CN105666713A - 一种超声振动旋转掏料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超声振动旋转掏料装置，包括管状掏料钻、超声手柄、人机操作模块、数据处理模块、控制器和超声信号发生器，通过人机操作模块进行规格数据的输入，然后通过数据处理模块进行处理后发送到控制器，控制器根据不同的需求发送不同的控制命令到超声信号发生器和伺服电机，从而启动超声手柄和伺服电机带动管状掏料钻工作，超声手柄内设有冷却柱，冷却柱一端连接有伺服电机的传动端，管状掏料钻一端插入冷却柱，通过螺纹与冷却柱相连。本发明利用内径尺寸匹配的管状掏料钻，由伺服电机产生的旋转加上轴向的超声高频振动，可实现在硅锭或蓝宝石锭上快速掏取适合的硅棒的目的，具有硅棒一次成型，成型的硅棒精度高，加工成本低等优点。

Description

一种超声振动旋转掏料装置
技术领域
本发明涉及一种加工件的掏料装置，具体涉及一种超声振动旋转掏料装置。
背景技术
已知的，光伏市场中有约60％的多晶硅太阳能电池是以多晶硅硅片作为基底的，因此，多晶硅硅片的使用量及其巨大，可谓是光伏产业的核心主力；但要想制造出合格的硅片，尤其是圆形硅片，大多需要通过圆形硅棒经过线切割，然后形成符合规定要求的硅片，现有的方法是将大块的硅锭通过击打形成碎片，然后利用坩埚融化，使用引导晶体的仔晶拉制出接近要求的硅棒，经过对外径处理，获取要求圆度和直径尺寸的硅棒；另一种方法是区融法，拉制出接近要求的硅棒；上述两种方法获取的硅棒均需要二次处理，由于多晶硅具有室温下质脆，切割时易碎裂；加热至800℃以上即有延性，1300℃时显出明显变形，密度在每立方厘米2.32～2.34。熔点1410℃。沸点2355℃。所以对于硬度较高且易碎的多晶硅来说，常规方法很难一次获取符合要求直径的硅棒。
蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-A12O3)的单晶(又称为刚玉)，蓝宝石不仅具有极好的热导性、电气绝缘性、透光性、化学稳定性，而且蓝宝石具有的耐高温(可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作)、高强度、高硬度等一系列优良的特性，使得蓝宝石被广泛应用于红外装置、导弹、潜艇、卫星空间技术、探测和高功率强激光等的窗口材料学科当中，蓝宝石尤其适用于优质光学材料、耐磨轴承材料和衬底材料等技术领域。
其中蓝宝石在作为衬底材料(即LED)应用于半导体照明产业时，使得LED具备发光效率相对于传统灯具提高接近10倍，且寿命相对传统灯具提高20倍以上，鉴于上述可知蓝宝石应用于LED便兼具节能、环保等优点，同时LED作为新一代光源，被公认为是21世纪最具发展前景的高技术领域，所以世界各国在LED照明的推广、普及中，政策性扶持的力度都非常之大，白炽灯的淘汰已在进行，白炽灯禁用法律已经在全球逐步开始实行，那么也就意味着宝石的市场需求量也在不断的增大。
蓝宝石的棒体获取与多晶硅存在很多类似问题，也是常规方法很难一次获取符合要求直径的蓝宝石棒。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种超声振动旋转掏料装置，具有硅棒一次成型，成型的硅棒精度高，加工成本低等优点。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种超声振动旋转掏料装置，包括
管状掏料钻，用于传递超声振动，并根据控制器输出的控制命令掏取设定规格的材料；
超声手柄，为具有摆动结构的复合超声振动手柄，其与管状掏料钻相连接，用于将超声频率电信号转换为机械振动，带动管状掏料钻工作；
人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入需要掏取材料的规格数据，并将数据发送到数据处理模块；同时还用于输入信息调用命令；
数据处理模块，用于接收输入的图片数据、文字数据和语音数据，去除图像中的斑点噪声，提取图片中的特征值，并将特征值转换成文本数据发送到控制器；提取文字数据中的关键字发送到控制器；将语音数据转换成文本数据，并提取关键字发送到控制器；
控制器，用于接收数据处理模块发送的数据，并根据接收的数据发送相应的控制命令到超声信号发生器和管状掏料钻的伺服电机；
超声信号发生器，通过驱动电路与超声手柄相连，用于驱动超声手柄带动管状掏料钻相连；
超声手柄内设有冷却柱，冷却柱一端连接有伺服电机的传动端，管状掏料钻一端插入冷却柱，通过螺纹与冷却柱相连，冷却柱的内壁上设有导热硅脂层，导热硅脂层上设有与管状掏料钻相配合的螺纹，冷却柱的进水口连接有低温水冷却循环装置的出水端，冷却柱的出水口连接有低温水冷却循环装置的进水端，低温水冷却循环装置通过支架安装在超声手柄内。
优选地，所述超声手柄内安装有
换能器，将超声频率电信号转换成机械振动；
摆动机构，将旋转运动变为摆动，并带动换能器3一起摆动；
柔性密封部件，其内圈固定于换能器3上，外圈固定与外壳6上，在换能器3摆动时实现密封作用；
电机，产生旋转运动，驱动摆动机构4运动；
外壳，用于固定换能器、摆动机构和电机；
散热风扇，用于为电机散热。
优选地，所述主机内还设有宽频带激励信号发生器，与控制器相连。
优选地，所述管状掏料钻下端面以及下端的内外管壁上分别设有金刚石研磨层。
优选地，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入采用摄像头或扫描仪。
优选地，所述超声手柄上设有一收纳槽。
优选地，所述收纳槽内通过金属软管安装有LED灯。
优选地，还包括一数据库与人机操作模块和数据处理模块，用于储存人机操作模块输入的数据以及数据处理模块处理后所得的数据。
优选地，所述管状掏料钻1上还套接有加固套，加固套一端通过螺纹与冷却柱相连，冷却柱的外壁上设有与加固套相配合的外螺纹。
本发明具有以下有益效果：
利用内径尺寸匹配的管状掏料钻，由伺服电机产生的旋转加上轴向的超声高频振动，可实现在硅锭或蓝宝石锭上快速掏取适合的硅棒的目的；本发明相对于目前的硅棒获取方法，具有硅棒一次成型，成型的硅棒精度高，加工成本低等优点，同时控制命令的输入可采用图片、语音和文字多种输入方式，大大方便了使用，也进一步提高了加工的精确度。
附图说明
图1为本发明实施例一种超声骨科精细手术系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种超声振动旋转掏料装置，包括用于传递超声振动的管状掏料钻1，包括
管状掏料钻1，用于传递超声振动，并根据控制器输出的控制命令掏取设定规格的材料；
超声手柄9，为具有摆动结构的复合超声振动手柄，其与管状掏料钻1相连接，用于将超声频率电信号转换为机械振动，带动管状掏料钻1工作；
人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入需要掏取材料的规格数据，并将数据发送到数据处理模块；同时还用于输入信息调用命令；
数据处理模块，用于接收输入的图片数据、文字数据和语音数据，去除图像中的斑点噪声，提取图片中的特征值，并将特征值转换成文本数据发送到控制器；提取文字数据中的关键字发送到控制器；将语音数据转换成文本数据，并提取关键字发送到控制器；
控制器，用于接收数据处理模块发送的数据，并根据接收的数据发送相应的控制命令到超声信号发生器和管状掏料钻1的伺服电机；
超声信号发生器，通过驱动电路与超声手柄9相连，用于驱动超声手柄带动管状掏料钻1相连；
超声手柄9内设有冷却柱8，冷却柱8一端连接有伺服电机10的传动端，管状掏料钻1一端插入冷却柱8，通过螺纹与冷却柱8相连，冷却柱8的内壁上设有导热硅脂层，导热硅脂层上设有与管状掏料钻1相配合的螺纹，冷却柱8的进水口连接有低温水冷却循环装置的出水端，冷却柱8的出水口连接有低温水冷却循环装置的进水端，低温水冷却循环装置通过支架安装在超声手柄9内。
所述超声手柄9内安装有
换能器3，将超声频率电信号转换成机械振动；
摆动机构4，将旋转运动变为摆动，并带动换能器3一起摆动；
柔性密封部件2，其内圈固定于换能器3上，外圈固定与外壳6上，在换能器3摆动时实现密封作用；
电机5，产生旋转运动，驱动摆动机构4运动；
外壳6，用于固定换能器3、摆动机构4和电机5；
散热风扇20，用于为电机5散热。
所述主机8内还设有宽频带激励信号发生器，与控制器相连。
所述管状掏料钻1下端面以及下端的内外管壁上分别设有金刚石研磨层。
所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入采用摄像头或扫描仪。
所述超声手柄9上设有一收纳槽10。
所述收纳槽10内通过金属软管安装有LED灯21。
还包括一数据库与人机操作模块和数据处理模块，用于储存人机操作模块输入的数据以及数据处理模块处理后所得的数据。
所述管状掏料钻1上还套接有加固套7，加固套7一端通过螺纹与冷却柱8相连，冷却柱8的外壁上设有与加固套7相配合的外螺纹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，包括
管状掏料钻(1)，用于传递超声振动，并根据控制器输出的控制命令掏取设定规格的材料；
超声手柄(9)，为具有摆动结构的复合超声振动手柄，其与管状掏料钻(1)相连接，用于将超声频率电信号转换为机械振动，带动管状掏料钻(1)工作；
人机操作模块，包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，用于输入需要掏取材料的规格数据，并将数据发送到数据处理模块；同时还用于输入信息调用命令；
数据处理模块，用于接收输入的图片数据、文字数据和语音数据，去除图像中的斑点噪声，提取图片中的特征值，并将特征值转换成文本数据发送到控制器；提取文字数据中的关键字发送到控制器；将语音数据转换成文本数据，并提取关键字发送到控制器；
控制器，用于接收数据处理模块发送的数据，并根据接收的数据发送相应的控制命令到超声信号发生器和管状掏料钻(1)；
超声信号发生器，通过驱动电路与超声手柄(9)相连，用于驱动超声手柄带动管状掏料钻(1)相连；
超声手柄(9)内设有冷却柱(8)，冷却柱(8)一端连接有伺服电机(10)的传动端，管状掏料钻(1)一端插入冷却柱(8)，通过螺纹与冷却柱(8)相连，冷却柱(8)的内壁上设有导热硅脂层，导热硅脂层上设有与管状掏料钻(1)相配合的螺纹，冷却柱(8)的进水口连接有低温水冷却循环装置的出水端，冷却柱(8)的出水口连接有低温水冷却循环装置的进水端，低温水冷却循环装置通过支架安装在超声手柄(9)内。
2.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述超声手柄(9)内安装有
换能器(3)，将超声频率电信号转换成机械振动；
摆动机构(4)，将旋转运动变为摆动，并带动换能器(3)一起摆动；
柔性密封部件(2)，其内圈固定于换能器(3)上，外圈固定与外壳(6)上，在换能器(3)摆动时实现密封作用；
电机(5)，产生旋转运动，驱动摆动机构(4)运动；
外壳(6)，用于固定换能器(3)、摆动机构(4)和电机(5)；
散热风扇(20)，用于为电机(5)散热。
3.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述主机(8)内还设有宽频带激励信号发生器，与控制器相连。
4.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述管状掏料钻(1)下端面以及下端的内外管壁上分别设有金刚石研磨层。
5.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用手写板和键盘，所述图片输入采用摄像头或扫描仪。
6.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述超声手柄(9)上设有一收纳槽(10)。
7.根据权利要求7所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述收纳槽(10)内通过金属软管安装有LED灯(21)。
8.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，还包括一数据库与人机操作模块和数据处理模块，用于储存人机操作模块输入的数据以及数据处理模块处理后所得的数据。
9.根据权利要求1所述的一种超声振动旋转掏料装置，其特征在于，所述管状掏料钻(1)上还套接有加固套(7)，加固套(7)一端通过螺纹与冷却柱(8)相连，冷却柱(8)的外壁上设有与加固套(7)相配合的外螺纹。
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