CN109234812A - 单晶硅块复投器自动配料车 - Google Patents

Abstract

本发明所述的单晶硅块复投器自动配料车，车架与复投器架之间设置有弹性机构，弹性机构的设置使得复投器架在由倾斜状态向竖直状态转换时，弹性机构起到助力作用，该方案降低了操作人员的劳动强度。在车架上还设置有操作机构，操作机构包括丝杠和螺母座，复投器架与螺母座之间设置有推杆，推杆的一端转动连接在螺母座上，推杆的另一端转动连接在复投器架上，在车架上设置有驱动丝杠转动的驱动机构，在翻转复投器架时，通过驱动机构带动丝杠转动，进而使得螺母座沿直线运动，螺母座直线运动通过推杆驱动复投器架做翻转动作，由于丝杠与螺母座配合，螺母座与丝杠之间具有自锁功能，复投器架在翻转过程中可以方便地控制复投器架的翻转速度。

Description

单晶硅块复投器自动配料车

技术领域

本发明涉及物料配送车，尤其涉及单晶硅块复投器自动配料车，属于单晶硅加工领域。

背景技术

单晶炉是生产单晶硅棒的重要设备，单晶炉内首次装料的石英坩埚容量有限，只能存放一定数量的硅料，而单晶炉熔料过程中硅块由固体熔化为液体后，空间占用减小，另外晶棒不断地生长，炉内空间继续增大。所以为了提高产量，增加单晶硅棒的长度，就需要对单晶炉进行重复投料。在单根晶棒平均生长周期内，一般需要重复投料7～8桶，在大批量生产的情况下，单个生产车间内每天运输复投器的频次非常高，基本会达到几千次。目前重复投料的运输方式为单人推动单个小车运送一个复投器，所以需要很多的人力投入，而且工作强度极大。

重复投料所需的容器一般称为复投器。复投器包括桶体、挂钩、拉杆、固定法兰、桶底挡板。桶体的上部设有用于挂接桶体的挂钩，桶体的底部设有挡板，桶体的外部设有与活动挡板连接控制其打开的拉杆，拉杆与挡板配合用于闭合打开桶体底部的活动挡板，外部结构设计精巧，紧凑，桶内容积最大化，投料量大。另外，根据装料车的高度，复投器倾斜状态时，桶口高度需满足一定要求。复投器运输至单晶炉旁时，为方便复投器吊进单晶炉，此时复投器需要处于竖直状态。因此用于单晶硅块复投器自动配送的料车要可以在倾斜状态和竖直状态间来回切换。

现有技术中运送复投器的送料车一般采用手工翻转的方法使复投器在倾斜状态及竖直状态之间转换，这种操作方式一方面造成操作人员劳动强度大，另一方面，采用手工操作的方法使得复投器在竖直状态及倾斜状态之间转换时，无法控制复投器的翻转速度，存在安生隐患，影响了送料车的使用体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、复投器在倾斜状态与竖直状态之间转换时可以方便地控制复投器翻转速度的单晶硅块复投器自动配料车。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

单晶硅块复投器自动配料车，包括车架，在所述车架上设置有轮子，在所述车架上还设置有复投器架，在所述车架上还设置有支撑所述复投器架的支撑架，所述复投器架转动连接在所述车架上，在所述车架与所述复投器架之间设置有推动所述复投器架向远离所述支撑架方向翻转的弹性机构，在所述车架上还设置有操作复投器架翻转的操作机构，所述操作机构包括转动连接在所述车架上的丝杠和滑动连接在所述车架上并与所述丝杠配合的螺母座，在所述螺母座与所述复投器架之间设置有推杆，所述推杆的一端转动连接在所述复投器架上，所述推杆的另一端转动连接在所述螺母座上，在所述车架上还设置有驱动所述丝杠转动的驱动机构。

本发明所述的单晶硅块复投器自动配料车，车架与复投器架之间设置有弹性机构，弹性机构的设置使得复投器架在由倾斜状态向竖直状态转换时，弹性机构起到助力作用，该方案降低了操作人员的劳动强度。在车架上还设置有操作机构，操作机构包括丝杠和螺母座，复投器架与螺母座之间设置有推杆，推杆的一端转动连接在螺母座上，推杆的另一端转动连接在复投器架上，在车架上设置有驱动丝杠转动的驱动机构，在翻转复投器架时，通过驱动机构带动丝杠转动，进而使得螺母座沿直线运动，螺母座直线运动通过推杆驱动复投器架做翻转动作，由于丝杠与螺母座配合，螺母座与丝杠之间具有自锁功能，复投器架在翻转过程中可以方便地控制复投器架的翻转速度，优化了单晶硅块复投器自动配料车的使用性能，进而提高了单晶硅块复投器自动配料车在工作过程中的稳定性能。

优选的，所述驱动机构包括转动连接在所述车架上的主动齿轮，所述主动齿轮通过变速箱带动所述丝杠转动，所述变速箱包括输出轴，所述输出轴与所述丝杠连接并带动所述丝杠转动，设复投器架由一个极限位置翻转至另一个极限位置需要丝杠转动n周，该变速箱使得主动齿轮与所述输出轴之间的传动比小于0.5比n，在所述主动齿轮上设置有便于旋转所述主动齿轮的操作杆。

该方案中变速箱的设置使得操作杆具有较小的旋转角度即可完成复投器架在倾斜状态与竖直状态之间转换，优化了驱动机构的操作性能，降低了操作人员的劳动强度。

优选的，所述变速箱包括输入轴，在所述输入轴上设置有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，所述变速箱包括一对改变力矩传动方向的锥齿轮。

该方案使得操作杆及变速箱的设置位置灵活，简化了车架的结构，降低了车架的制造成本。

优选的，所述驱动机构包括电机，所述电机包括电机轴，所述电机轴通过联轴器与所述丝杠连接并带动所述丝杠转动。

电机的设置使得丝杠旋转时不需要手工操作，优化了操作机构的操作性能。

优选的，在所述车架上设置有安装所述丝杠的安装腔，所述螺母座滑动连接于所述安装腔内，所述螺母座上设置有滑槽，所述滑槽与所述安装腔的侧壁配合。

滑槽的设置起到对螺母座导向的作用，简化了车架的结构，降低了车架的制造成本。

优选的，所述弹性机构为气动挺杆，所述气动挺杆的一端转动连接在所述车架上，所述气动挺杆的另一端转动连接在所述复投器架上。

气动挺杆结构简单、制造成本低，降低了单晶硅块复投器自动配料车的制造成本。

优选的，所述弹性机构为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述车架上，所述弹簧的另一端固定在所述复投器架上，在所述车架和所述复投器架上均设置有对所述弹簧导向的导向柱，或者，所述弹性机构为扭簧，所述扭簧的一端抵触所述复投器架，所述扭簧的另一端抵触所述车架。

弹性机构具有多种方案可以选择，降低了单晶硅块复投器自动配料车的维护成本。并且，弹簧或扭簧制造成本低，降低了单晶硅块复投器自动配料车的使用成本。

优选的，所述复投器架通过转轴转动连接在所述车架上，在所述复投器架上设置有垫脚，在复投器架处于竖直状态时，所述垫脚与地面接触。

垫脚的设置主要是用于提高单晶硅块复投器自动配料车的稳定性，复投器架处于竖直状态时，垫脚与地面接触承受一部分作用力，提高了车架的稳定性，避免了复投器架处于竖直状态时在车架上产生应力集中，延长了车架的使用寿命。

优选的，在所述车架上远离所述转轴的一端还固定有配重块，所述车架上设置有定位所述配重块的定位柱，所述配重块上设置有与所述定位柱配合的定位孔，在所述配重块上还设置有便于操作所述配重块的手柄，所述手柄通过螺钉固定在所述配重块上。

配重块的设置主要用于提高车架的稳定性。

定位柱及定位孔的设置，配重块装配方便。

优选的，该单晶硅块复投器自动配料车还包括AGV牵引器，所述AGV牵引器包括顶升机构，在所述车架上设置有与所述顶升机构配合的受力板，所述受力板焊接在所述车架上，在所述受力板上粘接有校正所述AGV牵引器位置的定位标识。

车架由AGV牵引器牵引移动，优化了单晶硅块复投器自动配料车性能，大大降低了操作人员的劳动强度。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、弹性机构的设置，起到助力作用，复投器架在翻转时操作方便，降低了操作人员的劳动强度。

2、操作机构的设置主起到控制复投器架翻转时翻转速度的作用，避免复投器架翻转时突然加速或突然停止而造成车架损坏，延长了车架的使用寿命，并且，复投器架翻转时速度均匀，提高了单晶硅块复投器自动配料车的安全性。

3、丝杠、螺母座的设置，丝杠与螺母座之间具有自锁功能，可以方便地将复投器架定位于任意位置，优化了单晶硅块复投器自动配料车的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为操作机构、驱动机构的安装结构示意图。

标号说明：

1、车架，2、轮子，3、复投器架，4、支撑架，5、弹性操作，6、操作机构，7、丝杠，8、螺母座，9、推杆，10、驱动机构，11、主动齿轮，12、变速箱，13、输出轴，14、操作杆，15、输入轴，16、从动齿轮，17、垫脚，18、配重块，19、定位柱，20、AGV牵引器，21、顶升机构。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

单晶硅块复投器自动配料车，用于运送复投器，应用于单晶硅生产领域。

如图1、图2，单晶硅块复投器自动配料车，包括车架1，车架1可以由杆件或型材拼接形成，在所述车架1上设置有轮子2，轮子2转动连接在车架1上，轮子2可以为万向轮或普通的轮子2，轮子2的具体结构在此不再展开叙述，本领域技术人员可以自由选择。

如图1、图2，在所述车架1上还设置有复投器架3，在所述车架1上还设置有支撑所述复投器架3的支撑架4，所述复投器架3转动连接在所述车架1上，以使复投器架3在竖直状态与倾斜状态之间转换，复投器架3倾斜状态时与水平面的夹角可以根据需要合理选择，在此不做具体限定。

如图1、图2，在所述车架1与所述复投器架3之间设置有推动所述复投器架3向远离所述支撑架4方向翻转的弹性机构5，复投器架3处于倾斜状态时弹性机构5产生弹性变形，在复投器架3恢复至竖直状态时，弹性机构5的弹性变形恢复为复投器架3的翻转提供一定的动力，有利于复投器架3由倾斜状态向竖直状态的转换。

如图1、图2、图3，在所述车架1上还设置有操作复投器架3翻转的操作机构6，所述操作机构6包括转动连接在所述车架1上的丝杠7和滑动连接在所述车架1上并与所述丝杠7配合的螺母座8，在所述螺母座8与所述复投器架3之间设置有推杆9，所述推杆9的一端转动连接在所述复投器架3上，所述推杆9的另一端转动连接在所述螺母座8上，在所述车架1上还设置有驱动所述丝杠7转动的驱动机构10。

操作机构6类似于现有技术中的曲柄滑块机构，即螺母座8沿直线方向移动时，推杆9将该运动转换为复投器架3的摆动动作。螺母座8由丝杠7的旋转带动其沿直线运动，丝杠7与螺母座8之间具有自锁功能，因此，复投器架3由倾斜状态转换为竖直状态时，可以通过控制丝杠7的转速来控制复投器架3的翻转速度，避免复投器架3突然加速或突然停止，优化了单晶硅块复投器自动配料车的性能，在实际使用时不容易发生事故。

车架1上的复投器架3的数量不做限定，本领域技术人员可以自由选择。由于复投器架3需要独立动作，因此，每个复投器架3应对应一组操作机构6、驱动机构10。

实施例2

本实施例结合实施例1介绍驱动机构10的结构。

如图1、图2、图3，方案一，所述驱动机构10包括转动连接在所述车架1上的主动齿轮11，所述主动齿轮11通过变速箱12带动所述丝杠7转动，所述变速箱12包括输出轴13，所述输出轴13与所述丝杠7连接并带动所述丝杠7转动，输出轴13与丝杠7之间可以通过联轴器连接。

设复投器架3由一个极限位置翻转至另一个极限位置需要丝杠7转动n周，该变速箱12使得主动齿轮11与所述输出轴13之间的传动比小于0.5比n，在所述主动齿轮11上设置有便于旋转所述主动齿轮11的操作杆14，操作杆14可以焊接在主动齿轮11上，操作杆14也可以通过螺钉固定在主动齿轮11上。

所述变速箱12包括输入轴15，在所述输入轴15上设置有与所述主动齿轮11啮合的从动齿轮16，所述变速箱12包括一对改变力矩传动方向的锥齿轮。变速箱12可以通过螺栓固定在车架1上。

本方案由操作杆14驱动丝杠7转动，操作杆14由操作人员手动操作，为使操作杆14便于操作，操作杆14转动一定角度时操作最方便，并且操作杆14的转动角度越小，操作越方便，因此，采用变速箱12可以优化操作杆14的操作性能。主动齿轮11可以通过轴体转动连接在车架1上。

方案二，所述驱动机构10包括电机，所述电机包括电机轴，所述电机轴通过联轴器与所述丝杠7连接并带动所述丝杠7转动。

本方案采用电机带动丝杠7转动，简化了驱动机构10的结构。但是由于电机的设置将使单晶硅块复投器自动配料车结构复杂，例如需要加入电机的控制器、螺母座8的限位结构等，控制器可采用转换开关。限位结构可采用限位开关等，电机的控制方案为现有技术中常规的电机正反转控制方案，在此不再展开叙述。电机可采用蓄电池供电。以利于单晶硅块复投器自动配料车的移动。

本方案采用输出旋转运动的原动机直接驱动丝杠7，电机也可以采用液压马达、气动马达等结构替代。

实施例3

本实施例结合实施例1或实施例2，介绍丝杠7、螺母座8的安装方式。

如图3，在所述车架1上设置有安装所述丝杠7的安装腔，所述螺母座8滑动连接于所述安装腔内，所述螺母座8上设置有滑槽，所述滑槽与所述安装腔的侧壁配合。

丝杠7可以通过推力轴承转动连接在丝杠7上。丝杠7的固定方式在此不再展开叙述，本领域技术人员可以自由选择。

在滑槽内可以涂设润滑脂，滑槽的侧壁上还可以设置容纳润滑脂的凹部。

实施例4

本实施例介绍弹性机构5的具体结构，可以结合上述实施例中的任意一实施例。

所述弹性机构5为气动挺杆，所述气动挺杆的一端转动连接在所述车架1上，所述气动挺杆的另一端转动连接在所述复投器架3上。

或乾，所述弹性机构5为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述车架1上，所述弹簧的另一端固定在所述复投器架3上，在所述车架1和所述复投器架3上均设置有对所述弹簧导向的导向柱。

或者，所述弹性机构5为扭簧，所述扭簧的一端抵触所述复投器架3，所述扭簧的另一端抵触所述车架1。

弹性机构5可以为任意可产生弹性变形的结构替代，在此不做具体限定，本领域技术人员可以根据需要合理选择。

实施例5

本实施例介绍复投器与车架1的装配方式，可以结合上述实施例中的任意一实施例。

如图1、图2，所述复投器架3通过转轴转动连接在所述车架1上，在所述复投器架3上设置有垫脚17，在复投器架3处于竖直状态时，所述垫脚17与地面接触。

垫脚17可以承受一定的作用力，复投器架3处于竖直状态时，可以减小复投器架3与车架1连接处的应力集中，提高了车架1的稳定性，延长了车架1的使用寿命。

实施例6

本实施例结合实施例5，是对车架1的结构的优化。

如图1、图2，在所述车架1上远离所述转轴的一端还固定有配重块18，所述车架1上设置有定位所述配重块18的定位柱19，定位柱19可以焊接在车架1上，所述配重块18上设置有与所述定位柱19配合的定位孔，配重块18套设于定位柱19上，在所述配重块18上还设置有便于操作所述配重块18的手柄，所述手柄通过螺钉固定在所述配重块18上，手柄也可以与配重块18为一体式结构。

配重块18也可以通过其它方式固定于车架1上，配重块18的固定方式不做具体限定，本领域技术人员可以自由选择。

实施例7

本实施例结合上述任意一实施例，介绍车架1的牵引方式。

如图2，该单晶硅块复投器自动配料车还包括AGV牵引器20，所述AGV牵引器20包括顶升机构21，在所述车架1上设置有与所述顶升机构21配合的受力板，所述受力板焊接在所述车架1上，在所述受力板上粘接有校正所述AGV牵引器20位置的定位标识。

顶升机构21可以伸缩，以利于AGV牵引器20移出或移入车架1。定位标识与AGV牵引器20的识别机构配合，以利于AGV牵引器20的定位，使AGV牵引器20与车架1具有更为精确的位置精度。

Automated Guided Vehicle，简称AGV，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.单晶硅块复投器自动配料车，包括车架(1)，在所述车架(1)上设置有轮子(2)，在所述车架(1)上还设置有复投器架(3)，在所述车架(1)上还设置有支撑所述复投器架(3)的支撑架(4)，所述复投器架(3)转动连接在所述车架(1)上，其特征是：在所述车架(1)与所述复投器架(3)之间设置有推动所述复投器架(3)向远离所述支撑架(4)方向翻转的弹性机构(5)，在所述车架(1)上还设置有操作复投器架(3)翻转的操作机构(6)，所述操作机构(6)包括转动连接在所述车架(1)上的丝杠(7)和滑动连接在所述车架(1)上并与所述丝杠(7)配合的螺母座(8)，在所述螺母座(8)与所述复投器架(3)之间设置有推杆(9)，所述推杆(9)的一端转动连接在所述复投器架(3)上，所述推杆(9)的另一端转动连接在所述螺母座(8)上，在所述车架(1)上还设置有驱动所述丝杠(7)转动的驱动机构(10)。

2.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述驱动机构(10)包括转动连接在所述车架(1)上的主动齿轮(11)，所述主动齿轮(11)通过变速箱(12)带动所述丝杠(7)转动，所述变速箱(12)包括输出轴(13)，所述输出轴(13)与所述丝杠(7)连接并带动所述丝杠(7)转动，设复投器架(3)由一个极限位置翻转至另一个极限位置需要丝杠(7)转动n周，该变速箱(12)使得主动齿轮(11)与所述输出轴(13)之间的传动比小于0.5比n，在所述主动齿轮(11)上设置有便于旋转所述主动齿轮(11)的操作杆(14)。

3.根据权利要求2所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述变速箱(12)包括输入轴(15)，在所述输入轴(15)上设置有与所述主动齿轮(11)啮合的从动齿轮(16)，所述变速箱(12)包括一对改变力矩传动方向的锥齿轮。

4.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述驱动机构(10)包括电机，所述电机包括电机轴，所述电机轴通过联轴器与所述丝杠(7)连接并带动所述丝杠(7)转动。

5.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：在所述车架(1)上设置有安装所述丝杠(7)的安装腔，所述螺母座(8)滑动连接于所述安装腔内，所述螺母座(8)上设置有滑槽，所述滑槽与所述安装腔的侧壁配合。

6.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述弹性机构(5)为气动挺杆，所述气动挺杆的一端转动连接在所述车架(1)上，所述气动挺杆的另一端转动连接在所述复投器架(3)上。

7.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述弹性机构(5)为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述车架(1)上，所述弹簧的另一端固定在所述复投器架(3)上，在所述车架(1)和所述复投器架(3)上均设置有对所述弹簧导向的导向柱，或者，所述弹性机构(5)为扭簧，所述扭簧的一端抵触所述复投器架(3)，所述扭簧的另一端抵触所述车架(1)。

8.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：所述复投器架(3)通过转轴转动连接在所述车架(1)上，在所述复投器架(3)上设置有垫脚(17)，在复投器架(3)处于竖直状态时，所述垫脚(17)与地面接触。

9.根据权利要求8所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：在所述车架(1)上远离所述转轴的一端还固定有配重块(18)，所述车架(1)上设置有定位所述配重块(18)的定位柱(19)，所述配重块(18)上设置有与所述定位柱(19)配合的定位孔，在所述配重块(18)上还设置有便于操作所述配重块(18)的手柄，所述手柄通过螺钉固定在所述配重块(18)上。

10.根据权利要求1所述的单晶硅块复投器自动配料车，其特征是：该单晶硅块复投器自动配料车还包括AGV牵引器(20)，所述AGV牵引器(20)包括顶升机构(21)，在所述车架(1)上设置有与所述顶升机构(21)配合的受力板，所述受力板焊接在所述车架(1)上，在所述受力板上粘接有校正所述AGV牵引器(20)位置的定位标识。