CN212640660U - 籽晶定位装置和类单晶铸锭籽晶铺设设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种籽晶定位装置和类单晶铸锭籽晶铺设设备，籽晶定位装置包括：固定座、多个滑块座和多个用于盛放籽晶的籽晶托，滑块座相对于固定座可移动，多个滑块座和多个籽晶托一一对应且连接，滑块座带动籽晶托运动以用于调整相邻的两个籽晶托之间的距离。该设备可以适用于不同尺寸的籽晶以及适用于不同间隔距离的籽晶铺设，还可以解决籽晶铺设过程中影响硅纯度、铺设低效、人工工作强度大以及边角磕碰损伤等问题。

Description

籽晶定位装置和类单晶铸锭籽晶铺设设备

技术领域

本实用新型涉及籽晶定位装置技术领域，尤其是涉及一种籽晶定位装置和类单晶铸锭籽晶铺设设备。

背景技术

在太阳能光伏行业，类单晶制备是一种采用在石英坩埚底部铺设单晶籽晶作为引晶材料，上层填充原生硅熔化铸锭的技术。籽晶作为类单晶铸锭的重要原料，要求其投料时表面纯净无杂质，籽晶拼接面光洁无缺陷，拼接面之间或紧密贴合或均匀留缝。

随着光伏行业技术发展，类单晶铸锭尺寸越来越大，坩埚的尺寸较以往的尺寸有了大幅增加，目前仍在沿用的籽晶人工铺设难以满足大坩埚、以及大批量高效铺设的需求。在人工铺设环节会使籽晶受到诸如污物附着、籽晶拼缝不齐、籽晶拼缝不均匀等影响。籽晶物理性脆，人工操作过程中处理不当极易出现边角磕碰破损现象，而且人工铺设籽晶位置难以精准控制，从而直接影响类单晶硅锭品质。

在相关技术中，考虑到了采用自动铺设籽晶设备来操作的技术，但是，这些技术或仅局限于单一尺寸籽晶的铺设或仅适用于单一尺寸坩埚或仅涉及籽晶紧密贴合情况下的铺设，而且在籽晶铺设的过程中所必须的籽晶精准定位方法、坩埚精准定位方法，机械臂精准定位的方法并未涉及。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种籽晶定位装置，该设备可以适用于不同尺寸的籽晶以及适用于不同间隔距离的籽晶铺设，还可以解决籽晶铺设过程中影响硅纯度、铺设低效、人工工作强度大以及边角磕碰损伤等问题。

根据本实用新型实施例的籽晶定位装置，包括：包括固定座、多个滑块座和多个用于盛放籽晶的籽晶托，滑块座相对于固定座可移动，多个滑块座和多个籽晶托一一对应且连接，滑块座带动籽晶托运动以用于调整相邻的两个籽晶托之间的距离。

由此，可以在该籽晶定位装置的籽晶托上放置若干尺寸相同的籽晶，再通过滑块座的移动带动籽晶托移动，籽晶托带动籽晶的运动，从而可以达到调整各籽晶之间距离的目的，当然还可以在籽晶托上放置若干其他尺寸相同的籽晶。于是，该籽晶定位装置就可以适用于不同尺寸的籽晶以及适用于不同间隔距离的籽晶铺设，还可以使得籽晶拼缝对齐、均匀，故可以提高铺设工作效率、提高铺设精确度和降低作业人员工作强度，还可以避免人工铺设籽晶对籽晶边角造成磕碰损伤的情况发生。

根据本实用新型的一些实施例，所述籽晶定位装置还包括：滑轨，所述滑轨沿第一方向延伸，所述滑轨与所述固定座连接，所述滑轨穿设于所述滑块座，所述滑块座沿所述滑轨可移动。

根据本实用新型的一些实施例，滑动动力机构，所述滑动动力机构设于所述固定座；驱动板，所述驱动板与所述滑动动力机构连接，所述滑动动力机构驱动所述驱动板沿第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向垂直。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动板设有多个导向销；所述籽晶定位装置还包括：导向板，所述导向板与所述驱动板连接，所述驱动板带动所述导向板移动，所述导向板具有镂空部，所述滑轨穿设于所述镂空部，所述滑轨适于在所述镂空部内移动；第一滑槽板，所述第一滑槽板与所述滑块座固定连接，所述第一滑槽板设于所述驱动板，所述第一滑槽板设有第一滑槽，所述第一滑槽沿直线延伸，且所述第一滑槽的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为锐角，每个所述第一滑槽内均具有所述导向销，所述导向销沿所述第一滑槽运动。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述第一滑槽板具有多个所述第一滑槽，位于同一所述第一滑槽板的所述第一滑槽相互平行，每个所述第一滑槽与至少一个所述导向销配合。

根据本实用新型的一些实施例，多个所述第一滑槽板中，任意相邻的两个所述第一滑槽板中的所述第一滑槽延伸方向不相同。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第二滑槽板，所述第二滑槽板与所述固定座固定连接，所述第二滑槽板设于所述驱动板，所述第二滑槽板设有第二滑槽，所述第二滑槽沿所述第二方向延伸，所述导向销穿设于所述第二滑槽内，所述导向销沿所述第二滑槽运动，一部分所述第一滑槽板位于所述第二滑槽板的一侧，另一部分所述第一滑槽板位于所述第二滑槽板的另一侧。

根据本实用新型的一些实施例，在远离所述第二滑槽板的方向上，所述第一滑槽与所述第一方向的夹角逐渐减小。

根据本实用新型的一些实施例，位于所述第二滑槽板的一侧的所述第一滑槽板的数量为三块，在朝向所述第二滑槽板的方向上，三块所述第一滑槽板分别为第一板、第二板和第三板，

位于所述第一板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L1，

位于所述第二板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L2，

位于所述第三板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L3，

其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个所述籽晶之间的距离。

根据本实用新型的一些实施例，位于所述第二滑槽板的另一侧的所述第一滑槽板的数量为三块，在朝向所述第二滑槽板的方向上，三块所述第一滑槽板分别为第四板、第五板和第六板，

位于所述第四板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L1，

位于所述第五板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L2，

位于所述第六板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L3，

其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个所述籽晶之间的距离。

根据本实用新型的一些实施例，所述导向板为两个，两个所述导向板沿所述第一方向间隔分布。

根据本实用新型的一些实施例，所述镂空部呈长条形，而且所述镂空部沿所述第二方向延伸。

根据本实用新型的一些实施例，所述滑轨为间隔开的多根。

根据本实用新型的一些实施例，所述滑轨通过直线轴承与所述滑块座连接。

根据本实用新型的类单晶铸锭籽晶铺设设备，该类单晶铸锭籽晶铺设设备包括籽晶定位装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的类单晶铸锭籽晶铺设设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例中的籽晶定位装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例中的第一滑槽版和第二滑槽版及第一滑槽和第二滑槽的位置布置示意图；

图4是根据本实用新型实施例中的导向销在第一滑槽内的运动示意图；

图5是根据本实用新型实施例中的坩埚定位装置的结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例中的坩埚定位装置与坩埚的装配示意图；

图7是基于图6的俯视图；

图8是根据本实用新型实施例中的取放装置的结构示意图；

图9是根据本实用新型实施例中的真空吸附装置的结构示意图；

图10是将籽晶放置于坩埚内的位置示意图；

图11是根据本实用新型实施例中的第一气路组合的示意图；

图12是根据本实用新型实施例中的第二气路组合的示意图。

附图标记：

类单晶铸锭籽晶铺设设备100；

籽晶定位装置10；固定座11；滑块座12；籽晶托13；滑轨14；

滑动动力机构15；驱动板16；导向销161；导向板17；镂空部171；

第一滑槽板18；第一滑槽181；第一板182；第二板183；第三板184；

第四板185；第五板186；第六板187；第二滑槽板19；第二滑槽191；

坩埚定位装置20；支架21；传动装置22；螺纹杆221；

转动动力系统222；驱动底板223；推力球轴承224；

万向联接机构225；导杆226；导杆滑套227；转向盘23；坩埚24；

坩埚位置检测装置25；

取放装置30；机械臂31；真空吸附装置32；距离测量装置321；

支撑板322；籽晶吸盘323；吸附孔3231；吸附气路3232；

第一气路组合32321；第二气路组合32322；

控制器33。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图12描述根据本实用新型实施例的籽晶定位装置10。

如图1所示，籽晶定位装置10，包括固定座11、多个滑块座12和多个用于盛放籽晶的籽晶托13，滑块座12相对于固定座11可移动，多个滑块座12和多个籽晶托13一一对应且连接，滑块座12带动籽晶托13运动以用于调整相邻的两个籽晶托13之间的距离。

具体来说，可以在该籽晶定位装置10的籽晶托13上放置若干尺寸相同的籽晶，再通过滑块座12的移动带动籽晶托13移动，籽晶托13带动籽晶的运动，从而可以达到调整各籽晶之间距离的目的，当然还可以在籽晶托13上放置若干其他尺寸相同的籽晶。

由此，该晶定位装置10就可以适用于不同尺寸的籽晶以及适用于不同间隔距离的籽晶铺设，还可以使得籽晶拼缝对齐、均匀，故可以提高铺设工作效率、提高铺设精确度和降低作业人员工作强度，还可以避免人工铺设籽晶对籽晶边角造成磕碰损伤的情况发生。

根据本实用新型的实施例，如图1所示，类单晶铸锭籽晶铺设设备100，包括：籽晶定位装置10、坩埚定位装置20、取放装置30。籽晶定位装置10可以适用于多种尺寸籽晶，还可以用来调整和精确定位相同尺寸籽晶之间铺设的位置关系，由此，可以满足多种不同坩埚尺寸的籽晶铺设。坩埚定位装置20用来调整和精确定位坩埚的位置，以便于取放装置30可以将籽晶从籽晶定位装置10中取出，然后精确地放置在坩埚定位装置20上，最后将坩埚从类单晶铸锭籽晶铺设设备100上移走，以供相关作业人员对放置在坩埚内的籽晶进行加工，由此来制备类单晶。

下面详细介绍类单晶铸锭籽晶铺设设备100的各相关装置和工作流程。

如图2所示，籽晶定位装置10可以包括固定座11、多个滑块座12和多个用于盛放籽晶的籽晶托13，滑块座12相对于固定座11可移动，多个滑块座12和多个籽晶托13一一对应且连接，滑块座12带动籽晶托13运动以用于调整相邻的两个籽晶托13之间的距离。

可以理解的是，籽晶定位装置10的两侧与固定座11固定连接，以便于籽晶定位装置10稳定地工作。另外，由于现在在类单晶的制作上，对类单晶铸锭尺寸越来越大，故在铺设籽晶时，可以先将多个籽晶以一定的间隙放置在一起，然后同时进行铺设。

由此，可以在籽晶定位装置10上设置多个用于盛放籽晶的籽晶托13以及与籽晶托13数量对应的多个滑块座12，籽晶托13与滑块座12可以通过螺纹件连接在一起。如图2所示，滑块座12相对于固定座11可以移动，这样可以通过调整滑块座12，间接地调整相邻的两个籽晶托13之间的相对位置。此外，通过设置滑块座12可以提升籽晶定位装置10上各籽晶位置的精度。

如图5所示，坩埚定位装置20可以包括支架21、传动装置22和转向盘23，传动装置22和转向盘23与支架21连接，传动装置22与转向盘23连接，以调整设于转向盘23的坩埚24的位置。

可以理解的是，支架21可以起到支撑作用，传动装置22和转向盘23均可以设置在支架21上，也即支架21可以用于支撑传动装置22和转向盘23。由于传动装置22与转向盘23连接，故传动装置22可以驱动转向盘23运动，由此来实现调整设于转向盘23上坩埚24的位置。这样设置，可以使得坩埚24在位置调整后，在转向盘23上处于摆正位置，便于籽晶在坩埚24内可以稳定放置。

如图8所示，取放装置30用于将放置在籽晶托13的籽晶转移至坩埚24内。当籽晶定位装置10对放置在籽晶托13上的籽晶位置调整好后，坩埚定位装置20对放置在转向盘23上的坩埚24位置也调整好后，籽晶定位装置10和坩埚定位装置20就可以分别将籽晶和坩埚24的位置数据传递给该设备上控制系统，控制系统在处理位置数据后，可以控制取放装置30从籽晶托13上取出籽晶，然后放置在坩埚24内，由此可以提升籽晶放置位置的精度。

根据本实用新型实施例的类单晶铸锭籽晶铺设设备100，通过设置籽晶定位装置10、坩埚定位装置20、取放装置30，并且利用上述部件之间的配合调整籽晶的相对位置，由此不但可以使得籽晶拼缝对齐、均匀，可以提高铺设工作效率、提高铺设精确度和降低作业人员工作强度，还可以避免人工铺设籽晶对籽晶边角造成磕碰损伤的情况发生。此外，通过利用籽晶定位装置10调整籽晶位置，还可以使类单晶铸锭籽晶铺设设备100适用于不同尺寸的籽晶、不同籽晶间距要求和不同型号的坩埚24。

根据本实用新型的一些实施例，如图2、图3和图4所示，籽晶定位装置10还包括：滑轨14、滑动动力机构15、驱动板16和导向板17、第一滑槽板18。具体而言，如图2、涂3所示，滑轨14沿第一方向(如图3中所示的左右方向)延伸，滑轨14与固定座11连接，滑轨14穿设于滑块座12，滑块座12沿滑轨14可移动。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，滑轨14为间隔开的多根。例如，可以将滑轨14设置为两根，而且将滑轨14间隔设置，这样可以使得滑块座12可以稳定的设置在滑轨14上，且不会在滑轨14上产生周向转动。另外，相比较单根滑轨14设置，设置两根滑轨14，其对滑块座12的承载力增大。

如图2所示，滑轨14可以为圆柱体，而且间隔设置有两个，两个滑轨14设在同一水平面上，滑轨14的两端分别与固定座11固定连接。同时，滑轨14上还设有滑块座12，滑块座12的左右两侧面上分别间隔设置有两个圆形孔，滑轨14可以穿设于两个圆形孔。在一些示例中，两个圆形孔在同一水平面上设置，滑块座12的左侧面上的一个圆形孔与右侧面上的一个圆形孔在同一条轴线上，另外两个圆形孔也在同一轴线上，两个轴线在同一水平面上，而且两条轴线分别与滑轨14的轴线重合，此外，圆形孔的直径大于滑轨14的直径，由此，可以提升滑块座12与滑轨14的相对位置精度。

可以理解的是，通过设置的两根滑轨14，且将滑轨14穿设于滑块座12，由此不但可以限制滑块座12在前后、上下方向上的移动自由度，而且还可以限制滑块座12在前后、左右和上下方向上的转动自由度，此时滑块座12可以沿着滑轨14的延伸方向(也即第一方向)移动。此外，通过设置滑轨14还可以提升滑块座12在滑轨14上移动的稳定性。

此外，滑轨14通过直线轴承与滑块座12连接。由于滑块座12上的孔为圆形孔，故可以在圆形孔上设置直线轴承，滑轨14穿过直线轴承，这样滑块座12在滑轨14上移动时，可以减小摩擦阻力，而且可以减小滑块座12与滑轨14之间的摩擦损失，从而可以提高移动的精确度和延长滑块座12和滑轨14使用寿命。另外，对于直线轴承，由于其承载球与轴呈点接触，使用载荷小，钢球以极小的摩擦阻力旋转，从而能获得高精度的平稳运动。

如图2、图3所示，滑动动力机构15设于固定座11，这样可以保证滑动动力机构15稳定工作，在工作时不发生位置移动。其中，如图2所示，驱动板16与滑动动力机构15连接，滑动动力机构15驱动驱动板16沿第二方向(如图3所示的前后方向)移动，第一方向与第二方向垂直，驱动板16设有多个导向销161。

需要说明的是，滑块座12相对于固定座11的合成运动包括沿第一方向的分运动和沿第二方向的分运动，也即滑块座12相对于滑轨14的运动为沿第一方向的分运动，滑块座12相对于驱动板16的运动为沿第二方向的分运动。从另一角度可以理解为：滑块座12相对于滑轨14的运动与滑块座12相对于驱动板16的运动合成后，可以得到滑块座12相对于固定座11的运动。而多个滑块座12通过沿第一方向运动可以调整相邻的两个滑块座12之间的距离，进而可以调整籽晶在第一方向上的分布。

由此，可以利用滑动动力机构15驱动滑块座12在前后方向上运动，这样设置可以使得籽晶定位装置10结构更加合理、紧凑。具体地说，可以在驱动板16上方，且位于滑块座12的下方设置导向销161，导向销161与驱动板16固定连接在一起，驱动板16运动时，可以带动导向销161运动，导向销161可以间接地控制滑块座12的运动。如此，可以通过设置一块驱动板16就可以控制多个滑块座12同时运动。

进一步地，如图2所示，导向板17与驱动板16连接，驱动板16带动导向板17移动，导向板17具有镂空部171，滑轨14穿设于镂空部171，滑轨14适于在镂空部171内移动。镂空部171可以使得滑轨14穿过镂空部171与固定座11固定连接。另外，镂空部171的上下两条边可以限制导向板17发生转动，而且固定座11和第一滑槽板18可以限制导向板17发生左右方向移动，故驱动板16可以带动导向板17在前后方向运动。

此外，如图2和图3所示，第一滑槽板18与滑块座12固定连接，第一滑槽板18设于驱动板16，第一滑槽板18设有第一滑槽181，第一滑槽181沿直线延伸，而且第一滑槽181的延伸方向与第一方向之间的夹角为锐角，每个第一滑槽181内均具有导向销161，导向销161沿第一滑槽181运动。

这里需要说明的是，第一滑槽181的延伸方向与第一方向之间的夹角为锐角，此时第一滑槽181的延伸方向可以理解为倾斜延伸，一方面可以通过第一滑槽181的倾斜程度(也即第一滑槽181的延伸方向与第一方向之间的夹角的大小)，再结合第一滑槽板18在第二方向上移动的距离，进而根据运动合成的原理，可以控制第一滑槽板18在水平方向上的运动距离。进一步地，当多个第一滑槽板18上的第一滑槽181的倾斜程度不同时，每个第一滑槽板18在第二方向上运动相同的距离时，不同的第一滑槽板181在第一方向上的运动距离不相同。可以理解的是，通过选择第一滑槽181与第一方向的夹角，可以调整多个第一滑槽板18在第一方向上的排布疏密度，也即可以调整任意相邻的两个第一滑槽板18之间的距离。

具体地，如图2和图3所示，第一滑槽板18与滑块座12可以通过螺纹固定连接，第一滑槽板18设在驱动板16的上方，而且可以与驱动板16产生相对滑动。具体来说，如图2所示，可以在第一滑槽板18上设置沿直线延伸第一滑槽181，第一滑槽181以其中心向左侧或者右侧倾斜设置，而且第一滑槽181与第一方向之间的夹角可以为锐角，导向销161可以与第一滑槽181相配合，而且可以在第一滑槽181内运动。这样，由于导向销161与驱动板16固定连接，驱动板16受滑动动力机构15驱动，故在滑动动力机构15驱动驱动板16在前后方向(第二方向)运动时，导向销161就可以在倾斜设置的第一滑槽181内运动，第一滑槽板18就在导向销161的驱动下在左右方向(第一方向)移动，又由于第一滑槽板18与滑块座12固定连接，故可使滑块座12在左右方向(第一方向)移动。

根据本实用新型的一些实施例，如图3所示，每个第一滑槽板18具有多个第一滑槽181，位于同一第一滑槽板18的第一滑槽181相互平行，每个第一滑槽181与至少一个导向销161配合。例如，可以在第一滑槽板18上倾斜设置两个相互平行的第一滑槽181，而且设有与两个第一滑槽181相配合的两个导向销161，这样可以使得导向销161在驱动第一滑槽板18时动力更足、平稳性更强。

详细地，如图3所示，多个第一滑槽板18中，任意相邻的两个第一滑槽板18中的第一滑槽181延伸方向不相同。即每个第一滑槽板18与第一运动方向夹角的不同，这样可以使得在同一个驱动板16的驱动作用下，每个第一滑槽板18在左右方向移动的距离不同。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，类单晶铸锭籽晶铺设设备100的籽晶定位装置10还包括第二滑槽板19，第二滑槽板19与滑块座12固定连接，第二滑槽板19设于驱动板16，第二滑槽板19设有第二滑槽191，第二滑槽191沿第二方向延伸，导向销161穿设于第二滑槽191内，导向销161沿第二滑槽191运动，一部分第一滑槽181板位于第二滑槽板19的一侧，另一部分第一滑槽板18位于第二滑槽板19的另一侧。

需要说明的是，第二滑槽板19与滑块座12也可以通过螺纹固定连接，第二滑槽191沿第二方向延伸，即第二滑槽191在前后方向延伸，而且第二滑槽191与第一方向垂直。这样当驱动板16带动导向销161在第二滑槽191内运动时，无法改变第二滑槽板19的运动，即第二滑槽板19处于固定状态。此外，第一滑槽板18为多个，而且平均分布在第二滑槽板19的左右两侧。这样第一滑槽板18就可以以第二滑槽板19为参照分别向左右两侧移动，由此，使得籽晶位置调整的更加地精确。

在一些示例中，如图3所示，在远离第二滑槽板19的方向上，第一滑槽181与第一方向的夹角逐渐减小。也就是说，位于第二滑槽板19左侧的第一滑槽181与第一方向的夹角在左侧向第二滑槽板19的方向上是逐渐减少的，位于第二滑槽板19右侧的第一滑槽181与第一方向的夹角在右侧向第二滑槽板19的方向上也是逐渐减少的，由此，可以使得在同一个驱动板16的驱动下，第一滑槽板18可以向左侧或者右侧移动不同的距离。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，位于第二滑槽板19的一侧的第一滑槽板18的数量为三块，在朝向第二滑槽板19的方向上，三块第一滑槽板18分别为第一板182、第二板183和第三板184，位于第一板182的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L1，位于第二板183的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L2，位于第三板184的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L3，其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个籽晶之间的距离。

此外，如图3所示，位于第二滑槽板19的另一侧的第一滑槽板18的数量为三块，在朝向第二滑槽板19的方向上，三块第一滑槽板18分别为第四板185、第五板186和第六板187，位于第四板185的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L1，位于第五板186的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L2，位于第六板187的第一滑槽181在第一方向上的投影的长度为L3，其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个籽晶之间的距离。

可以理解的是，如图3和图4所示，导向销161位于第一滑槽板18的后侧端部时，可以称此位置为导向销161的初始位置，导向销161位于第一滑槽板18的前侧端部时，可以称此位置为导向销161的终点位置。当驱动板16驱动导向销161从初始位置运动到终点位置时，第一板182、第二板183和第三板184在第一方向上移动的距离分别为L1、L2和L3；第四板185、第五板186和第六板187在第一方向上移动的距离分别为L1、L2和L3。也就是说，L1、L2和L3分别为第一板182、第二板183和第三板184在第一方向上移动的最大距离，同时也是第四板185、第五板186、第六板187在第一方向上移动的最大距离，其中，L3还可以为相邻第一滑槽板18之间的间隔距离。

需要说明的是，导向销161处于初始位置时，相邻第一滑槽板18之间的中心间距最小，而且最小中心间距即为所需铺设的籽晶尺寸。另外，第一滑槽181在第二方向上的投影长度b和第二滑槽191长度可以相等，第一滑槽181在第二方向上的投影长度b也为滑动动力机构15前后移动的最大行程，当驱动板16驱动导向销161从初始位置运动到终点位置时，相邻第一滑槽板18之间的中心间距最大，最大中心距等于籽晶尺寸加上相邻第一滑槽板18之间的间隔距离L3。

如图2所示，导向板17为两个，两个导向板17沿第一方向间隔分布。具体来说，两个导向板17设置在驱动板16的两侧末端，而且与驱动板16固定连接，两个导向板17可以分别与固定座11产生相对运动，故导向板17可以保证驱动板16在前后方向往复运动，而且不会在左右方向上产生移动。

在本实用新型的实施例中，镂空部171呈长条形，而且镂空部171沿第二方向延伸。将镂空部171设置为长条形，而且沿第二方向延伸，可以保证导向板17延第二方向运动，即可以保证导向板17的运动方向与驱动板16的运动方向一致，这样可以保证籽晶定位装置10的整个传动系统处于稳定。

在本实用新型的一些实施例中，如图2和图3所示，在对籽晶进行定位时，通过开启滑动动力机构15，驱动驱动板16运动，驱动板16上的导向销161处于第一滑槽181的终点位置，此时第一滑槽板18的间距达到最大，由于第一滑槽板18与滑块座12固定连接，滑块座12与籽晶托13固定连接，故籽晶托13间距达到最大。这时，人工将经过挑选的籽晶紧靠籽晶定位装置10上的定位挡板放置在籽晶托13上，然后驱动板16上的导向销161从初始位置向终点位置运动，同时，定位挡板跟随驱动板16远离籽晶，籽晶托13向内聚集，间距逐渐缩小。例如，当需要将籽晶拼缝距离设置为L3/n，(n为籽晶的数量)，只需将滑动动力机构15在最大行程的b/n行程位置处停止即可。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，类单晶铸锭籽晶铺设设备100的传动装置22还可以包括：螺纹杆221、转动动力系统222、驱动底板223、推力球轴承224、万向联接机构225等部件。

下面将详细说明传动装置22中的各结构的位置关系以及工作过程。

如图5所示，螺纹杆221的一端与转向盘23连接，例如，螺纹杆221一端可以使用端部轴承与转向盘23的圆心处连接，这样可以保证螺纹杆221和转向盘23同轴转动，还可以减小螺纹杆221与转向盘23之间的摩擦阻力，而且可以保护螺纹杆221和转向盘23不受损害。

进一步地，如图5所示，转动动力系统222设于支架21，转动动力系统222与螺纹杆221的另一端连接，以驱动螺纹杆221转动。其中，支架21相对地面静止，而且支架21起支撑作用，故可以将转动动力系统222设置在支架21上。转动动力系统222可以向外部输出动力，转动动力系统222可以包括伺服电机，伺服电机可以使得控制速度，位置精度非常准确，故可以将螺纹杆221的另一端与伺服电机的电机轴连接。此处需要说明的是，螺纹杆221与电机轴通过联轴器连接，这样可以避免被联接机件承受过大的载荷，而损坏电机，从而起到过载保护的作用。

更进一步地，如图5所示，驱动底板223相对于支架21可移动，驱动底板223套设于螺纹杆221，而且驱动底板223与螺纹杆221螺纹配合，以驱动驱动底板223沿螺纹杆221移动。可以理解的是，在驱动底板223上设有圆形孔，可以在圆形孔内设置一滑动螺母，滑动螺母与驱动底板223固定连接，螺纹杆221可以与滑动螺母配合。由此，伺服电机启动后通过联轴器带动螺纹杆221转动，螺纹杆221转动带动滑动螺母沿着螺纹杆221上下移动，从而带动驱动底板223上下移动。这样通过伺服电机来控制驱动底板223的运动，其上下移动的距离精度可以得到稳定地控制。

具体地，如图5所示，推力球轴承224连接于支架21和转向盘23之间。推力球轴承224适用于承受轴向负荷、转速较低的机件上，本实用新型的类单晶铸锭籽晶铺设设备100的传动装置22处于低速状态下运行，而且仅在上下方向上受力，故可以将推力球轴承224作为支架21和转向盘23中间的连接件。具体地，可以将转向盘23与其下方的推力轴承的上轴承圈通过螺纹固定连接，支架21与推力轴承的下轴承圈通过螺纹固定连接，由于推力球轴承224的上下轴承圈可以相对转动，故转向盘23可相对于支架21转动。这样设置，一方面可以减小坩埚24对支架21的压力，还可以减小转向盘23周转的阻力。

如图5所示，万向联接机构225连接在驱动底板223和转向盘23之间，万向联接机构225用于驱动转向盘23转动。由于转向盘23相对螺纹杆221直径较大，而且转向盘23还需承载载荷，若通过螺纹杆221直径与转向盘23固定连接来控制转向盘23的转动，这样就对伺服电机的性能提出较高的要求，使得制造成本增大，故可以通过设置万向联接机构225间接地实现伺服电机对转向盘23的转动进行控制。具体来说，当伺服电机带动螺纹杆221顺时针或逆时针转动时，与之连接的驱动底板223就可以在上下方向上往复移动，由于万向联接机构225的一端通过联接座连接在驱动底板223上，另一端连接在推力球轴承224上，推力球轴承224与转向盘23固定连接，故驱动底板223的上下移动就可以通过万向联接机构225使得转向盘23周向转动。

根据本实用新型的一些实施例，如图5所示，传动装置22还包括：多根间隔开的导杆226，每根导杆226与螺纹杆221平行，每根导杆226穿设于驱动底板223，以限定驱动底板223的运动轨迹。在一些示例中，驱动底板223大体为长方体，可以将导杆226设置为四根，而且分别设置在驱动底板223的四个端角部。具体地，可以在四个端角处设置四个圆形孔，导杆226可以穿过圆形孔，而且导杆226的两端与支架21通过螺纹固定连接。这样，驱动底板223只有在上下方向上自由度未被限制，故驱动底板223只能在上下方向上移动，这样可以使得转向盘23在万向联接机构225作用下能平稳地转动，从而更好地对放置在转向盘23上的坩埚24位置进行精确地调整。

此外，如图5所示，传动装置22还包括：导杆滑套227，导杆滑套227设于驱动底板223，导杆226穿设于导杆滑套227，导杆滑套227用于将导杆226和驱动底板223间隔开。由此，通过设置导杆滑套227，可以降低导杆226与驱动底板223之间的摩擦，从而可以使得驱动底板223在上下方向上移动地更加平稳，还可以降低导杆226与驱动底板223接触所产的噪音，从而可以提高用户使用体验感。

在本实用新型的一些实施例中，如图5所示，万向联接机构225与驱动底板223和转向盘23之间具有夹角，而且夹角为20°-80°。也就是说，驱动底板223和转向盘23在发生相对转动时，作为驱动底板223和转向盘23的连接件-万向联接机构225，万向联接机构225与驱动底板223和转向盘23之间存在夹角，这个角度是个变化值，而且在这个角度变化范围内，可以使的驱动底板223在上下方向往复转动时，转向盘23可以顺时针或者逆时针转动，以使得放置在转向盘23上的坩埚24位置得以调整。例如可以将这个角度范围设置为20°-80°。

如图5和图6所示，类单晶铸锭籽晶铺设设备100还包括坩埚位置检测装置25，坩埚位置检测装置25设于支架21，以用于检测坩埚24位置。具体来说，坩埚位置检测装置25可以设置在坩埚24任意两相邻底边侧部，而且在每一条边侧部上间隔设置两个。这样就可以检测坩埚24上被检测面是否与两个坩埚位置检测装置25所在平面平行。若平行，则说明坩埚24位置已摆正，若未平行则继续调整，直至将坩埚24位置摆正。

在本实用新型的一些可选实施例中，如图7所示，坩埚位置检测装置25为激光测距传感器或红外光测距传感器。采用激光测距传感器或红外光测距传感器检测可以得到更加准确的数据。

详细地，如图7所示，当坩埚24放入转盘上方后，激光测距传感器或红外光测距传感器可分别测出坩埚24的距离参数A1、A2、B1、B2，并将数据传给控制系统，控制系统根据该数据传达指令给转动动力系统222中的伺服电机，伺服电机间接地驱动坩埚24转动，转动后使测得距离参数A1＝A2、B1＝B2，则系统判断坩埚24已摆正，同时将调整后的距离参数A1、A2、B1、B2传送给控制系统，以便控制系统重新计算并初步调节取放装置30放置籽晶的放置坐标。

根据本实用新型的实施例，如图8所示，类单晶铸锭籽晶铺设设备100的取放装置30包括：机械臂31、真空吸附装置32、控制器33。其中，机械臂31可以将籽晶从籽晶定位装置10转移至坩埚24内，由于籽晶的物理性能较脆，故可以通过在机械臂31拿取籽晶的一端设置真空吸附装置32，其可以用来吸附籽晶，从而可以避免对籽晶造成破损。此外，为了使机械臂31在拿取和放置籽晶的过程中能准确无误，可以在取放装置30上设置控制器33，控制器33可以将从籽晶定位装置10和坩埚24定位装置20传输来的数据进行处理并且做出判断，从而可以控制机械臂31的精确地拿取和放置籽晶。

如图8和图9所示，真空吸附装置32设有距离测量装置321，距离测量装置321位于真空吸附装置32的端部，距离测量装置321用于检测真空吸附装置32与坩埚24内壁之间的距离。由此，可以保证在放置籽晶的时候，不会触碰到坩埚24的内壁，从而可以保护籽晶结构的完整，免受破坏。

具体地，如图8和图9所示，距离测量装置321为激光测距传感器或红外光测距传感器。距离测量装置321可以设为四个，分别设置在真空吸附装置32的四个端角部，这样可使得检测结果更加准确。通过激光测距传感器或红外光测距传感器可以快速、准确的测量空吸附装置与坩埚24内壁之间的距离，然后将数据传递给控制器33，控制器33经过数据分析处理后，对机械臂31的运动状态进行控制，从而使得真空吸附装置32与坩埚24内壁不会发生触碰。

如图9所示，真空吸附装置32包括：支撑板322，多个籽晶吸盘323。支撑板322与机械臂31的一端连接，而且支撑板322角度与机械臂31的角度可调，这样可以使得支撑板322能快速地根据籽晶在籽晶定位装置10中的位置，做出相应的调整，以使得支撑板322与籽晶托13盘中的籽晶位置相对应，以便于真空吸附装置32吸附籽晶。

此外，如图9所示，多个籽晶吸盘323设于支撑板322，每个籽晶与多个籽晶吸盘323对应。支撑板322质地较硬，故可以供籽晶吸盘323设置在上面。将单个籽晶设置为由多个籽晶吸盘323进行吸附，可以使得籽晶吸盘323牢固地将籽晶吸附，避免在机械臂31运动过程中，由于惯性力的作用，使得籽晶从籽晶吸盘323上掉落下来。

详细地，如图11和图12所示，籽晶吸盘323具有吸附孔3231和吸附气路3232，每个吸附气路3232与吸附孔3231连通。当吸附孔3231对准接触籽晶时，取放装置30的控制器33就可以控制相关部件将空气从吸附气路3232通过吸附孔3231吸走，从而达到吸附籽晶的目的。

如图11和图12所示，每个籽晶对应设置多个吸附气路3232，而且多个吸附气路3232分为第一气路组合32321和第二气路组合32322，第一气路组合32321和第二气路组合32322彼此独立通断，第一气路组合32321与籽晶的中部区域对应，第二气路组合32322与籽晶的边缘区域和籽晶的中心位置对应。其中，第一气路组合32321和第二气路组合32322的通断可以有电磁阀控制。

由于第一气路组合32321的吸盘气路开启孔形成的面积大于第二气路组合32322的吸盘气路开启孔形成的面积，故当籽晶吸盘323需要吸附面积较大的籽晶时，可以打开第一气路组合32321，关闭第二气路组合32322。或者同时打开第一气路组合32321和第二气路组合32322。当籽晶吸盘323需要吸附面积较小的籽晶时，可以关闭第一气路组合32321，打开第二气路组合32322。由此，相关作业人员可以根据实际所需自由调节使用。

详细地，如图10所示，每个籽晶对应设置九个吸附气路3232，且呈X型排布。这样设置，在吸附籽晶时，可以保证籽晶受力均匀，从而可以避免籽晶在吸附过程中掉落。

根据本实用新型的实施例，如图8所示，取放装置30的机械臂31为六轴机械臂31。六轴机械臂31在各个方向的自由度均不受限制，这样使得机械臂31工作时更加灵活，提高工作效率。

在本实用新型的一些实施例中，如图10所示，当需要每次变更坩埚24、籽晶或留缝参数前，可以在控制系统中录入坩埚24理论尺寸数据，籽晶尺寸数据，籽晶留缝数据，控制系统可以自动计算出铺设时籽晶与坩埚24内壁理论距离参数，确定理论目标坐标X,Y,Z。铺设首列籽晶时，控制系统读取坩埚24实际位置尺寸，对理论目标坐标做补偿调整得到坐标X`,Y`,Z，之后机械臂31将抓取的籽晶放入坩埚24内部，距离底部一定高度时，控制系统读取籽晶吸盘323支架21上测距系统实测坩埚24距离参数，调整机械臂31，使得距离参数C＝C1＝D＝D1，放入首列籽晶，记录实际坐标X1,Y1,Z。铺设第二至七列籽晶时，根据所录入的籽晶尺寸及所需留缝尺寸计算得出实际坐标:X2,Y1,Z，X3,Y1,Z，X4,Y1,Z，X5,Y1,Z，X6,Y1,Z，X7,Y1,Z依次摆入籽晶。

根据本实用新型的类单晶铸锭籽晶铺设设备100，包括籽晶定位装置10。该籽晶定位装置10可以快速的将放置在籽晶托13上的籽晶间隔距离调整好，以便取放装置30精确地拿取，由此含有该籽晶定位装置10的类单晶铸锭籽晶铺设设备100在工作时可以提高工作效率，降低作业人员工作强度。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种籽晶定位装置，其特征在于，包括：

包括固定座、多个滑块座和多个用于盛放籽晶的籽晶托，所述滑块座相对于所述固定座可移动，多个所述滑块座和多个所述籽晶托一一对应且连接，所述滑块座带动所述籽晶托运动以用于调整相邻的两个所述籽晶托之间的距离。

2.根据权利要求1所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述籽晶定位装置还包括：

滑轨，所述滑轨沿第一方向延伸，所述滑轨与所述固定座连接，所述滑轨穿设于所述滑块座，所述滑块座沿所述滑轨可移动。

3.根据权利要求2所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述籽晶定位装置还包括：

滑动动力机构，所述滑动动力机构设于所述固定座；

驱动板，所述驱动板与所述滑动动力机构连接，所述滑动动力机构驱动所述驱动板沿第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求3所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述驱动板设有多个导向销；

所述籽晶定位装置还包括：

导向板，所述导向板与所述驱动板连接，所述驱动板带动所述导向板移动，所述导向板具有镂空部，所述滑轨穿设于所述镂空部，所述滑轨适于在所述镂空部内移动；

第一滑槽板，所述第一滑槽板与所述滑块座固定连接，所述第一滑槽板设于所述驱动板，所述第一滑槽板设有第一滑槽，所述第一滑槽沿直线延伸，且所述第一滑槽的延伸方向与所述第一方向之间的夹角为锐角，每个所述第一滑槽内均具有所述导向销，所述导向销沿所述第一滑槽运动。

5.根据权利要求4所述的籽晶定位装置，其特征在于，每个所述第一滑槽板具有多个所述第一滑槽，位于同一所述第一滑槽板的所述第一滑槽相互平行，每个所述第一滑槽与至少一个所述导向销配合。

6.根据权利要求4所述的籽晶定位装置，其特征在于，多个所述第一滑槽板中，任意相邻的两个所述第一滑槽板中的所述第一滑槽延伸方向不相同。

7.根据权利要求4所述的籽晶定位装置，其特征在于，还包括第二滑槽板，所述第二滑槽板与所述固定座固定连接，所述第二滑槽板设于所述驱动板，所述第二滑槽板设有第二滑槽，所述第二滑槽沿所述第二方向延伸，所述导向销穿设于所述第二滑槽内，所述导向销沿所述第二滑槽运动，一部分所述第一滑槽板位于所述第二滑槽板的一侧，另一部分所述第一滑槽板位于所述第二滑槽板的另一侧。

8.根据权利要求7所述的籽晶定位装置，其特征在于，在远离所述第二滑槽板的方向上，所述第一滑槽与所述第一方向的夹角逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的籽晶定位装置，其特征在于，位于所述第二滑槽板的一侧的所述第一滑槽板的数量为三块，在朝向所述第二滑槽板的方向上，三块所述第一滑槽板分别为第一板、第二板和第三板，

位于所述第一板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L1，

位于所述第二板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L2，

位于所述第三板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L3，

其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个所述籽晶之间的距离。

10.根据权利要求8所述的籽晶定位装置，其特征在于，位于所述第二滑槽板的另一侧的所述第一滑槽板的数量为三块，在朝向所述第二滑槽板的方向上，三块所述第一滑槽板分别为第四板、第五板和第六板，

位于所述第四板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L1，

位于所述第五板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L2，

位于所述第六板的第一滑槽在所述第一方向上的投影的长度为L3，

其中，L1＝3L3，L2＝2L3，且L1为任意相邻的两个所述籽晶之间的距离。

11.根据权利要求4所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述导向板为两个，两个所述导向板沿所述第一方向间隔分布。

12.根据权利要求4所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述镂空部呈长条形，且所述镂空部沿所述第二方向延伸。

13.根据权利要求2所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述滑轨为间隔开的多根。

14.根据权利要求2所述的籽晶定位装置，其特征在于，所述滑轨通过直线轴承与所述滑块座连接。

15.一种类单晶铸锭籽晶铺设设备，其特征在于，包括根据权利要求1-14中任一项所述的籽晶定位装置。

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