CN207206418U - 一种蓝宝石晶体夹具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及夹具设备技术领域，尤其涉及一种蓝宝石晶体夹具。所述夹具包括：支撑座，夹紧机构，旋转机构；夹紧机构中顶紧轴与抱臂之间设置有间隙，抱臂在夹紧晶体时，抱臂内表面受到晶体对其的反作用力，在所述反作用力的作用下，抱臂会进行一定角度的转动，实现对晶体进行自动定心的目的；通过左、右支撑臂、液压缸、顶紧轴及抱臂组成“H”型的夹紧机构，保证晶体在被支撑臂夹紧搬运时不松动滑脱，安全性高；旋转机构包括的涡轮蜗杆结构和齿轮结构，使晶体实现360°旋转。本申请提供的蓝宝石晶体夹具，适用于任何大尺寸晶体，不会因为晶体外观差异大而无法实现夹紧旋转，且不需要人工辅助就可将大尺寸晶体搬运至定向工装平台上，易操作性强。

Description

一种蓝宝石晶体夹具

技术领域

本申请涉及夹具设备技术领域，尤其涉及一种蓝宝石晶体夹具。

背景技术

蓝宝石单晶作为一种优良透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透波率，可以满足多模式复合制导(电视、红外成像、雷达等)的要求。目前，蓝宝石衬底企业和LED外延厂商的应用都以2英寸和4英寸为主衬底。随着LED的应用越来越广泛，LED外延厂商逐渐引入4英寸及6英寸的生产工艺和设备，4英寸、6英寸的蓝宝石衬底将促进LED成本的大幅度降低。因此，国内外市场上对大尺寸蓝宝石衬底的需求逐渐增加，从而促进大规格尺寸蓝宝石晶体生长的市场需求增加。

为了满足大规格尺寸蓝宝石晶体生长的市场需求，泡生法这一技术被广泛地应用于蓝宝石生长领域。采用泡生法生长的蓝宝石晶体，其重量由最开始的35kg增长到200kg。而蓝宝石衬底用晶片、表镜等圆片的加工需要进行晶体搬运并将晶体放置到工装平台定向、掏棒、平磨端面、外圆滚磨，再多线切割成一定尺寸晶片、研磨、抛光等一系列工序。在所有工序中，首先要解决的问题是将160kg以上的大尺寸蓝宝石晶体进行搬运并把它放置到工装平台定向，否则后续生产工序的工作无法进行。

目前，现有蓝宝石晶体的搬运普遍采用传统铜编织带捆绑晶体方式进行吊运、剪刀杠杆结构晶体装夹装置或人工搬运。铜编织带捆绑晶体的搬运方式，抓取晶体不牢、易滑脱，使用不方便、安全性低；剪刀杠杆晶体结构装夹装置，由于采用剪刀杠杆结构，在夹紧时力道在中心，使用时不易找准晶体中心，承受不了160kg以上大尺寸晶体的搬运要求，且夹紧晶体时只能做上下、左右移动，不能旋转；人工搬运，耗时费力，工作效率极低。

实用新型内容

为解决现有蓝宝石晶体在搬运过程中存在的抓取不牢、不能旋转以及160kg以上大尺寸晶体搬运困难的问题，本申请提供了一种蓝宝石晶体夹具。

一种蓝宝石晶体夹具，包括：支撑座，夹紧机构，旋转机构，其中，

所述支撑座包括底座以及设置于所述底座上的支撑部件；

所述夹紧机构对称安装于所述支撑部件上，所述夹紧机构包括支撑臂、液压缸、顶紧轴、抱臂；所述支撑臂与所述支撑部件铰接；所述液压缸的一端设置于所述支撑部件上，另一端设置于所述支撑臂上；所述支撑臂的顶部设有顶紧轴，所述顶紧轴的一端安装有涡轮，另一端穿过连接盖上的通孔与所述抱臂连接；所述连接盖与所述抱臂通过螺钉连接；所述顶紧轴与所述抱臂之间设有间隙；

所述旋转机构安装于所述支撑臂上；所述旋转机构包括电机、第一齿轮、第二齿轮、蜗杆、涡轮；所述电机固定设置于所述支撑臂上，所述电机的转轴与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合；所述蜗杆的一端穿过固定块上的通孔与所述第二齿轮连接，所述固定块固定安装于所述支撑臂上，所述蜗杆的另一端固定于蜗杆固定座中，所述蜗杆固定座固定于所述支撑臂的顶部；所述蜗杆与涡轮相啮合。

进一步地，所述抱臂的内表面设有聚氨酯层。

进一步地，所述聚氨酯层设有山脊状的凸起。

进一步地，所述支撑部件为垂直固定于所述底座上的支撑板，所述支撑板顶部的两端设置有卡槽，所述支撑臂放置于所述卡槽内与所述支撑板铰接。

进一步地，所述涡轮通过螺母固定安装于所述顶紧轴的一端。

进一步地，所述底座的底部设有卡勾，所述卡勾与液压叉车的卡槽相适配。

进一步地，所述抱臂呈球槽状。

进一步地，所述支撑臂，液压缸，顶紧轴，抱臂的数量均为两个。

进一步地，所述第一齿轮、所述第二齿轮均为变速锥齿轮。

本申请提供的技术方案包括以下有益效果：顶紧轴与抱臂之间设置的间隙，抱臂在夹紧待搬运晶体时，抱臂内表面受到待搬运晶体对其的反作用力，在所述反作用力的作用下，抱臂可以进行一定角度的转动，从而实现不需要人工手动调整抱臂来寻找晶体的圆面，实现自动定心的目的。对称安装于支撑部件上的夹紧机构，通过左、右支撑臂、液压缸、顶紧轴及抱臂组成“H”型的夹紧机构，保证待搬运晶体在被支撑臂夹紧搬运时不松动滑脱，安全性较高。旋转机构中包括的涡轮蜗杆结构和齿轮结构，电机的转动带动齿轮结构运动，齿轮结构将转动力传递给蜗杆，蜗杆进而带动与其相啮合的涡轮进行转动，涡轮在带动顶紧轴进行转动，从而使待搬运晶体实现360°旋转。本申请提供的蓝宝石晶体夹具，适用于任何大尺寸晶体，不会因为晶体外观差异大无法实现夹紧旋转，不需要人工扶着晶体就可以将大尺寸晶体搬运并放置在定向工装平台上，操作简单、安全性高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的蓝宝石晶体夹具的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的蓝宝石晶体夹具的涡轮蜗杆的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的蓝宝石晶体夹具的顶紧轴与抱臂连接的局部放大示意图。

附图标记说明：1、支撑座；2、支撑臂；3、液压缸；4、电机；5、第一齿轮；6、蜗杆；7、涡轮；8、蜗杆固定座；9、顶紧轴；10、底座；11、支撑部件；12、聚氨酯层；13、螺钉；14、螺母；15、第二齿轮；16、固定块；17、卡勾；18、抱臂；19、连接盖。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

为进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本申请的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

参见图1所示，为本申请提供的一种蓝宝石晶体夹具的结构示意图，包括支撑座1，夹紧机构，旋转机构，其中，

所述支撑座1包括底座10以及设置于所述底座10上的支撑部件11；

所述夹紧机构对称安装于所述支撑部件11上，所述夹紧机构包括支撑臂2、液压缸3、顶紧轴9、抱臂18；所述支撑臂2与所述支撑部件11铰接；所述液压缸3的一端设置于所述支撑部件11上，另一端设置于所述支撑臂2上；所述支撑臂2的顶部设有顶紧轴9，所述顶紧轴9的一端安装有涡轮7，所述涡轮7通过螺母14固定安装于所述顶紧轴9的一端，所述顶紧轴9的另一端穿过连接盖19上的通孔与所述抱臂18连接；所述连接盖19与所述抱臂18通过螺钉13连接；所述顶紧轴9与所述抱臂18之间设有间隙；

所述旋转机构安装于所述支撑臂2上；所述旋转机构包括电机4、第一齿轮5、第二齿轮15、蜗杆6、涡轮7；所述电机4固定设置于所述支撑臂2上，所述电机4的转轴与所述第一齿轮5连接，所述第一齿轮5与所述第二齿轮15相啮合；所述蜗杆6的一端穿过固定块16上的通孔与所述第二齿轮15连接，所述固定块16固定安装于所述支撑臂2上，所述蜗杆6的另一端固定于蜗杆固定座8中，所述蜗杆固定座8固定于所述支撑臂2的顶部；所述蜗杆6与涡轮7相啮合。

进一步地，所述支撑臂2，液压缸3，顶紧轴9，抱臂18的数量均为两个；所述支撑臂2包括左、右支撑臂。

进一步地，所述抱臂18呈球槽状。

进一步地，所述第一齿轮5为第一变速锥齿轮，所述第二齿轮15为第二变速锥齿轮。

该蓝宝石晶体夹具，具体的工作过程如下：

首先，将蓝宝石晶体夹具安装于液压叉车上，具体安装流程如下：将该蓝宝石晶体夹具的支撑座1安装于液压叉车的卡槽上，将液压叉车自带的液压系统接入液压缸3，确认左、右支撑臂能够进行正常地左右移动，左、右支撑臂、液压缸3、顶紧轴9及抱臂18组成“H”型的夹紧机构，保证待搬运晶体在被支撑臂2夹紧搬运时不松动滑脱；电机4通过电机控制开关与液压叉车的电瓶相连接，从而给旋转机构提供动力，确认抱臂18能够缓慢地进行360°转动；检查液压叉车能否进行正常地上、下、左、右移动，确保待搬运晶体能够进行上、下、左、右移动；

然后，确认待搬运晶体的中心：启动液压叉车的液压系统，当液压缸3输入液压，左、右支撑臂向内缓慢移动；由于抱臂18呈球槽状，抱臂18可以抱紧蓝宝石晶体；当抱臂18抱紧蓝宝石晶体时，抱臂18的内表面受到晶体对其的反作用力，由于所述抱臂18与顶紧轴9之间设有间隙，在所述反作用力的作用下，抱臂18可以进行一定角度的转动，从而实现不需要人工手动调整抱臂18来寻找晶体的圆面，进而使抱臂18能准确、快速地找到待搬运晶体的中心，实现自动定心的目的。

最后，完成待搬运晶体的搬运动作：抱臂18由支撑臂2提供夹紧力将待搬运晶体牢牢夹紧；启动电机控制开关使电机4开始工作，由于电机4的转轴与第一变速锥齿轮连接，所述第一变速锥齿轮与第二变速锥齿轮相啮合，电机4带动第一变速锥齿轮转动，第一变速锥齿轮带动第二变速锥齿轮转动，第二变速锥齿轮将转动动力传递给蜗杆6，蜗杆6与涡轮7相啮合，进而带动涡轮7进行转动，再由涡轮7带动顶紧轴9进行转动，使待搬运晶体实现360°的旋转。

实施例2：

在实施例1的基础上，与实施例1不同之处在于，所述抱臂18的内表面设有聚氨酯层12，所述聚氨酯层12设有山脊状的凸起，所述凸起可以增加抱臂18对晶体的抱紧力，达到对待搬运晶体抓取牢靠的效果；此外，当抱臂18抱紧待搬运晶体时，聚氨酯层12受到待搬运晶体对其的反作用力，并将该反作用力传递给抱臂18，由于抱臂18与顶紧轴9之间设有一定的间隙，在所述反作用力的作用下，抱臂18可进行一定角度的转动，从而实现不需要人工手动调整抱臂18寻找待搬运晶体的圆面，进而使抱臂18能准确、快速地找到待搬运晶体的中心，实现自动定心的目的。

实施例3：

在实施例1的基础上，与实施例1不同之处在于，所述支撑部件11为垂直固定于所述底座10上的支撑板，所述支撑板具有一定的厚度，所述支撑板顶部的两端设置有卡槽，所述支撑臂2放置于所述卡槽内与所述支撑板铰接。

进一步地，所述液压缸3为伸缩液压缸，所述液压缸3的一端固定设置于所述支撑板上，所述液压缸3的另一端设置于所述支撑臂2上。

进一步地，所述支撑臂2、液压缸3的数量均为两个，左、右支撑臂及两个液压缸组成“H”型的夹紧结构，保证待搬运晶体在被支撑臂夹紧搬运时不松动滑脱，安全性较高。

液压缸3与液压叉车自带的液压系统连接后，工作人员确认左、右支撑臂能够进行正常地左右移动；电机4通过电机控制开关与液压叉车的电瓶相连接，从而给旋转机构提供动力，确认抱臂18能够缓慢地进行360°转动；检查液压叉车能否进行正常地上、下、左、右移动，确保在支撑臂2、液压缸3、顶紧轴9及抱臂18的作用下，待搬运晶体能够进行上、下、左、右移动。

实施例4：

在实施例1的基础上，与实施例1不同之处在于，所述涡轮7通过螺母14固定安装于所述顶紧轴9的一端。

进一步地，所述底座10的底部设有卡勾17，所述卡勾17与液压叉车的卡槽相适配，保证该蓝宝石晶体夹具稳定固定于所述液压叉车上，进而为所述夹紧机构提供动力。

本申请提供的蓝宝石晶体夹具，顶紧轴9与抱臂18之间设置的间隙，抱臂18在夹紧待搬运晶体时，抱臂18内表面受到待搬运晶体对其的反作用力，在所述反作用力的作用下，抱臂18可以进行一定角度的转动，从而实现不需要人工手动调整抱臂18来寻找晶体的圆面，实现自动定心的目的。对称安装于支撑部件11上的夹紧机构，通过左、右支撑臂、液压缸3、顶紧轴9及抱臂18组成“H”型的夹紧机构，保证待搬运晶体在被支撑臂2夹紧搬运时不松动滑脱，安全性较高。旋转机构中包括的涡轮蜗杆结构和齿轮结构，所述涡轮蜗杆结构主要包括蜗杆6及涡轮7，所述齿轮结构包括第一齿轮5及第二齿轮15；具体地，电机4带动第一变齿轮5转动，第一齿轮5带动第二齿轮15转动，第二齿轮15将转动动力传递给蜗杆6，蜗杆6进而带动与其相啮合的涡轮7进行转动，涡轮7再带动顶紧轴9进行转动，从而使待搬运晶体实现360°旋转。本申请提供的蓝宝石晶体夹具，适用于任何大尺寸晶体，不会因为晶体外观差异大无法实现夹紧旋转，不需要人工扶着晶体就可以将大尺寸晶体搬运并放置在定向工装平台上，具有易操作性强、安全性高的优点，应用前景广泛。

需要说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑本说明书及实践这里申请的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未使用的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由上面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种蓝宝石晶体夹具，其特征在于，包括：支撑座(1)，夹紧机构，旋转机构，其中，

所述支撑座(1)包括底座(10)以及设置于所述底座(10)上的支撑部件(11)；

所述夹紧机构对称安装于所述支撑部件(11)上，所述夹紧机构包括支撑臂(2)、液压缸(3)、顶紧轴(9)、抱臂(18)；所述支撑臂(2)与所述支撑部件(11)铰接；所述液压缸(3)的一端设置于所述支撑部件(11)上，另一端设置于所述支撑臂(2)上；所述支撑臂(2)的顶部设有顶紧轴(9)，所述顶紧轴(9)的一端安装有涡轮(7)，另一端穿过连接盖(19)上的通孔与所述抱臂(18)连接；所述连接盖(19)与所述抱臂(18)通过螺钉(13)连接；所述顶紧轴(9)与所述抱臂(18)之间设有间隙；

所述旋转机构安装于所述支撑臂(2)上；所述旋转机构包括电机(4)、第一齿轮(5)、第二齿轮(15)、蜗杆(6)、涡轮(7)；所述电机(4)固定设置于所述支撑臂(2)上，所述电机(4)的转轴与所述第一齿轮(5)连接，所述第一齿轮(5)与所述第二齿轮(15)相啮合；所述蜗杆(6)的一端穿过固定块(16)上的通孔与所述第二齿轮(15)连接，所述固定块(16)固定安装于所述支撑臂(2)上，所述蜗杆(6)的另一端固定于蜗杆固定座(8)中，所述蜗杆固定座(8)固定于所述支撑臂(2)的顶部；所述蜗杆(6)与涡轮(7)相啮合。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述抱臂(18)的内表面设有聚氨酯层(12)。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述聚氨酯层(12)设有山脊状的凸起。

4.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述支撑部件(11)为垂直固定于所述底座(10)上的支撑板，所述支撑板顶部的两端设置有卡槽，所述支撑臂(2)放置于所述卡槽内与所述支撑板铰接。

5.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述涡轮(7)通过螺母(14)固定安装于所述顶紧轴(9)的一端。

6.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述底座(10)的底部设有卡勾(17)，所述卡勾(17)与液压叉车的卡槽相适配。

7.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述抱臂(18)呈球槽状。

8.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述支撑臂(2)，液压缸(3)，顶紧轴(9)，抱臂(18)的数量均为两个。

9.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体夹具，其特征在于，所述第一齿轮(5)、所述第二齿轮(15)均为变速锥齿轮。