[发明专利]一种模拟月球环境下的切削试验装置

权利要求书

1.一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于包括：真空泵(1)、真空罐(2)、真空罐盖(3)、动密封(4)、钻进驱动装置(5)、测量芯片(6)、钻具(7)、钻具支撑台架(8)、数据采集系统(9)、控制计算机(10)、观察窗(11)、静密封(12)、温度传感器(13)、钻进负载(14)、加热及恒温装置(15)和支撑平台(16)，真空泵(1)与真空罐(2)安装在支撑平台(17)上，真空泵(1)与真空罐(2)相连接为真空罐(2)提供真空动力源，真空罐盖(3)通过铰链结构安装在真空罐(2)顶部，钻进负载(14)设置在真空罐(2)中用于模拟月面月壤和岩石，钻具(7)固定在钻具支撑台架(8)上，钻具(7)的下端穿过真空罐盖(3)并深入真空罐(2)内的钻进负载(14)中，动密封(4)用于钻具(7)与真空罐盖(3)之间的密封，钻进驱动装置(5)安装在钻具(7)的顶部用于为钻具(7)提供驱动力，钻具(7)和钻进负载(14)中均安装有温度传感器(13)，钻进驱动装置(5)中安装有测量芯片(6)用于采集钻具(7)中温度传感器(13)的测量信号，观察窗(11)通过静密封(12)安装在真空罐(2)的罐体上用于观测真空罐(2)内的切削进程，加热及恒温装置(16)安装在真空罐(2)底部用于控制真空罐(2)内的温度，安装在钻进负载(14)中的温度传感器(13)输出的测量信号由数据采集系统(9)进行实时采集，安装在钻具(7)中的温度传感器(13)输出的测量信号由钻进测量芯片(6)进行实时采集，控制计算机(10)用于对测量芯片(6)和数据采集系统(9)采集的测量信号进行处理、用于对加热及恒温装置(16)和钻进驱动装置(5)进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于：所述钻具(7)由钻头(18)、中空的螺旋钻杆(19)、中空的光轴钻杆(21)和耐高温套(22)组成，钻头(18)安装在螺旋钻杆(19)的一端，螺旋钻杆(19)的另一端与光轴钻杆(21)的一端相连接，光轴钻杆(21)的另一端与钻进驱动装置(5)相连接，中空的螺旋钻杆(19)深入钻进负载(14)中，耐高温套(22)安装在中空的螺旋钻杆(19)与中空的光轴钻杆(21)中并留有间隙从而形成温度传感器导线槽(20)，钻头(18)的切削刃位置布置有温度传感器，中空的光轴钻杆(21)与真空罐盖(3)之间通过动密封(4)进行密封。

3.根据权利要求2所述的一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于：所述钻头(18)采用钢材料作为基体，铜焊两排硬质合金柱作为切削刃，切削刃位置布置有温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于：所述动密封(4)采用磁流体动密封。

5.根据权利要求1所述的一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于：所述钻进驱动装置(5)采用步进电机。

6.根据权利要求1所述的一种模拟月球环境下的切削试验装置，其特征在于：所述钻进负载(14)由模拟月壤(23)、月壤筒(24)、台钳(25)和岩石(26)组成，月壤筒(24)中盛放模拟月壤(23)和岩石(26)，月壤筒(29)底部安装有台钳(25)用于夹住岩石(26)。