CN212894954U - 一种多级行星旋转镀膜机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多级行星旋转镀膜机构，包括第一级固定齿轮、行星转盘、第一级行星齿轮单元、第一级行星旋转传动装置、第一级行星旋转工作盘、第二级固定齿轮、第二级行星齿轮单元和第二级行星旋转工作盘，所述第二级固定齿轮与所述行星转盘固定连接，多个所述第二级行星齿轮单元固定于所述第一级行星旋转工作盘上且分布为均可与所述第二级固定齿轮啮合，所述第二级行星齿轮单元与所述第二级行星旋转工作盘可一体转动地连接。通过本实用新型，增加了被镀膜工件表面各点的运动轨迹维度，使得被镀膜工件表面各点在真空室内的运动所覆盖范围更广，提高了被镀膜工件表面的镀膜均匀性。

Description

一种多级行星旋转镀膜机构

技术领域

本实用新型属于镀膜技术领域，具体涉及一种多级行星旋转镀膜机构。

背景技术

在使用真空镀膜设备对工件进行镀膜的过程中，将多个工件安装在工件盘上，通过驱动机构和传动机构带动工件盘转动，从而带动多个工件在真空室内沿一定运行轨道运动，实现工件表面镀膜。现有的传动机构为行星轮式传动，如图1所示，固定齿轮01与真空室壁固定连接，固定齿轮01下方设置有行星转盘03，行星转盘02中央与驱动装置的输出轴固定连接，行星转盘03上可转动地安装有多个行星齿轮02，多个行星齿轮02均围绕在固定齿轮01外周并与固定齿轮01啮合，每个行星齿轮02下端通过行星旋转传动装置04传动连接有工作盘05，每个工作盘05还同时与行星转盘2固定连接。镀膜过程中，驱动装置的输出轴驱动行星转盘03转动，带动工作盘05公转，多个行星齿轮02 围绕固定齿轮01转动，由于啮合作用，多个行星齿轮02还同步进行自转运动，再通过行星旋转传动装置04带动工作盘05同步进行自转。

每个工作盘05上均安装有多个工件，由于采用该单级公自转旋转系统，工件表面的每个点只能按照行星转盘03和工作盘05产生的两个维度的轨迹运动，运动所覆盖的区域有限，由于真空室内各处的镀膜材料分布不均，使得被镀膜工件的镀膜均匀性较差。例如图1所示的具有凹面或凸面形状的工件，工件上的A点永远在外圈，B点永远在内圈，导致两点镀膜程度不同，影响工件镀膜均匀性。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够提高工件镀膜均匀性的多级行星旋转镀膜机构。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种多级行星旋转镀膜机构，包括：第一级固定齿轮、行星转盘、第一级行星齿轮单元、第一级行星旋转传动装置和第一级行星旋转工作盘，多个所述第一级行星齿轮单元固定于所述行星转盘上且分布为均可与所述第一级固定齿轮啮合，所述第一级行星齿轮单元与所述第一级行星旋转工作盘可一体转动地连接，其特征在于：还包括第二级固定齿轮、第二级行星齿轮单元和第二级行星旋转工作盘，所述第二级固定齿轮与所述行星转盘固定连接，多个所述第二级行星齿轮单元固定于所述第一级行星旋转工作盘上且分布为均可与所述第二级固定齿轮啮合，所述第二级行星齿轮单元与所述第二级行星旋转工作盘可一体转动地连接。

由于增加了第二级行星旋转传动结构，将第二级固定齿轮与行星转盘固定连接，将第一级行星旋转工作盘与第一级行星齿轮单元传动连接，通过在第一级新型旋转工作盘上设置与第二级固定齿轮啮合的第二级行星齿轮单元，使得镀膜机构工作过程中，第二级行星齿轮单元的自转可以带动与其固定连接第二级行星旋转工作盘转动，实现了第二级行星旋转工作盘上安装工件的转动，增加了被镀膜工件表面各点的运动轨迹维度，提高了镀膜均匀性。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第二级固定齿轮为外齿轮，所述第二级行星齿轮单元分布为均可与所述第二级固定齿轮的外周齿啮合。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第二级固定齿轮为内齿轮，所述第二级行星齿轮单元分布为均可与所述第二级固定齿轮的内周齿啮合。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第二级行星齿轮单元为单个第二级行星齿轮，多个所述第二级行星齿轮分布为均可与所述第二级固定齿轮啮合，且多个所述第二级行星齿轮分别与所述第二级行星旋转工作盘可一体转动地连接。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第二级固定齿轮与所述行星转盘通过角度调节装置固定连接，所述角度调节装置包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架一端与所述行星转盘固定连接，所述第二连接架一端与所述第二级固定齿轮固定连接，所述第一连接架与所述第二连接架之间通过销轴可枢转连接。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第一连接架包括平行设置的一对第一侧壁，所述第二连接架包括平行设置的一对第二侧壁，所述一对第一侧壁、一对第二侧壁上分别对应设置有通孔，销轴同轴穿设于所述通孔，实现所述第一连接架与所述第二连接架之间可枢转连接，所述一对第一侧壁上分别开设有一对相对应的弧形槽，所述第二连接架设置有两端穿设于所述弧形槽的导向销，一对所述弧形槽内还穿设有角度定位螺栓。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第一连接架上转动设置有与所述第一级行星齿轮单元可一体转动连接的第一斜齿轮，所述第二连接架上转动设置有与所述第一级行星旋转工作盘可一体转动连接的第二斜齿轮，所述销轴上转动设置有分别与所述第一斜齿轮、第二斜齿轮啮合的第三斜齿轮。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第二连接架包括连接套筒，斜齿轮轴通过斜齿轮轴承转动支撑于所述连接套筒，所述斜齿轮轴一端与所述第二斜齿轮固定连接，另一端穿过所述第二级固定齿轮并与所述第一级行星旋转工作盘固定连接。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，所述第一级行星旋转工作盘表面分布有多个阶梯孔，所述阶梯孔中固定有轴承座，行星齿轮轴通过行星齿轮轴承转动支撑于所述轴承座中，所述行星齿轮轴一端与所述第二级行星齿轮单元固定连接，所述行星齿轮轴另一端穿过所述阶梯孔并于所述第二级行星旋转工作盘固定连接。

进一步地，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，每个所述第二级行星旋转工作盘上同轴固定安装有一待镀膜工件。

本实用新型通过上述技术方案，可以实现如下效果：

通过多级行星旋转传动结构，增加了被镀膜工件表面各点的运动轨迹维度，使得被镀膜工件表面各点在真空室内的运动所覆盖范围更广，提高了被镀膜工件表面的镀膜均匀性。

附图说明

图1为背景技术单级行星旋转镀膜机构示意图；

图2为本实用新型多级行星旋转镀膜机构的整体立体图；

图3为本实用新型多级行星旋转镀膜机构的整体俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为本实用新型角度调节机构的立体图；

图6为本实用新型角度调节机构的正视图；

图7为图5的B-B剖视图。

图中附图标记表示为：

01-固定齿轮，02-行星齿轮，03-行星转盘，04-行星旋转传动装置，05-工作盘，11-驱动装置，12-减速装置，13-输出轴箱，14-顶壁，15-行星转盘，16- 第一级固定齿轮，17-第一级行星齿轮单元，171-第一级啮合齿轮，172-第一级自转齿轮，181-第一斜齿轮，182-第二斜齿轮，183-第三斜齿轮，184-斜齿轮轴，185-轴承，186-联轴器，19-角度调节装置，191-顶架，192-第一连接架， 193-第二连接架，194-连接套筒，195-销轴，196-角度定位螺栓，197-导向销， 198-弧形槽，20-第二级固定齿轮，21-第一级行星旋转工作盘，211-阶梯孔，22-第二级行星齿轮单元，23-待镀膜工件，24-行星齿轮轴，25-行星齿轮轴承， 26-轴承座，28-第二级行星旋转工作盘。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。

如图2和3所示，本实用新型的多级行星旋转镀膜机构，包括驱动装置11、减速装置12、输出轴箱13和输出轴(图中未示出)、第一级固定齿轮16、行星转盘15、第一级行星齿轮单元17、第一级行星旋转传动装置和第一级行星旋转工作盘21，驱动装置11可以为电机，驱动装置11、减速装置12和输出轴箱13均设置在镀膜设备真空室的顶壁14上方。第一级固定齿轮16设置在真空室内并通过例如连接柱等结构与顶壁14固定，第一级固定齿轮16下方设置有行星转盘15，行星转盘15与第一级固定齿轮16同心设置，输出轴穿过真空室顶壁14、第一级固定齿轮16并与行星转盘15固定连接，工作时，驱动装置11通过减速装置12驱动输出轴转动，从而带动行星转盘15转动运动。

行星转盘15上沿周向等距分布有6个第一级行星齿轮单元17，本实施例中，每个第一级行星齿轮单元17由4个齿轮沿行星转盘15径向依次啮合排布，4个齿轮通过夹板结构可转动地固定于行星转盘15，使得行星转盘15可与4 个齿轮一体地转动。最内侧的第一级啮合齿轮171与第一级固定齿轮16的外齿啮合，由于第一级固定齿轮16处于静止状态，当行星转盘15转动时，第一级啮合齿轮171围绕第一级固定齿轮16相对运动，因此驱动第一级啮合齿轮 171实现自转，第一级啮合齿轮171通过啮合方式将自转运动传递给最外侧的第一级自转齿轮172，第一级自转齿轮172通过第一级行星旋转传动装置与第一级行星旋转工作盘21连接，使得当驱动装置11转动时，第一级行星旋转工作盘21在围绕输出轴工装的同时，还能够围绕自身转轴自转。

本领域技术人员能够理解，本实施例的第一级行星齿轮单元17的作用在于将第一级固定齿轮16提供的转动运动转化为自转运动从而实现第一级行星旋转工作盘21自转，通过4个齿轮沿行星转盘15径向依次啮合排布，使得与第一级自转齿轮172传动连接的各第一级行星旋转工作盘21之间具有充分的空间，可以满足较大尺寸的第一级行星旋转工作盘21，从而安装尺寸更大或数量更多的被镀膜工件。第一级行星齿轮单元17可以由其它常规齿轮传动形式替代，例如第一级行星齿轮单元17可以仅为1个齿轮，其与第一级固定齿轮16啮合并且与第一级行星旋转工作盘21传动连接，将第一级固定齿轮16提供的转动运动直接转换为第一级行星旋转工作盘21的自转。

本领域技术人员能够理解，本实施例的第一级固定齿轮16的作用在于通过与行星转盘15上分布的第一级行星齿轮单元17之间的相对运动，通过齿啮合方式提供转动动力。因此，第一级固定齿轮16也可以为内齿轮，即其外周内侧设置有齿结构，第一级行星齿轮单元17的齿结构与该内侧设置的齿结构啮合，同样能够提供转动动力。

本实用新型还包括第二级行星旋转结构，包括第二级固定齿轮20、第二级行星齿轮单元22和第二级行星旋转工作盘28，第二级固定齿轮20的数量与第一级行星齿轮单元17一致且相对应，每个第二级固定齿轮20还对应有6个第二级行星齿轮单元22。每个第二级固定齿轮20通过角度调节装置19与行星转盘15固定连接，使得6个第二级固定齿轮20可以随行星转盘15一体地转动。每个第二级固定齿轮20下方还设置有第一级行星旋转工作盘21，第一级行星旋转工作盘21与第一级自转齿轮172之间传动连接，使得第一级自转齿轮172可驱动对应的第一级行星旋转工作盘21自转。

本实施例中的角度调节装置19包括顶架191、第一连接架192和第二连接架193，顶架191与第一连接架192固定连接，顶架191上端通过连接结构与行星转盘15固定连接，第一连接架192由一对相互平行的第一侧壁和与一对第一侧壁垂直的背壁组成，一对第一侧壁上对应开设有通孔，供销轴195穿设。第二连接架193由上部和下部组成，上部由一对相互平行的第二侧壁组成，一对第二侧壁外侧之间间距略小于一对第一侧壁内侧之间间距，使得第二连接架 193可以嵌入第一连接架192内。一对第二侧壁上同样开设有相对应的通孔，当组装时将第一侧壁、第二侧壁上的四个通孔同轴相对并穿入销轴195，销轴 195两端分别利用卡箍与第一侧壁固定，第二侧壁可以相对于销轴195转动，从而实现第一连接架192和第二连接架193之间可枢转连接。第一连接架的一对第一侧壁上还对应开设有弧形槽198，弧形槽198的弧心与销轴195轴心重合，第二连接架193上设置有导向销197，导向销197两端穿设与弧形槽198 中，当第二连接架193相对于第一连接架192转动时，导向销197在弧形槽198 内滑动，实现对第二连接架193的枢转导向。弧形槽198内还穿设有角度定位螺栓196，当需要调整第二连接架193角度时，人工操作使第二连接架193相对于第一连接架192枢转一定角度后，将角度定位螺栓196滑动至弧形槽198 内相应位置并拧紧螺纹使角度定位螺栓196固定，此时利用角度定位螺栓196 的螺杆部分可以将第二连接架193定位，完成角度调整操作。第二连接架193 的下部为筒状结构的连接套筒194，连接套筒194上端与一对第二侧壁一体成型，也可以通过其它常规方式连接，连接套筒194下端通过螺栓196与第二级固定齿轮20固定连接。通过调整第二连接架193角度，实现其固定连接的第二级固定齿轮20的工作角度调节，使镀膜过程中工件表面可以根据例如离子蒸发源或离子溅射源的布置位置进行调整，有利于提高工件表面镀膜效果。

本实施例中，第一连接架192的顶壁191上转动连接有第一斜齿轮181，第一斜齿轮181通过转轴与第一级自转齿轮172连接。销轴195上转动设置有第三斜齿轮183，第三斜齿轮183转轴方向与第一斜齿轮的转轴垂直，在第二连接架193相对于第一连接架192枢转过程中，由于销轴195固定不动，因此第三斜齿轮183位置也保持固定，使其与第一斜齿轮181时刻保持啮合状态。第二连接架192的下部筒状结构中，通过轴承185支撑有斜齿轮轴184，斜齿轮轴184上端固定有第二斜齿轮182，当第二连接架193相对于第一连接架192 枢转过程中，由于第二斜齿轮182相对于第二连接架193保持不动，使得第二斜齿轮182围绕第三斜齿轮183转动但其与第三斜齿轮183间距保持恒定，即保证了第二斜齿轮182和第三斜齿轮183时刻啮合，在第二连接架193转动任何角度时，都能保证第一级行星自转齿轮172的转动能够通过第一斜齿轮181、第三斜齿轮183传递给第二斜齿轮182。

本实施例中，斜齿轮轴184穿过第二级固定齿轮20的中心通孔，并在下端通过联轴器186与第一级旋转工作盘21固定连接，使得第一级旋转工作盘 21与第二斜齿轮182一体地转动。所述第一级行星旋转工件盘21表面分布有 6个阶梯孔211，每个阶梯孔211中固定有轴承座26，行星齿轮轴24通过行星齿轮轴承25转动支撑于轴承座26中。行星齿轮轴24下端固定连接有第二级行星齿轮单元22，本实施例中的第二级行星齿轮单元22为单独的1个齿轮，6 个第二级行星齿轮单元22均布在第二级固定齿轮20外周且均于第二级固定齿轮20啮合。

本领域技术人员能够理解，本实施例的第二级固定齿轮20的作用在于通过与第一级行星旋转工作盘21上分布的第二级行星齿轮单元22之间的相对运动，通过齿啮合方式提供转动动力。因此，第二级固定齿轮20也可以为内齿轮，即其外周内侧设置有齿结构，第二级行星齿轮单元22的齿结构与该内侧设置的齿结构啮合，同样能够提供转动动力。

本实施例中，每个行星齿轮轴24下端通过螺栓均固定连接有第二级行星旋转工作盘28，每个第二级行星旋转工作盘28上均安装有被镀膜工件。每个第二级行星旋转工作盘28上安装的被镀膜工件数量可以为1个，也可以为多个。本实施例中，每个第二级行星旋转工作盘28上仅安装1个被镀膜工件，例如是具有凹形或凸形的工件，工件投影形状为圆形，其圆形中心与第二级行星齿轮单元22和行星齿轮轴24的转动中心重合。

本领域技术人员能够理解，第二级行星旋转工作盘28上可以不固定安装被镀膜工件，而是通过常规行星齿轮传动结构，进一步增设第三级行星旋转传动结构，行星旋转传动等级越多，最终端的被镀膜工件运行轨迹维度越复杂，其轨迹覆盖的镀膜环境区域范围越大，越能有效提高镀膜均匀性。

下面以本实施例中的两级行星旋转镀膜机构、且每个第二级行星旋转工作盘28上同心安装1个凸形被镀膜工件为例，描述本实用新型多级行星旋转镀膜机构的工作过程。操作人员首先在每个第二级行星旋转工作盘28上安装1 个凸形被镀膜工件，并根据镀膜装置在真空室内的设置位置，将角度定位螺栓 196拧松，操作第二连接架193相对于第一连接架192枢转，并将角度定位螺栓196滑动至弧形槽198内相应位置后拧紧固定，此时角度定位螺栓196可以拖住第二连接架193从而完成角度定位。待真空室抽真空后，启动驱动装置11，通过减速器12和输出轴(图中未示出)将驱动装置11的转动动力传输给行星转盘15，行星转盘15相对于第一级固定齿轮16转动，驱动第一级啮合齿轮 171转动，并依次通过啮合将转动传递给第一级自转齿轮172，第一级自转齿轮172通过转轴带动第一锥齿轮181转动，并通过第三锥齿轮183、第二锥齿轮182和锥齿轮轴184带动第一级行星旋转工作盘21转动，第一级行星旋转工作盘21带动其上的第二级行星齿轮22围绕第二级固定齿轮20转动，由于第二级固定齿轮20与多个第二级行星齿轮22之间啮合，使得第二级行星齿轮 22带动第二级行星旋转工作盘28及其上的凸形待镀膜工件23自转。在此工作过程中，每个凸形待镀膜工件23的运动轨迹由行星转盘15、第一级行星旋转工作盘21和第二级行星旋转工作盘28三个转动轨迹复合而成，使得每个凸形待镀膜工件23运动轨迹更加复杂，所覆盖的镀膜空间区域更广，提高了镀膜均匀性。

本实用新型的构思是通过增加镀膜机构的行星旋转级数，从而增加每个被镀膜工件的运动轨迹复合数量，通过提高运动轨迹复杂程度，使每个镀膜工件表面各点的运动轨迹所覆盖的镀膜空间区域更广，从而提高镀膜均匀性。因此，本领域技术人员能够理解，在本实施例的基础上进一步增加第三级行星旋转结构能够进一步提高工件镀膜均匀性，并且能够增加被镀膜工件数量，提高镀膜工作效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多级行星旋转镀膜机构，包括：第一级固定齿轮(16)、行星转盘(15)、第一级行星齿轮单元(17)、第一级行星旋转传动装置和第一级行星旋转工作盘(21)，多个所述第一级行星齿轮单元(17)固定于所述行星转盘(15)上且分布为均可与所述第一级固定齿轮(16)啮合，所述第一级行星齿轮单元(17)与所述第一级行星旋转工作盘(21)可一体转动地连接，其特征在于：还包括第二级固定齿轮(20)、第二级行星齿轮单元和第二级行星旋转工作盘(28)，所述第二级固定齿轮(20)与所述行星转盘(15)固定连接，多个所述第二级行星齿轮单元固定于所述第一级行星旋转工作盘(21)上且分布为均可与所述第二级固定齿轮(20)啮合，所述第二级行星齿轮单元与所述第二级行星旋转工作盘(28)可一体转动地连接。

2.如权利要求1所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第二级固定齿轮(20)为外齿轮，所述第二级行星齿轮单元分布为均可与所述第二级固定齿轮(20)的外周齿啮合。

3.如权利要求1所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第二级固定齿轮(20)为内齿轮，所述第二级行星齿轮单元分布为均可与所述第二级固定齿轮(20)的内周齿啮合。

4.如权利要求2或3所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第二级行星齿轮单元为单个第二级行星齿轮(22)，多个所述第二级行星齿轮(22)分布为均可与所述第二级固定齿轮(20)啮合，且多个所述第二级行星齿轮(22)分别与所述第二级行星旋转工作盘(28)可一体转动地连接。

5.如权利要求1所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第二级固定齿轮(20)与所述行星转盘(15)通过角度调节装置(19)固定连接，所述角度调节装置(19)包括第一连接架(192)和第二连接架(193)，所述第一连接架(192)一端与所述行星转盘(15)固定连接，所述第二连接架(193)一端与所述第二级固定齿轮(20)固定连接，所述第一连接架(192)与所述第二连接架(193)之间通过销轴(195)可枢转连接。

6.如权利要求5所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第一连接架(192)包括平行设置的一对第一侧壁，所述第二连接架(193)包括平行设置的一对第二侧壁，所述一对第一侧壁、一对第二侧壁上分别对应设置有通孔，销轴(195)同轴穿设于所述通孔，实现所述第一连接架(192)与所述第二连接架(193)之间可枢转连接，所述一对第一侧壁上分别开设有一对相对应的弧形槽(198)，所述第二连接架(193)设置有两端穿设于所述弧形槽(198)的导向销(197)，一对所述弧形槽(198)内还穿设有角度定位螺栓(196)。

7.如权利要求6所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第一连接架(192)上转动设置有与所述第一级行星齿轮单元(17)可一体转动连接的第一斜齿轮(181)，所述第二连接架(193)上转动设置有与所述第一级行星旋转工作盘(21)可一体转动连接的第二斜齿轮(182)，所述销轴(195)上转动设置有分别与所述第一斜齿轮(181)、第二斜齿轮(182)啮合的第三斜齿轮(183)。

8.如权利要求7所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第二连接架(193)包括连接套筒(194)，斜齿轮轴(184)通过斜齿轮轴承(185)转动支撑于所述连接套筒(194)，所述斜齿轮轴(184)一端与所述第二斜齿轮(182)固定连接，另一端穿过所述第二级固定齿轮(20)并与所述第一级行星旋转工作盘(21)固定连接。

9.如权利要求1所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：所述第一级行星旋转工作盘(21)表面分布有多个阶梯孔(211)，所述阶梯孔(211)中固定有轴承座(26)，行星齿轮轴(24)通过行星齿轮轴承(25)转动支撑于所述轴承座(26)中，所述行星齿轮轴(24)一端与所述第二级行星齿轮单元固定连接，所述行星齿轮轴(24)另一端穿过所述阶梯孔并于所述第二级行星旋转工作盘(28)固定连接。

10.如权利要求1所述的多级行星旋转镀膜机构，其特征在于：每个所述第二级行星旋转工作盘(28)上同轴固定安装有一待镀膜工件(23)。

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