CN105671512A - 一种球体真空镀膜装夹装置 - Google Patents

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Abstract

一种球体真空镀膜装夹装置，包括一个底盘，一个中心轴，一个公转驱动机构，至少一个球体装夹机构，以及一个自转驱动机构。所述球体装夹机构包括一盘滚动轴承，一个设置在所滚动轴承上的自转轴，一个与公转驱动机构固定连接的盖板，以及一个固定设置在该盖板上的放置环。所述滚动轴承设置在所述自转轴与公转驱动机构之间。所述放置环与自转轴间隔设置以放置被镀膜球体。由于所述球体真空镀膜装夹装置具有所述的公转驱动机构与自转驱动机构，该公转驱动机构与自转驱动机构分别驱动所述球体装夹机构作自转与公转运动，形成两轴转动，从而可以使所述被镀膜球体完成全表面镀膜，且即不用夹持该被镀膜球体也不用在该被镀膜球体上打孔。

Description

一种球体真空镀膜装夹装置
技术领域
本发明涉及一种真空镀膜装夹设备领域，特别是一种球体真空镀膜装夹装置。
背景技术
真空镀是指在真空条件下，通过蒸发、溅射或离化等方式在产品表面沉积各种金属和非金属薄膜的工艺，其主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型。需要镀膜的产品称为基片，被镀的材料称为靶材；靶材通常位于腔体周围、中心、底部或上部，基片通过基架固定于真空腔体中，由于基片装夹点固定，所以必然会有部分区域在镀膜过程中被遮挡，而无法实现全表面无缝隙镀膜。
对于表面不能打孔，无装夹点的球体产品，目前的真空镀膜技术由于装夹装置限制，无法实现全表面无缝镀膜。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可以让球体镀膜时完成全表面无缝镀膜的球体真空镀膜装夹装置，以解决上述问题。
一种球体真空镀膜装夹装置，包括一个底盘，一个固定设置在所述底盘上的中心轴，一个围绕该中心轴旋转的公转驱动机构，至少一个设置在所述公转驱动机构上并随该公转驱动机构绕所述中心轴旋转的球体装夹机构，以及一个设置在所述底盘上并围绕该中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构自转的自转驱动机构。所述球体装夹机构包括一盘滚动轴承，一个设置在所滚动轴承上的自转轴，一个与公转驱动机构固定连接的盖板，以及一个固定设置在该盖板上的放置环。所述滚动轴承设置在所述自转轴与公转驱动机构之间。所述放置环与自转轴间隔设置以放置被镀膜球体。
进一步地，所述公转驱动机构包括一个公转驱动源，一个由该公转驱动源驱动的公转齿轮组，所述公转齿轮组上设置有至少一个装夹机构放置孔，所述装夹机构放置孔用于设置所述球体装夹机构。
进一步地，所述公转驱动源为电机，所述公转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一公转齿轮，一个与该第一公转齿轮啮合并围绕该中心轴旋转的第二公转齿轮，以及一个与该第二公转齿轮刚性连接的第三公转齿轮，所述第三公转齿轮围绕所述中心轴旋转并设置有所述的装夹机构放置孔。
进一步地，所述自转驱动机构包括一个自转驱动源，一个由该自转驱动源驱动的自转齿轮组，所述自转齿轮组驱动所述球体装夹机构的自转轴转动。
进一步地，所述自转驱动源为电机，所述自转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一自转齿轮，一个与该第一自转齿轮啮合并围绕所述中心轴旋转的第二自转齿轮，以及一个与第二自转齿轮刚性连接的第三自转齿轮，所述第三自转齿轮围绕所述中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构的自转轴转动。
进一步地，所述自转轴上设置有与所述第三自转齿轮相啮合的齿轮片，该齿轮片随所述第三自转齿轮并绕所述自转轴的中心轴转动。
进一步地，所述第二自转齿轮放置在所述底盘上，所述第二自转齿轮与底盘之间分别对应设置有一条第二自转齿轮下凹槽和底盘上凹槽，所述底盘包括一盘设置在所述第二自转齿轮下凹槽与底盘上凹槽之间的底盘滚珠。
进一步地，所述自转驱动机构包括一个自转驱动源，一个由该自转驱动源驱动的自转齿轮组，所述自转齿轮组驱动所述球体装夹机构的自转轴转动，所述自转驱动源为电机，所述自转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一自转齿轮，一个与该第一自转齿轮啮合并围绕所述中心轴旋转的第二自转齿轮，以及一个与第二自转齿轮刚性连接的第三自转齿轮，所述第三自转齿轮围绕所述中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构的自转轴转动，所述第二自转齿轮与所述第二公转齿轮之间分别设置有第二自转齿轮上凹槽和第二公转齿轮下凹槽，所述自转驱动机构还包括一盘设置在所述第二自转齿轮上凹槽和第二公转齿轮下凹槽之间的自转滚珠。一步地，所述公转驱动机构的第二、第三公转齿轮设置在所述第二、第三自转齿轮之间。
与现有技术相比，由于所述球体真空镀膜装夹装置具有所述的公转驱动机构与自转驱动机构，该公转驱动机构与自转驱动机构分别驱动所述球体装夹机构作自转与公转运动，形成两轴转动，从而可以使所述被镀膜球体完成全表面镀膜，且即不用夹持该被镀膜球体也不用在该被镀膜球体上打孔。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的一种球体真空镀膜装夹装置的结构示意图。
图2为图1的球体真空镀膜装夹装置的局部放大图。
图3为图1的球体真空镀膜装夹装置所具有盖板的俯视结构示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图3，其为本发明提供的一种球体真空镀膜装夹装置的结构示意图。所述球体真空镀膜装夹装置包括一个底盘10，一个固定设置在所述底盘10上的中心轴20，一个围绕该中心轴20旋转的公转驱动机构30，至少一个设置在所述公转驱动机构30上并随该公转驱动机构30绕所述中心轴20旋转的球体装夹机构40，以及一个设置在所述底盘10上并围绕该中心轴20旋转并驱动所述球体装夹机构40自转的自转驱动机构50。可以想到的是，所述球体真空镀膜装夹装置还包括其他一些功能模块，如配电模块，机台模块，电机与齿轮之间的传动模块，以及开关模块等以令该球体真空镀膜装夹装置可以安全工作。但是这些模块不作为本发明的重点，在此不作详细描述。另外，还需要说明的是，该球体真空镀膜装夹装置放置在真空车间工作，同时该真空车间中还放置有真空镀膜机以给至少一个被镀膜球体60镀膜。
所述底盘10可以为一个圆环，并通过陶瓷螺丝固定在机台模块上，用于设置上述的其他机构，如自转驱动机构50与公转驱动机构30。所述底盘10包括一个设置在其上的底盘上凹槽11和一盘设置在该底盘上凹槽11中的底盘滚珠12。因为不管是自转驱动机构50还是公转驱动机构30，都是围绕所述中心轴20在旋转，因此所述底盘上凹槽11也是以所述中心轴20为圆心的圆圈。所述底盘滚珠12的直径根据所述底盘上凹槽11的直径设置，以能够自由转动为准。当然为了滚动或滑动平滑，还可以在所述底盘上凹槽11与底盘滚珠12上可镀膜润滑涂层等。
所述中心轴20为一根虚构的轴，其是所述自转驱动机构50与公转驱动机构30的设计导向，也是其他功能模块，如球体装夹机构40的设计导向。
所述公转驱动机构30包括一个公转驱动源31，一个由该公转驱动源31的公转齿轮组32。所述公转驱动源31可以为一个电机，其在电力的驱动下可以源源不断地输出扭矩，以驱动所述公转齿轮组32转动。所述公转齿轮组32包括一个与该电机啮合的第一公转齿轮321，一个与该第一公转齿轮321啮合并围绕所述中心轴20旋转的第二公转齿轮322，以及一个与该第二公转齿轮刚性连接的第三公转齿轮323。所述第一、第二、以及第三公转齿轮321、322、323为通常人们所习知的齿轮传动机构，在此无须更多描述，其为本领域技术人员所习知。所述第一公转齿轮321在电机的带动下转动，从而将电机即公转驱动源31输出的扭矩传递给第一公转齿轮321。所述第一公转齿轮321然后将该扭矩传递给第二公转齿轮322，而第三公转齿轮323与第二公转齿轮322为刚性连接，因此，所述第二公转齿轮322将带动所述第二、第三公转齿轮322、323一起转动。为了设置所述球体装夹机构40并带动该球体装夹机构40围绕所述中心轴20作公转运动，所述第三公转齿轮323上设置有一个装夹机构放置孔324以及设置所述球体装夹机构40。为了使整个机构紧凑并使所述第二、第三公转齿轮322、323围绕所述中心轴20保持同轴转动，所述第二公转齿轮322上设置有第二公转齿轮下凹槽325。该第二公转齿轮下凹槽325会在后面作详细描述其结构及工作原理。
所述球体装夹机构40包括一盘滚动轴承41，一个设置在所述滚动轴承41上的自转轴42，一个与所述公转驱动机构30固定连接的盖板43，以及一个固定设置在该盖板43上的放置环44。所述滚动轴承41设置在第二公转齿轮322的装夹机构放置孔324的底部，并设置在所述第二公转齿轮322与自转轴42之间以利于所述自转轴42围绕其自己的中心轴自转。所述自转轴42上设置有与下述的第三自转齿轮523相啮合的齿轮片421以及一个设置在该自转轴42的顶部的夹装头422。所述齿轮片421在第三自转齿轮523的驱动下带动整个自转轴42绕其自己的中心轴转动。所述夹装头422可以为一个圆柱，其头部可以为任意合适旋转被镀膜球体60的形状，在本实施例中，所述夹装头422为一个圆柱形，以减小与被镀膜球体60的接触面积。所述盖板43固定在所述公转驱动机构30的第三公转齿轮323上，其固定的方法可以为任意形式，如螺钉、焊接等。所述盖板43具有一个通孔431。该通孔431套设在所述夹装头422上，以让该夹装头422可以穿过该通孔431而露出来的。所述放置环44固定在所述盖板43上并与所述夹装头422同心，其固定方式可以为任意形式，如螺钉、焊接、销接等。所述放置环44与自转轴42间隔设置且其大小根据被镀膜球体60的直径的大小而定，总之要使所述放置环44与自转轴42的夹装头422之间的最大距离小于所述被镀膜球体60的直径，以使所述被镀膜球体60能够放置在所述放置环44与自转轴42的夹装头422之间。所述球体装夹机构40可以设置一个或多个，在本实施例中，所述球体装夹机构40有5个，其布置方式如图3所示。
所述自转驱动机构50包括一个自转驱动源51，一个由该自转驱动源51驱动的自转齿轮组52。所述自转驱动源51如公转驱动源31一样，可以为一个电机，具体就不再详细描述。所述自转齿轮组52驱动所述球体装夹机构40的自转轴42转动。所述自转齿轮组52包括一个与该电机啮合或耦合的第一自转齿轮521，一个与该第一自转齿轮521啮合并围绕所述中心轴20旋转的第二自转齿轮522，以及一个与第二自转齿轮522刚性连接的第三自转齿轮523。所述第一自转齿轮521与电机耦合，其为一个传动齿轮，其将电机的扭矩传递给第二自转齿轮522。而第二自转齿轮522与第三自转齿轮523为刚性连接，从而使第三自转齿轮523一起绕中心轴20转动。所述第二自转齿轮522包括一个朝向所述底盘10的第二自转齿轮下凹槽524和一个朝向所述第二公转齿轮322的第二自转上凹槽525，以及一个设置在所述第二自转齿轮522与第二公转齿轮322之间的自转滚珠526。所述第二自转齿轮522与第三自转齿轮523间隔设置，所述公转驱动机构30的第二、第三公转齿轮322、323之间，以使整个球体真空镀膜装夹装置结构紧凑。
该球体真空镀膜装夹装置的工作原理如下，当自转驱动源51驱动所述第一自转驱动齿轮521转动时，所述第一自转驱动齿轮521带动第二自转驱动齿轮522转动，同时第三自转驱动齿轮523在第二自转驱动齿轮522的带动下也开始转动。而球体装夹机构40的自转轴42的齿轮片421与所述第三自转驱动齿轮523相啮合，因此该第三自转驱动齿轮523驱动该自转轴42绕其自己的中心轴转动。而因为球体装夹机构40的盖板43固定在公转驱动机构30的第三公转机构323上，因此所述盖板43相对所述自转轴42是不动的，因而固定在所述盖板43上的放置环44也是不动的。进而所述放置在放置环44与自转轴42的夹装头422之间的被镀膜球体60在摩擦力的作用下在所述放置环44与夹装头422所形成的环形轨道上滚动。在第二自转齿轮522转动时，由于所述自转滚珠526的存在，使得第二公转齿轮322不会随所述第二自转齿轮522转动。
当公转驱动源31驱动所述第一公转齿轮321转动时，所述第一公转齿轮321将驱动第二公转齿轮322绕所述中心轴20转动，而所述第二公转齿轮322与第三公转齿轮323刚性连接，因此第三公转齿轮323也将转动，从而使设置在所述第三公转齿轮323的装夹机构放置孔324中的球体装夹机构40也随所述第三公转齿轮323绕所述中心轴20转动，从而完成所述球体装夹机构40公转的目的。也由于所述自转滚珠526的存在，使得所述第二自转齿轮522与第二公转齿轮322可以作相对运动。同时由于所述盖板43固定在所述第三公转机构323上，当第三公转机构323转动时，也带动盖板43一起绕中心轴20转动，进而会驱动所述被镀膜球体60绕其圆心滚动
与现有技术相比，由于所述球体真空镀膜装夹装置具有所述的公转驱动机构30与自转驱动机构50，该公转驱动机构30与自转驱动机构50分别驱动所述球体装夹机构40作自转与公转运动，形成两轴转动，从而可以使所述被镀膜球体60完成全表面镀膜，且即不用夹持该被镀膜球体60也不用在该被镀膜球体60上打孔。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述球体真空镀膜装夹装置包括一个底盘，一个固定设置在所述底盘上的中心轴，一个围绕该中心轴旋转的公转驱动机构，至少一个设置在所述公转驱动机构上并随该公转驱动机构绕所述中心轴旋转的球体装夹机构，以及一个设置在所述底盘上并围绕该中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构自转的自转驱动机构，所述球体装夹机构包括一盘滚动轴承，一个设置在所滚动轴承上的自转轴，一个与公转驱动机构固定连接的盖板，以及一个固定设置在该盖板上的放置环，所述滚动轴承设置在所述自转轴与公转驱动机构之间，所述放置环与自转轴间隔设置以放置被镀膜球体。
2.如权利要求1所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述公转驱动机构包括一个公转驱动源，一个由该公转驱动源驱动的公转齿轮组，所述公转齿轮组上设置有至少一个装夹机构放置孔，所述装夹机构放置孔用于设置所述球体装夹机构。
3.如权利要求2所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述公转驱动源为电机，所述公转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一公转齿轮，一个与该第一公转齿轮啮合并围绕该中心轴旋转的第二公转齿轮，以及一个与该第二公转齿轮刚性连接的第三公转齿轮，所述第三公转齿轮围绕所述中心轴旋转并设置有所述的装夹机构放置孔。
4.如权利要求1所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述自转驱动机构包括一个自转驱动源，一个由该自转驱动源驱动的自转齿轮组，所述自转齿轮组驱动所述球体装夹机构的自转轴转动。
5.如权利要求4所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述自转驱动源为电机，所述自转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一自转齿轮，一个与该第一自转齿轮啮合并围绕所述中心轴旋转的第二自转齿轮，以及一个与第二自转齿轮刚性连接的第三自转齿轮，所述第三自转齿轮围绕所述中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构的自转轴转动。
6.如权利要求5所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述自转轴上设置有与所述第三自转齿轮相啮合的齿轮片，该齿轮片随所述第三自转齿轮并绕所述自转轴的中心轴转动。
7.如权利要求5所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述第二自转齿轮放置在所述底盘上，所述第二自转齿轮与底盘之间分别对应设置有一条第二自转齿轮下凹槽和底盘上凹槽，所述底盘包括一盘设置在所述第二自转齿轮下凹槽与底盘上凹槽之间的底盘滚珠。
8.如权利要求2所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述自转驱动机构包括一个自转驱动源，一个由该自转驱动源驱动的自转齿轮组，所述自转齿轮组驱动所述球体装夹机构的自转轴转动，所述自转驱动源为电机，所述自转齿轮组包括一个与该电机啮合的第一自转齿轮，一个与该第一自转齿轮啮合并围绕所述中心轴旋转的第二自转齿轮，以及一个与第二自转齿轮刚性连接的第三自转齿轮，所述第三自转齿轮围绕所述中心轴旋转并驱动所述球体装夹机构的自转轴转动，所述第二自转齿轮与所述第二公转齿轮之间分别设置有第二自转齿轮上凹槽和第二公转齿轮下凹槽，所述自转驱动机构还包括一盘设置在所述第二自转齿轮上凹槽和第二公转齿轮下凹槽之间的自转滚珠。
9.如权利要求8所述的球体真空镀膜装夹装置，其特征在于：所述公转驱动机构的第二、第三公转齿轮设置在所述第二、第三自转齿轮之间。
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