[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

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• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113375971A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）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（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01N19/00;E21B7/15
• 代理公司: 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 李興生

本發(fā)明提供了一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，包括激光發(fā)射組件、機械破巖組件和月基不同深度模擬組件，月基不同深度模擬組件包括真空抽取裝置、實驗箱、樣品和壓力環(huán)境模擬裝置，壓力環(huán)境模擬裝置包括軸壓模擬裝置和圍壓模擬裝置，軸壓模擬裝置設置于樣品上部，用于對樣品設置不同的軸向壓力，圍壓模擬裝置設置于樣品側部，用于對樣品設置不同的圍壓。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過激光發(fā)射組件、機械破巖組件和月基不同深度模擬組件之間的相互配合，在地球上能夠模擬鉆進過程的激光輔助破巖在不同深度月基環(huán)境下的工作狀態(tài)，便于研究改進月球鉆進設備，提高鉆進設備的效率、精度、壽命等性能。

技術領域

本發(fā)明屬于深空探測技術領域，具體涉及一種利用激光作用在模擬月基環(huán)境下進行不同深度輔助破巖的裝置。

背景技術

月球作為地球唯一的天然衛(wèi)星和最近的天體，隨著地球資源與地面空間開發(fā)利用的日益緊張，開展月球地下空間勘探開發(fā)及月球資源探測利用成為主流趨勢。通過鉆進取芯來獲取月巖樣品進行研究是了解月壤、月巖的物理力學性質，進一步形成月球礦產資源勘探、采礦等一系列深空資源開發(fā)的基礎，目前對于月球表面晝夜溫差大、真空、低重力等極端環(huán)境下進行鉆取月球樣品的技術和設備仍需要進行研究與探索。

在現(xiàn)有技術中，大多是采用同一深度機械破巖設備，但是在月球環(huán)境下存在不同的深度環(huán)境，不同的深度環(huán)境對月球樣品產生的壓力大小不同，此技術方案僅僅在同一深度環(huán)境下進行月球樣品鉆取，無法得到不同壓力的鉆取情況，使實驗數據的局限、單一，缺乏準確性和可靠性。其次，月球環(huán)境不同于地球環(huán)境，存在微重力、超真空、極大溫差等極端環(huán)境的影響，使得在月球環(huán)境下，機械鉆進設備的大小，鉆進設備的功率和鉆桿更換都存在限制，導致鉆進設備效率低、壽命短以及精度低等問題。

為此，研究一種利用激光作用在模擬月基環(huán)境下進行不同深度輔助破巖的裝置，在發(fā)射前在地球上模擬不同深度月基環(huán)境進行月球鉆進、沖擊等采樣設備的性能測試，便于科學家研究不同深度月球鉆進中遇到的問題，降低鉆進設備采樣時出現(xiàn)事故的概率，同時降低破巖難度，減少機械磨損，節(jié)約破巖能源，提高破巖效率和精度成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明提出了一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置。

具體通過以下技術方案實現(xiàn)：

在一個具體實施例中，一種模擬月基環(huán)境下不同深度激光輔助破巖裝置，包括激光發(fā)射組件、機械破巖組件和月基不同深度模擬組件，

所述機械破巖組件一端與所述激光發(fā)射組件連接，另一端設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械破巖組件進行破巖，

所述月基不同深度模擬組件包括真空抽取裝置、實驗箱、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置于所述實驗箱內部，所述真空抽取裝置設置于所述實驗箱外部，

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置于所述樣品上部，用于對所述樣品設置不同的軸向壓力，

所述圍壓模擬裝置設置于所述樣品側部，用于對所述樣品設置不同的圍壓。

在一個具體實施例中，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部緊密貼合，所述液壓油用于控制所述樣品的圍壓值。

在一個具體實施例中，所述實驗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，使所述實驗箱處于密封狀態(tài)。