CN113684531B - 一种籽晶提升自平衡升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种籽晶提升自平衡升装置，包括基座，基座的顶部设有工作台，工作台的顶部设有提升箱，工作台顶部中间位置设有旋转中心，提升箱一端贯穿设有花键轴，花键轴位于提升箱内部的外侧设有卷丝轴，提升箱内的顶部设有导轮机构，工作台一侧设有用于保持动态平衡的配重调节机构，配重调节机构上设有用于进行配重补偿的配重补偿机构，本发明通过设置配重调节机构，用来为整个设备工作时保持动态平衡，在配重调节机构上设置配重补偿机构，用来对配重块进行重量的改变，通过这几种结构之间的配合解决了卷丝轴移动出现重心偏移导致设备稳定降低和产品质量降低的问题。

Description

一种籽晶提升自平衡升装置

技术领域

本发明涉及直拉单晶炉设备技术领域，具体为一种籽晶提升自平衡升装置。

背景技术

单晶硅生长炉是通过直拉法生产单晶硅的制造设备。主要由主机、加热电源和计算机控制系统三大部分组成，籽晶是具有和所需晶体相同晶向的小晶体，是生长单晶的种子，也叫晶种。用不同晶向的籽晶做晶种，会获得不同晶向的单晶。

现有普遍的籽晶提升装置，在设备长晶过程中，随着晶体的提升，需要卷丝轴持续的旋转缠绕籽晶绳，在转动同时并被导向轮导向向一侧持续偏移。而现有固定式的配重块结构，固定了配重结构。无法补偿由于卷丝轴移动而导致的重心偏移。而叠加大质量的旋转机构，动态旋转过程，会进一步放大重心偏移对整体机构稳定性的影响，进而导致现有设备稳定性降低，产品质量降低。为此，我们提出一种籽晶提升自平衡升装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种籽晶提升自平衡升装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种籽晶提升自平衡升装置，包括基座，所述基座的顶部设有工作台，所述工作台的顶部设有提升箱，所述工作台顶部中间位置设有旋转中心，所述提升箱一端贯穿设有花键轴，所述花键轴位于提升箱内部的外侧设有卷丝轴，所述提升箱内的顶部设有导轮机构，所述工作台一侧设有用于保持动态平衡的配重调节机构，所述配重调节机构上设有用于进行配重补偿的配重补偿机构。

优选的，所述花键轴包括设置在外侧的限位套，所述限位套的外侧设置有多个等角分布的限位凸块，所述限位套设置在花键轴置于提升箱内部一段的外侧，所述限位套外侧设置卷丝轴。

优选的，所述卷丝轴包括开设在外侧的螺旋槽，所述螺旋槽用于籽晶绳的缠绕，所述卷丝轴的两端设置有挡板，所述卷丝轴的一端开设有贯穿的轴孔，所述轴承与限位套外侧连接。

优选的，所述导轮机构包括设置在提升箱内顶部的安装块，所述安装块上开设有方形孔，所述方形孔的内部设置有导向轮，所述导向轮的外侧开设有环绕型的导向槽，所述导向槽用于籽晶绳缠绕时的导向。

优选的，所述配重调节机构包括设置于工作台一侧的配重盒，所述配重盒的顶部靠近一端的位置开设有方形的配重孔，所述配重盒内部两端之间设置有用于保持设备动态平衡的移动件，所述花键轴与移动件之间设置有动力传动的传动件。

优选的，所述移动件包括设置于配重盒内部两端的两个对称的固定板，所述固定板上贯穿设置有轴套，两侧所述轴套之间设置有用于转动的丝杠，所述丝杠的外侧设置有保持重心的配重块，所述配重块的顶部设置有两个对称的限位柱，所述丝杠与花键轴之间设置有传动件。

优选的，所述传动件包括设置于花键轴外侧的第一链轮，所述丝杠靠近一端的外侧设置有第二链轮，所述第一链轮与第二链轮的外侧设有链条，所述链条用于第一链轮与第二链轮同步转动用。

优选的，所述配重补偿机构包括设置于配重孔两侧的配重盒顶部的两个对称的导柱，所述导柱的外侧设置有移动块，所述移动块与配重盒顶部之间设置有两个弹簧，两个所述弹簧设置于导柱的外侧，所述移动块的内部设置有轴承，所述轴承内侧设有螺杆，所述螺杆的顶端设置有转块，所述螺杆的外侧设置有多个依次分布的配重补偿块，多个所述配重补偿块上均开设有贯穿的两个对称的限位孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在提升箱内部设置卷丝轴，用来对籽晶绳进行收卷，在卷丝轴中间连接花键轴，用来使得卷丝轴进行旋转，在提升箱内的顶部设置导轮机构，用来对籽晶绳进行导向作用，在工作台一侧设置配重调节机构，用来对整体装置进行动态补偿，在配重调节机构上设置配重补偿机构，用来对配重块进行重量的补偿，通过这几种结构之间的配合，解决了卷丝轴移动出现重心偏移导致设备稳定定降低和产品质量降低的问题。

2、本发明通过设置移动件，用来使得配重块能够进行移动的补偿，使得设备能够达到重心平衡，在花键轴与移动件之间设置传动件，用来使得移动件上的配重块能够与卷丝轴的移动方向和移动速度保持同步，通过在配重补偿机构上设置多个配重补偿块，来应对不同质量的籽晶产品提升使得重心补偿，在工作台中心位置设置旋转中心，能够使得籽晶产品一直保持中心旋转，并通过导向轮使得籽晶绳一直位于旋转中心。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明花键轴结构示意图；

图4为本发明卷丝轴结构示意图；

图5为本发明导轮机构结构示意图；

图6为本发明配重调节机构结构示意图；

图7为本发明移动件配结构示意图；

图8为本发明传动件结构示意图；

图9为本发明重补偿机构结构示意图。

图中：1-基座；2-工作台；3-提升箱；4-旋转中心；5-花键轴；6-卷丝轴；7-导轮机构；8-配重调节机构；9-配重补偿机构；51-限位套；52-限位凸块；61-螺旋槽；62-挡板；63-轴孔；71-安装块；72-方形孔；73-导向轮；74-导向槽；81-配重盒；82-配重孔；83-移动件；84-传动件；831-固定板；832-轴套；833-丝杠；834-配重块；835-限位柱；841-第一链轮；842-第二链轮；843-链条；91-导柱；92-移动块；93-弹簧；94-轴承；95-螺杆；96-转块；97-配重补偿块；98-限位孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种籽晶提升自平衡升装置，通过在提升箱3内部设置卷丝轴6，用来对籽晶绳进行收卷，在卷丝轴6中间连接花键轴5，用来使得卷丝轴6进行旋转，在提升箱3内的顶部设置导轮机构7，用来对籽晶绳进行导向作用，在工作台2一侧设置配重调节机构8，用来对整体装置进行动态补偿，在配重调节机构8上设置配重补偿机构9，用来对配重块834进行重量的补偿，通过设置移动件83，用来使得配重块834能够进行移动的补偿，使得设备能够达到重心平衡，在花键轴5与移动件83之间设置传动件84，用来使得移动件83上的配重块834能够与卷丝轴6的移动方向和移动速度保持同步，通过在配重补偿机构9上设置多个配重补偿块97，来应对不同质量的籽晶产品提升使得重心补偿，在工作台2中心位置设置旋转中心4，能够使得籽晶产品一直保持中心旋转，并通过导向轮73使得籽晶绳一直位于旋转中心4，通过这几种结构之间的配合，解决了卷丝轴6移动出现重心偏移导致设备稳定定降低和产品质量降低的问题。

该籽晶提升自平衡升装置包括基座1，基座1的顶部连接有工作台2，工作台2的顶部连接安装有提升箱3，工作台2的顶部中心位置连接有旋转中心4，旋转中心4位于提升箱3的内部，旋转中心4是放置籽晶产品用，提升箱3内部转动连接有花键轴5，花键轴5的一端贯穿提升箱3的一端，花键轴5置于提升箱3内部部分的外侧转动连接有卷丝轴6，卷丝轴6用于收卷籽晶绳，卷丝轴6一旁提升箱3内的顶部连接有导轮机构7，导轮机构7用于保持籽晶绳位于旋转中心4，工作台2的一侧连接有用于保持设备动态平衡的配重调节机构8，配重调节机构8的顶部靠近一端的位置连接有用于改变配重块834重量的配重补偿机构9。

固定在底部的基座1，基座1顶部连接的工作台2以上的各部件围绕其做圆周运动。为了使籽晶绳始终位于旋转中心4，在卷丝轴6旁设置有导向轮73，随着卷丝轴6缠绕旋转，对其进行导向，使其横向移动。通过相关的算法计算形成动态的配重块834，并对配重块834重量进行补偿，对整体重心偏移进行补偿，进而实现动态条件下，重心维持不变，与旋转中心4始终重合，实现动态平衡，进而提高设备的稳定性和产品质量。

花键轴5连接在提升箱3内部的一部分外侧连接有限位套51，限位套51的外侧连接有限位凸块52，限位凸块52设有多个等角分布在限位套51外侧，卷丝轴6包括外侧开设的螺旋槽61，螺旋槽61用于籽晶绳提升缠绕用卷丝轴6的两端连接有挡板62，卷丝轴6中部开设有贯穿的轴孔63轴孔63用于卷丝轴6连接在限位套51外侧。

导轮机构7包括连接在提升箱3内顶部的安装块71，安装块71上开设有方形孔72，方形孔72的内部两端之间转动连接有导向轮73，导向轮73的外侧开设有环形的导向槽74，导向槽74用于籽晶绳缠绕时能够位于旋转中心4。

配重调节机构8包括连接在工作台2一侧的配重盒81，配重盒81的顶部靠近一端的位置开设有方形的配重孔82，配重盒81的内部连接有用于保持设备动态平衡的移动件83，花键轴5与移动件83之间连接有用于提供传动力的传动件84，传动件84带动移动件83进行移动，移动件83和卷丝轴6朝相同方形移动和移动的速度相同。

移动件83包括连接在配重盒81内的两端的两个对称的固定板831，两个固定板831上贯穿连接有两个轴套832，两侧的轴套832之间转动连接有丝杠833，丝杠833的外侧连接有配重块834，配重块834在丝杠833的外侧移动，配重块834的顶部连接有两个对称的限位柱835，通过丝杠833的转动，配重块834随着卷丝轴6移动的方向进行移动，对卷丝轴6产生的重心偏移进行动态补偿。

传动件84包括转动连接在花键轴5外侧置于提升箱3外侧部分的第一链轮841，第一链轮841随着花键轴5同步转动，第二链轮842转动连接在丝杠833靠近一端的外侧，第一链轮841与第二链轮842的外侧连接有链条843，通过花键轴5的转动，第一链轮841通过链条843带动第二链轮842进行转动，从而带动丝杠833进行转动。

配重补偿机构9包括连接在配重盒81顶部的两个对称的导柱91，两个导柱91连接在配重孔82的两端，两个导柱91的外侧滑动连接有移动块92，移动块92与配重盒81的顶部之间连接有两个对称的弹簧93，两个弹簧93连接在导柱91的外侧，移动块92的内部贯穿连接有轴承94，轴承94的内侧转动连接有螺杆95，螺杆95的顶端连接有转块96，螺杆95的外侧连接有多个依次分布配重补偿块97，多个配重补偿块97上均开设有两个对称的限位孔98，通过按压移动块92，移动块92通过弹簧93的压缩，螺杆95外侧的配重补偿块97通过两个限位孔98与配重块834的顶部的两个限位柱835，与配重块834顶部接触，转动转块96带动螺杆95转动，慢慢放开移动块92，使得配重补偿块97能够连接在配重块834的顶部。

工作原理：首先将籽晶产品放置在旋转中心4，接着将籽晶绳一端与卷丝轴6的螺旋槽61连接，并且通过导向轮73外侧的导向槽74进行导向，启动外侧电机，外部电机带动花键轴5转动，一方面，花键轴5带动卷丝轴6进行转动，卷丝轴6转动时将籽晶绳不停的缠绕在卷丝轴6外侧的螺旋槽61内部，随着螺旋槽61的缠绕，卷丝轴6在花键轴5外侧移动，另一方面，花键轴5带动第一链轮841转动，第一链轮841通过链条843带动第二链轮842进行转动，第二链轮842带动丝杠833通过两端的轴套832进行转动，丝杠833转动时带动外侧的配重块834在配重盒81内部移动，移动的速度和方形与卷丝轴6同步，如果想要进行不同质量的籽晶产品的提升，就需要对配重块834的重量进行改变，首先将移动块92进行按压，移动块92通过两个导柱91进行移动，当螺杆95外侧连接的配重补偿块97通过两个限位孔98与配重块834顶部两个限位孔98连接，转动转块96，螺杆95通过轴承94进行转动，将配重补偿块97慢慢移动到配重块834的顶部，在转动的同时，慢慢放开移动块92，通过弹簧93的回弹将螺杆95移动开配重块834，使得补偿的配重补偿块97留在配重块834的顶部，接着进行籽晶提升，想要将配重补偿块97取回时，只需要将重复前面的动作，反向转动转块96，使得螺杆95反转，将配重补偿块97转动到螺杆95的外侧。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种籽晶提升自平衡升装置，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)的顶部设有工作台(2)，所述工作台(2)的顶部设有提升箱(3)，所述工作台(2)顶部中间位置设有旋转中心(4)，所述提升箱(3)一端贯穿设有花键轴(5)，所述花键轴(5)位于提升箱(3)内部的外侧设有卷丝轴(6)，所述提升箱(3)内的顶部设有导轮机构(7)，所述工作台(2)一侧设有用于保持动态平衡的配重调节机构(8)，所述配重调节机构(8)上设有用于进行配重补偿的配重补偿机构(9)，所述配重调节机构(8)包括设置于工作台(2)一侧的配重盒(81)，所述配重盒(81)的顶部靠近一端的位置开设有方形的配重孔(82)，所述配重盒(81)内部两端之间设置有用于保持设备动态平衡的移动件(83)，所述花键轴(5)与移动件(83)之间设置有动力传动的传动件(84)，所述配重补偿机构(9)包括设置于配重孔(82)两侧的配重盒(81)顶部的两个对称的导柱(91)，所述导柱(91)的外侧设置有移动块(92)，所述移动块(92)与配重盒(81)顶部之间设置有两个弹簧(93)，两个所述弹簧(93)设置于导柱(91)的外侧，所述移动块(92)的内部设置有轴承(94)，所述轴承(94)内侧设有螺杆(95)，所述螺杆(95)的顶端设置有转块(96)，所述螺杆(95)的外侧设置有多个依次分布的配重补偿块(97)，多个所述配重补偿块(97)上均开设有贯穿的两个对称的限位孔(98)。

2.根据权利要求1所述的一种籽晶提升自平衡升装置，其特征在于：所述花键轴(5)包括设置在外侧的限位套(51)，所述限位套(51)的外侧设置有多个等角分布的限位凸块(52)，所述限位套(51)设置在花键轴(5)置于提升箱(3)内部一段的外侧，所述限位套(51)外侧设置卷丝轴(6)。

3.根据权利要求2所述的一种籽晶提升自平衡升装置，其特征在于：所述卷丝轴(6)包括开设在外侧的螺旋槽(61)，所述螺旋槽(61)用于籽晶绳的缠绕，所述卷丝轴(6)的两端设置有挡板(62)，所述卷丝轴(6)的一端开设有贯穿的轴孔(63)，所述轴承(94)与限位套(51)外侧连接。

4.根据权利要求1所述的一种籽晶提升自平衡升装置，其特征在于：所述导轮机构(7)包括设置在提升箱(3)内顶部的安装块(71)，所述安装块(71)上开设有方形孔(72)，所述方形孔(72)的内部设置有导向轮(73)，所述导向轮(73)的外侧开设有环绕型的导向槽(74)，所述导向槽(74)用于籽晶绳缠绕时的导向。

5.根据权利要求1所述的一种籽晶提升自平衡升装置，其特征在于：所述移动件(83)包括设置于配重盒(81)内部两端的两个对称的固定板(831)，所述固定板(831)上贯穿设置有轴套(832)，两侧所述轴套(832)之间设置有用于转动的丝杠(833)，所述丝杠(833)的外侧设置有保持重心的配重块(834)，所述配重块(834)的顶部设置有两个对称的限位柱(835)，所述丝杠(833)与花键轴(5)之间设置有传动件(84)。

6.根据权利要求5所述的一种籽晶提升自平衡升装置，其特征在于：所述传动件(84)包括设置于花键轴(5)外侧的第一链轮(841)，所述丝杠(833)靠近一端的外侧设置有第二链轮(842)，所述第一链轮(841)与第二链轮(842)的外侧设有链条(843)，所述链条(843)用于第一链轮(841)与第二链轮(842)同步转动用。

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