[發(fā)明專利]一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110826151.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN113375971A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明忠;郝海春;王軒;楊本高;劉軍軍;唐瑞峰;溫翔越;劉依婷;葉思琪;楊釗穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/08
• 分類號(hào): G01N1/08;G01N19/00;E21B7/15
• 代理公司: 深圳智趣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44486
• 代理人: 李興生

1.一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于：包括激光發(fā)射組件、機(jī)械破巖組件和月基不同深度模擬組件，

所述機(jī)械破巖組件一端與所述激光發(fā)射組件連接，另一端設(shè)置于所述月基不同深度模擬組件上方，所述激光發(fā)射組件用于輔助所述機(jī)械破巖組件進(jìn)行破巖，

所述月基不同深度模擬組件包括真空抽取裝置、實(shí)驗(yàn)箱、樣品和壓力環(huán)境模擬裝置，

所述壓力環(huán)境模擬裝置和所述樣品設(shè)置于所述實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部，所述真空抽取裝置設(shè)置于所述實(shí)驗(yàn)箱外部，

所述壓力環(huán)境模擬裝置包括軸壓模擬裝置和圍壓模擬裝置，

所述軸壓模擬裝置設(shè)置于所述樣品上部，用于對(duì)所述樣品設(shè)置不同的軸向壓力，

所述圍壓模擬裝置設(shè)置于所述樣品側(cè)部，用于對(duì)所述樣品設(shè)置不同的圍壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述軸壓模擬裝置包括軸壓壓頭，所述軸壓壓頭與所述樣品的上部緊密貼合，所述軸壓壓頭用于控制所述樣品的軸壓值；所述圍壓模擬裝置包括液壓油，所述液壓油與所述樣品的側(cè)部緊密貼合，所述液壓油用于控制所述樣品的圍壓值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)箱包括密封件和箱體，所述樣品置于所述箱體的底部；所述密封件置于所述箱體的上部，所述密封件與所述箱體密封連接，使所述實(shí)驗(yàn)箱處于密封狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述真空裝置包括真空泵和氣體抽采管，所述氣體抽采管一端與所述真空泵的接口連接，另一端與所述實(shí)驗(yàn)箱的側(cè)壁連接，用于所述真空泵通過所述氣體抽采管將所述實(shí)驗(yàn)箱設(shè)置為真空狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射組件包括激光發(fā)生主機(jī)、光纖、激光頭，所述光纖輸入端連接所述激光發(fā)生主機(jī)，所述光纖輸出端連接所述激光頭，所述激光發(fā)生主機(jī)通過所述光纖將電能輸送到所述激光頭發(fā)射激光。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生主機(jī)包括殼體和激光控制件，所述激光控制件設(shè)置于所述殼體內(nèi)部，所述殼體用于保護(hù)所述激光控制件不受外力損壞，

所述激光控制件控制普通工作模式和脈沖工作模式兩種工作模式，

當(dāng)激光控制件設(shè)定為普通工作模式時(shí)，所述光纖輸入端接收到所述激光發(fā)生主機(jī)輸送的信號(hào)，將所述激光發(fā)生主機(jī)產(chǎn)生的激光通過所述光纖輸送至所述光纖輸出端，所述光纖輸出端將信號(hào)輸送到所述激光頭，從所述激光頭處發(fā)射激光；

當(dāng)激光控制件設(shè)定為脈沖工作模式時(shí)，所述激光發(fā)生主機(jī)設(shè)定激光的寬度值和頻率值，所述激光控制件接收到所述激光發(fā)生主機(jī)的設(shè)定信號(hào)，調(diào)節(jié)激光，所述光纖輸入端接受到輸送信號(hào)，將調(diào)節(jié)后的激光通過所述光纖輸送至所述光纖輸出端，所述光纖輸出端將信號(hào)輸送到所述激光頭，從所述激光頭處發(fā)射激光。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述激光頭設(shè)有激光發(fā)射孔和凸透鏡，所述激光發(fā)射孔設(shè)置于所述激光頭的底部，所述凸透鏡設(shè)置于所述激光發(fā)射孔的上方，激光通過所述凸透鏡，從所述激光發(fā)射孔發(fā)射，使激光聚集在所述樣品上。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述機(jī)械破巖組件包括鉆機(jī)主機(jī)、機(jī)械鉆頭、鉆桿，所述鉆機(jī)主機(jī)的接入端與所述機(jī)械鉆頭通過所述鉆桿連接，所述鉆機(jī)主機(jī)包括殼體、顯示器和鉆機(jī)控制件，所述鉆機(jī)控制件設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，所述顯示器設(shè)置在所述殼體的外表面，所述顯示器用于顯示鉆機(jī)工作狀態(tài)，所述鉆機(jī)控制件用于控制鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)深度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述機(jī)械破巖組件包括滑軌，所述滑軌置于所述鉆機(jī)主機(jī)內(nèi)部，所述滑軌與所述鉆桿嵌入連接，所述滑軌和所述鉆機(jī)控制件控制所述鉆桿豎直方向滑動(dòng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射組件包括光纖固定裝置，所述光纖固定裝置包括光纖固定桿、薄壁管、滑環(huán)和滑環(huán)固定桿，

所述光纖固定桿、所述滑環(huán)固定桿和所述光纖置于所述薄壁管的內(nèi)部，所述滑環(huán)置于所述薄壁管的外部，所述滑環(huán)連接所述薄壁管和所述鉆桿，所述滑環(huán)固定桿固定所述滑環(huán)，用于固定所述滑環(huán)靜止不動(dòng)，所述光纖固定桿固定所述光纖，使所述鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)所述光纖固定桿和所述滑環(huán)固定桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述滑環(huán)不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。