(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211111350.6 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号 (72)发明人 金国　王珺琰　崔秀芳　赵耀　 张野　刘二宝　杨雨云　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 陈雪梅 (51)Int.Cl. G01D 21/00(2006.01) B22F 12/00(2021.01) B22F 12/90(2021.01) B29C 64/20(2017.01)B33Y 30/00(2015.01) B23K 26/34(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增 材修复试验 装置 (57)摘要 海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增 材修复试验装置， 本发明为了解决现有的水下激 光增材修复模拟试验装置存在对实际的极端海 洋环境因素考量与耦合性不足的问题。 本发明水 下变压增材修复试验装置中的主水箱呈凹字形 空腔结构， 主水箱的内凹处形成第一腔室， 主水 箱的内部空腔形成第二腔室， 第一腔室和第二腔 室的侧壁上设置有补水 ‑排水喷嘴组； 水压模拟 调节系统包括耐压密封舱、 过渡舱、 两个高压储 气罐和进排气喷嘴等， 三向移动手臂设置在耐压 密封舱的顶 壁上， 水下激光枪头固定在三向移动 手臂上并位于待修复工件上方。 本发 明能实现海 水环境的影 响因素可控调节， 从而在实验室条件 下实现模拟环境下多种极端工况下的水下激光 增材修复模拟试验。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115388933 A 2022.11.25 CN 115388933 A 1.海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于该水下变压 增材修复试验装置包括水压模拟调节系统(20)、 水下专用激光增材修复系统(30)、 溶液自 动供给调节系统(40)和非稳态振动平台(11)； 其中所述的溶液自动供给调节系统(40)包括 主水箱(41)、 两个补排水箱和阀门(43)， 主水箱(41)放置在耐压密封舱(21)中， 补排水箱分 成上层补排水箱(42 ‑1)和下层补排水箱(42 ‑2)， 主水箱(41)呈凹字形空腔结构， 主水箱 (41)的内凹处形成第一腔室， 主水箱(41)的内部空腔形成第二腔室， 在第一腔室 的侧壁上 设置有一号补水 ‑排水喷嘴组(43 ‑5)， 一号补水 ‑排水喷嘴组(43 ‑5)中的喷嘴分别通过管路 与上层补排水箱(42 ‑1)相连通； 在第二腔室的侧壁上设置有二号补水 ‑排水喷嘴组(43 ‑6)， 二号补水 ‑排水喷嘴组(43 ‑6)中的喷嘴分别通过管路与下层补排水箱(42 ‑2)相连通， 各喷 嘴与补排水箱连通的管路上均设置有阀门(43)； 水压模拟调节系统(20)包括耐压密封舱(21)、 过渡舱(22)、 两个高压储气罐、 两个压力 调节控制器、 进气喷嘴(28)和排气喷嘴(29)， 在耐压密封舱(21)的顶壁上设置有伺服电动 夹爪(80)， 过渡舱(22)横置在耐压密封舱(21)的侧壁上， 第二高压储气罐(24)通过气管与 过渡舱(22)相连通， 在气管上设置有第二压力调节控制器(26)， 进气喷嘴(28)和排气喷嘴 (29)设置在耐压密封舱(21)中， 进气喷嘴(28)通过连接管与第一高压储气罐(23)相连通， 在连接管 上设置有第一压力调节控制器(25)和气流 流速控制仪(27)； 水下专用激光增材修复系统(30)包括激光器(31)、 水下激光枪头(33)和移动手臂 (50)， 激光器(31)通过耐压光纤与水下激光枪头(33)相连， 移动手臂(50)设置在耐压密封 舱(21)的顶壁上， 水 下激光枪头(33)固定在移动手臂(5 0)上并位于待修复工件(6 0)上方； 耐压密封舱(2 1)设置在多向非稳态振动平台(11)上， 通过夹持工作台(12)夹固待修复 工件(60)。 2.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于在主水箱(41)的第一腔室中还设置有水质盐度检测 探头(44)和实时水位检测 探头(45)。 3.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于在主水箱(41)的第二腔室中还设置有实时测温探 头(46)和温度调控 模块(47)。 4.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于上层 补排水箱(42 ‑1)与水环境检测集中控制柜(49)相连通。 5.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于在主水箱(41)的第一腔室中设置有高速摄 像机(71)。 6.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于在耐压密封舱(21)的顶壁设置有滑轨， 伺服电动夹爪(80)与该滑轨滑动连接 。 7.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于在移动手臂(5 0)上还设置有红外测温仪(34)。 8.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于上层 补排水箱(42 ‑1)和下层 补排水箱(42 ‑2)中分别设置有温控调节器(42 ‑3)。 9.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于移动手臂(50)包括X 向导向组件(51)、 Y向导向组件(52)和Z向组件(53)， X 向导 向组件(51)由X向滑轨(51 ‑1)、 X向移动块(51 ‑3)、 X向电机(51 ‑2)和第一丝杆组成， X向滑轨权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115388933 A 2(51‑1)垂直设置， X 向移动块(51 ‑3)套设在第一丝杆上， 第一丝杆由X 向电机(51 ‑2)驱动带 动X向移动块(51 ‑3)在X向滑轨(51 ‑1)上移动， Y向导向组件(52)水平设置并固定在X向移动 块(51‑3)上； Y向导向组件(52)由Y向滑轨(52 ‑1)、 Y向移动块(52 ‑3)、 Y向电机(52 ‑2)和第二 丝杆组成， Y向移动块(52 ‑3)套设在第二丝杆上， 第二丝杆由Y向电机(52 ‑2)驱动带动Y向移 动块(52‑3)在Y向滑轨(52 ‑1)上移动， Z向组件(53)安装在Y向移动块(52 ‑3)上， 水下激光枪 头(33)安装在Z向组件(5 3)上。 10.根据权利要求1所述的海洋宽温域非稳态模拟环境下水下变压增材修复试验装置， 其特征在于夹持工作台(12)包括固定板(13)、 移动板(14)、 电动推杆(15)和底座(16)， 在底 座(16)上设置固定板(13)、 移动板(14)、 电动推杆(15)和底座(16)， 电动推杆(15)与移动板 (14)相连， 待修复工件(6 0)夹固在固定 板(13)和移动板(14)之间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115388933 A 3