CN215560797U - 一种单晶炉用晶棒下料组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶棒加工技术领域，公开了一种单晶炉用晶棒下料组件，包括固定在旋转抱夹小车的转盘上的基座，基座的上侧设置有呈“凵”字形的第一夹持臂，基座的下侧设置有呈“凵”字形的第二夹持臂，第一夹持臂和第二夹持臂的两端均设置有卡爪，基座上设置有第一驱动件。利用第一驱动件带动第一夹持臂和第二夹持臂朝向相互靠近的一侧移动，随后第一夹持臂和第二夹持臂端部的卡爪即可夹紧在晶棒上，通过第一夹持臂和第二夹持臂即可实现对晶棒的稳定夹持，同时转盘通过旋转抱夹小车下降后，即可取下从单晶炉上下落中的晶棒；最终实现对单晶炉内下落的晶棒进行稳定的夹持，从而有利于晶棒的稳定下料。

Description

一种单晶炉用晶棒下料组件

技术领域

本实用新型涉及晶棒加工技术领域，特别涉及一种单晶炉用晶棒下料组件。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）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；其中采用单晶炉，使得多晶硅原料在石英坩埚中熔化，并用直拉法从硅熔体中由上而下拉制单晶棒。

目前，公开号为CN112591666，公开日为2021年4月2日的中国专利公开了一种旋转抱夹机构及旋转抱夹小车，其中一种旋转抱夹机构，包括设置在机体上的底座，底座上设有转盘以及驱动转盘在竖直面内旋转的旋转驱动机构，转盘上设有抱夹机构，抱夹机构包括相向设置在转盘上的固定臂和和活动臂；固定臂的横截面为“V”字型，固定臂的一个自由端与转盘固定连接，固定臂的敞口面朝向活动臂；活动臂包括与转盘固定连接的铰座，铰座上铰接有转臂，转臂远离铰座的一端铰接有“V”字型夹板，夹板的顶角与转臂铰接；转盘上设有驱动转臂绕铰座上下摆动的抱夹油缸，抱夹油缸的缸体底部与转盘铰接，抱夹油缸的伸缩端与转臂靠近铰座的一端铰接；

同时一种旋转抱夹小车，包括以上的旋转抱夹机构，还包括运载小车和旋转升降机构，运载小车包括车架和与车架连接的控制台，车架和控制台的底部设有脚轮；车架上设有底盘，旋转升降机构设置在底盘上，底座固定在旋转升降机构上；控制台远离车架的一侧铰接有推拉杆，控制台内腔设有驱动模组，控制台台面上设有操控板，驱动模组分别和旋转抱夹机构、旋转升降机构连接，驱动模组和操控板电性连接。

该种旋转抱夹机构及旋转抱夹小车通过转盘上的固定臂和活动臂实现对物料的夹持，其中通过底座上的旋转驱动机构来驱动转盘转动，同时通过底盘上的旋转升降机构带动转盘上下升降。

当该种旋转抱夹机构及旋转抱夹小车用于单晶炉内晶棒的下料时，由于晶棒本身比较长，故而通过转盘上的固定臂和活动臂无法对晶棒进行比较稳定的夹持，最终就会影响晶棒的稳定下料。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单晶炉用晶棒下料组件，能够对单晶炉内下落的晶棒进行稳定的夹持，从而有利于晶棒的稳定下料。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种单晶炉用晶棒下料组件，包括固定在旋转抱夹小车的转盘上的基座，所述基座的上侧设置有呈“凵”字形的第一夹持臂，所述基座的下侧设置有呈“凵”字形的第二夹持臂，所述第一夹持臂和第二夹持臂的两端均设置有呈V字形的卡爪，所述基座上设置有用于驱动第一夹持臂和第二夹持臂朝向相互远离一侧或者相互靠近一侧移动的第一驱动件。

本实用新型的进一步设置为：所述基座上且位于第一夹持臂和第二夹持臂之间的位置处固定有连接座，所述连接座上设置有呈长条形且供晶棒支撑的支撑板，所述支撑板的一端设置有供晶棒端部支撑的端板。

本实用新型的进一步设置为：所述第一驱动件包括设置在基座中部且活塞杆端部连接在第二夹持臂上的液压缸、两根端部固定在第二夹持臂上且位于液压缸两侧的第二齿条、两个转动连接在连接座上且分别啮合在两根第二齿条上的第一齿轮、两根端部固定在第一夹持臂上且分别啮合在两个第一齿轮上的第一齿条，所述第一齿条和第二齿条分别位于第一齿轮的两侧位置处，所述第一夹持臂和第二夹持臂的两侧均设置有滑套，所述基座的两侧均设置有用于分别穿过第一夹持臂和第二夹持臂同一侧的两个滑套的导向柱。

本实用新型的进一步设置为：所述支撑板滑移连接在连接座上，所述连接座上设置有用于驱动支撑板来回移动的第二驱动件。

本实用新型的进一步设置为：所述支撑板的两侧均开设有延伸方向与支撑板延伸方向平行的滑槽，所述连接座的两端均设置有安装臂，所述安装臂上设置有两个分别位于支撑板两侧的安装板，所述安装板上转动连接有嵌入在滑槽内的滑轮。

本实用新型的进一步设置为：所述第二驱动件包括设置在连接座上的驱动电机、设置在驱动电机输出轴上的第二齿轮、开设在支撑板上且与支撑板延伸方向平行的长条齿槽，所述第二齿轮与长条齿槽相啮合。

本实用新型的进一步设置为：所述第一夹持臂和第二夹持臂的两端还均设置有固定臂，所述固定臂上开设有限位孔，所述第一夹持臂和第二夹持臂的同一端上均设置有同时穿过上下两个固定臂上的限位孔的限位杆，所述限位杆的上端设置有限位盘，所述限位盘上设置有拉环。

本实用新型的进一步设置为：所述第一夹持臂和第二夹持臂的两端之间还设置有加固杆。

本实用新型的进一步设置为：所述卡爪呈V字形。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.当单晶炉的晶棒需要由上而下下料时，基座通过旋转抱夹小车的转盘带动转动，使得第一夹持臂和第二夹持臂转动至上下平行的位置，而后基座通过旋转抱夹小车带动上升，当晶棒落在第一夹持臂和第二夹持臂之间的位置后，利用第一驱动件带动第一夹持臂和第二夹持臂朝向相互靠近的一侧移动，随后第一夹持臂和第二夹持臂端部的卡爪即可夹紧在晶棒上，通过第一夹持臂和第二夹持臂即可实现对晶棒的稳定夹持，同时基座通过旋转抱夹小车下降后，即可取下从单晶炉上下落中的晶棒；最终实现对单晶炉内下落的晶棒进行稳定的夹持，从而有利于晶棒的稳定下料；

而晶棒下落完成后，基座再次通过旋转抱夹小车的转盘转动90度后，晶棒即可转动至水平放置位置，此时即可比较方便的通过旋转抱夹小车将晶棒运输出去；

2.当晶棒在第一夹持臂和第二夹持臂之间下落时，利用连接座上的支撑板，支撑板即可供晶棒支撑，从而有利于晶棒在第一夹持臂和第二夹持臂之间的稳定下落，此时即可有利于第一夹持臂和第二夹持臂稳定的夹持在晶棒上，同时利用支撑板端部的端板供晶棒端部支撑，从而有利于晶棒在第一夹持臂和第二夹持臂之间的稳定夹持；

3.当需要利用第一驱动件带动第一夹持臂和第二夹持臂移动时，随着液压缸带动第二夹持臂下移，此时第二齿条即可下移，从而通过第二齿条带动第一齿轮转动，而由于第一齿轮转动连接在连接座上，且连接座固定在基座上，故而第一齿轮在转动后即可带动第二齿条上移，第二齿条即可带动第一夹持臂上移，此时第一夹持臂和第二夹持臂即可朝向相互远离的一侧移动，从而松开晶棒；

反之，如果液压缸带动第二夹持臂上移时，第一齿轮反向转动后，第一齿条即可带动第一夹持臂下移，此时第一夹持臂和第二夹持臂即可朝向相互靠近的一侧移动，从而夹紧晶棒；

同时利用第一夹持臂和第二夹持臂的两侧均设置的滑套，且基座的两侧均设置有导向柱，而导向柱用于分别穿过第一夹持臂和第二夹持臂同一侧的两个滑套，导向柱和滑套即可对第一夹持臂和第二夹持臂的上下移动起到导向作用，最终即可有利于第一夹持臂和第二夹持臂的稳定移动；

4.由于晶棒往往比较长，故而支撑板也相应的需要比较长，如果支撑板的中部位于基座中心的位置处时，由于基座相对于地面的高度往往不够高，故而基座带动支撑板转动后，支撑板端部容易与地面发生碰撞；此时利用支撑板滑移连接在连接座上，且连接座上设置有用于驱动支撑板来回移动的第二驱动件，通过第二驱动件驱动支撑板在连接座上滑移，使得基座在带动支撑板90度转动时支撑板的端部不会与地面发生碰撞；

5.当支撑板在连接座上滑移时，利用安装臂上安装板的滑轮嵌入在滑槽内，随着支撑板的移动，滑轮即可在滑槽内滚动，此时即可有利于支撑板在连接座上的流畅移动；

6.当第二驱动件需要带动支撑板滑移时，利用驱动电机带动第二齿轮转动，由于第二齿轮啮合在支撑板上的长条齿槽内，故而第二齿轮即可带动支撑板滑移；

7.当晶棒被夹持在第一夹持臂和第二夹持臂之间后，将限位杆同时穿过上下两个固定臂上的限位孔，从而通过限位杆对第一夹持臂和第二夹持臂之间的晶棒进行限位，避免晶棒突然从而第一夹持臂和第二夹持臂上脱落后砸伤操作人员的情况；

8.利用第一夹持臂和第二夹持臂的两端之间还设置的加固杆，加固杆即可增加第一夹持臂和第二夹持臂的结构强度，有利于第一夹持臂和第二夹持臂对晶棒的稳定夹持；

9.V字形的卡爪即可进一步有利于第一夹持臂和第二夹持臂对晶棒的稳定夹持，且V字形的卡爪可以适配不同粗细的晶棒。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中基座、第一夹持臂、第二夹持臂、连接座之间的连接关系局部放大图；

图3是本实用新型中省略连接座、支撑板后的局部结构放大图，主要用于体现第一夹持臂、第二夹持臂和第一驱动件之间的结构关系。

图4是本实用新型中省略第一夹持臂、第二夹持臂后的局部结构示意图。

图5是本实用新型中省略第一夹持臂、第二夹持臂后的局部结构放大图。

附图标记：1、基座；11、导向柱；2、第一夹持臂；21、卡爪；3、第二夹持臂；31、滑套；4、第一驱动件；41、液压缸；42、第二齿条；43、第一齿轮；44、第一齿条；5、连接座；51、安装臂；511、安装板；512、滑轮；6、支撑板；61、端板；62、滑槽；7、第二驱动件；71、驱动电机；72、第二齿轮；73、长条齿槽；8、固定臂；81、限位孔；82、限位杆；821、限位盘；822、拉环；9、加固杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种单晶炉用晶棒下料组件，参照图1，该种单晶炉用晶棒下料组件包括通过螺栓固定在旋转抱夹小车的转盘上的基座1，旋转抱夹小车本身为一种现有技术，通过旋转抱夹小车可以带动转盘转动和升降，而旋转抱夹小车的具体结构不再赘述；此时基座1即可在转盘的带动下进行转动和升降。

参照图1、图2、图3，基座1的上侧设置有呈“凵”字形的第一夹持臂2，而基座1的下侧也设置有呈“凵”字形的第二夹持臂3，其中第一夹持臂2和第二夹持臂3的两端均通过螺栓连接有卡爪21，且卡爪21呈V字形，同时基座1上且位于第一夹持臂2和第二夹持臂3之间的位置处通过螺栓固定有连接座5，而连接座5上滑移连接有支撑板6，支撑板6本身呈长条形且供晶棒支撑，其中支撑板6的一端通过螺栓固定有供晶棒端部支撑的端板61。

参照图2、图3，基座1上设置有第一驱动件4，第一驱动件4则是用于驱动第一夹持臂2和第二夹持臂3朝向相互远离一侧或者相互靠近一侧移动，该种第一驱动件4包括液压缸41、两根第二齿条42、两个第一齿轮43、两根第一齿条44，其中液压缸41通过螺栓固定在基座1中部，且液压缸41的活塞杆端部通过螺栓连接在第二夹持臂3上，同时两根第二齿条42的端部均通过螺栓固定在第二夹持臂3上，且第二齿条42的延伸方向与液压缸41的延伸方向平行；其中两个第一齿轮43均通过轴承转动连接在连接座5上，且两个第一齿轮43分别与两根第二齿条42啮合；同时两根第一齿条44的端部均通过螺栓固定在第一夹持臂2上，且第一齿条44的延伸方向与第二齿条42的延伸方向平行，其中两根第一齿条44分别与两个第一齿轮43啮合，而第一齿条44和第二齿条42分别位于第一齿轮43的两侧位置处；同时第一夹持臂2和第二夹持臂3的两侧均通过螺栓固定有滑套31，而基座1的两侧均通过螺栓固定有导向柱11，且导向柱11的延伸方向与第一齿条44的延伸方向平行，其中导向柱11即可用于分别穿过第一夹持臂2和第二夹持臂3同一侧的两个滑套31。

参照图2、图3，第一夹持臂2和第二夹持臂3的两端还均焊接有固定臂8，而固定臂8上开设有限位孔81，其中第一夹持臂2和第二夹持臂3的同一端上均设置有同时穿过上下两个固定臂8上的限位孔81的限位杆82，同时限位杆82的上端焊接有限位盘821，而限位盘821上焊接有拉环822；其中第一夹持臂2和第二夹持臂3的两端之间还焊接有加固杆9。

参照图1、图4、图5，支撑板6的两侧均开设有延伸方向与支撑板6延伸方向平行的滑槽62，而连接座5的两端均焊接有安装臂51，其中安装臂51上通过螺栓固定有两个分别位于支撑板6两侧的安装板511，而安装板511上通过轴承转动连接有嵌入在滑槽62内的滑轮512；同时连接座5上设置有用于驱动支撑板6来回移动的第二驱动件7，该种第二驱动件7包括设驱动电机71、第二齿轮72和长条齿槽73，其中驱动电机71通过螺栓固定在连接座5上，驱动电机71本身还带有减速机，而第二齿轮72则是键连接在驱动电机71的输出轴上，同时长条齿槽73则是开设在支撑板6上且与支撑板6的延伸方向平行，而第二齿轮72与长条齿槽73相啮合。

原理：当单晶炉的晶棒需要由上而下下料时，首先驱动电机71带动第二齿轮72转动，使得第二齿轮72带动支撑板6移动，从而避免支撑板6在转动时与地面发生撞击；随后基座1通过旋转抱夹小车的转盘带动转动，使得第一夹持臂2和第二夹持臂3转动至上下平行的位置，且支撑板6转动至竖直位置。

而后基座1通过旋转抱夹小车带动上升，当晶棒落在第一夹持臂2和第二夹持臂3之间的位置后，利用第一驱动件4内的液压缸41带动第一夹持臂2和第二夹持臂3朝向相互靠近的一侧移动，随后第一夹持臂2和第二夹持臂3端部的卡爪21即可夹紧在晶棒上，通过第一夹持臂2和第二夹持臂3即可实现对晶棒的稳定夹持。

随后基座1通过旋转抱夹小车下降后，即可取下从单晶炉上下落中的晶棒；最终实现对单晶炉内下落的晶棒进行稳定的夹持，从而有利于晶棒的稳定下料。

而晶棒下落完成后，基座1再次通过旋转抱夹小车的转盘转动90度后，晶棒即可转动至水平放置位置，此时即可比较方便的通过旋转抱夹小车将晶棒运输出去。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：包括固定在旋转抱夹小车的转盘上的基座（1），所述基座（1）的上侧设置有呈“凵”字形的第一夹持臂（2），所述基座（1）的下侧设置有呈“凵”字形的第二夹持臂（3），所述第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）的两端均设置有卡爪（21），所述基座（1）上设置有用于驱动第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）朝向相互远离一侧或者相互靠近一侧移动的第一驱动件（4）。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述基座（1）上且位于第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）之间的位置处固定有连接座（5），所述连接座（5）上设置有呈长条形且供晶棒支撑的支撑板（6），所述支撑板（6）的一端设置有供晶棒端部支撑的端板（61）。

3.根据权利要求2所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述第一驱动件（4）包括设置在基座（1）中部且活塞杆端部连接在第二夹持臂（3）上的液压缸（41）、两根端部固定在第二夹持臂（3）上且位于液压缸（41）两侧的第二齿条（42）、两个转动连接在连接座（5）上且分别啮合在两根第二齿条（42）上的第一齿轮（43）、两根端部固定在第一夹持臂（2）上且分别啮合在两个第一齿轮（43）上的第一齿条（44），所述第一齿条（44）和第二齿条（42）分别位于第一齿轮（43）的两侧位置处，所述第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）的两侧均设置有滑套（31），所述基座（1）的两侧均设置有用于分别穿过第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）同一侧的两个滑套（31）的导向柱（11）。

4.根据权利要求2所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述支撑板（6）滑移连接在连接座（5）上，所述连接座（5）上设置有用于驱动支撑板（6）来回移动的第二驱动件（7）。

5.根据权利要求4所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述支撑板（6）的两侧均开设有延伸方向与支撑板（6）延伸方向平行的滑槽（62），所述连接座（5）的两端均设置有安装臂（51），所述安装臂（51）上设置有两个分别位于支撑板（6）两侧的安装板（511），所述安装板（511）上转动连接有嵌入在滑槽（62）内的滑轮（512）。

6.根据权利要求4所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述第二驱动件（7）包括设置在连接座（5）上的驱动电机（71）、设置在驱动电机（71）输出轴上的第二齿轮（72）、开设在支撑板（6）上且与支撑板（6）延伸方向平行的长条齿槽（73），所述第二齿轮（72）与长条齿槽（73）相啮合。

7.根据权利要求1所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）的两端还均设置有固定臂（8），所述固定臂（8）上开设有限位孔（81），所述第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）的同一端上均设置有同时穿过上下两个固定臂（8）上的限位孔（81）的限位杆（82），所述限位杆（82）的上端设置有限位盘（821），所述限位盘（821）上设置有拉环（822）。

8.根据权利要求1所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述第一夹持臂（2）和第二夹持臂（3）的两端之间还设置有加固杆（9）。

9.根据权利要求1所述的一种单晶炉用晶棒下料组件，其特征在于：所述卡爪（21）呈V字形。

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