一种机械手及石墨烯薄膜连续规模化沉积设备的制作方法

1.本技术涉及石墨烯沉积的领域，尤其是涉及一种机械手及石墨烯薄膜连续规模化沉积设备。


背景技术：

2.石墨烯（graphene）是一种以sp
²
杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，石墨烯常见的粉体生产的方法有化学气相沉积法（cvd）。化学气相沉积(cvd)是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法，是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。
3.目前，石墨烯沉积炉是周期式沉积，沉积炉需要升温到沉积温度，沉积后试样要随炉冷却到室温才能取样，进行下一次沉积时，再进行升温、降温，炉体长期快速升降温对炉体的加热系统和控温系统会造成一定的损坏，缩短使用寿命，浪费能源。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的石墨烯沉积设备为周期式沉积，会导致沉积设备使用寿命缩短的缺陷。


技术实现要素：

5.为了改善现有的石墨烯沉积设备为周期式沉积，导致沉积设备使用寿命缩短的技术问题，本技术提供一种机械手及石墨烯薄膜连续规模化沉积设备。
6.本技术提供的一种机械手及石墨烯薄膜连续规模化沉积设备，采用如下的技术方案：
7.一种机械手，包括驱动装置、丝杆和推杆；所述丝杆的一端安装在所述驱动装置上，另一端水平延伸，所述推杆沿着所述丝杆的长度方向滑动安装在所述丝杆上。
8.通过采用上述技术方案，丝杆在驱动装置的作用下转动，从而带动推杆沿着丝杆的长度方向运动，使得该种机械手使用方便，且结构简单。
9.可选的，所述驱动装置包括第一电机，所述丝杆的一端与所述第一电机连接，所述丝杆上滑动安装有滑动板，推杆的一端安装在所述滑动板上。
10.通过采用上述技术方案，使得丝杆在第一电机的作用下转动时，滑动板沿着丝杆的长度方向运动，从而带动推杆也沿着丝杆的长度方向运动，使得推杆和丝杆的连接结构简单，操作便捷，制作简单。
11.可选的，所述驱动装置还包括第二电机，所述第二电机固设在所述滑动板上，所述滑动板上还设置有主动轮和从动轮，所述第二电机与所述主动轮连接，所述推杆与所述从动轮连接，所述从动轮和所述主动轮相互配合。
12.通过采用上述技术方案，使得推杆在第二电机的作用下可进行自转，从而方便推杆推动。
13.可选的，还包括底座，所述第一电机固定安装在所述底座上，所述底座上还固设有
导向杆，所述滑动板上开设有导向孔，所述导向杆穿设在所述导向孔内。
14.通过采用上述技术方案，导向杆的设置使得滑动板在滑动剁成中始终沿着导向杆的长度方向移动，从而保证推杆也沿着导向杆的长度方向运动，提高推杆运动时前进方向的精确度。
15.一种石墨烯薄膜连续规模化沉积设备，包括依次设置的进样室、沉积室、冷却室和权利要求1-4中任一项所述的机械手；所述进样室内设置有小车，所述机械手将所述小车从所述进样室推动至所述冷却室。
16.通过采用上述技术方案，通过机械手将进样室内的小车推入到沉积室内，待小车内的材料在沉积室反应完成后，再由机械手将小车从沉积室拉到冷却室中降温，由此使得石墨烯薄膜的生产过程连续化，避免了石墨烯在生成时仅在沉积室内进行升降温，保护了沉积室的使用寿命不受到折损，节省能源。
17.可选的，所述小车包括两个承载单元，每个所述承载单元内均设置有多个料盒。
18.通过采用上述技术方案，料盒用于放置材料，设置多个料盒设置单位时间内可生成更多的石墨烯薄膜，实现有限空间的合理利用，提高生产效率。
19.可选的，所述料盒底部设置有铜粉。
20.通过采用上述技术方案，将铜粉作为基底，使得通过化学气相沉积法在铜粉上生长石墨烯而得到的铜基石墨烯复合材料有着较高的抗拉强度、电导率和延伸率。
21.可选的，所述进样室和所述沉积室之间设置有阀门装置，所述阀门装置包括靠近进样室设置的第一道阀门和靠近沉积室设置的第二道阀门。
22.通过采用上述技术方案，阀门装置的设置将进样室和沉积室隔离开，进行高温隔离。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.通过机械手将进样室内的小车推入到沉积室内，待小车内的材料在沉积室反应完成后，再由机械手将小车从沉积室拉到冷却室中降温，由此使得石墨烯薄膜的生产过程连续化，避免了石墨烯在生成时仅在沉积室内进行升降温，保护了沉积室的使用寿命不受到折损，节省能源；
25.2.丝杆在驱动装置的作用下转动，从而带动推杆沿着丝杆的长度方向运动，使得该种机械手使用方便，且结构简单。
附图说明
26.图1是本技术实施例中机械手的结构示意图。
27.图2是本技术实施例的示意图。
28.图3是本技术实施例中小车的示意图。
29.图4是本技术实施例中小车的结构示意图。
30.附图标记说明：1、底座；11、固定板；111、通孔；12、轴承；2、驱动装置；21、第一电机；22、第二电机；3、丝杆；31、滑动板；311、螺纹孔；312、插孔；313、主动轮；314、从动轮；315、导向孔；316、导向杆；317、导向筒；4、推杆；41、推块；5、钢丝绳；6、进样室；61、箱体；611、门；62、控制装置；63、支撑架；631、支撑板；632、支撑腿；633、安装孔；64、滑道；7、沉积室；8、冷却室；9、小车；91、侧板；911、圆孔；92、支板；93、承载单元；931、连接组件；9311、连
接杆；932、料盒；94、把手；95、车轮；10、阀门装置；101、第一道阀门；102、第二道阀门；20、机械手。
具体实施方式
31.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种机械手及石墨烯薄膜连续规模化沉积设备。参照图1，一种机械手包括底座1、安装在底座1上的驱动装置2、与驱动装置2固定连接的丝杆3以及沿着丝杆3长度方向滑动安装在丝杆3上的推杆4；丝杆3远离驱动装置2的一端与石墨烯薄膜连续规模化沉积设备连接，推杆4在驱动装置2的作用下沿着丝杆3的长度方向伸入到石墨烯薄膜连续规模化沉积设备内部，用于推动石墨烯薄膜连续规模化沉积设备内部的装置。
33.参照图1，驱动装置2包括第一电机21和第二电机22；第一电机21固定安装在底座1的一侧，底座1背离第一电机21的一侧固设有固定板11，底座1的上端开设有穿孔（图中不做标注），固定板11的上端开设有通孔111，穿孔和通孔111的中心轴线重合，第一电机21的轴依次穿过穿孔和通孔111，且第一电机21的轴和穿孔、通孔111之间设置有轴承12，第一电机21的轴与丝杆3的一端固定连接，使得丝杆3随着第一电机21的轴转动。
34.参照图1，丝杆3上滑动安装有滑动板31，滑动板31一端的中间位置开设有一个螺纹孔311，螺纹孔311的内螺纹和丝杆3上的外螺纹螺纹配合，使得滑动板31可沿着丝杆3的长度方向滑动。滑动板31远离螺纹孔311一端的中间位置还开设有插孔312，第二电机22位于滑动板31靠近固定板11的一侧，且第二电机22的轴穿过插孔312后连接有主动轮313，在主动轮313上方设置有与主动轮313相互配合转动的从动轮314，且从动轮314与推杆4的一端固定连接，推杆4远离从动轮314的一端还固设有推块41，推块41呈长方体，推块41的一端垂直的固设在推杆4上，使得推块41可在第二电机22的作用下转动。
35.参照图1，其中，固定板11上端与石墨烯薄膜连续规模化沉积设备之间还设置有钢丝绳5，当推杆4在推动石墨烯薄膜连续规模化沉积设备内部的装置时，推杆4会受到上述设备内装置的反向推动力，从而使底座1受到背离推杆4的力，这时则通过钢丝绳5在固定板11和上述设备之间产生拉力，拉力和反向推动力相互平衡，从而保证底座1稳固。
36.参照图1，滑动板31的两侧各开设有两个导向孔315，导向孔315内穿设有导向杆316，导向杆316的一端穿过导向孔315后与固定板11靠近滑动板31的一侧固定连接，另一端与石墨烯薄膜连续规模化沉积设备固定连接；导向孔315处还设置有导向筒317，导向筒317位于滑动板31背离固定板11的一侧，导向筒317的中心轴线和导向孔315的中心轴线重合，导向孔315的设置使得导向杆316保持水平。
37.机械手的实施原理为：启动第一电机21使丝杆3转动，从而使滑动板31沿着丝杆3的长度方向滑动，带动推杆4也沿着丝杆3的长度方向运动；当启动第二电机22时，可使推杆4自转，从而带动推块41转动。
38.本技术还公开一种石墨烯薄膜连续规模化沉积设备，参照图2和图3，该设备包括依次设置的进样室6、沉积室7以及冷却室8，还包括上述所述的机械手20，机械手20设置有两个，其中一个设置在进样室6远离沉积室7的一端，另一个设置在冷却室8远离沉积室7的一端；进样室6里设置有小车9，小车9用于装材料，小车9在靠近进样室6的机械手20的作用下从进样室6滑动到沉积室7，使得材料在沉积室7中通过气相沉积的方法制作石墨烯，其
中，沉积室7内保持1000℃的高温环境，待石墨烯做完后再由靠近冷却室8的机械手20将小车9拉到冷却室8中降温。
39.参照图2，进样室6包括箱体61和固设在箱体61上方的控制装置62；箱体61呈长方体，箱体61的一端与机械手20固定连接，另一端与沉积室7固定连接，箱体61的一侧设置有门611，设置该侧为正面，箱体61的上侧面固设有支撑架63，支撑架63包括支撑板631和支撑腿632，支撑架63的两端各垂直的固设有两根支撑腿632，支撑架63的一侧垂直的固设有多根支撑腿632，多根支撑腿632沿着支撑架63的长度方向间隔均匀设置，支撑腿632均设置在支撑板631的同一侧面上，且支撑腿632之间相互平行。
40.参照图2，支撑架63的另一侧开设有两个安装孔633，两个安装孔633分别位于该侧的两端，控制装置62固设在支撑板631背离支撑腿632的一侧面上，控制装置62设置为电缸，电缸设置有两个，且电缸和安装孔633一一对应设置，电缸的轴穿过安装孔633后与门611靠近支撑板631的一侧固定连接，使得门611的开关通过电缸来进行控制。
41.参照图3和图4，箱体61内部设置有滑道64，滑道64沿着箱体61的长度方向延伸，小车9滑动安装在滑道64上；小车9包括两块侧板91和一块支板92，支板92设置在两块侧板91之间，且两块侧板91和支板92均是正对设置，使得侧板91和支板92之间形成安装空间，设置该安装空间为承载单元93，从而使小车9包括两个承载单元93。侧板91和支板92的中间位置均开设有圆孔911，且侧板91上圆孔911的中心轴线和支板92上圆孔911的中心轴线重合；侧板91背离支板92的一侧固设有把手94和车轮95，可通过把手94将小车9放到箱体61内部，使小车9在推杆4的作用下在滑道64上滑动。
42.参照图4，每个承载单元93内均包括多组连接组件931，多组连接组件931均水平的设置在侧板91和支板92之间，且多组连接组件931沿着侧板91的长度方向间隔均匀设置，每组连接组件931包括两根连接杆9311，两根连接杆9311分别设置在侧板91的两侧，连接杆9311的一端垂直的固设在侧板91上，另一端垂直的固设在支板92上。
43.参照图4，每组连接组件931上均放置有一个料盒932，料盒932的两侧卡在连接杆9311上，从而使料盒932安装在承载单元93内，料盒932的底部铺设有铜粉，将铜粉作为基底，使得通过化学气相沉积法在铜粉上生长石墨烯而得到的铜基石墨烯复合材料有着较高的抗拉强度、电导率和延伸率。
44.参照图2和图3，进样室6和沉积室7之间设置有阀门装置10，通过阀门装置10将进样室6和沉积室7隔离开，当小车9要进入到沉积室7时，将阀门装置10打开，由靠近进样室6的机械手20将小车9推入沉积室7；阀门装置10包括第一道阀门101和第二道阀门102，第二道阀门102靠近沉积室7设置，使得通过第二道阀门102将沉积室7内的高温隔离，第一道阀门101靠近进样室6设置，且第一道阀门101靠近进样室6的一侧还设置有密封圈（图中不做标注），使得通过密封圈来提高第一道阀门101的密封性，同时还可以保证密封圈不受沉积室7高温的影响而融化。
45.参照图2和图3，沉积室7和冷却室8之间也设置有阀门装置10，该处的第一道阀门101靠近冷却室8设置，第二道阀门102靠近沉积室7设置，当小车9内的材料在沉积室7完成反应后，打开阀门装置10通过靠近冷却室8的机械手20将小车9拉入到冷却室8中降温。冷却室8也包括箱体61和固设在箱体61上方的控制装置62，箱体61的一侧也设置有门611，控制装置62与门611相连接，使得通过控制装置62来控制门611的开关。
46.本技术的实施原理为：先通过控制装置62将进样室6上的门611打开，将小车9放在进样室6内，并打开进样室6和沉积室7之间的阀门装置10，启动第一电机21使得推杆4沿着丝杆3的长度方向运动，启动第二电机22使推块41与小车9的侧板91接触，从而将小车9推入到沉积室7内，关闭阀门装置10，使小车9内的材料在沉积室7反应，待反应完成后，再将沉积室7和冷却室8之间的阀门装置10打开，由靠近冷却室8的机械手20将小车9拉到冷却室8中降温，避免在沉积室7内进行升降温，保护沉积室7的使用寿命不受到折损，此外，小车9上还可设置有多个料盒932，提高了石墨烯薄膜的生产效率。
47.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。