CN112816507A - 一种多样品环境切换的高精度互换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多样品环境切换的高精度互换系统，包括底板、支撑系统和控制系统，支撑系统安装于所述底板上，控制系统位于所述支撑系统侧边外部和支撑系统中间，支撑系统上设有两组样品环境组件，两组样品环境组件分别安装在支撑系统的上部和下部，均包括驱动系统、工作台和支撑架，工作台安装于所述支撑系统上，并可沿支撑系统移动；驱动系统位于所述工作台与底板之间，用于驱动工作台沿支撑系统的移动；支撑架安装于工作台上，用于样品环境的安装固定。本发明多样品环境切换的高精度互换系统具有可实现远程自动切换，最大化利用束流时间，减少实验人员实验前准备时间，降低实验人员辐射危害，以及操作简单、定位精度高和承受载荷大等优点。

Description

一种多样品环境切换的高精度互换系统及方法

技术领域

本发明涉及中子束线二维移动平台技术领域，具体为一种多样品环境切换的高精度互换系统及方法。

背景技术

散裂中子源是中子散射研究和应用的大型研究平台，对材料科学技术，物理，化学化工，资源环境，新能源，生命科学，医药，纳米科学等诸多领域的前沿研究，和解决国家的许多重大战略需求的关键问题提供先进的研究平台。

中子散射谱仪是用于中子散射实验的装置，主要探测物质的微观结构和运动。

高压中子衍射谱仪是整合了衍射与成像两种工作模式、配置了较为全面的专用压力环境设备、同时具备高/低温及磁场环境、具有一定通用性的中子粉末衍射谱仪。谱仪设计优化了中子光路设计，使谱仪具有衍射及成像两种工作模式，能够获得多尺度的样品结构信息；谱仪匹配不同压力设备需求设计有两个样品环境，实现小型压力设备大Q值覆盖及大型压力设备较高分辨率；谱仪利用T0斩波器及带宽限制斩波器进行入射中子束流的快中子背底去除及中子带宽选择，同时通过设计斩波器降频运行模式实现90度位置探测器d值覆盖范围的倍增；通过多段中子导管/准直管互换系统匹配实现衍射/成像工作模式的切换。

互换系统通过工作台的水平移动实现样品环境的切换。在通常谱仪实验时，需要通过谱仪大厅的吊车、谱仪内部的吊车实现样品环境的切换；或者先关闭中子束流，然后实验人员打开屏蔽门并进入样品室将样品环境移动到其他位置，然后在将需要的样品环境移动到实验位置处，并进行安装与准直操作，工作完成后，将样品放入样品环境中，最后离开样品室并关闭屏蔽门。现有的设计中只有一种样品环境。

亟需设计一种可以承载多种样品环境并可以实现远程自动切换的装置，以最大程度的利用中子束流，并减少实验人员实验前准备的时间。

发明内容

本发明提供一种具有可实现远程自动切换，最大化利用束流时间，减少实验人员实验前准备时间，降低实验人员辐射危害，以及操作简单、定位精度高和承受载荷大的多样品环境切换的高精度互换系统。

为了实现上述目的，通过以下技术方案实现。

一种多样品环境切换的高精度互换系统，包括底板、支撑系统和控制系统，所述支撑系统安装于所述底板上，所述控制系统位于所述支撑系统侧边外部和支撑系统中间，所述支撑系统上设有两组样品环境组件，两组样品环境组件分别安装在支撑系统的上部和下部，每组样品环境组件均包括驱动系统、工作台和支撑架，所述工作台安装于所述支撑系统上，并可沿支撑系统移动；所述驱动系统位于所述工作台与底板之间，用于驱动工作台沿支撑系统的移动；所述支撑架安装于工作台上，用于样品环境的安装固定；所述驱动系统中的气动或电动元器件分别与所述控制系统连接。

进一步地，所述驱动系统包括电机、联轴器和丝杆组件，所述电机通过电机支架安装于所述底座上，所述电机通过联轴器与丝杆组件连接，所述丝杆组件包括丝杆，所述丝杆的两端分别通过固定座和支撑座固定在所述底座上，所述丝杆上设有螺纹配合连接的螺母，所述螺母通过螺母座与所述工作台连接，具体地，所述电机通过联轴器与丝杆组件连接，通过联轴器将电机输出轴的动力传递给丝杆，驱动丝杆转动，丝杆进而通过螺母及螺母座把动力传递给工作台，实现工作台的水平移动，也就是实现样品环境在垂直于束线方向上的切换。

进一步地，所述丝杆通过弹性卡圈与所述固定座连接固定，便于安装和拆卸。

进一步地，所述支撑系统包括底座和导轨组件，所述底座安装于所述底板上，具体地，所述底座通过螺钉固定于底板上；所述导轨组件安装于所述底座上，所述导轨组件由两条以上平行分布并安装在所述底座上的导轨本体构成，所述导轨组件上设有两组样品环境组件，两组样品环境组件中的工作台分别通过滑块与导轨本体滑动连接，所述工作台底面通过螺钉与滑块固定连接，两个工作台安装于同一导轨组件上。

进一步地，所述导轨组件由三条并行分布的导轨本体构成的三导轨结构，包括基准侧导轨、第一从动侧导轨和第二从动侧导轨，所述基准侧导轨、第一从动侧导轨和第二从动侧导轨从左至右依次设置。

进一步地，所述三导轨结构的安装采用千分表进行调整第一从动侧导轨和基准侧导轨的平行度和直线度。

进一步地，所述控制系统包括控制器、光栅系统、限位开关以及零位开关，所述光栅系统安装于所述工作台侧面和所述底座侧面，所述限位开关和零位开关安装于所述底座上部，并位于所述丝杆组件的两侧，所述限位开关为光电式开关，所述零位开关为机械式触碰开关，所述工作台底面设有分别与限位开关和零位开关相配合的限位挡块和零位挡块，所述光栅系统、限位开关和零位开关分别与控制器连接。限位开关采用光电式开关的形式，其安装于所述底座的顶面上，并且与之配合的限位挡块安装于所述工作台的底面上，所述限位开关起到行程限制的作用，通常情况下，在工作台正常运行时，由光栅系统提供行程的控制，如果光栅反馈系统失效，那么工作台在运行到指定位置时不会停止，会继续向下运动，当挡块运动到经过光电式开关时，光电式开关会向电机控制器发出信号，使电机停转，防止整体运动超量程造成零部件损坏，也即是在所述工作台移动至所述限位挡块遮挡住限位开关的光信号时，使限位开关实现电信号的变化，并将变化的信息发送给控制器，通过控制器实现行程保护。所述零位开关安装于所述底座上，所述工作台底面设有零位挡块，零位开关采用机械式触碰开关，其安装于底座的顶面上，与之相配合的零位挡块安装于工作台的底面上，零位开关的作用是提前记录行程两端到零位开关的距离，当光栅系统的读数头或者光栅尺损坏需要更换时，，通过零位开关与零位挡块的机械配合，以及零位开关的高重复定位精度实现读数头或光栅尺的快速更换，无需重新准直整个系统，只需要依靠零位开关的性能好的重复定位精度实现快速更换。

进一步地，所述光栅系统为绝对式光栅系统，包括读数头和光栅尺，所述读数头安装于所述工作台的侧面，所述光栅尺安装于所述底座的侧面，所述控制器发送需求信息到读数头，指示读数头立即捕获直线栅尺上的绝对位置，根据读数头记录行程两端的位置信息，实现样品环境的切换。绝对光栅系统的选用，测量时在标尺光栅上划一条带有绝对位置编码的码道，读数头通过读取当前位置的编码可以得到绝对位置，并通过其位置信息达到控制其行程的目的。

进一步地，所述读数头的线缆处安装有坦克链，所述坦克链的弯曲半径大于读数头的线缆要求的动态弯曲半径，所述坦克链通过坦克链支架安装在所述底座上。

一种多样品环境切换的高精度互换方法，所述方法利用上述多样品环境切换的高精度互换系统实现，包括如下步骤，

S1：分别在两个支撑架上装入第一样品环境和第二样品环境；

S2：当需要第一样品环境时，控制系统向第二样品环境中的电机发送信号，控制第二样品环境所在的工作台运动至远离中心束流线的一端；

S3：第二样品环境到达指定位置后，控制系统向第一样品环境中的电机发送信号，控制第一样品环境所在工作台运动至中心束流线处，第一样品环境到达指定位置后，在第一样品环境中进行实验；

S4：当需要第二样品环境时，控制系统向第一样品环境中的电机发送信号，控制第一样品环境所在的工作台运动至远离中心束流线的一端；

S5：第一样品环境到达指定位置后，控制系统向第二样品环境中的电机发送信号，控制第二样品环境所在工作台运动至中心束流线处，第二样品环境到达指定位置后开始在第二样品环境中进行实验；

S6：如上循环，实现第一样品环境和第二样品环境的互换。

本发明多样品环境切换的高精度互换系统与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明技术方案采用电机进行驱动，控制系统提供位置反馈，从而实现高精度的位置切换，并且由于导轨的低摩擦系数可以承受重载情况而选择其作为支撑系统，同时相比于常规导轨，本发明采用三导轨形式，可以承受更重的载荷情况，还有限位开关在超行程情况下实现对系统的保护，零位开关在更换读数头或者光栅尺后可以实现不需要对整个系统重新准直即可立即使用。更重要的是，此装置可以实现自动切换样品环境，也即是自动切换盛放样品的盛放容器或空间，实现远程自动切换，最大化利用束流时间，减少实验人员实验前准备时间，不需要实验人员进入对其进行手动操作，降低了辐射损伤的风险，提高了实验的效率。综上所述，本发明技术方案具有操作简单，重复定位精度高，承受重载能力强，能够快速方便的实现样品环境的切换。

附图说明

图1为本发明多样品环境切换的高精度互换系统的立体图；

图2为本发明多样品环境切换的高精度互换系统的俯视图；

图3为本发明多样品环境切换的高精度互换系统去掉支撑架、工作台的俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为为本发明多样品环境切换的高精度互换系统的右视图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明多样品环境切换的高精度互换系统作进一步详细描述。

实施例1

参照图1，本发明一非限制实施例，一种多样品环境切换的高精度互换系统，可以实现两个样品环境的切换，所述样品环境，指的是用于盛放样品的盛放容器或空间。本发明多样品环境切换的高精度互换系统具体包括底板100、支撑系统200和控制系统300，所述支撑系统200安装于所述底板100上，所述控制系统300位于所述支撑系统200侧边外部和支撑系统200中间，所述支撑系统200上设有两组样品环境组件400，两组样品环境组件400分别安装在支撑系统200的上部和下部，每组样品环境组件400均包括驱动系统410、工作台420和支撑架430，所述工作台420安装于所述支撑系统200上，并可沿支撑系统200移动；所述驱动系统410位于所述工作台420与底板100之间，用于驱动工作台420沿支撑系统200的移动；所述支撑架430安装于工作台420上，用于样品环境的安装固定；所述驱动系统410中的气动或电动元器件分别与所述控制系统300连接。两组样品环境组件400的设置，使互换系统有两套驱动系统410、两套工作台420和两套支撑架430，两个支撑架430上分别安装有第一样品环境和第二样品环境，且两套工作台420共用一个支撑系统200和控制系统300，通过控制系统300控制两套工作台420联合工作，实现第一样品环境和第二样品环境的快速切换。

参照图1至图3，本发明一非限制实施例，所述支撑系统200包括底座210和导轨组件220，所述底座210安装于所述底板100上，具体地，所述底座210通过螺钉固定于底板100上；所述导轨组件220安装于所述底座210上，所述导轨组件220由两条以上平行分布并安装在所述底座210上的导轨本体构成，所述导轨组件220上设有两组样品环境组件400，两组样品环境组件400中的工作台420分别通过滑块230与导轨本体滑动连接，所述工作台420底面通过螺钉与滑块230固定连接，两个工作台420安装于同一导轨组件220上。所述导轨组件220由三条并行分布的导轨本体构成的三导轨结构，包括基准侧导轨221、第一从动侧导轨222和第二从动侧导轨223，以便于承受更大的负载，其从左往右依次命名为基准侧导轨221、第一从动侧导轨222，第二从动侧导轨223，安装时，先进行基准侧导轨221的安装，然后进行第二从动侧导轨223的安装，最后再进行位于基准侧导轨221和第二从动侧导轨223之间的第一从动侧导轨222以及所述工作台420的安装，具体如下。

本实施例的基准侧导轨221安装方式：首先，在安装前需要清除所要安装机械安装面上的毛刺、打击伤痕以及污物，然后将基准侧导轨221轻轻地放置于底座210之上，不完全锁紧装配螺栓使基准侧导轨221与安装面轻轻地靠紧，也就是将基准侧导轨221的基准侧与底座210上的安装面轻轻的靠紧，紧接着按规定的顺序将止动螺钉从底座210侧面的螺纹孔拧紧，使基准侧导轨221的基准侧与底座210的安装面紧靠，随后使用扭矩扳手，将螺栓按照规定的扭矩拧紧。

本实施例的第二从动侧导轨223安装方式：首先将第二从动侧导轨223沿着底座21030上的螺纹孔放置，然后不完全锁紧装配螺栓，紧接着将标准直尺放在两个基准侧导轨22114与第二从动侧导轨223之间，通过千分表将第二从动侧导轨223调整到与基准侧导轨221的基准侧平行，接下来以标准直尺为基准，通过千分表调整到第二从动侧导轨223的直线度，从轴端部按顺序将装配螺栓固定。

本实施例的第一从动侧导轨222安装方式：首先，将工作台420装在已被正确安装的基准侧导轨221与不完全锁紧的第一从动侧导轨222相配合的滑块230上，然后将基准侧导轨221的3个滑块230与第一从动侧导轨222的其中一个滑块230全锁紧，接下来将剩下的第一从动侧导轨222的滑块230不完全锁紧，然后使工作台420移动，以便确认工作阻力，一边按顺序全锁紧第一从动侧导轨222的装配螺栓。

参照图1至图4，本发明一非限制实施例，本实施例以第一样品环境为例进行驱动系统410的详细阐述，所述驱动系统410包括电机411、联轴器413和丝杆组件，所述电机411通过电机支架412安装于所述底座210的一端，所述电机411通过螺钉固定在电机支架412上，所述电机支架412通过螺钉固定在所述底座210上，所述电机411通过联轴器413与丝杆组件连接，所述丝杆组件包括丝杆415，所述丝杆415的两端分别通过固定座414和支撑座416固定在所述底座210上，其中，所述丝杆415通过弹性卡圈418与所述固定座414连接固定，便于安装和拆卸，所述丝杆415上设有螺纹配合连接的螺母，所述螺母通过螺母座417与所述工作台420连接，具体地，所述电机411通过联轴器413与丝杆组件连接，通过联轴器413将电机411输出轴的动力传递给丝杆415，驱动丝杆415转动，丝杆415进而通过螺母及螺母座417把动力传递给工作台420，也即是通过丝杆415与螺母的螺纹配合将丝杆415轴的旋转运动转化为螺母沿着丝杆415轴的直线运动，进而实现与工作台420相连接的第一样品环境在垂直于束流方向上的水平移动，同理，第二样品环境的移动也是如此，基于此，实现第一样品环境和第二样品环境的切换工作，也即是实现多样品环境的切换工作。

参照图1至图5，本发明一非限制实施例，本实施例中，以第二样品环境为例进行所述控制系统300的详细阐述，所述控制系统300包括控制器、光栅系统310、限位开关320以及零位开关330，还包括设置在所述底板上的硬限位装置340340，所述光栅系统310安装于所述工作台420侧面和所述底座210侧面，所述限位开关320和零位开关330安装于所述底座210上部，并位于所述丝杆组件的两侧。其中，所述光栅系统310包括读数头311和光栅尺312，所述光栅尺312通过胶固定安装于所述底座210的侧面，所述读数头311通过读数头311支架安装于所述工作台420的侧面，通过读数头311读取光栅尺312上的刻度，实现整个运动系统的高精度定位。本实施例中，所述光栅系统310采用绝对式光栅系统310，绝对光栅系统310的选用，测量时在标尺光栅上划一条带有绝对位置编码的码道，读数头311通过读取当前位置的编码可以得到绝对位置，并通过其位置信息达到控制其行程的目的。具体地，绝对光栅具有重新开机后可以直接获得绝对位置，不需要执行参考点回零操作，而且位置的计算是在读数头311中完成，不需后续的细分电路，简化了控制系统300的设计，提高了系统的可靠性和工作效率。

以第二样品环境为例，本实施例中所述限位开关320固定在限位开关320支架上，所述限位开关320支架通过螺钉固定在所述底座210，并分别位于工作台420的两端，所述工作台420的底面固定有限位挡块321，所述限位开关320为光电式开关，起到行程限制的作用，通常情况下，在工作台420正常运行时，由光栅系统310提供行程的控制，即工作台420在光栅系统310以及控制系统300的反馈控制下在工作行程内往复运动，当光栅系统310或者控制系统300失效，工作台420在运行到指定位置时不会停止，会继续向下运动，当限位挡块321运动到限位开关320处时，触发光电式开关向控制器发出信号，使电机411停转而使工作台420停下来，防止工作台420超行程而对整个系统产生损坏，进而防止整体运动超量程造成零部件损坏，也即是在所述工作台420移动至所述限位挡块321遮挡住限位开关320的光信号时，使限位开关320实现电信号的变化，并将变化的信息发送给控制器，通过控制器实现行程保护。

以第一样品环境为例，本实施例中所述零位开关330固定在零位开关330支架上，所述零位开关330支架通过螺钉固定在所述底座210上，并且位于所述工作台420远离束流中心线一侧，所述工作台420底面设有零位挡块331，零位开关330采用机械式触碰开关，，作用是当光栅系统310需要更换时，无需对整个系统重新准直，只需要通过零位开关330的当前位置以及之前记录的行程，依靠其好的位置重复精度，确定工作台420在束流中心线的行程位置。其工作原理是当整个系统安装准直之后，在控制器端取消限位开关320的反馈，将工作台420上的样品环境中心运动到束流中心线附近，通过光栅系统310记录此时光栅尺312上的刻度值，然后将工作台420上的样品环境中心运动到远离中心束线的一端，通过光栅系统310记录此时光栅尺312上的刻度值，接下来将工作台420一直运动到触发零位开关330，记录此时光栅尺312上的刻度值，并记录中心束流线到零位开关330、远离中心束流线一端到零位开关330之间的行程差，恢复限位开关320的反馈，然后整个系统正常工作，然后当光栅系统310或者编码系统出现问题时，根据上面的操作，更换上述问题零件。

以第一样品环境为例，本实施例中的控制系统300中的限位开关320，零位开关330以及底座210上的硬限位装置340的位置关系应根据选择的零部件形式和具体的作用而决定。本实施例中的限位开关320采用光电开关，零位开关330采用机械式触碰开关，硬限位装置340采用在底座210上开槽形式，根据上述选择的零部件形式，零位开关330的行程范围要大于限位开关320的行程范围，因为限位开关320为光电式，当触发后，工作台420可以继续运动，不会对限位开关320产生损坏，但是零位开关330为机械式触发，有行程方面的要求，当超过工作行程会对其造成不可修复的损坏，又因为硬限位装置340是在光栅系统310、控制器以及限位开关320同时失效时，强制工作台420停止，避免损坏整个系统的零部件，在这种情况下，三者之间的位置关系为限位开关320的行程范围最小，零位开关330的行程范围次之，硬限位开关320的行程范围最大，但是硬限位开关320的行程范围要在零位开关330极限位置之内。

以第一样品环境为例，本实施例的控制系统300中的光栅系统310的读数头311的线缆有动态弯曲半径和静态弯曲半径的要求，所以需要在读数头311的线缆处放置坦克链，使坦克链的弯曲半径大于读数头311线缆要求的动态弯曲半径，由于存在坦克链的弯曲半径小于底座210顶部到达工作台420底部之间的距离，所以在固定坦克链时需要坦克链支架协助固定，以达到给定的弯转半径。

实施例2

利用上述多样品环境切换的高精度互换系统进行样品环境切换的方法，包括如下步骤，

S1：分别在两个支撑架430上装入第一样品环境和第二样品环境；

S2：当需要第一样品环境时，控制系统300向第二样品环境中的电机411发送信号，控制第二样品环境所在的工作台420运动至远离中心束流线的一端；

S3：第二样品环境到达指定位置后，控制系统300向第一样品环境中的电机411发送信号，控制第一样品环境所在工作台420运动至中心束流线处，第一样品环境到达指定位置后，在第一样品环境中进行实验；

S4：当需要第二样品环境时，控制系统300向第一样品环境中的电机411发送信号，控制第一样品环境所在的工作台420运动至远离中心束流线的一端；

S5：第一样品环境到达指定位置后，控制系统300向第二样品环境中的电机411发送信号，控制第二样品环境所在工作台420运动至中心束流线处，第二样品环境到达指定位置后开始在第二样品环境中进行实验；

S6：如上循环，实现第一样品环境和第二样品环境的互换。

参照图1至图5，本发明多样品环境切换的高精度互换系统与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明技术方案采用电机411进行驱动，控制系统300提供位置反馈，从而实现高精度的位置切换，并且由于导轨的低摩擦系数可以承受重载情况而选择其作为支撑系统200，同时相比于常规导轨，本发明采用三导轨形式，可以承受更重的载荷情况，还有限位开关320在超行程情况下实现对系统的保护，零位开关330在更换读数头311或者光栅尺312后可以实现不需要对整个系统重新准直即可立即使用。更重要的是，此装置可以实现自动切换样品环境，也即是自动切换盛放样品的盛放容器或空间，不需要实验人员进入对其进行手动操作，降低了辐射损伤的风险，提高了实验的效率。综上所述，本发明技术方案具有操作简单，重复定位精度高，承受重载能力强，能够快速方便的实现样品环境的切换。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″竖直″、″水平″、″顶″、″底″″内″、″外″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐合指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐合地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述实施例仅为本发明的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于：包括底板、支撑系统和控制系统，所述支撑系统安装于所述底板上，所述控制系统位于所述支撑系统侧边外部和支撑系统中间，所述支撑系统上设有两组样品环境组件，两组样品环境组件分别安装在支撑系统的上部和下部，每组样品环境组件均包括驱动系统、工作台和支撑架，所述工作台安装于所述支撑系统上，并可沿支撑系统移动；所述驱动系统位于所述工作台与底板之间，用于驱动工作台沿支撑系统的移动；所述支撑架安装于工作台上，用于样品环境的安装固定；所述驱动系统中的气动或电动元器件分别与所述控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述驱动系统包括电机、联轴器和丝杆组件，所述电机通过电机支架安装于所述底座上，所述电机通过联轴器与丝杆组件连接，所述丝杆组件包括丝杆，所述丝杆的两端分别通过固定座和支撑座固定在所述底座上，所述丝杆上设有螺纹配合连接的螺母，所述螺母通过螺母座与所述工作台连接。

3.根据权利要求2所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述丝杆通过弹性卡圈与所述固定座连接固定。

4.根据权利要求1所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述支撑系统包括底座和导轨组件，所述底座安装于所述底板上，所述导轨组件安装于所述底座上，所述导轨组件由两条以上平行分布并安装在所述底座上的导轨本体构成，所述导轨组件上设有两组样品环境组件，两组样品环境组件中的工作台分别通过滑块与导轨本体滑动连接。

5.根据权利要求4所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述导轨组件由三条并行分布的导轨本体构成的三导轨结构，包括基准侧导轨、第一从动侧导轨和第二从动侧导轨，所述基准侧导轨、第一从动侧导轨和第二从动侧导轨从左至右依次设置。

6.根据权利要求5所述的多样品环境切换的高精度互换方法，其特征在于，所述三导轨结构的安装采用千分表进行调整第一从动侧导轨和基准侧导轨的平行度和直线度。

7.根据权利要求1所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述控制系统包括控制器、光栅系统、限位开关以及零位开关，所述光栅系统安装于所述工作台侧面和所述底座侧面，所述限位开关和零位开关安装于所述底座上部，并位于所述丝杆组件的两侧，所述限位开关为光电式开关，所述零位开关为机械式触碰开关，所述工作台底面设有分别与限位开关和零位开关相配合的限位挡块和零位挡块，所述光栅系统、限位开关和零位开关分别与控制器连接。

8.根据权利要求7所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述光栅系统为绝对式光栅系统，包括读数头和光栅尺，所述读数头安装于所述工作台的侧面，所述光栅尺安装于所述底座的侧面，所述控制器发送需求信息到读数头，指示读数头立即捕获直线栅尺上的绝对位置，根据读数头记录行程两端的位置信息，实现样品环境的切换。

9.根据权利要求8所述的多样品环境切换的高精度互换系统，其特征在于，所述读数头的线缆处安装有坦克链，所述坦克链的弯曲半径大于读数头的线缆要求的动态弯曲半径，所述坦克链通过坦克链支架安装在所述底座上。

10.一种多样品环境切换的高精度互换方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1至8任一项权利要求所述多样品环境切换的高精度互换系统实现，包括如下步骤，

S1：分别在两个支撑架上装入第一样品环境和第二样品环境；

S2：当需要第一样品环境时，控制系统向第二样品环境中的电机发送信号，控制第二样品环境所在的工作台运动至远离中心束流线的一端；

S3：第二样品环境到达指定位置后，控制系统向第一样品环境中的电机发送信号，控制第一样品环境所在工作台运动至中心束流线处，第一样品环境到达指定位置后，在第一样品环境中进行实验；

S4：当需要第二样品环境时，控制系统向第一样品环境中的电机发送信号，控制第一样品环境所在的工作台运动至远离中心束流线的一端；

S5：第一样品环境到达指定位置后，控制系统向第二样品环境中的电机发送信号，控制第二样品环境所在工作台运动至中心束流线处，第二样品环境到达指定位置后开始在第二样品环境中进行实验。

Images