CN107932532B - 一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手，属于坩埚夹持机械手领域与分析可燃物质成分的测量仪器领域。它包括坩埚夹持装置、动力隔热装置和三向移动块；坩埚夹持装置包括两组结构完全相同的可以夹持陶瓷坩埚的坩埚夹持本体，两个可以同步反向运动的螺母滑块组合体、双向丝杠、装设于双向丝杠上的锥齿轮B、与锥齿轮B相啮合传动的锥齿轮A；动力隔热装置包括热屏蔽管、装设有锥齿轮A的传动轴、两个分别装设于热屏蔽管两端的轴承。本发明是一种四线接触坩埚、夹持部位热变形量极小、且对驱动电机进行热屏蔽的、可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手。

Description

一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手

技术领域

本发明主要涉及坩埚夹持机械手领域与分析可燃物质成分的测量仪器领域，特指一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手。

背景技术

传统技术中，用于可燃物质成分的分析仪器自动化程度低，需要大量人工处理的环节，通常是操作员手持机械手夹持坩埚。现有技术中，有两种坩埚机械手，一种是顶杆式机械手，即通过顶杆顶起位于坩埚托上坩埚实现坩埚在工业分析仪的内部移动，这种结构的机械手虽然能实现自动送取坩埚，但在运动过程中轻微的抖动极易造成坩埚晃动或倾倒；另一种是电机驱动两金属片形成两条线接触实施夹持坩埚，这种方式虽然结局了坩埚晃动问题，但仍然存在一定的缺陷：金属片在高温炉内容易变形使得两条线接触不良，同时电机距离高温炉太近从而使得其寿命显著缩小。因此，设计一种能够在高温环境下夹持力不变、且对电机实施热屏蔽的坩埚机械手具有重大的意义。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种四线接触坩埚、夹持部位热变形量极小、且对驱动电机进行热屏蔽的、可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手，它包括坩埚夹持装置、动力隔热装置和三向移动块，所述三向移动块可以带动所述坩埚夹持装置、所述动力隔热装置实现在空间三个正交方向的任意同步移动。

所述坩埚夹持装置包括两组结构完全相同的可以夹持陶瓷坩埚的坩埚夹持本体，两个可以同步反向运动的螺母滑块组合体、双向丝杠、装设于所述双向丝杠上的锥齿轮B、与所述锥齿轮B相啮合传动的锥齿轮A；所述动力隔热装置包括热屏蔽管、装设有所述锥齿轮A的传动轴、两个分别装设于所述热屏蔽管两端的轴承。

所述坩埚夹持本体由镍镉材料制作，其前端部分为可以夹持所述陶瓷坩埚的半圆形卡手，其后端部分的水平截面为狭长的梯形；所述坩埚夹持本体的末端装设于所述螺母滑块组合体上，末端的宽度为其前端宽度的3倍；所述坩埚夹持本体的半圆形卡手的曲率半径为所述陶瓷坩埚曲率半径的0.8倍，夹持时确保所述半圆形卡手四条线接触所述陶瓷坩埚。

所述热屏蔽管的内壁到所述传动轴外壁之间的距离不小于5mm；所述传动轴的下端与装设于所述热屏蔽管下端的步进电机的输出轴采用绝热材料相连；所述热屏蔽管装设于所述三向移动块上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手采用耐高温的镍镉材料制作坩埚夹持本体具有半径小于陶瓷坩埚半径的半圆形卡手，确保了夹持坩埚时形成四条线接触，从而减小了高温时的变形、提高了夹持力。

(2)本发明的一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手还设有热屏蔽管，使得高温炉内的半圆形卡手的热量传递到传递轴上后被屏蔽掉，从而隔离了步进电机的热吸收，进而提高了电机使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手的坩埚夹持装置结构原理示意图。

图2是本发明的一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手的动力隔热装置的结构原理示意图。

图中，1—陶瓷坩埚；2—坩埚夹持本体；31—螺母滑块组合体；32—直线导轨；33—双向丝杠；34—锥齿轮A；35—锥齿轮B；36—传动轴；4—热屏蔽管；5—轴承；6—步进电机；7—三向移动块。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本发明的一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手，包括坩埚夹持装置、动力隔热装置和三向移动块7，三向移动块可以带动坩埚夹持装置、动力隔热装置实现在空间三个正交方向的任意同步移动，其特征在于：坩埚夹持装置包括两组结构完全相同的可以夹持陶瓷坩埚1的坩埚夹持本体2，两个可以同步反向运动的螺母滑块组合体31、双向丝杠33、装设于双向丝杠33上的锥齿轮B35、与锥齿轮B35相啮合传动的锥齿轮A34；动力隔热装置包括热屏蔽管4、装设有锥齿轮A34的传动轴36、两个分别装设于热屏蔽管4两端的轴承5；

参见图1和图2所示，坩埚夹持本体2由镍镉材料制作，其前端部分为可以夹持陶瓷坩埚1的半圆形卡手，其后端部分的水平截面为狭长的梯形；坩埚夹持本体2的末端装设于螺母滑块组合体31上，末端的宽度为其前端宽度的3倍；坩埚夹持本体2的半圆形卡手的曲率半径为陶瓷坩埚1曲率半径的0.8倍，夹持时确保半圆形卡手四条线接触陶瓷坩埚1；

参见图1和图2所示，热屏蔽管4的内壁到传动轴36外壁之间的距离不小于5mm；传动轴36的下端与装设于热屏蔽管4下端的步进电机6的输出轴采用绝热材料相连；热屏蔽管4装设于三向移动块7上。

夹持工作原理：步进电机6正向转动、带动传动轴36转动，进而带动锥齿轮A34转动，与之啮合的锥齿轮B35转动带动双向丝杠33正向转动，两组螺母滑块组合体31沿着直线导轨32同步向里运动，两组坩埚夹持本体2同步向内运动，最终形成四线接触陶瓷坩埚1，步进电机6停止；按照相似的原理，步进电机6反向转动，最终带动两组坩埚夹持本体2同步向外运动，放下陶瓷坩埚1。

热屏蔽原理：坩埚夹持本体2进入高温炉内夹持陶瓷坩埚1时，热量由坩埚夹持本体2，经两个锥齿轮传递到传动轴36上；此时由于传动轴36与步进电机6采用绝热材料连接，热量无法传递到电机轴上；同时由于传动轴36与热屏蔽管4之间存在至少5mm的间隙，有效防止了热量的传递，防止热量经电机安装部位传递到步进电机6上。

Claims (1)

1.一种可用于高温炉的坩埚夹持专用机械手，包括坩埚夹持装置、动力隔热装置和三向移动块(7)，所述三向移动块可以带动所述坩埚夹持装置、所述动力隔热装置实现在空间三个正交方向的任意同步移动，其特征在于：所述坩埚夹持装置包括两组结构完全相同的可以夹持陶瓷坩埚(1)的坩埚夹持本体(2)，两个可以同步反向运动的螺母滑块组合体(31)、双向丝杠(33)、装设于所述双向丝杠(33)上的锥齿轮B(35)、与所述锥齿轮B(35)相啮合传动的锥齿轮A(34)；所述动力隔热装置包括热屏蔽管(4)、装设有所述锥齿轮A(34)的传动轴(36)、两个分别装设于所述热屏蔽管(4)两端的轴承(5)；

所述坩埚夹持本体(2)由镍镉材料制作，其前端部分为可以夹持所述陶瓷坩埚(1)的半圆形卡手，其后端部分的水平截面为狭长的梯形；所述坩埚夹持本体(2)的末端装设于所述螺母滑块组合体(31)上，末端的宽度为其前端宽度的3倍；所述坩埚夹持本体(2)的半圆形卡手的曲率半径为所述陶瓷坩埚(1)曲率半径的0.8倍，夹持时确保所述半圆形卡手四条线接触所述陶瓷坩埚(1)；

所述热屏蔽管(4)的内壁到所述传动轴(36)外壁之间的距离不小于5mm；所述传动轴(36)的下端与装设于所述热屏蔽管(4)下端的步进电机(6)的输出轴采用绝热材料相连；所述热屏蔽管(4)装设于所述三向移动块(7)上。

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