1.混凝土三维定位钻孔取样机，包括竖向定位系统、钻机、水平定位系统、机架、隔音罩以及PLC控制器，其特征在于，具体结构和连接关系为：竖向定位系统安装在机架上部，钻机安装在竖向定位系统的钻机支架上，水平定位系统安装在机架底部，竖向定位系统、钻机、水平定位系统和机架整体置于隔音罩内部，PLC控制器置于隔音罩外部，PLC控制器通过电缆与竖向定位系统和水平定位系统相连接，所述竖向定位系统由竖向伺服电机、竖向导轨、钻机支架以及联轴器构成，所述竖向导轨由竖向丝杠导轨和竖向直线导轨构成，分别安装在机架的左、右两侧，钻机支架的左端安装在竖向丝杠导轨上，钻机支架的右端安装在竖向直线导轨上，竖向伺服电机通过联轴器与竖向丝杠导轨连接，所述水平定位系统由平面导轨、试件固定台、纵向伺服电机、横向伺服电机以及联轴器构成，所述平面导轨由纵向丝杠导轨、纵向直线导轨和横向丝杠导轨构成，纵向丝杠导轨和纵向直线导轨相互平行安装在机架底部，横向丝杠导轨的左、右两端分别安装在纵向直线导轨和纵向丝杠导轨上，试件固定台安装在横向丝杠导轨上，纵向伺服电机通过联轴器与纵向丝杠导轨连接，横向伺服电机通过联轴器与横向丝杠导轨连接，所述PLC控制器上有“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”六个按键，其中，“上”和“下”键通过电缆与竖向伺服电机相连，且能够分别驱动钻头向上或向下移动，“左”和“右”键通过电缆与横向伺服电机相连，且能够分别驱动试件固定台向左或向右移动，“前”和“后”键通过电缆与纵向伺服电机相连，且能够分别驱动试件固定台向前或向后移动。

2.一种适用于权利要求1所述的混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其

特征在于，包括以下步骤：

(1)试件处理：利用磨平机将试件的取样面磨平，根据水平取样间距的要求，在试件水平取样面上设计并标记钻孔点位置，然后根据竖向取样间距的要求，确定单层竖向取样深度，每一层的中点为取样点；

(2)取样机定位参数设置：设置试件固定台的横向移动量和纵向移动量都等于水平取

样间距，设置钻机的竖向移动量等于竖向取样间距；

(3)试件安装：将试件取样面朝上安装在试件固定台上，在试件与试件固定台的缝隙处采用密封纸密封；

(4)定位钻头：将标准钻孔钻头安装至钻机，轻按或按下PLC控制器上的“左”或“右”、“前”或“后”键，驱动试件固定台沿水平横向或纵向移动，使试件取样面的标记点中心位置对准钻头；进而轻按PLC控制器上的“下”键，驱动钻机从竖向初始位置向下移动，使钻头端部恰好接触标记点中心位置；

(5)逐层钻取标记点的各层样本：i)钻孔操作，即按下“下”键，驱动钻机沿试件标记点向下钻孔，钻孔深度等于步骤(2)中设置的竖向移动量时自动停止，并弹起“下”键；ii)起钻操作，即按下“上”键，驱动钻机沿取样孔向上移动至竖向初始位置，并弹起“上”键；iii)取样操作：即利用取样刷收集试件表面、钻取孔内和钻头表面残留的该标记点第一层样本；

iv)扩孔操作，即将钻孔钻头更换为扩孔钻头，向下扩孔至原钻孔深度，再进行起钻操作，然后清除试件表面、钻孔内和钻头表面残留的粉末；v)逐层钻取各层样本：重新将扩孔钻头更换为钻孔钻头，重复上述钻孔、起钻、取样和扩孔操作，然后钻取更下一层样本，直至完成该标记点所有各层的钻取样本操作；

(6)逐一钻取其余标记点的各层样本：重复第(4)步操作，将钻头定位在下一个标记点

上；然后重复第(5)步操作，逐层钻取该标记点的所有各层的样本，重复以上过程，直至完成所有标记点的钻孔取样操作。

3.根据权利要求2所述混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其特征在于，所述试件为混凝土或砂浆试件。

4.根据权利要求2所述混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其特征在于，所述钻孔取样钻头的直径为4～8mm，扩孔钻头直径比钻孔取样钻头大2～4mm。

5.根据权利要求2所述混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其特征在于，所述标记点沿横向和纵向均匀分布，即水平取样间距相同，且标记点下面各层取样点沿竖向均匀分布，即竖向取样间距都相同。

6.根据权利要求2所述混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其特征在于，所述水平取样间距为10～20mm，竖向取样间距为6～10mm。

7.根据权利要求2所述混凝土三维定位钻孔取样机的三维定位取样方法，其特征在于，所述轻按PLC控制器上的按键，是用手指轻微按下PLC控制器上的按键，驱动钻头或试件固定台移动，一旦抬起手指，按键随即弹起，钻头或试件固定台立即停止移动；所述按下PLC控制器上的按键，是指用力按下PLC控制器上的按键，并自动锁定不能弹起，驱动钻头或试件固定台按照第(2)步中预先设置的预定行程移动一段距离，然后按键自动解锁并弹起按键； 当按下“上”键时，钻头向上移动到竖向初始位置；当按下其余按键时，钻头或试件固定台根据步骤(2)中预先设置的移动量移动相应距离。