信号的形式通过数据线传输至工控机:工控机接收激光位移传感器(106)所传输的电信号后,判断激光位移传感器(106)测量的距离击实试样上表面的距离是否大于L;若大于L,则先控制电机(203)在初始位置工作,此时,工控机传输电信号至电机(203),控制电机(203)通过转动收紧或放松牵引索(204)牵引击实锤(206)沿击实轴(205)上下移动敲击击实板(207),击实板(207)通过被击实锤(206)不断冲击达到击实试样的目的;在此过程中,工控机持续不断地收集激光位移传感器(106)测量的距离击实试样上表面的距离的电信号,待激光位移传感器(106)反馈的距离为 时,工控机给电机(203)发出停止工作的电信号,控制电机(203)在此位置上停止工作;第三步,工控机给伺服电机(101)发出开始工作的电信号,控制伺服电机(101)转动,伺服电机(101)轴承转动带动齿轮(103)转动,齿轮(103)与限位齿轮(202)紧密嵌合,带动限位齿轮(202)转动,从而移动击实系统(200)到下一位置;之后,工控机给伺服电机(101)发出开始工作的电信号,伺服电机(101)停止工作,使得击实系统(200)停止在新的位置;工控机给电机(203)发出开始工作的电信号,控制电机(203)转动,电机(203)通过转动收紧或放松牵引索(204)牵引击实锤(206)沿击实轴(205)上下移动以击实土样,待激光位移传感器(106)反馈的距离为 时,工控机给电机(203)发出停止工作的电信号,控制电机(203)在此位置上停止工作;第四步,工控机控制伺服电机(101)工作,通过转动齿轮(103)带动限位齿轮(202)转动,从而继续移动击实系统(200)到下一位置;重复上述的击实过程,直至所有位移传感器反馈的距离都为L时,完成本次击实。