[發(fā)明專利]一種多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)及方法

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• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112816507A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 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(quán)權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國礦業(yè)大學(xué);中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N35/00
• 代理公司: 廣東勤諾律師事務(wù)所 44595
• 代理人: 張雪華

1.一種多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于：包括底板、支撐系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述支撐系統(tǒng)安裝于所述底板上，所述控制系統(tǒng)位于所述支撐系統(tǒng)側(cè)邊外部和支撐系統(tǒng)中間，所述支撐系統(tǒng)上設(shè)有兩組樣品環(huán)境組件，兩組樣品環(huán)境組件分別安裝在支撐系統(tǒng)的上部和下部，每組樣品環(huán)境組件均包括驅(qū)動系統(tǒng)、工作臺和支撐架，所述工作臺安裝于所述支撐系統(tǒng)上，并可沿支撐系統(tǒng)移動；所述驅(qū)動系統(tǒng)位于所述工作臺與底板之間，用于驅(qū)動工作臺沿支撐系統(tǒng)的移動；所述支撐架安裝于工作臺上，用于樣品環(huán)境的安裝固定；所述驅(qū)動系統(tǒng)中的氣動或電動元器件分別與所述控制系統(tǒng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括電機、聯(lián)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(lián)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(shè)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(jù)權(quán)利要求2所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，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(jù)權(quán)利要求1所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐系統(tǒng)包括底座和導(dǎo)軌組件，所述底座安裝于所述底板上，所述導(dǎo)軌組件安裝于所述底座上，所述導(dǎo)軌組件由兩條以上平行分布并安裝在所述底座上的導(dǎo)軌本體構(gòu)成，所述導(dǎo)軌組件上設(shè)有兩組樣品環(huán)境組件，兩組樣品環(huán)境組件中的工作臺分別通過滑塊與導(dǎo)軌本體滑動連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)軌組件由三條并行分布的導(dǎo)軌本體構(gòu)成的三導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，包括基準側(cè)導(dǎo)軌、第一從動側(cè)導(dǎo)軌和第二從動側(cè)導(dǎo)軌，所述基準側(cè)導(dǎo)軌、第一從動側(cè)導(dǎo)軌和第二從動側(cè)導(dǎo)軌從左至右依次設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換方法，其特征在于，所述三導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的安裝采用千分表進行調(diào)整第一從動側(cè)導(dǎo)軌和基準側(cè)導(dǎo)軌的平行度和直線度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括控制器、光柵系統(tǒng)、限位開關(guān)以及零位開關(guān)，所述光柵系統(tǒng)安裝于所述工作臺側(cè)面和所述底座側(cè)面，所述限位開關(guān)和零位開關(guān)安裝于所述底座上部，并位于所述絲桿組件的兩側(cè)，所述限位開關(guān)為光電式開關(guān)，所述零位開關(guān)為機械式觸碰開關(guān)，所述工作臺底面設(shè)有分別與限位開關(guān)和零位開關(guān)相配合的限位擋塊和零位擋塊，所述光柵系統(tǒng)、限位開關(guān)和零位開關(guān)分別與控制器連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵系統(tǒng)為絕對式光柵系統(tǒng)，包括讀數(shù)頭和光柵尺，所述讀數(shù)頭安裝于所述工作臺的側(cè)面，所述光柵尺安裝于所述底座的側(cè)面，所述控制器發(fā)送需求信息到讀數(shù)頭，指示讀數(shù)頭立即捕獲直線柵尺上的絕對位置，根據(jù)讀數(shù)頭記錄行程兩端的位置信息，實現(xiàn)樣品環(huán)境的切換。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)，其特征在于，所述讀數(shù)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(shù)頭的線纜要求的動態(tài)彎曲半徑，所述坦克鏈通過坦克鏈支架安裝在所述底座上。

10.一種多樣品環(huán)境切換的高精度互換方法，其特征在于，所述方法利用權(quán)利要求1至8任一項權(quán)利要求所述多樣品環(huán)境切換的高精度互換系統(tǒng)實現(xiàn)，包括如下步驟，

S1：分別在兩個支撐架上裝入第一樣品環(huán)境和第二樣品環(huán)境；

S2：當需要第一樣品環(huán)境時，控制系統(tǒng)向第二樣品環(huán)境中的電機發(fā)送信號，控制第二樣品環(huán)境所在的工作臺運動至遠離中心束流線的一端；

S3：第二樣品環(huán)境到達指定位置后，控制系統(tǒng)向第一樣品環(huán)境中的電機發(fā)送信號，控制第一樣品環(huán)境所在工作臺運動至中心束流線處，第一樣品環(huán)境到達指定位置后，在第一樣品環(huán)境中進行實驗；

S4：當需要第二樣品環(huán)境時，控制系統(tǒng)向第一樣品環(huán)境中的電機發(fā)送信號，控制第一樣品環(huán)境所在的工作臺運動至遠離中心束流線的一端；

S5：第一樣品環(huán)境到達指定位置后，控制系統(tǒng)向第二樣品環(huán)境中的電機發(fā)送信號，控制第二樣品環(huán)境所在工作臺運動至中心束流線處，第二樣品環(huán)境到達指定位置后開始在第二樣品環(huán)境中進行實驗。