辐射环境下自动样品更换平台的设计

摘要

随着全球经济的快速发展，辐射环境下的科学实验和实验装置大幅增加，实验人员不能长时间在辐射环境下工作。同时在辐射污染环境下，辐射源会释放大量的射线和中子，容易导致机电设备传感器、电子器件、信号传输系统瞬间失灵，也会加速绝缘材料、润滑剂、粘合剂、密封部件的老化。因此针对具体环境开发自动化检测设备和平台就显得非常重要。辐射环境下自动样品更换平台的研究可以避免辐射环境对人体的伤害，提高辐射环境下平台检测样品的能力。
　　本文主要内容是：
　　首先，对辐射环境下自动样品更换平台系统进行分析，在国内外研究的基础上重新设计了平台的机械系统，增加了样品垂直定位装置，并对机械系统的外形尺寸、精度、样品的更换能力进行了校核，结果表明，在要求空间下,该平台整体高度在30-35cm之间可调；样品可升降幅度11cm；样品在检测过程中可以360°旋转等。
　　其次，使用三维建模软件Autodesk Inventor Professional2014对平台的机械系统进行设计。设计机械系统的三维模型，并进行装配，制作工程图，方便指导机械系统的制造加工和装配。同时对设计和制造过程中遇到的问题进行了分析，总结了零件机械设计中应注意的问题。
　　最后，以MPC2810多轴运动控制卡为核心构建了开放式多轴控制系统，结合本文实际对控制系统的各个组成部分进行了介绍和设置，利用硬件平台和上位机软件对机械系统和控制系统进行了调试，实验结果表明，设计的辐射环境下自动样品更换平台满足了使用要求，实现了各种运动形式，而且能够满足性能指标。最后，提出了该设计中存在的问题便于进一步提高系统的性能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 计算机辅助设计技术

1.3 步进电机驱动控制系统技术发展及现状

1.4 本文研究内容

1.5 本章小结

第二章 辐射环境下自动样品更换平台的机械设计

2.1 样品水平定位装置的设计

2.2 样品垂直定位装置的设计

2.3 样品旋转装置的设计

2.4 平台底座部分的设计

2.5 机械系统零件材料选择

2.6 本章小结

第三章 辐射环境下自动样品更换平台的计算机辅助设计

3.1 样品水平定位装置的建模

3.2 样品垂直定位装置的建模

3.3 样品旋转装置的建模

3.4 平台底座部分的建模

3.5 自动样品更换平台的装配

3.6 自动样品更换平台的装配图

3.7 本章小结

第四章 辐射环境下自动样品更换平台的校核

4.1 平台的尺寸和精度校核

4.2 平台更换样品能力的校核

4.3 本章小结

第五章 辐射环境下自动样品更换平台控制系统的设计

5.1 运动控制系统总体结构组成与原理

5.2 步进电机驱动器

5.3 反馈元件

5.4 运动控制卡

5.5 直流开关电源

5.6 本章小结

第六章 辐射环境下自动样品更换平台控制系统的测试

6.1 控制系统的构建

6.2 控制器上位机软件的设置

6.3 执行机构的测试

6.4 本章小结

总结与展望

全文总结

全文展望

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢