CN105548226B - 用于中子散射实验的样品更换设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于中子散射实验的样品更换设备，包括样品盒存储装置、中子散射束窗以及样品盒移动装置。样品盒存储盘具有至少两个样品盒存储位，用于存储装有样品的样品盒。中子散射束窗用于对放置在其内的样品进行中子散射实验，其具有放置样品盒的样品盒放置位。样品盒移动装置包括驱动装置以及夹头组件，该驱动装置驱动夹头组件拾取样品盒，并在样品盒存储装置和中子散射束窗之间转移样品盒。在进行中子散射实验过程时，该装置可通过样品盒移动装置来移动样品盒，从而实现至少两个样品的中子散射实验。这与现有技术相比，其提高了实验效率，节约了实验成本。

Description

用于中子散射实验的样品更换设备

技术领域

本申请涉及一种用于中子散射实验的设备，尤其是一种用于中子散射实验的样品更换设备。

背景技术

由于中子具有较强的穿透能力、一定的静止质量和不带电等特性，被人们用来研究物质中的原子位置和排列方式以及分子构型等，作为一种研究工具，它的应用已涉足于物理、化学、化工、生物、地矿和材料科学等研究领域，如原子的占有率及热震动参数测定、极小样品的衍射实验、随时间变化的动态测量、高压条件下的衍射实验、完全未知的新结构测定、磁有序和磁相变研究等。

中子散射实验就是利用中子散射特性，对样品的晶格振动色散关系和微观结构等进行测试。样品可以是液体、粉末、固体等形态，实验时将中子发射到样品材料中，分析观察中子散射现象，从而得出样品材料的结构和参数。

在现有的中子散射实验过程中，实验设备每次只能进行一次实验，一个样品完成测试后需要进行关闭中子束流、设备拆卸安装新样品和屏蔽墙体开关等操作，导致实验效率低，对于昂贵的中子和用户时间都造成了一种极大的浪费。

发明内容

本申请提供一种新型的用于中子散射实验的样品更换设备。

本申请提供的样品更换设备，包括：

样品盒存储装置，所述样品盒存储盘具有至少两个样品盒存储位，用于存储装有样品的样品盒；

中子散射束窗，所述中子散射束窗用于对放置在其内的样品进行中子散射实验，其具有放置样品盒的样品盒放置位；

以及样品盒移动装置，所述样品盒移动装置包括驱动装置以及夹头组件，所述驱动装置驱动夹头组件拾取样品盒，并在样品盒存储装置和中子散射束窗之间转移样品盒。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述样品盒存储装置可转动设置，所述样品盒存储位具有足够样品盒穿过的容置腔，所述容置腔上下贯通设置，且所述容置腔内设置有用于承托样品盒的承托台；

所述驱动装置包括移动驱动装置以及旋转驱动装置，所述夹头组件包括用于拾取样品盒的夹头，所述移动驱动装置驱动夹头上下往复移动，所述旋转驱动装置驱动夹头旋转运动；

所述中子散射束窗设置于样品盒存储装置的下方，且与夹头对齐。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述夹头组件包括转杆，所述夹头固定在转杆上；所述转杆设置有用于带动样品盒存储装置旋转的齿轮；所述样品盒存储装置包括支撑座、样品盒存储盘和齿轮盘，所述样品盒存储盘可转动地安装在支撑座上，所述样品盒存储位设置在样品盒存储盘上，所述齿轮盘与样品盒存储盘固定，并可与转杆上的齿轮啮合，可用于传动样品盒存储盘转动。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述移动驱动装置包括移动驱动机构、丝杠螺母机构和连接板，所述丝杠螺母机构包括螺母和丝杠，所述移动驱动机构驱动所述螺母转动，所述螺母传动丝杠上下移动，所述丝杠与连接板固定，所述转杆可转动地联接在连接板上。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述移动驱动机构包括第一电机和第一传动机构，所述第一传动机构包括第一主动轮、第一同步带和第一从动轮，所述第一电机驱动第一主动轮转动，所述第一主动轮通过第一同步带传动第一从动轮转动，所述第一从动轮传动丝杠螺母机构的螺母转动。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述旋转驱动装置包括第二电机和第二传动机构，所述第二传动机构包括第二主动轮、第二同步带和第二从动轮，所述第二电机驱动第二主动轮转动，所述第二主动轮通过第二同步带传动第二从动轮转动，所述第二从动轮传动转杆转动。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述样品盒存储位设置有样品盒承托件，所述样品盒存储盘开有通孔，所述样品盒承托件安装在通孔处，所述容置腔和承托台设置于样品盒承托件内。

作为所述样品更换设备的进一步改进，还包括样品盒，所述样品盒包括用于存储样品的样品筒和封盖在样品筒上的筒盖，所述筒盖具有用于卡在承托台或样品盒放置位上的限位凸台和用于卡住夹头的拾取凸台，所述拾取凸台位于限位凸台的上方，且两者之间具有用于夹头伸入的拾取空间。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述筒盖包括样品筒帽、样品塞和样品盒帽，所述样品筒帽与样品筒固定，且其上设有与样品筒相通的筒帽通孔和用于与样品盒帽连接的连接部，所述样品盒帽和样品筒帽的连接部可拆卸式固定，所述样品塞夹紧在样品盒帽和样品筒帽之间，并密封筒帽通孔。

作为所述样品更换设备的进一步改进，所述样品塞包括上柱塞、下柱塞和位于上柱塞与下柱塞之间的中间凸台，所述下柱塞压紧在筒帽通孔内，所述样品盒帽具有贯通样品盒帽的柱塞孔，所述上柱塞被压紧在柱塞孔内，所述中间凸台夹紧在样品盒帽与样品筒帽之间。

本申请的有益效果是：

本申请提供的样品更换设备，包括样品盒存储装置、中子散射束窗以及样品盒移动装置。样品盒存储盘具有至少两个样品盒存储位，用于存储装有样品的样品盒。中子散射束窗用于对放置在其内的样品进行中子散射实验，其具有放置样品盒的样品盒放置位。样品盒移动装置包括驱动装置以及夹头组件，该驱动装置驱动夹头组件拾取样品盒，并在样品盒存储装置和中子散射束窗之间转移样品盒。在进行中子散射实验过程时，该装置可通过样品盒移动装置来移动样品盒，从而实现多个样品的自动更换和中子散射实验，这与现有技术相比，提高了实验效率，节约了实验成本。

附图说明

图1为本申请用于中子散射实验的样品更换设备一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例加上外壳后的结构示意图；

图3为图2所示结构的剖视图；

图4为样品盒存储装置一种实施例的结构示意图；

图5为图4所示样品盒存储装置的剖视图；

图6为图4中样品盒承托件的结构示意图；

图7为图6中G-G剖视图；

图8为图6中F-F剖视图；

图9为样品盒移动装置一种实施例的结构示意图；

图10为图9所示样品盒移动装置的剖视图；

图11为样品盒一种实施例的分解图；

图12为图11所示样品盒的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

实施例一：

本实施例一提供一种用于中子散射实验的样品更换设备。

该样品更换设备包括样品盒存储装置、中子散射束窗以及样品盒移动装置。

样品盒存储盘用于存储需要进行中子散射实验的样品，样品可以是液体、粉末、固体等形态。样品装在对应的样品盒内，样品盒存储盘用于存储装有样品的样品盒。样品盒存储盘具有至少两个样品盒存储位，因此可存储两个以上的样品盒。

中子散射束窗则用于对放置在其内的样品进行中子散射实验，其具有放置样品盒的样品盒放置位。当装有样品的样品盒被放置到样品盒放置位后，将中子打向该样品盒内的样品，观察中子散射现象来获取样品的各类参数。

该样品盒移动装置包括驱动装置以及夹头组件，该驱动装置驱动夹头组件拾取样品盒，并在样品盒存储装置和中子散射束窗之间转移样品盒。具体地，在准备阶段，该样品盒移动装置将样品盒从样品盒存储装置移动到中子散射束窗的样品盒放置位；在实验完成后，样品盒移动装置将样品盒从中子散射束窗的样品盒放置位移动到样品盒存储装置或者其他区域。

在进行中子散射实验过程时，该装置可通过样品盒移动装置来移动样品盒，从而实现至少两个样品的中子散射实验。这与现有技术相比，其提高了实验效率，节约了实验成本。

该样品盒移动装置和样品盒存储装置的配合可通过多种方式来实现，包括：

样品盒存储装置静止，仅依靠样品盒移动装置的驱动装置控制夹头组件的移动来实现样品盒的供给。其中，样品盒移动装置中的夹头组件可能会进行直线移动、曲线移动、旋转、翻转等一系列动作。

或者，样品盒存储装置也可以是移动的，当样品盒存储装置上被取走一个样品盒后，样品盒存储装置发生位移，将下一个样品盒运送到指定位置，等待样品盒移动装置的夹头组件来拾取。该方式可简化样品盒移动装置的结构，而样品盒存储装置的移动则可能是旋转、直线移动、曲线移动或者翻转等方式。

请参考图1、3、4、5，在本实施例示例结构中，样品盒存储装置100可转动设置，而样品盒存储位具有足够样品盒穿过的容置腔151。该容置腔151上下贯通设置，且容置腔151内设置有用于承托样品盒400的承托台152。

该样品盒移动装置200中，驱动装置包括移动驱动装置以及旋转驱动装置，夹头组件包括用于拾取样品盒400的夹头212，移动驱动装置驱动夹头212上下往复移动，旋转驱动装置驱动夹头212旋转运动。而中子散射束窗300设置于样品盒存储装置100的下方，且与夹头212对齐。

其中，请参考图11、12，为了能够与容置腔151和承托台152配合，本实施例的样品盒400包括用于存储样品的样品筒410和封盖在样品筒410上的筒盖，筒盖具有用于卡住夹头212的拾取凸台431和用于卡在承托台152或样品盒放置位310上的限位凸台432。该拾取凸台431位于限位凸台432的上方，且两者之间具有用于夹头212伸入的拾取空间433。

即，样品盒400放置在样品盒存储位，样品盒存储位内的承托台152支撑限位凸台432，存放样品盒400。需要将样品盒400移动到中子散射束窗300内时，移动驱动装置先驱动夹头212下降到样品盒400的拾取空间433的高度，然后旋转驱动装置驱动夹头212旋转，使夹头212伸入到拾取空间433，移动驱动装置再驱动夹头212上升一段距离，使夹头212抵住样品盒400的拾取凸台431，并带动样品盒400脱离承托台152。然后，旋转驱动装置驱动夹头212与样品盒400一同旋转，使样品盒400与下方的承托台152位置错开，以保证样品盒400和夹头212可以从容置腔151内穿过。然后，移动驱动装置驱动夹头212和样品盒400向下移动，穿过容置腔151，伸入到中子散射束窗300内，将样品盒400放置到中子散射束窗300内的样品盒放置位310上，夹头212再旋转退出样品盒400的拾取空间433，并上升回位。之后样品盒400在中子散射束窗300内进行中子散射实验。实验完成后，驱动装置再驱动夹头212将样品盒400移动到原来的样品盒存储位放好，这一过程大致与放样品盒400步骤相反。

当驱动装置将完成实验的样品盒400放好后，样品盒存储装置100进行一次转动，将下一个样品盒400送到夹头212的下方，准备进行下一次的操作。但正如上文所述，在其他实施例中，样品盒存储装置100也可以通过直线往复移动等方式来实现样品盒400的输送。

进一步地，请参考图4、5，该样品盒存储装置100包括支撑座110、样品盒存储盘120以及存储盘传动机构。

该样品盒存储盘120可转动地安装在支撑座110上，且样品盒存储盘120具有至少两个样品盒存储位。存储盘传动机构与样品盒存储盘120固定，用于在外力作用下传动样品盒存储盘120绕支撑座110转动。

进一步地，请参考图4至8，样品盒存储位设置有样品盒承托件150，该样品盒存储盘120开有通孔，样品盒承托件150安装在通孔处，容置腔151和承托台152设置于样品盒承托件150内。该容置腔151与承托台152的设置使得样品盒400既能定位在样品盒承托件150，也能向下穿过样品盒承托件150，以便于将样品盒400放入到中子散射束窗300内。

此外，该存储盘传动机构可以单独设置一个旋转动力件来进行驱动，例如可将该旋转动力件与存储盘传动机构联接，驱动样品盒存储盘120旋转。而存储盘传动机构则可能是同步带传动机构和/或齿轮传动机构，该旋转动力件则可能是电机。该电机驱动同步带传动机构和/或齿轮传动机构，从而带动样品盒存储盘120转动。

当然，该存储盘传动机构也可由样品盒400移动装置中的旋转驱动装置来进行驱动，这种方式更能简化整个设备的结构。

请参考图1、4、9、10，该夹头组件包括转杆211，夹头212固定在转杆211上。转杆211设置有用于带动样品盒存储装置100旋转的转杆传动件，例如齿轮213。

该样品盒存储装置100的存储盘传动机构为齿轮盘130，齿轮盘130与样品盒存储盘120固定，并可与转杆211上的齿轮213啮合，用于传动样品盒存储盘120转动。

移动驱动装置以及旋转驱动装置驱动转杆211上下移动及旋转，当转杆211上升到一定高度，其上的齿轮213与样品盒存储装置100的齿轮盘130刚好啮合，此时旋转转杆211，即可带动样品盒存储装置100旋转，实现样品盒400的输送。

进一步地，请继续参考9和10，对于移动驱动装置，本实施例给出示例移动驱动装置包括移动驱动机构、丝杠螺母机构和连接板。

该丝杠螺母机构包括丝杠221和螺母232，移动驱动机构驱动螺母232转动，螺母232传动丝杠221上下移动。该丝杠221与连接板233固定。转杆211可转动地联接在连接板233上，例如转杆211可通过角接触球轴承235安装在连接板233上。

进一步地，移动驱动机构可以包括第一电机221和第一传动机构，第一电机221与第一传动机构的输入端联接，第一传动机构的输出端与丝杠螺母接套234固定联接，丝杠螺母接套234与螺母232固定联接。

第一传动机构可以包括第一主动轮241、第一同步带242和第一从动轮243，第一电机221驱动第一主动轮241转动，第一主动轮241通过第一同步带242传动第一从动轮243转动，第一从动轮243与丝杠螺母接套234固定联接。

当然，在其他实施例中，也可采用齿轮传动机构等其他传动机构作为第一传动机构。

请继续参考9和10，旋转驱动装置包括第二电机222和第二传动机构。第二电机222与第二传动机构的输入端联接，第二传动机构的输出端传动转杆211做旋转运动。

第二传动机构可以包括第二主动轮244、第二同步带245和第二从动轮246，第二电机222驱动第二主动轮244转动，第二主动轮244通过第二同步带245传动第二从动轮246转动，第二从动轮246安装在转杆211上.

当然，在其他实施例中，也可采用齿轮传动机构等其他传动机构作为第二传动机构。该齿轮传动机构及第二电机222可与转杆211一同上下移动。

进一步地，请继续参考9和10，样品盒400移动装置还包括支撑套筒251，丝杠螺母接套234可转动地安装在支撑套筒251上，而第一电机221和第二电机222可以为伺服电机，其通过固定架252固定安装在支撑套筒251上。第二从动轮246也安装在与支撑套筒251固定的固定架252上，使得转杆211可相对第二从动轮246上下移动。

请参考图4、5，支撑座110可以为变径中轴，该变径中轴包括直径较小的上段111和直径较大的下段112。齿轮盘130可转动地安装于上段111，例如通过小径深沟球轴承161安装在上段111。样品盒存储盘120可转动地安装在下段112，例如通过大径深沟球轴承162安装在下段112。齿轮盘130和样品盒存储盘120均具备了正反向转动的功能。

此外，齿轮盘130与样品盒存储盘120的固定可以是通过传动套环140实现，传动套环140设置在齿轮盘130与样品盒存储盘120之间设置，并分别与齿轮盘130与样品盒存储盘120固定联接，如焊接，形成一个带齿轮盘130的多孔位存储器

在本实施例中，请参考图4，样品盒存储位较多，其绕样品盒存储盘120旋转中心线均匀分布。在实际操作中，可以使承托台152连线的方向均与样品盒存储盘120径向保持一致，即当样品盒400对应坐落在承托台152上后，其限位凸台432的连线指向样品盒存储盘120的中心。静置在承托台152上的样品盒400绕中心轴自转90°角后即可以上下运动穿过样品盒存储盘120上的容置腔151。

请参考图11、12，该拾取凸台431可以是小于或等于限位凸台432的长度，其凸出方向一致。样品盒400还可以进一步改进。例如，筒盖还可以是分体结构，包括样品筒帽420和样品盒帽430，该样品筒帽420与样品筒410固定，例如可通过焊接直接固定。样品筒帽420上设有与样品筒410相通的筒帽通孔421，便于添加样品。样品筒帽420还具有用于与样品盒帽430连接的连接部422，样品盒帽430和样品筒帽420的连接部422可拆卸式固定。

样品筒410采用金属钒或6061铝材料制作，对于中子散射信号较弱且衍射主峰和铝不同的样品选用6061铝制样品筒410，对于中子散射信号较强的样品选用钒制样品筒410。

由于样品的大小不同，样品筒410的大小也可能不同。采用样品筒帽420和样品盒帽430这种结构，可以使所有样品筒帽420的连接部422具有相同尺寸，因此样品筒帽420与样品盒帽430配合始终是相同尺寸，即无论样品筒410的大小如何变化，均可与同一个样品盒帽430配合。

进一步地，限位凸台432和拾取凸台431可设置在样品盒帽430上，如此无论选取何种样品筒410，都可通过样品盒帽430运用到本样品更换设备中。

进一步地，筒盖还包括用于对样品进行密封的样品塞440，该样品塞440夹紧在样品盒帽430和样品筒帽420之间，并密封筒帽通孔421。

本实施例的样品塞440包括上柱塞441、下柱塞442和位于上柱塞441与下柱塞442之间的中间凸台443。下柱塞442压紧在筒帽通孔421内，样品盒帽430具有柱塞孔434，上柱塞441被压紧在柱塞孔434内，中间凸台443夹紧在样品盒帽430与样品筒帽420之间。为了上柱塞441能够更容易地与柱塞孔434紧配合，还可以使柱塞孔434贯通样品盒帽430。

当然，样品塞440并不限于本实施例的示例结构，也可以其他类型的密封件。

同时，对于某些杆状的样品来说，还可以使样品塞440朝向样品筒410的一侧具有用于固定杆状样品的内螺纹孔444，以便于用来固定这些杆状的样品。

样品筒帽420和样品盒帽430的固定可采用卡接或者螺接等形式，本实施例中样品盒帽430具有与柱塞孔434同轴的筒帽固定孔435，该样品筒帽420的连接部422与筒帽固定孔435螺接。

请参考图3，中子散射束窗300由6061铝制成，样品盒放置位为样品盒承托凸台310，样品盒承托凸台310的结构与上述样品盒存储位的结构一致，铝制的中子散射束窗300为圆筒结构，在满足机械强度的同时铝制的中子散射束窗300的厚度越小越有利于中子散射实验的测试。中子散射实验中待测的样品盒400静置在样品盒承托凸台310上，中子束线由铝制束窗一侧入射穿过样品筒410打在样品上，产生的散射中子再经过样品筒410和铝制束窗300向四周发散射，中子持续入射一定的时间以完成实验测试。

此外，请参考图2和3，本设备还包括外壳540，该样品盒存储装置100和部分样品盒移动装置200装在该外壳540内，支撑座110和支撑套筒251固定在外壳540上，中子散射束窗300安装在外壳540的下方。外壳540上装有安装法兰530，安装法兰530上固定有封盖。其中，丝杠231和转杆211从封盖上突出，并设置顶部外壳520罩住丝杠231和转杆211。

本实施例提供的样品更换设备工作过程简述如下：

系统初始化，初始状态为多个样品盒400静置于样品盒存储盘120中，每个样品盒帽430的限位凸台432和拾取凸台431的方向均与样品盒存储盘120的直径方向保持一致。第一个样品盒、转杆211、夹头212的中心轴线与中子实验区的样品盒承托凸台310、中子散射束窗300的中心轴线重合。夹头212位于第一个样品盒正上方，其可以具有两个相对的凸块，夹头212两个凸块中心连线方向与样品盒存储盘120的直径方向为垂直关系，即夹头212两个凸台中心连线与第一个样品盒的限位凸台432或拾取凸台431中心连线垂直，程序设定两个伺服电机的主轴不能同时转动(即一个伺服电机主轴停止转动之后，另一个伺服电机的主轴才能开始转动)。

第一电机221的主轴和第一主动轮241旋转带动第一从动轮243和丝杠221螺母232的一体化转动，并带动丝杠231、转杆211和夹头212垂直向下移动。当夹头212的凸块上表面下移至样品盒帽430的拾取凸台431下表面的下方时，第一电机221主轴停止转动。

第二电机222主轴和第二主动轮244旋转，带动第二从动轮246、转杆211和夹头212转动90°角，此时夹头212的凸块便位于样品盒帽430的拾取凸台431正下方(夹头212向上移动即可提起或抓起样品盒400)。然后第一电机221主轴旋转带动夹头212上移小段距离提起样品盒帽430，样品盒400便脱离了承托台152。

然后，第二电机222主轴旋转带动夹头212和样品盒400转动90°角后，样品盒400与承托台152发生错位，第一电机221主轴旋转带动夹头212和样品盒400下移穿过容置腔151并进入中子散射实验区。

当下移至样品盒400坐落在样品盒承托凸台310上，且夹头212与样品盒帽430表面脱离时，第二电机222主轴旋转带动夹头212转动90°角，夹头212的凸块与样品盒帽430发生错位脱离，第一电机221主轴旋转带动夹头212上移至上述初始状态的位置。

第一个样品盒在中子散射实验区完成中子散射实验后，第一电机221主轴旋转带动夹头212下移，当下移至夹头212的凸块上表面位于第一个拾取凸台431下表面的位置时，第二电机222主轴旋转带动夹头212转动90°角，夹头212的凸块便位于拾取凸台431的正下方(夹头212向上移动即可提起样品盒400)。第一电机221主轴旋转带动夹头212和样品盒400上移，当上移至限位凸台432下表面高于样品盒存储盘120的承托台152上表面时，第二电机222主轴旋转带动夹头212转动90°角，此时限位凸台432位于承托凸台正上方，第一电机221主轴旋转带动夹头212和样品盒400下移至限位凸台432坐落在承托上，且夹头212与样品盒帽430脱离接触后，第二电机222主轴旋转带动夹头212转动90°角，第一电机221主轴旋转带动夹头212和转杆211上移。待转杆211上的齿轮213上移至与样品盒400存储器的齿轮盘130的齿轮213咬合时，第二电机222主轴旋转带齿轮213转动，并驱动带齿轮盘130的样品盒存储盘120转动，当样品盒存储盘120上的第二个样品盒400转动到夹头212正下方时，第一电机221主轴旋转带动夹头212下移至上述初始状态的原始位置。

然后重复以上操作，依次循环操作以完成样品盒存储盘120上其他样品盒400的更换和实验测试。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种用于中子散射实验的样品更换设备,其特征在于，包括：

样品盒存储装置，所述样品盒存储盘具有至少两个样品盒存储位，用于存储装有样品的样品盒；

中子散射束窗，所述中子散射束窗用于对放置在其内的样品进行中子散射实验，其具有放置样品盒的样品盒放置位；

以及样品盒移动装置，所述样品盒移动装置包括驱动装置以及夹头组件，所述驱动装置驱动夹头组件拾取样品盒，并在样品盒存储装置和中子散射束窗之间转移样品盒；

所述样品盒存储装置可转动设置，所述样品盒存储位具有足够样品盒穿过的容置腔，所述容置腔上下贯通设置，且所述容置腔内设置有用于承托样品盒的承托台；

所述驱动装置包括移动驱动装置以及旋转驱动装置，所述夹头组件包括用于拾取样品盒的夹头，所述移动驱动装置驱动夹头上下往复移动，所述旋转驱动装置驱动夹头旋转运动；

所述中子散射束窗设置于样品盒存储装置的下方，且与夹头对齐，使所述移动驱动装置能够驱动夹头和样品盒向下移动，穿过容置腔，将样品盒放置到中子散射束窗内的样品盒放置位上。

2.如权利要求1所述的样品更换设备，其特征在于，所述夹头组件包括转杆，所述夹头固定在转杆上；所述转杆设置有用于带动样品盒存储装置旋转的齿轮；所述样品盒存储装置包括支撑座、样品盒存储盘和齿轮盘，所述样品盒存储盘可转动地安装在支撑座上，所述样品盒存储位设置在样品盒存储盘上，所述齿轮盘与样品盒存储盘固定，并可与转杆上的齿轮啮合，用于传动样品盒存储盘转动。

3.如权利要求2所述的样品更换设备，其特征在于，所述移动驱动装置包括移动驱动机构、丝杠螺母机构和连接板，所述丝杠螺母机构包括螺母和丝杠，所述移动驱动机构驱动所述螺母转动，所述螺母传动丝杠上下移动，所述丝杠与连接板固定，所述转杆可转动地联接在连接板上。

4.如权利要求3所述的样品更换设备，其特征在于，所述移动驱动机构包括第一电机和第一传动机构，所述第一传动机构包括第一主动轮、第一同步带和第一从动轮，所述第一电机驱动第一主动轮转动，所述第一主动轮通过第一同步带传动第一从动轮转动，所述第一从动轮传动丝杠螺母机构的螺母转动。

5.如权利要求2所述的样品更换设备，其特征在于，所述旋转驱动装置包括第二电机和第二传动机构，所述第二传动机构包括第二主动轮、第二同步带和第二从动轮，所述第二电机驱动第二主动轮转动，所述第二主动轮通过第二同步带传动第二从动轮转动，所述第二从动轮传动转杆转动。

6.如权利要求2所述的样品更换设备，其特征在于，所述样品盒存储位设置有样品盒承托件，所述样品盒存储盘开有通孔，所述样品盒承托件安装在通孔处，所述容置腔和承托台设置于样品盒承托件内。

7.如权利要求2所述的样品更换设备，其特征在于，还包括样品盒，所述样品盒包括用于存储样品的样品筒和封盖在样品筒上的筒盖，所述筒盖具有用于卡在承托台或样品盒放置位上的限位凸台和用于卡住夹头的拾取凸台，所述拾取凸台位于限位凸台的上方，且两者之间具有用于夹头伸入的拾取空间。

8.如权利要求7所述的样品更换设备，其特征在于，所述筒盖包括样品筒帽、样品塞和样品盒帽，所述样品筒帽与样品筒固定，且其上设有与样品筒相通的筒帽通孔和用于与样品盒帽连接的连接部，所述样品盒帽和样品筒帽的连接部可拆卸式固定，所述样品塞夹紧在样品盒帽和样品筒帽之间，并密封筒帽通孔。

9.如权利要求8所述的样品更换设备，其特征在于，所述样品塞包括上柱塞、下柱塞和位于上柱塞与下柱塞之间的中间凸台，所述下柱塞压紧在筒帽通孔内，所述样品盒帽具有贯通样品盒帽的柱塞孔，所述上柱塞被压紧在柱塞孔内，所述中间凸台夹紧在样品盒帽与样品筒帽之间。