CN216863383U - 一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，包括升降机构和夹爪机构。升降机构具有一活动端和一固定端，活动端能向下伸展或者向上收缩，固定端固定在生长蓝宝石晶坨的长晶炉上。夹爪机构连接于该活动端。夹爪机构通过伸张和收缩夹爪来夹取蓝宝石晶坨。该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置安装形式简便多样，具体可以安装在长晶炉原有的机械臂上，或者是本装置自带机械臂安装在长晶炉上。该伸缩起吊装置可以实现独立吊运体积大且重的蓝宝石晶坨，而不需要使用外部吊车，可减少蓝宝石晶坨从长晶炉内取出和搬运的操作时间，在节省人力物力的同时也可保障吊装过程的稳定性和安全性，提高生产效率。

Description

一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石晶坨搬运装置领域，特别涉及一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置。

背景技术

随着节能环保科技的发展，LED芯片被广泛应用各种照明和显示产品中。蓝宝石因其具有良好机械、物理和光学性能，已成为LED芯片衬底主要材料。人造蓝宝石的制备过程是将定量Al₂O₃粉末放入长晶炉的干锅内，采用泡生法、提拉法或干锅下降法等长晶方法，生长出一定尺寸和重量的晶坨。然后经过掏棒、切片、研磨和抛光等工序制备出符合LED芯片制作要求的蓝宝石衬底。为了降低成本，提高经济效益，蓝宝石衬底的尺寸越来越大，蓝宝石晶坨的尺寸和重量也越来越大。目前产业界已可量产300kg的蓝宝石晶坨。蓝宝石晶坨的重量的增大，给晶坨起吊和搬运工作带来了巨大的困难和挑战。

现有技术中，在长晶炉内生长完成的蓝宝石晶坨的取出顺序为：先使用专用工具将小盖抬升，此时长晶炉上的机械臂还连接着籽晶棒，而籽晶棒与晶坨融为一体，需要工人手动将籽晶棒与机械臂之间的连接切断。切断籽晶棒后，将整个机械臂旋转到不妨碍蓝宝石晶坨从炉中取出的位置，并使用专用吊车，将蓝宝石晶坨从坩埚内吊出，再搬运至下一步工序位置。使用外部吊车不仅增加了取出晶坨所需的时间，导致生产效率降低，且需要多人操作，安全性得不到保证。为解决上述问题，需要提出一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，使得蓝宝石晶坨通过该一体式伸缩起吊装置，在晶坨生产车间内保证安全的情况下，能够快速便捷的吊运体积大且重的蓝宝石晶坨，从而提高蓝宝石晶坨取出和搬运的效率，降低晶坨搬运难度。

实用新型内容

为了解决现有技术从长晶炉内取出蓝宝石晶坨需要使用外部吊车不仅增加了取出晶坨所需的时间，导致生产效率降低，且需要多人操作，安全性得不到保证的问题，本实用新型将提出一种蓝宝石晶坨伸缩起吊装置，能够独立吊运体积大且重的蓝宝石晶坨，可减少蓝宝石晶坨从长晶炉内取出和搬运的操作时间，在节省人力物力的同时也可保障吊装过程的稳定性和安全性。本实用新型所采用的技术方案如下。

一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，包括升降机构和夹爪机构；所述升降机构具有一活动端和一固定端，所述活动端能向下伸展或者向上收缩，所述固定端固定在生长蓝宝石晶坨的长晶炉上；所述夹爪机构连接于所述活动端；所述夹爪机构能通过伸张和收缩夹爪来夹取蓝宝石晶坨。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置还包括用于安装在长晶炉上的机械臂。所述升降机构包括依次连接的上臂、中臂、下臂和第一驱动组件。其中，所述中臂和所述下臂为所述升降机构的活动端。所述上臂固定连接于所述机械臂，例如可以通过一个倒L 形夹具固定在所述机械臂上。所述第一驱动组件能驱动所述中臂相对所述上臂进行上下移动。所述夹爪机构连接于所述下臂。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述第一驱动组件包括多个伸缩器，每个伸缩器均包括主体和输出端，输出端能相对主体进行伸缩运动。每个伸缩器的主体均固定于所述上臂，每个伸缩器的输出端均固定于所述中臂。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述夹爪机构包括多个夹杆、多个传动杆和第二驱动组件。每个所述夹杆均有一端直接或间接的转动连接于所述升降机构的活动端。所述第二驱动组件包括主体和能相对于主体伸缩的伸缩端。所述第二驱动组件的主体直接或间接的固定于所述升降机构的活动端，所述第二驱动组件的伸缩端朝下。每个所述传动杆的一端直接或间接的转动连接于所述第二驱动组件的伸缩端，每个所述传动杆的另一端转动连接于一个所述夹杆的杆身。所述第二驱动组件的伸缩端向下移动，使得多个所述夹杆相互靠拢。所述第二驱动组件的伸缩端向上收回，使得多个所述夹杆相互散开。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述第二驱动组件的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆垂直于所述夹杆。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述第二驱动组件的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆和所述夹杆所夹的内角为钝角，该内角朝向所述夹爪机构的中心。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述夹爪机构包括环绕所述升降机构的活动端均匀布设的四个所述夹杆和四个所述传动杆，每个夹杆的形状相同，每个传动杆的形状相同，每个夹杆对接一个传动杆；四个所述夹杆俯视呈十字形结构。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述夹爪机构张开至最大角度时，相对的两个所述夹杆相夹的角度为130°～140°。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，所述第二驱动组件包括下安装环和多个动力推杆。每个所述动力推杆的输出端朝下固定于所述下安装环。每个所述传动杆的一端转动连接于所述下安装环。所述夹爪机构还包括上安装环。所述上安装环固定于所述升降机构的活动端。每个所述动力推杆的主体固定于所述上安装环。每个所述夹杆的一端转动连接于所述上安装环。

作为该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种改进，每根所述夹杆用于夹取蓝宝石晶坨的末端设置为钩形。

本实用新型的有益效果是：

该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置安装形式简便多样，具体可以安装在长晶炉原有的机械臂上，或者是本装置自带机械臂安装在长晶炉上，本装置安装后能够独立吊运体积大且重的蓝宝石晶坨，而不需要使用外部吊车，可减少蓝宝石晶坨从长晶炉内取出和搬运的操作时间，在节省人力物力的同时也可保障吊装过程的稳定性。

使用本装置能使得蓝宝石晶坨从长晶炉内安全且更快速便捷的取出，能够在晶坨生产车间内保证安全的情况下，完成起吊移动的操作，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置安装在长晶炉中的整体架构图。

图2为蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一种实施方式结构图，该实施方式的装置包括升降机构、夹爪机构和倒L形夹具。

图3为图2中的升降机构中的上臂、中臂和下臂的连接结构图。

图4为图2中的升降机构中的第一驱动组件的结构示意图。

图5为图2中的夹爪机构的结构示意图。

附图标记：升降机构1、夹爪机构2、机械臂3、上臂101、中臂102、下臂103、第一驱动组件104、伸缩器1041、横板1042、两翼1043、倒L形夹具105、底盘106、夹杆201、传动杆202、第二驱动组件203、下安装环2031、动力推杆2032、上安装环204。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，包括升降机构1和夹爪机构2。在其中一种实施例中，本装置还可以包括机械臂3，所述机械臂3安装在生长蓝宝石晶坨的长晶炉上，能相对所述长晶炉做旋转运动，还可以具备相对所述长晶炉做升降运动的功能。在另一种实施例中，本装置只包含升降机构1和夹爪机构2，所述升降机构1安装在长晶炉原有的机械臂3上。所述升降机构1具有一活动端，该活动端能向下伸展或者向上回缩。所述夹爪机构2连接于所述活动端。所述夹爪机构2能通过伸张和收缩的动作来完成夹取所述蓝宝石晶坨，并配合所述升降机构1和所述机械臂3来转移所述蓝宝石晶坨。

该蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置安装在长晶炉上后，能够独立吊运体积大且重的蓝宝石晶坨，其最大起吊重量可达600公斤，而不需要使用外部吊车，可减少蓝宝石晶坨从长晶炉内取出和搬运的操作时间，在节省人力物力的同时也可保障吊装过程的稳定性。使用本装置能使得蓝宝石晶坨从长晶炉内安全且更快速便捷的取出，能够在晶坨生产车间内保证安全的情况下，完成起吊移动的操作，提高生产效率。

如图2和图3所示，所述升降机构1包括依次连接的上臂101、中臂102、下臂103和第一驱动组件104。其中，所述中臂102和所述下臂103组成其活动端，下臂103可以和中臂102固定连接，也可以设置为能相对中臂102进行伸缩运动。所述上臂101固定连接于所述机械臂3，具体可以通过一个倒L形夹具 105固定在所述机械臂3上。所述第一驱动组件104能驱动所述中臂102相对所述上臂101进行上下移动。上臂101的底端还可以设置一个独立的底盘106用于对中臂102限位。所述夹爪机构2固定连接于所述下臂103。

如图4所示，所述第一驱动组件104包括多个伸缩器1041，例如两个，伸缩器1041可以是液压推杆或是电动推杆。每个伸缩器1041均包括主体和输出端，输出端能相对主体进行伸缩运动。所述第一驱动组件104包括两个伸缩器 1041时，两个伸缩器1041的主体分别固定在所述上臂101的两侧，具体为将这两个伸缩器1041的主体固定在一块横板1042的两端，又在横板1042的中间开设多个销孔，所述上臂101对应横板1042的中间开设相应数量和位置的销孔，通过销穿过两组销孔进行固定连接。两个伸缩器1041的输出端固定在所述中臂 102的两侧，具体为，所述中臂102具有凸出的两翼1043，这两个伸缩器1041 的输出端分别固定在这两翼1043上(如图3)，从而使得这两个伸缩器1041能驱动中臂102相对于上臂101进行上下移动，最大移动距离可设置为 845～1880mm。在其他实施方式中，所述第一驱动组件104也可以是具备一个、三个或多个伸缩器1041来控制中臂102的升降，同样将每个伸缩器1041的主体固定在上臂101，输出端固定在中臂102即可实现。

如图5所示，所述夹爪机构2包括多个夹杆201、多个传动杆202和第二驱动组件203。每个夹杆201的形状相同，每个传动杆202的形状相同，夹杆201 和传动杆202一一对应。每个所述夹杆201均有一端(内端)直接或间接的转动连接于所述升降机构1的活动端(如下臂103)，即可以直接转动连接于所述活动端(如下臂103)，也可以转动的连接于一个中间件，该中间件固定于该活动端(如下臂103)。所述第二驱动组件203具有主体和输出端，其主体直接或间接的固定于所述升降机构1的活动端(如下臂103)，其输出端朝下。每个所述传动杆202的一端(内端)直接或间接的转动连接于所述第二驱动组件203 的伸缩端，每个所述传动杆202的另一端(外端)转动连接(或称为铰接)于一个所述夹杆201的杆身。传动杆202将第二驱动组件203的上下移动传导至夹杆201，使夹杆201发生竖直面内以夹杆201内端为圆心的旋转运动，多个夹杆201形成同步张开或同步靠拢夹紧的运动。

所述夹爪机构2的运行原理是：所述第二驱动组件203的伸缩端向下移动，使得多个所述夹杆201相互靠拢，从而能夹持蓝宝石晶坨；所述第二驱动组件 203的伸缩端向上收回，使得多个所述夹杆201相互散开，从而放开蓝宝石晶坨。

本蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置的一些优选的实施方式为，所述夹爪机构2包括环绕所述升降机构1的活动端均匀布设的四个所述夹杆201和四个所述传动杆202，四个所述夹杆201俯视呈十字形结构。所述夹爪机构2张开至最大角度时，相对的两个所述夹杆201相夹的角度可以达到130°～140°，也可以设置为较小的角度，通过设置夹杆201、传动杆202和第二驱动组件203的相对位置来决定。通过角度和夹杆201长度的设定，所述夹爪机构2对称的两个所述夹杆201末端间距范围可达375～1260mm，能够夹取体积较大的蓝宝石晶坨，适应性广。进一步将每根所述夹杆201的末端设置为钩形，以利于牢固的抓起蓝宝石晶坨。

作为本装置的夹爪机构2的进一步改进，所述第二驱动组件203包括下安装环2031和多个动力推杆2032，动力推杆2032可以是电动推杆或是液压推杆等，可以是两个、三个、四个或更多个动力推杆2032。每个所述动力推杆2032 的输出端朝下并固定于所述下安装环2031，多个动力推杆2032均匀排布。每个所述传动杆202的一端(靠近夹爪中心的一端)转动连接于所述下安装环2031。所述夹爪机构2还包括上安装环204。每个所述动力推杆2032的主体固定于所述上安装环204。动力推杆2032在下安装环2031和上安装环204上均匀分布，使驱动平稳。每个所述夹杆201的一端转动连接于所述上安装环204。所述上安装环204固定于所述升降机构1的活动端，例如是环套于所述下臂103，并通过销孔和销进行固定，从而将所述夹爪机构2和所述升降机构1固定连接在一起，使所述夹爪机构2能随所述升降机构1的运动而同步运动。下臂103可以向下无连接的穿过下安装环2031，以维护下安装环2031在升降过程中的稳定性。

作为一种改进方式，在所述第二驱动组件203的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆202垂直于所述夹杆201。在传动杆202垂直于夹杆201时，夹杆 201张开的角度最大。本设计使得所述第二驱动组件203的伸缩端向上收回过程中，传动杆202和夹杆201上半段(即夹杆201和传动杆202交点往上的一段夹杆201)之间的角度从钝角连续减小至直角，而相对的所述夹杆201持续散开、角度增至最大(例如130°～140°)，使得传动杆202和夹杆201之间的角度随输出端的上移呈现单向变化。

作为另一种改进方式，在所述第二驱动组件203的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆202和所述夹杆201所夹的内角(传动杆202和夹杆201的上半段所夹的角)为钝角，该内角朝向所述夹爪机构2的中心。当所述第二驱动组件 203的伸缩端向下移动时，该内角连续变大，使得多个所述夹杆201愈加靠拢，以夹持蓝宝石晶坨。

本实用新型的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，将其中的机械臂3安装在生长蓝宝石晶坨的长晶炉上，或者使用长晶炉原有机械臂3，连接升降机构1和夹爪机构2，和长晶炉结合成一体。当晶坨长好需要从长晶炉中取出时，打开长晶炉盖，采用移动机械臂3、升降机构1和夹爪机构2来夹紧晶坨，再将晶坨起吊一定高度，然后转动机械臂3放置到移动小车上，不需要使用外部吊车来取出晶坨，整个搬运过程人工操作少，并且一体化的装置使用更便捷，提高了生产效率和安全性。

上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本实用新型，不能理解为是对本实用新型要求保护范围的限制；只要是根据本实用新型所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：包括升降机构和夹爪机构；所述升降机构具有一活动端和一固定端，所述活动端能向下伸展或者向上收缩，所述固定端固定在生长蓝宝石晶坨的长晶炉上；所述夹爪机构连接于所述活动端；所述夹爪机构能通过伸张和收缩夹爪来夹取蓝宝石晶坨。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置还包括用于安装在长晶炉上的机械臂；所述升降机构包括依次连接的上臂、中臂、下臂和第一驱动组件；其中，所述中臂和所述下臂为所述升降机构的活动端；所述上臂固定连接于所述机械臂，所述第一驱动组件能驱动所述中臂相对所述上臂进行上下移动；所述夹爪机构连接于所述下臂。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述第一驱动组件包括多个伸缩器，每个伸缩器均包括主体和输出端，输出端能相对主体进行伸缩运动；每个伸缩器的主体均固定于所述上臂，每个伸缩器的输出端均固定于所述中臂。

4.根据权利要求1所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述夹爪机构包括多个夹杆、多个传动杆和第二驱动组件；每个所述夹杆均有一端直接或间接的转动连接于所述升降机构的活动端；所述第二驱动组件包括主体和能相对于主体伸缩的伸缩端；所述第二驱动组件的主体直接或间接的固定于所述升降机构的活动端，所述第二驱动组件的伸缩端朝下；每个所述传动杆的一端直接或间接的转动连接于所述第二驱动组件的伸缩端，每个所述传动杆的另一端转动连接于一个所述夹杆的杆身；

所述第二驱动组件的伸缩端向下移动，使得多个所述夹杆相互靠拢；所述第二驱动组件的伸缩端向上收回，使得多个所述夹杆相互散开。

5.根据权利要求4所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述第二驱动组件的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆垂直于所述夹杆。

6.根据权利要求4所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述第二驱动组件的伸缩端向上完全收回时，所述传动杆和所述夹杆所夹的内角为钝角，该内角朝向所述夹爪机构的中心。

7.根据权利要求6所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述夹爪机构包括环绕所述升降机构的活动端均匀布设的四个所述夹杆和四个所述传动杆，每个夹杆的形状相同，每个传动杆的形状相同，每个夹杆对接一个传动杆；四个所述夹杆俯视呈十字形结构。

8.根据权利要求7所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述夹爪机构张开至最大角度时，相对的两个所述夹杆相夹的角度为130°～140°。

9.根据权利要求4～8任一项所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：所述第二驱动组件包括下安装环和多个动力推杆；每个所述动力推杆的输出端朝下固定于所述下安装环；每个所述传动杆的一端转动连接于所述下安装环；

所述夹爪机构还包括上安装环；所述上安装环固定于所述升降机构的活动端；每个所述动力推杆的主体固定于所述上安装环；每个所述夹杆的一端转动连接于所述上安装环。

10.根据权利要求4～8任一项所述的蓝宝石晶坨一体式伸缩起吊装置，其特征在于：每根所述夹杆用于夹取蓝宝石晶坨的末端设置为钩形。

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