一种中子光阑水平切换机构的制作方法

1.本实用新型涉及中子散射技术领域，尤其涉及一种中子光阑水平切换机构。


背景技术：

2.小角中子散射是一种利用严格准直的中子束流研究物质内部微观尺度结构的实验平台，在新药开发、新能源、新材料等方面有着广泛的应用。
3.在小角中子散射谱仪的入射光路上，需要安装数个从前往后直径依次变小的光阑组合以对入射中子进行准直，前后中子光阑的尺寸以及位置精度将直接影响着最终中子束斑的性能。对于不同的实验需求，有时候需要更换不同形状的光阑组合来获得不同大小的中子束斑。而且，对于不同的应用场景，也需要调整中子光阑机构的安装姿态，以便于中子光阑上的开口与束流中心相匹配。
4.因此，亟需一种中子光阑水平切换机构，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种中子光阑水平切换机构，不仅可实现中子光阑板不同开口的自由切换，也可实现中子光阑板不同安装姿态的调整，其调节精度高，稳定性好，组合和安装简便。
6.如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种中子光阑水平切换机构，包括：
8.主体基板，所述主体基板上设有第一通孔；
9.中子光阑板，所述中子光阑板上设有多个第二通孔，所述中子光阑板滑动设置于所述主体基板上，以使任一所述第二通孔均能够与所述第一通孔连通；
10.调整组件，包括支座和调整件，所述调整件设置于所述支座上且能够抵接所述主体基板，所述调整件与所述支座的装配距离可调节，以使所述主体基板与所述支座的相对位置可改变；
11.传动组件，所述传动组件被配置为能够驱动所述中子光阑板移动；
12.监测组件，与所述传动组件信号连接，所述监测组件被配置为监测所述中子光阑板的位置。
13.可选地，所述调整件包括第一调整件和第二调整件，所述支座上设有安装框，所述主体基板位于所述安装框内，所述第一调整件沿第一方向相对设置于所述安装框上，且能够抵接所述主体基板，所述第二调整件沿第二方向相对设置于所述安装框上，且能够抵接所述主体基板，所述第二调整件包括至少两组，且沿所述第一方向间隔设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。
14.可选地，所述主体基板包括可拆卸连接的主体基板本体和安装板，所述主体基板本体和所述安装板通过安装件连接，所述安装板能够与所述调整件抵接，且所述安装件与所述安装板的装配距离可调节，以使所述主体基板本体与所述安装板的相对位置可改变。
15.可选地，所述中子光阑板上还设有靶标座，所述靶标座的位置能够被跟踪仪获取。
16.可选地，所述监测组件包括直线光栅尺和读数头，所述直线光栅尺设置于所述中子光阑板上，所述读数头设置于所述主体基板上，所述读数头能够读取所述直线光栅尺上的数值。
17.可选地，所述传动组件包括电机、丝杆和丝杆螺母，所述电机设置于所述主体基板上，所述丝杆一端连接于所述电机的输出端，另一端通过所述丝杆螺母连接于所述中子光阑板。
18.可选地，所述主体基板上还设有滑轨，所述中子光阑板上设有滑块，所述滑块能够于所述滑轨内滑动。
19.可选地，所述滑轨设有两个，两个所述滑轨分别位于所述主体基板延伸方向的两侧。
20.可选地，所述中子光阑水平切换机构还包括限位组件，所述限位组件位于所述滑轨的两端。
21.可选地，多个所述第二通孔沿所述中子光阑板的延伸方向均匀分布。
22.本实用新型的有益效果为：
23.本实用新型提出的中子光阑水平切换机构包括主体基板、中子光阑板、调整组件、传动组件和监测组件，主体基板安装于调整组件上，通过调整组件调节主体基板的安装高度和安装角度，而中子光阑板滑动设置于主体基板上，且中子光阑板上设置有多个供中子束流穿过的第二通孔，通过滑动中子光阑板以使中子束流可穿过不同的第二通孔，主体基板上设置有第一通孔，在中子光阑板的滑动过程中，任一第二通孔即可与第一通孔连通，以避免主体基板阻碍中子束流通过。另外，传动组件与监测组件相互配合，传动组件用于驱动中子光阑板移动，而监测组件可实时监测中子光阑板的位置，并将位置信号反馈于传动组件，以实现中子光阑板的精确移动，使得中子光阑水平切换机构具有高的调节精度。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例提供的中子光阑水平切换机构第一视角的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的中子光阑水平切换机构第二视角的结构示意图；
26.图3是本实用新型实施例提供的中子光阑水平切换机构第三视角的结构示意图；
27.图4是本实用新型实施例提供的中子光阑水平切换机构第四视角的结构示意图。
28.图中：
29.1、主体基板；11、主体基板本体；111、第一通孔；12、安装板；121、安装孔；13、安装件；14、滑轨；
30.2、中子光阑板；21、第二通孔；22、靶标座；23、滑块；
31.3、调整组件；31、支座；32、调整件；321、第一调整件；3211、第一外六角调整螺钉；3212、第一内六角调整螺钉；322、第二调整件；3221、第二外六角调整螺钉；3222、第二内六角调整螺钉；
32.4、传动组件；41、电机；42、丝杆；43、丝杆螺母；44、螺母安装座；45、轴承座；46、轴承座安装板；
33.5、监测组件；51、直线光栅尺；52、读数头；53、读数头安装板；
34.6、限位组件；61、限位开关；62、限位安装板。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.为便于中子光阑板2上不同开口的切换，以及多个中子光阑板2的组合，从而满足各种实验需求和不同的应用场景，本实施例提供一种中子光阑水平切换机构，其调节方便，且调节精度高，稳定性好，组合和安装简便。
41.如图1所示，本实施例提供的中子光阑水平切换机构包括主体基板1、中子光阑板2、调整组件3、传动组件4和监测组件5。因为中子束流需要通过中子光阑板2进行准直，即中子束流需要通过中子光阑板2上设置的开口，因此为满足实验需求，实现不同开口的切换，中子光阑板2需设置为可以移动的。则本实施例中，将中子光阑板2滑动设置于主体基板1上，再将主体基板1与其余部件连接，以保证中子光阑水平切换机构的稳定安装。
42.本实施例中，主体基板1是与调整组件3连接，其中调整组件3包括支座31和调整件32，调整件32设置于支座31上且能够抵接主体基板1，也即当调整件32抵紧于主体基板1时，主体基板1即可与支座31相对固定，而当调整件32不抵接于主体基板1时，主体基板1即可与支座31分开，从而实现主体基板1与调整组件3的可拆卸连接。进一步地，因为调整件32与支座31的装配距离是可以调节的，所以即使调整件32与主体基板1抵接，也并非每次都将主体基板1与支座31固定于同一相对位置，可以理解的，支座31位置不变，以此即可实现主体基板1位置的调整，以满足不同实验场景的需求。
43.如图2和图4所示，主体基板1上设置第一通孔111，中子光阑板2上设置多个第二通
孔21，多个第二通孔21间隔设置，当中子光阑板2相对主体基板1滑动时，第二通孔21即可逐个与第一通孔111连通。本实施例中，中子光阑板2与主体基板1平行设置，多个第二通孔21的中心位于同一直线上，且与第一通孔111中心所在的直线平行。可选地，第二通孔21设有五个，且这五个第二通孔21的直径或形状不一致，以满足不同实验的光阑组合需求，如图1所示，本实施例中第二通孔21从左到右前四个为圆孔，且其直径依次变小，但相邻第二通孔21的中心距保持一致，第五个设置为方孔，第二通孔21的设置主要根据实际实验的需求来选择。其中，第一通孔111的设置主要是为了使经过中子光阑板2准直的中子束流能够通过主体基板1，因此，第一通孔111的大小或形状可参照第二通孔21设置，以第一通孔111与第二通孔21连通时，主体基板1不阻碍能够通过第二通孔21的中子束流通过第一通孔111为准。可选地，第一通孔111和第二通孔21采用慢走丝线切割成型。
44.可选地，中子光阑板2由中子吸收材料加工而成，例如硼铝合金、镉片，当中子束流打到中子光阑板2未设置第二通孔21的位置，该中子即会被硼或者镉吸收，而打到第二通孔21的位置，中子即可穿过第二通孔21，实现中子光阑板2的准直作用，通过不同的第二通孔21，以此形成所需要的中子束斑。
45.为实现中子光阑板2的滑动，本实施例提供的中子光阑水平切换机构还包括传动组件4和监测组件5。传动组件4可以使中子光阑板2自动移动，而无须再由人工调整，更加便捷。而监测组件5则用于监测中子光阑板2所在的位置，而且监测组件5还可将中子光阑板2的位置信息反馈至传动组件4，两者相互配合，以此实现中子光阑板2的自动精准移动。关于传动组件4和监测组件5的具体结构将在下文详细说明。
46.可选地，为实现调整件32与主体基板1的相对位置调整，支座31上设有安装框，以使主体基板1可位于安装框内，而调整件32设置于支座31上且能够抵接主体基板1。如图3所示，本实施例中，支座31包括固定部和位于固定部上的安装框，可选地，安装框为矩形框，主体基板1与支座31固定的部分可伸入该安装框内。调整件32包括第一调整件321和第二调整件322，其中，第一调整件321沿第一方向相对设置以抵接主体基板1，即第一调整件321穿设于安装框第一方向上两个相对的边框。具体地，第一调整件321包括第一外六角调整螺钉3211和第一内六角调整螺钉3212，其中第一外六角调整螺钉3211穿设于下边框上，第一内六角调整螺钉3212穿设于下边框上，且分别与上下两边框螺纹连接，转动第一外六角调整螺钉3211和第一内六角调整螺钉3212，以在第一方向上调整主体基板1的位置，即可以改变主体基板1的安装高度。
47.与之类似地，第二调整件322沿第二方向相对设置以抵接主体基板1，即第二调整件322穿设于安装框第二方向上两个相对的边框。具体地，第二调整件322包括第二外六角调整螺钉3221和第二内六角调整螺钉3222，其中，第二外六角调整螺钉3221穿设于左边框上，第二内六角调整螺钉3222穿设于右边框上，且分别与左右两边框螺纹连接，转动第二外六角调整螺钉3221和第二内六角调整螺钉3222即可在第二方向上调整主体基板1的位置。而且，第二调整件322具有至少两组，如图3所示，第二调整件322沿第一方向间隔设置于左右两边框上，分为上第二调整件和下第二调整件，当安装框为矩形框时，若上第二调整件和下第二调整件与支座31的装配距离一致，则主体基板1与支座31的边框平行，若上第二调整件和下第二调整件与支座31的装配距离不一致，则主体基板1与支座31的边框不平行。当然，这也说明，若想改变主体基板1的安装倾斜角度，则分别调整上第二调整件和下第二调
整件即可，若某一侧的上第二调整件与下第二调整件伸出的长度差别越大，则主体基板1的安装倾斜角度越大。其中第一方向即为图3中的ab方向，第二方向即为图3中的cd方向，第一方向与第二方向相互垂直。
48.另外，如图2所示，主体基板1包括可拆卸连接的主体基板本体11和安装板12，本实施例中，主体基板本体11主要用于与中子光阑板2、传动组件4和监测组件5的安装，安装板12则是用于主体基板本体11与调整组件3的安装。具体地，安装板12与第一调整件321和第二调整件322抵接，本实施例中，安装板12为矩形板，其长度和宽度均小于安装框的内长和内宽，以使其可以完全放置于安装框内部，并且通过调整件32才能与安装框相对固定，而且抵接于安装板12第一方向两侧边的第一外六角调整螺钉3211和第一内六角调整螺钉3212伸入安装框内的长度可改变，当第一外六角调整螺钉3211伸入安装框内的长度逐渐增长，则主体基板1的安装位置逐渐上移，当然相对的第一内六角调整螺钉3212伸入安装框内的长度是逐渐减少的，第二调整件322的调节方式与之一致。调节第二外六角调整螺钉3221和第二内六角调整螺钉3222与安装板12的装配距离即可改变主体基板本体11的倾斜角度，以实现中子光阑板2与中子束流之间的相对位置调整。另外，安装板12包括分别设置于主体基板本体11两端的两个，且前述的调整组件3也是在主体基板本体11的两端相对设置。
49.在将中子光阑板2、主体基板1与支座31安装完成后，还可利用跟踪仪检测中子光阑板2上的靶标座22，以确保安装位置正确。具体地，靶标座22于中子光阑板2的周向设置有四个，通过跟踪仪测量这四个靶标座22的位置即可反推出中子光阑板2位于中子束流线上的精确位置。
50.而中子光阑板2相对于主体基板1的位置则需要利用监测组件5，如图4所示，本实施例中，监测组件5包括直线光栅尺51和读数头52，将直线光栅尺51设置于中子光阑板2上，而读数头52设置于主体基板1上，当直线光栅尺51随中子光阑板2移动时，其被读数头52所监测的直线光栅尺51上的数值也将代表着中子光阑板2的移动位置。可选地，在初次设置时，可记录中子光阑板2上每一个第二通孔21与第一通孔111同心重合时的位置，在后续驱动中子光阑板2时，通过对比监测到的直线光栅尺51上的数值与预设的数值即可确认是哪一个第二通孔21与第一通孔111同心重合，或者第二通孔21是否与第二通孔21同心重合。可选地，监测组件5还包括读数头安装板53，读数头52通过读数头安装板53与主体基板1相连接。
51.中子光阑板2由传动组件4驱动，传动组件4包括电机41、丝杆42和丝杆螺母43，电机41作为动力部件可驱动丝杆42转动，丝杆42一端连接于电机41的输出端，另一端与丝杆螺母43配合即可将周向转动转换为水平移动。具体地，如图3所示，电机41位于主体基板1的下方，其通过轴承座45与丝杆42的一端相连，而轴承座45通过轴承座固定板46与主体基板1连接，以使电机41固定于主体基板1上。另外，丝杆螺母43通过螺母安装座44与中子光阑板2连接。在此设置之下，即实现了当固定于主体基板1上的电机41输出端周向转动时，丝杆42即可通过丝杆螺母43将周向转动转化为移动，并通过螺母安装座44带动中子光阑板2移动。可选地，丝杆42为滚珠丝杆。
52.为便于中子光阑板2的移动，主体基板1上还设有滑轨14，而中子光阑板2上设有滑块23。可选地，滑轨14设置有两个，且分别设于主体基板1延伸方向的两侧，滑块23也相应的设置有两个，当螺母安装座44带动中子光阑板2移动时，滑块23即可于滑轨14内滑动，以始
终保证中子光阑板2与主体基板1的平行设置。
53.更进一步地，本实施例提供的中子光阑水平切换机构还包括限位组件6，该限位组件6位于滑轨14的两端。可选地，限位组件6包括限位开关61和限位安装板62，限位开关61设置于限位安装板62上，而限位安装板62与主体基板1相对固定。限位开关61至少包括第一限位开关和第二限位开关，当第一限位开关设置于一个滑轨14的一端时，则第二限位开关设置于该滑轨14的另一端，或者设置于另一端的另一个滑轨14的相应位置。
54.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。