CN201901577U - 单晶棒自动装卸车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单晶棒自动装卸车，包括：车架其上设有电源，其包括底板和立柱，底板的底部设有万向轮；位于底板上部竖立的晶棒升降架，晶棒升降架具体包括晶棒固定架和位于晶棒固定架一侧的晶棒活动杆以及若干个晶棒抱架，晶棒抱架由两个半架组成，且其中一个半架设置在晶棒活动杆上，另一个半架设置在晶棒固定架上，晶棒活动杆与晶棒抱架驱动马达相连；设置在立柱和晶棒升降架之间的连接系统，该连接系统的一侧设有滑轮，立柱上设有与滑轮适配的滑槽；伸出杆与连接系统相连的主升降机构。本实用新型不但可以自动进行取棒作业，大大节约了人工和操作时间，提高了生产效率，而且通过晶棒抱架锁紧晶棒，保证了下落的安全性。

Description

单晶棒自动装卸车

技术领域

本实用新型涉及单晶棒装卸技术领域，特别涉及一种单晶棒自动装卸车。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。由图1所示，单晶炉一般由立柱2、上炉筒1、下炉筒4、炉盖3、操作平台6、电源柜9、单晶硅底座和混凝土底座等组成。

单晶炉随着投料量的增加，拉制的单晶棒5也越来越长，于是出现2000mm以上的单晶棒5，这种长度的单晶棒5按照常规的在副室内取棒方式不能有效，这样只有通过在炉盖3下面取出，由于单晶棒的长度较长，所以需要下降至操作平台6下面。

目前的取棒方法有以下缺陷：

一：在取单晶棒5时，拿掉临时托架后，单晶棒可以从上炉筒1以600mm/min的速度下降，此时，如果上炉筒1稍有晃动，或单晶棒5在下降过程中碰到物体，那么直径仅4-5mm的籽晶可能会断裂，引起晶棒坠落，存在着严重的安全隐患(人身安全和产品安全)。

二：2000mm以上的晶棒必须要通过操作平台6下面取，因此，需要延长冷却时间，这样，操作员可以接触单晶棒5而不至于烫伤，如果是高温的晶棒这样操作无疑又是增加难度和不安全的因素，这样将会浪费很多时间。

三：现在这种方式取棒通常需要四个人以上合作来完成，尤其在剪断籽晶以后，必须上下人员配合，才能把单晶棒5从操作平台6上方慢慢倾斜移动，控制好车轮方向和单晶棒5头部的位置，方可让晶棒车第三支点着地，籽晶剪断处很锋利的，不注意容易刮伤。

四：由于在地面上，放置了电源柜，补偿柜，还有控制柜，所以操作的空间有限，作业人员在狭窄的过道里作业和运输很不方便也不安全。

五：单晶棒运送到周转货架上，需要二人以上从推车上抬起搬到存放架上，单晶棒的头部和尾部都有尖锐的棱角，稍不注意，在搬动90公斤以上的高温晶棒时，易引起人身安全事故。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种单晶棒自动装卸车，以实现节约了人工和操作时间，提高了生产效率的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种单晶棒自动装卸车，包括：

车架，该车架上设有电源，其包括底板和设置在该底板上的立柱，所述底板的底部设有万向轮；

位于所述底板上部竖立的晶棒升降架，所述晶棒升降架具体包括晶棒固定架和位于所述晶棒固定架一侧的晶棒活动杆以及若干个晶棒抱架，所述晶棒抱架由两个半架组成，且其中一个半架设置在所述晶棒活动杆上，另一个半架设置在所述晶棒固定架上，所述晶棒活动杆与晶棒抱架驱动马达相连；

设置在所述立柱和所述晶棒升降架之间的连接系统，该连接系统的一侧设有滑轮，所述立柱上设有与所述滑轮适配的滑槽；

伸出杆与所述连接系统相连的主升降机构。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，还包括相互连接的旋转马达和减速机，该减速机的输出端连接有齿轮，所述晶棒固定架上设有转动轴，该转动轴上设有与所述减速机输出端上的齿轮啮合的齿轮。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述晶棒升降架还包括：

安全托架丝杠，所述安全托架丝杠与丝杠驱动马达相连；

与所述安全托架丝杠螺纹连接的安全托架，该安全托架具体包括减震弹簧和设置于该减震弹簧顶部的托板，所述托板位于所述晶棒抱架的晶棒抱紧孔的下方。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述万向轮上设有刹车片，该单晶棒自动装卸车的把手通过闸线与所述刹车片相连。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述主升降机构为液压缸。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述立柱上设有滑轮的上下行程的行程限位开关。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述晶棒抱架驱动马达上设有所述晶棒抱架的锁紧角度限位开关。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述连接系统上设有限制所述晶棒升降架翻转90度位置的90度限位开关。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述安全托架的上下行程分别设有行程限位开关，该安全托架上设有物体反射探测器，该安全托架底部设有晶棒架安全限位开关。

优选的，在上述单晶棒自动装卸车中，所述丝杠驱动马达和晶棒抱架驱动马达均设有调速器；

所述电源为直流24v可充电电池组。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型通过设置车架和晶棒升降架，且在晶棒升降架上设置晶棒抱架，这样不但可以自动进行取棒作业，大大节约了人工和操作时间，提高了生产效率，而且通过晶棒抱架锁紧晶棒，保证了下落的安全性。晶棒抱架由两个半架组成，通过将其中的一个半架固定在固定不动的晶棒固定架，另一个固定在可通过晶棒抱架驱动马达驱动转动的晶棒活动杆上，因此能够通过晶棒抱架驱动马达的驱动带动该半架转动，从而实现抱紧和张开的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为单晶炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的单晶棒自动装卸车的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的单晶棒自动装卸车的取棒示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种单晶棒自动装卸车，以实现取棒操作时安全方便快捷，而且节约时间和人工的目的。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的单晶棒自动装卸车的结构示意图。

本实用新型提供的单晶棒自动装卸车，包括：车架、晶棒升降架、连接系统104和主升降机构。其中，车架上设有电气箱113，该电气箱113的上部为控制面板112，用于控制该单晶棒自动装卸车的动作。电气箱113内部具有电源，该电源优选为直流电源，更加优选为24v可充电电池组。在控制面板112上可设有总电源断路器，并有急停按钮终止所有动作。控制面板112还可设有推杆式液压开关，上推为上升动作，下拉为下降动作，符合人们的习惯行为。

车架是该单晶棒自动装卸车的框架和支撑部件，其包括底板和设置在该底板上的立柱110，所述底板的底部设有万向轮114，万向轮114是本实用新型单晶棒自动装卸车的行走轮。

晶棒升降架位于所述底板上部且竖立设置，所述晶棒升降架具体包括棒固定架103和位于所述晶棒固定架103一侧的晶棒活动杆(图中未示出)以及若干个晶棒抱架101，所述晶棒抱架101由两个半架组成，且其中一个半架设置在所述晶棒活动杆上，另一个半架设置在所述晶棒固定架103上，所述晶棒活动杆与晶棒抱架驱动马达115相连。通过将其中的一个半架固定在固定不动的晶棒固定架103，另一个固定在可通过晶棒抱架驱动马达115驱动转动的晶棒活动杆上，因此能够通过晶棒抱架驱动马达107的驱动带动一个半架转动，从而实现抱紧和张开的功能。

连接系统设置在所述立柱110和所述晶棒升降架之间，该连接系统的一侧设有滑轮(图中未示出)，所述立柱110上设有与所述滑轮适配的滑槽(图中未示出)，滑轮可带动连接系统沿立柱110上的滑槽上下移动。又由于该连接系统与晶棒升降架相连，所以在连接系统上下移动时，晶棒升降架跟随连接系统上下移动。晶棒升降架的上下移动的动力来源由主升降机构(图中未示出)实现，具体的可将主升降机构的伸出杆与连接系统相连，可将主升降机构设置在车架的底板上，通过其伸出杆的伸出与缩回带动晶棒升降架上下移动。主升降机构可以为液压缸或气缸，优选的为液压缸。

本实用新型通过设置车架和晶棒升降架，且在晶棒升降架上设置晶棒抱架，这样不但可以自动进行取棒作业，大大节约了人工和操作时间，提高了生产效率，而且通过晶棒抱架锁紧晶棒，保证了下落的安全性。晶棒抱架由两个半架组成，通过将其中的一个半架固定在固定不动的晶棒固定架，另一个固定在可通过晶棒抱架驱动马达驱动转动的晶棒活动杆上，因此能够通过晶棒抱架驱动马达的驱动带动该半架转动，从而实现抱紧和张开的功能。

进一步为了优化上述技术方案，本实用新型提供的单晶棒自动装卸车还可以包括安全托架丝杠102和安全托架，所述安全托架丝杠102与丝杠驱动 马达106相连；安全托架与安全托架丝杠102螺纹连接，该安全托架具体包括减震弹簧108和设置于该减震弹簧108顶部的托板107，所述托板107位于所述晶棒抱架101的晶棒抱紧孔的下方。通过丝杠驱动马达106的旋转带动安全托架丝杠102旋转，由于安全托架丝杠102和安全托架螺纹连接，从而带动安全托架沿安全托架丝杠102的轴向上下移动。

晶棒固定架103、晶棒活动杆与安全托架丝杠102同为晶棒升降架的一部分，三者的相对位置是不变的，因此主升降机构驱动时，晶棒活动杆、晶棒固定架103和安全托架丝杠102跟随上下移动。晶棒固定架103、晶棒活动杆和安全托架丝杠102的连接可通过在三者的底部设置一个托板，托板直接与晶棒固定架109相连，晶棒活动杆和安全托架丝杠102与该托板通过轴承相连，以保证晶棒活动杆和安全托架丝杠102可转动。本实用新型通过设置主升降机构和安全托架丝杠102可实现晶棒升降架的二级升降功能，最大限度的提高晶棒升降架升降距离。

安全托架由于在托板107的底部设置有减震弹簧108，所以其具有缓冲作用，将其置于所述晶棒抱架101的晶棒抱紧孔的下方，可使得由晶棒抱架101的晶棒抱紧孔下降的晶棒落在托板107上。

进一步为了优化上述技术方案，本实用新型提供的单晶棒自动装卸车还可以包括相互连接的旋转马达和减速机，该减速机的输出端连接有齿轮，所述晶棒固定架103上设有转动轴，该转动轴上设有与所述减速机输出端上的齿轮啮合的齿轮。

旋转马达的输出轴与减速机的输入轴相连，减速机的输出轴通过齿轮与设置在晶棒固定架103上的转动轴相连。通过旋转马达的转动，通过齿轮传动，使得晶棒固定架103绕减速机的输出轴转动，从而带动晶棒升降架绕减速机的输出轴转动，可将减速机的输出轴设计为和立柱110平行，所以可使得晶棒升降架相对于立柱110转动。

万向轮114上设有刹车片，该单晶棒自动装卸车的把手111通过闸线与所述刹车片相连。以使的万向轮114具有刹车功能，万向轮114具体为四个，分别位于底板的四个角上。

立柱110上设有滑轮的上下行程的行程限位开关；晶棒抱架驱动马达115上设有所述晶棒抱架101的锁紧角度限位开关；连接系统104上设有限制所述晶棒升降架翻转90度位置的90度限位开关；安全托架的上下行程分别设有行程限位开关，该安全托架上设有物体反射探测器105，该安全托架底部设有晶棒架安全限位开关。在相应位置设置限位开关，能够控制各自的运动行程，避免超出该行程后造成的损害。丝杠驱动马达106设有调速器，速度可调，晶棒抱架驱动马达115设有调速器，速度可调。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的单晶棒自动装卸车的取棒示意图。

单晶棒5在2000mm以上，通常采取在炉盖3下方取出，而炉盖法兰至操作平台6绝大部分在2000mm以下，单晶棒5自身的长度加籽晶长度使得没办法完成取棒，因此只能在操作平台6上开孔、打开地板或借助单晶炉后侧盖板，晶棒下降到操作平台6下面，方能完成取棒作业。

移动本实用新型提供的单晶棒自动装卸车10至单晶炉左侧预定的取棒位置，打开操作平台6的盖板，首先通过主升降机构将晶棒升降架下降至下限位置(该下限位置通过行程限位开关的放置位置限定)。如果单晶棒5的长度超过2000mm，可通过副升降机构再行下降晶棒升降架，会取得更大的有效长度。

打开晶棒抱架，一般大于晶棒直径的1.2-1.5倍，打开角度由锁紧角度限位开关设定，目的使晶棒下降过程中，不让晶棒有阻挡。将控制面板112上的按钮切换至自动位置，将安全托架上升至最高位置，并目测单晶棒5与安全托架上的托板相对应，锁住万向轮上的刹车，以防单晶棒自动装卸车10滑动移位。

下降单晶棒5，安全托架上有传感器，探测到晶棒下降后会跟随一起下降，到达下限位报警，提示单晶棒5很快降落到位，继续下降晶棒至托板上，剪断籽晶后，锁紧晶棒抱架以稳固单晶棒。

解除万向轮的刹车，移动单晶棒自动装卸车10至安全位置，可将晶棒架90°翻转，由垂直状至水平状，利用单晶棒自动装卸车10的升降功能，可将晶棒放置在存放架上，不需要人工接触高温和搬运，实现机械化作业。把单晶棒5运送到存放架前，打开晶棒抱架，可以安全的把单晶棒放置在晶棒存放架，至此，完成取棒和存放的作业。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单晶棒自动装卸车，其特征在于，包括：

车架，该车架上设有电源，其包括底板和设置在该底板上的立柱(110)，所述底板的底部设有万向轮(114)；

位于所述底板上部竖立的晶棒升降架，所述晶棒升降架具体包括晶棒固定架(103)和位于所述晶棒固定架(103)一侧的晶棒活动杆以及若干个晶棒抱架(101)，所述晶棒抱架(101)由两个半架组成，且其中一个半架设置在所述晶棒活动杆上，另一个半架设置在所述晶棒固定架(103)上，所述晶棒活动杆与晶棒抱架驱动马达(115)相连；

设置在所述立柱(110)和所述晶棒升降架之间的连接系统(104)，该连接系统(104)的一侧设有滑轮，所述立柱(110)上设有与所述滑轮适配的滑槽；

伸出杆与所述连接系统(104)相连的主升降机构。

2.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，还包括相互连接的旋转马达和减速机，该减速机的输出端连接有齿轮，所述晶棒固定架(103)上设有转动轴，该转动轴上设有与所述减速机输出端上的齿轮啮合的齿轮。

3.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述晶棒升降架还包括：

安全托架丝杠(102)，所述安全托架丝杠(102)与丝杠驱动马达(106)相连；

与所述安全托架丝杠(102)螺纹连接的安全托架，该安全托架具体包括减震弹簧(108)和设置于该减震弹簧(108)顶部的托板(107)，所述托板(107)位于所述晶棒抱架(101)的晶棒抱紧孔的下方。

4.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述万向轮(114)上设有刹车片，该单晶棒自动装卸车的把手(102)通过闸线与所述刹车片相连。

5.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述主升降机构为液压缸。

6.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述立柱(110)上设有滑轮的上下行程的行程限位开关。

7.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述晶棒抱架驱动马达(115)上设有所述晶棒抱架(101)的锁紧角度限位开关。

8.如权利要求1所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述连接系统(104)上设有限制所述晶棒升降架翻转90度位置的90度限位开关。

9.如权利要求2所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述安全托架的上下行程分别设有行程限位开关，该安全托架上设有物体反射探测器(105)，该安全托架底部设有晶棒架安全限位开关。

10.如权利要求3所述的单晶棒自动装卸车，其特征在于，所述丝杠驱动马达(106)和晶棒抱架驱动马达(115)均设有调速器；

所述电源为直流24v可充电电池组。

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