[发明专利]一种模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置及其方法

权利要求书

1.一种模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置，其特征在于，包括：岩芯筒、拟月真空模块、微波模块、钻进模块和数据获取模块；

所述岩芯筒内放置待破碎的岩石；

所述拟月真空模块设置在岩芯筒上，用于将岩芯筒内抽成真空以模拟月基环境；

所述微波模块设置在岩芯筒外侧，用于产生微波和向待测岩石发射微波以辅助钻进模块对岩石进行取样；

所述钻进模块穿过岩芯筒对岩芯筒内的岩石进行钻进取样；

所述数据获取模块包括设置在岩芯筒内的传感器以及与之信号连接的工作站，用于实时监控岩石状态；

所述钻进模块包括设置在岩芯筒内的切削齿和驱动切削齿破碎岩石的钻机，钻机穿过岩芯筒驱动切削齿，钻机与岩芯筒设置有密封结构保持岩芯筒密封；

所述微波模块包括设置在岩芯筒外用于产生微波的磁控管，磁控管通过同轴波导将微波传送给微波馈口，微波馈口正对岩石取样处用于向岩石射出微波，同轴波导穿过岩芯筒传递微波，同轴波导与岩芯筒之间设置有密封结构保持岩芯筒密封；

所述磁控管通过矩形波导与环形器的输入口连接，环形器的输出口与同轴波导连接，同轴波导通过波导转换器转换微波的传输方向后传入岩芯筒内与微波馈口连接，所述磁控管外设置有冷却器，环形器的下方连接水负载以吸收多余的微波；

所述切削齿为圆环形，微波馈口设置在切削齿的中心；

所述同轴波导与微波馈口连接段设置有伸缩装置，使该段同轴波导带着微波馈口伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置，其特征在于：所述冷却器和水负载采用水冷结构。

3.根据权利要求1所述的一种模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置，其特征在于：所述传感器包括外热成像仪和高清镜头。

4.根据权利要求1所述的一种模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置，其特征在于：所述数据获取模块还包括岩芯筒外壁设置的发射模块，用于将传感器的信号发射至工作站。

5.基于权利要求1至4中任一权利要求所述模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩装置的模拟月基环境钻进过程微波辅助破岩方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将岩石放在岩芯筒内，接通电源，调节钻机与被钻岩石的位置，使切削齿和微波馈口正对岩石钻取处，启动拟月真空模块将岩芯筒内抽成真空模拟月基环境；

S2，打开冷却器和水负载，启动微波模块，发射微波作用岩石；

S3，启动钻机模块，进行钻进，并同步开启数据采集模块；

S4，当达到目标岩石时，停止微波作用，并通过伸缩装置提升微波馈口，避免影响样品获取；

S5，钻进模块进行取芯作业，获取目标岩芯，并提升出岩芯筒外；

S6，关闭电源，检查设备，重复上一阶段操作，进行下一次试验。