本發明專利技術涉及一種多樣品環境切換的高精度互換系統，包括底板、支撐系統和控制系統，支撐系統安裝于所述底板上，控制系統位于所述支撐系統側邊外部和支撐系統中間，支撐系統上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件分別安裝在支撐系統的上部和下部，均包括驅動系統、工作臺和支撐架，工作臺安裝于所述支撐系統上，并可沿支撐系統移動；驅動系統位于所述工作臺與底板之間，用于驅動工作臺沿支撐系統的移動；支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環境的安裝固定。本發明專利技術多樣品環境切換的高精度互換系統具有可實現遠程自動切換，最大化利用束流時間，減少實驗人員實驗前準備時間，降低實驗人員輻射危害，以及操作簡單、定位精度高和承受載荷大等優點。載荷大等優點。載荷大等優點。
【技術實現步驟摘要】
一種多樣品環境切換的高精度互換系統及方法
[0001]本專利技術涉及中子束線二維移動平臺
，具體為一種多樣品環境切換的高精度互換系統及方法。
技術介紹
[0002]散裂中子源是中子散射研究和應用的大型研究平臺，對材料科學技術，物理，化學化工，資源環境，新能源，生命科學，醫藥，納米科學等諸多領域的前沿研究，和解決國家的許多重大戰略需求的關鍵問題提供先進的研究平臺。
[0003]中子散射譜儀是用于中子散射實驗的裝置，主要探測物質的微觀結構和運動。
[0004]高壓中子衍射譜儀是整合了衍射與成像兩種工作模式、配置了較為全面的專用壓力環境設備、同時具備高/低溫及磁場環境、具有一定通用性的中子粉末衍射譜儀。譜儀設計優化了中子光路設計，使譜儀具有衍射及成像兩種工作模式，能夠獲得多尺度的樣品結構信息；譜儀匹配不同壓力設備需求設計有兩個樣品環境，實現小型壓力設備大Q值覆蓋及大型壓力設備較高分辨率；譜儀利用T0斬波器及帶寬限制斬波器進行入射中子束流的快中子背底去除及中子帶寬選擇，同時通過設計斬波器降頻運行模式實現90度位置探測器d值覆蓋范圍的倍增；通過多段中子導管/準直管互換系統匹配實現衍射/成像工作模式的切換。
[0005]互換系統通過工作臺的水平移動實現樣品環境的切換。在通常譜儀實驗時，需要通過譜儀大廳的吊車、譜儀內部的吊車實現樣品環境的切換；或者先關閉中子束流，然后實驗人員打開屏蔽門并進入樣品室將樣品環境移動到其他位置，然后在將需要的樣品環境移動到實驗位置處，并進行安裝與準直操作，工作完成后，將樣品放入樣品環境中，最后離開樣品室并關閉屏蔽門。現有的設計中只有一種樣品環境。
[0006]亟需設計一種可以承載多種樣品環境并可以實現遠程自動切換的裝置，以最大程度的利用中子束流，并減少實驗人員實驗前準備的時間。
技術實現思路
[0007]本專利技術提供一種具有可實現遠程自動切換，最大化利用束流時間，減少實驗人員實驗前準備時間，降低實驗人員輻射危害，以及操作簡單、定位精度高和承受載荷大的多樣品環境切換的高精度互換系統。
[0008]為了實現上述目的，通過以下技術方案實現。
[0009]一種多樣品環境切換的高精度互換系統，包括底板、支撐系統和控制系統，所述支撐系統安裝于所述底板上，所述控制系統位于所述支撐系統側邊外部和支撐系統中間，所述支撐系統上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件分別安裝在支撐系統的上部和下部，每組樣品環境組件均包括驅動系統、工作臺和支撐架，所述工作臺安裝于所述支撐系統上，并可沿支撐系統移動；所述驅動系統位于所述工作臺與底板之間，用于驅動工作臺沿支撐系統的移動；所述支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環境的安裝固定；所述驅動系統中的
氣動或電動元器件分別與所述控制系統連接。
[0010]進一步地，所述驅動系統包括電機、聯軸器和絲桿組件，所述電機通過電機支架安裝于所述底座上，所述電機通過聯軸器與絲桿組件連接，所述絲桿組件包括絲桿，所述絲桿的兩端分別通過固定座和支撐座固定在所述底座上，所述絲桿上設有螺紋配合連接的螺母，所述螺母通過螺母座與所述工作臺連接，具體地，所述電機通過聯軸器與絲桿組件連接，通過聯軸器將電機輸出軸的動力傳遞給絲桿，驅動絲桿轉動，絲桿進而通過螺母及螺母座把動力傳遞給工作臺，實現工作臺的水平移動，也就是實現樣品環境在垂直于束線方向上的切換。
[0011]進一步地，所述絲桿通過彈性卡圈與所述固定座連接固定，便于安裝和拆卸。
[0012]進一步地，所述支撐系統包括底座和導軌組件，所述底座安裝于所述底板上，具體地，所述底座通過螺釘固定于底板上；所述導軌組件安裝于所述底座上，所述導軌組件由兩條以上平行分布并安裝在所述底座上的導軌本體構成，所述導軌組件上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件中的工作臺分別通過滑塊與導軌本體滑動連接，所述工作臺底面通過螺釘與滑塊固定連接，兩個工作臺安裝于同一導軌組件上。
[0013]進一步地，所述導軌組件由三條并行分布的導軌本體構成的三導軌結構，包括基準側導軌、第一從動側導軌和第二從動側導軌，所述基準側導軌、第一從動側導軌和第二從動側導軌從左至右依次設置。
[0014]進一步地，所述三導軌結構的安裝采用千分表進行調整第一從動側導軌和基準側導軌的平行度和直線度。
[0015]進一步地，所述控制系統包括控制器、光柵系統、限位開關以及零位開關，所述光柵系統安裝于所述工作臺側面和所述底座側面，所述限位開關和零位開關安裝于所述底座上部，并位于所述絲桿組件的兩側，所述限位開關為光電式開關，所述零位開關為機械式觸碰開關，所述工作臺底面設有分別與限位開關和零位開關相配合的限位擋塊和零位擋塊，所述光柵系統、限位開關和零位開關分別與控制器連接。限位開關采用光電式開關的形式，其安裝于所述底座的頂面上，并且與之配合的限位擋塊安裝于所述工作臺的底面上，所述限位開關起到行程限制的作用，通常情況下，在工作臺正常運行時，由光柵系統提供行程的控制，如果光柵反饋系統失效，那么工作臺在運行到指定位置時不會停止，會繼續向下運動，當擋塊運動到經過光電式開關時，光電式開關會向電機控制器發出信號，使電機停轉，防止整體運動超量程造成零部件損壞，也即是在所述工作臺移動至所述限位擋塊遮擋住限位開關的光信號時，使限位開關實現電信號的變化，并將變化的信息發送給控制器，通過控制器實現行程保護。所述零位開關安裝于所述底座上，所述工作臺底面設有零位擋塊，零位開關采用機械式觸碰開關，其安裝于底座的頂面上，與之相配合的零位擋塊安裝于工作臺的底面上，零位開關的作用是提前記錄行程兩端到零位開關的距離，當光柵系統的讀數頭或者光柵尺損壞需要更換時，，通過零位開關與零位擋塊的機械配合，以及零位開關的高重復定位精度實現讀數頭或光柵尺的快速更換，無需重新準直整個系統，只需要依靠零位開關的性能好的重復定位精度實現快速更換。
[0016]進一步地，所述光柵系統為絕對式光柵系統，包括讀數頭和光柵尺，所述讀數頭安裝于所述工作臺的側面，所述光柵尺安裝于所述底座的側面，所述控制器發送需求信息到讀數頭，指示讀數頭立即捕獲直線柵尺上的絕對位置，根據讀數頭記錄行程兩端的位置信
息，實現樣品環境的切換。絕對光柵系統的選用，測量時在標尺光柵上劃一條帶有絕對位置編碼的碼道，讀數頭通過讀取當前位置的編碼可以得到絕對位置，并通過其位置信息達到控制其行程的目的。
[0017]進一步地，所述讀數頭的線纜處安裝有坦克鏈，所述坦克鏈的彎曲半徑大于讀數頭的線纜要求的動態彎曲半徑，所述坦克鏈通過坦克鏈支架安裝在所述底座上。
[0018]一種多樣品環境切換的高精度互換方法，所述方法利用上述多樣品環境切換的高精度互換系統實現，包括如下步驟，
[0019]S1：分別在兩個支撐架上裝入第一樣品環境和第二樣品環境；
[0020]S2：當需要第一樣品環境時，控制系統向第二樣品環境中的電機發送信號，控制第二樣品環境所在的工作臺運動至遠離中心束流線的一端；
[0021]S3：第二樣品環境本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種多樣品環境切換的高精度互換系統，其特征在于：包括底板、支撐系統和控制系統，所述支撐系統安裝于所述底板上，所述控制系統位于所述支撐系統側邊外部和支撐系統中間，所述支撐系統上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件分別安裝在支撐系統的上部和下部，每組樣品環境組件均包括驅動系統、工作臺和支撐架，所述工作臺安裝于所述支撐系統上，并可沿支撐系統移動；所述驅動系統位于所述工作臺與底板之間，用于驅動工作臺沿支撐系統的移動；所述支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環境的安裝固定；所述驅動系統中的氣動或電動元器件分別與所述控制系統連接。2.根據權利要求1所述的多樣品環境切換的高精度互換系統，其特征在于，所述驅動系統包括電機、聯軸器和絲桿組件，所述電機通過電機支架安裝于所述底座上，所述電機通過聯軸器與絲桿組件連接，所述絲桿組件包括絲桿，所述絲桿的兩端分別通過固定座和支撐座固定在所述底座上，所述絲桿上設有螺紋配合連接的螺母，所述螺母通過螺母座與所述工作臺連接。3.根據權利要求2所述的多樣品環境切換的高精度互換系統，其特征在于，所述絲桿通過彈性卡圈與所述固定座連接固定。4.根據權利要求1所述的多樣品環境切換的高精度互換系統，其特征在于，所述支撐系統包括底座和導軌組件，所述底座安裝于所述底板上，所述導軌組件安裝于所述底座上，所述導軌組件由兩條以上平行分布并安裝在所述底座上的導軌本體構成，所述導軌組件上設有兩組樣品環境組件，兩組樣品環境組件中的工作臺分別通過滑塊與導軌本體滑動連接。5.根據權利要求4所述的多樣品環境切換的高精度互換系統，其特征在于，所述導軌組件由三條并行分布的導軌本體構成的三導軌結構，包括基準側導軌、第一從動側導軌和第二從動側導軌，所述基準側導軌、第一從動側導軌和第二從動側導軌從左至右依次設置。6.根據權利要求5所述的多樣品環境切換的高精度互換方法，其特征在于，所述三導軌結構的安裝采用千分表進行調整第一從動側導軌和基準側導軌的平行度和直線度。7.根據權利要求1所述的多樣品環境切換的高精度互...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李帥，康樂，楊雪峰，莊建，吳延巖，呂永佳，于永積，袁寶，李卓，鄧紅桃，崔旭，張孟晨，李松，王權權，
申請(專利權)人：中國礦業大學中國科學院高能物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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