一种基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的制作方法

文档序号:15009938发布日期:2018-07-24 22:11阅读:168来源:国知局

本发明涉及新材料生产设备领域,特别涉及一种基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备。



背景技术:

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

现有的石墨烯生产设备在制备石墨烯时,由于靶棒的转速恒定,使得单方面的喷头喷洒面积恒定,从而使得现有的石墨烯生产设备的沉积效果较差,降低了现有的石墨烯生产设备的实用性,不仅如此,在石墨烯的制备过程中,有些沉积物没有附着在靶棒上而掉落,导致了原材料的浪费,使得现有的石墨烯生产设备在使用时的能耗较高,降低了现有的石墨烯生产设备的市场竞争力。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备,包括外壳,所述外壳内设有靶棒、喷射机构和收集机构,所述靶棒竖向设置在外壳内,所述喷射机构设置在靶棒上,所述收集机构设置在外壳内的底部;

所述喷射机构包括第一电机、传动组件和两个升降组件,所述传动组件设置在靶棒上,两个升降组件分别设置在传动组件的两侧,所述第一电机竖向固定在外壳内的顶部,所述第一电机与其中一个升降组件连接,两个升降组件均与传动组件连接;

所述升降组件包括连接轴、驱动轮、丝杆、移动块、喷头和导向单元,所述连接轴竖向设置,所述驱动轮套设在连接轴上,所述第一电机与其中一个连接轴传动连接,所述丝杆竖向设置在连接轴的下方,所述丝杆与连接轴传动连接,所述移动块套设在丝杆上,所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆相匹配的螺纹,所述喷头水平固定在移动块的一侧,所述导向单元设置在外壳的内壁上,所述导向单元与移动块的远离喷头的一侧连接;

所述传动组件包括从动轮、传动带、四个连杆和四个定滑轮,所述从动轮套设在靶棒上,所述从动轮通过传动带与两个驱动轮传动连接,四个连杆分别竖向设置在从动轮的四周,所述定滑轮套设在连杆的底部,所述定滑轮与传动带抵靠;

所述收集机构包括第一齿轮和四个收集组件,所述第一齿轮水平设置,所述第一齿轮套设在靶棒的底部,四个收集组件分别设置在第一齿轮的四周;

所述收集组件包括第二齿轮、传动轴、第一轴承座、传动轮、驱动杆、从动杆、限位块和推板,所述传动轴竖向设置,所述第二齿轮套设在传动轴上,所述第二齿轮与第一齿轮啮合,所述传动轮位于第二齿轮的下方,所述传动轮套设在传动轴上,所述第一轴承座固定在外壳内的底部,所述第一轴承座套设在传动轴上,所述驱动杆水平设置在传动轮的下方,所述驱动杆的一端与传动轮的远离圆心处铰接,所述驱动杆的另一端与从动杆的一端铰接,所述从动杆的另一端与推板固定连接,所述推板竖向设置,所述推板与外壳内的底部抵靠,所述限位块固定在外壳内的底部,所述限位块套设在从动杆上;

所述外壳内设有plc和无线信号收发模块,所述plc与无线信号收发模块电连接,所述第一电机与无线信号收发模块无线信号连接。

作为优选,为了提高从动轮与靶棒之间的连接的稳定性,所述从动轮的与靶棒的连接处设有环形槽,所述靶棒的与从动轮的连接处设有环形凸块,所述环形凸块与环形槽相匹配,所述环形凸块嵌于环形槽内,所述环形槽内设有两个定位杆,两个定位杆分别竖向设置在靶棒的两侧,所述定位杆穿过环形凸块,所述定位杆的顶端和底端分别与环形槽内的顶部和底部固定连接。

作为优选,为了提高驱动轮与连接轴之间的传动的稳定性,所述连接轴上设有四个条形凸块,所述驱动轮的与连接轴的连接处设有四个凹槽,所述条形凸块竖向设置,所述条形凸块与凹槽一一对应,所述条形凸块与凹槽滑动连接,所述条形凸块的顶端和底端均设有限位板,所述限位板水平设置,所述限位板与连接轴固定连接。

作为优选,为了提高移动块移动时的稳定性,所述导向单元包括连接杆、从动块和限位槽,所述连接杆水平设置,所述限位槽竖向固定在外壳的内壁上,所述从动块设置在限位槽内,所述从动块与限位槽滑动连接,所述从动块通过连接杆与移动块固定连接。

作为优选,为了提高丝杆的稳定性,所述丝杆的底端设有第二轴承座,所述第二轴承座与外壳内的底部固定连接,。

作为优选,为了使连接杆与从动块之间的连接更牢固,所述连接杆与从动块为一体成型结构。

作为优选,为了延长丝杆的使用寿命,所述丝杆的制作材料为不锈钢。

作为优选,为了使限位块与从动杆之间的传动更流畅,所述限位块与从动杆间隙配合。

作为优选,为了使第一齿轮与第二齿轮之间的传动更流畅,所述第一齿轮与第二齿轮之间涂有润滑油。

作为优选,为了进一步地提高便捷性,所述外壳的底部设有第一开口,所述外壳的下方设有储料室,所述外壳通过第一开口与储料室连通。

本发明的有益效果是,该基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备,通过喷射机构使得喷头在上下移动的过程中,靶棒随之转动,使得该石墨烯生产设备在制备过程中,在靶棒上形成的石墨烯更均匀,从而提高了该石墨烯生产设备的沉积效果,与现有的喷射机构相比,该喷射机构在运行时通过控制第一电机的输出速度能够改变喷头的升降速度和靶棒的转动速度,从而使得该喷射机构的可控性更强,通过收集机构将掉落的沉积物收集至储料室内,避免了原材料的浪费,使得该石墨烯生产设备的能源利用率更高,与现有的收集机构相比,该收集机构以靶棒转动为动力源,使得该收集机构在靶棒转动时即启动,停止转动时即停止工作,从而使得该收集机构更节能环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的结构示意图;

图2是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的升降组件的结构示意图;

图3是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的驱动轮、靶棒、从动轮与定滑轮的连接结构示意图;

图4是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的第一齿轮、第二齿轮与靶棒的连接结构示意图;

图5是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的第一齿轮与收集组件的连接结构示意图;

图6是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的靶棒、从动轮与定位杆的连接结构示意图;

图7是本发明的基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备的连接轴、驱动轮与条形凸块的连接结构示意图;

图中:1.外壳,2.靶棒,3.第一电机,4.连接轴,5.驱动轮,6.丝杆,7.移动块,8.喷头,9.从动轮,10.传动带,11.定滑轮,12.第一齿轮,13.第二齿轮,14.传动轮,15.驱动杆,16.从动杆,17.限位块,18.推板,19.定位杆,20.条形凸块,21.连接杆,22.从动块,23.限位槽,24.储料室。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,一种基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备,包括外壳1,所述外壳1内设有靶棒2、喷射机构和收集机构,所述靶棒2竖向设置在外壳1内,所述喷射机构设置在靶棒2上,所述收集机构设置在外壳1内的底部;

通过喷射机构使得喷头8在上下移动的过程中,靶棒2随之转动,使得该石墨烯生产设备在制备过程中,在靶棒2上形成的石墨烯更均匀,从而提高了该石墨烯生产设备的沉积效果,与现有的喷射机构相比,该喷射机构在运行时通过控制第一电机3的输出速度能够改变喷头8的升降速度和靶棒2的转动速度,从而使得该喷射机构的可控性更强,通过收集机构将掉落的沉积物收集至储料室24内,避免了原材料的浪费,使得该石墨烯生产设备的能源利用率更高,与现有的收集机构相比,该收集机构以靶棒2转动为动力源,使得该收集机构在靶棒2转动时即启动,停止转动时即停止工作,从而使得该收集机构更节能环保。

如图1-3所示,所述喷射机构包括第一电机3、传动组件和两个升降组件,所述传动组件设置在靶棒2上,两个升降组件分别设置在传动组件的两侧,所述第一电机3竖向固定在外壳1内的顶部,所述第一电机3与其中一个升降组件连接,两个升降组件均与传动组件连接;

所述升降组件包括连接轴4、驱动轮5、丝杆6、移动块7、喷头8和导向单元,所述连接轴4竖向设置,所述驱动轮5套设在连接轴4上,所述第一电机3与其中一个连接轴4传动连接,所述丝杆6竖向设置在连接轴4的下方,所述丝杆6与连接轴4传动连接,所述移动块7套设在丝杆6上,所述移动块7的与丝杆6的连接处设有与丝杆6相匹配的螺纹,所述喷头8水平固定在移动块7的一侧,所述导向单元设置在外壳1的内壁上,所述导向单元与移动块7的远离喷头8的一侧连接;

所述传动组件包括从动轮9、传动带10、四个连杆和四个定滑轮11,所述从动轮9套设在靶棒2上,所述从动轮9通过传动带10与两个驱动轮5传动连接,四个连杆分别竖向设置在从动轮9的四周,所述定滑轮11套设在连杆的底部,所述定滑轮11与传动带10抵靠;

当设备需要启动时,通过遥控系统和无线信号收发模块控制plc驱动第一电机3带动连接轴4转动,使得驱动轮5和丝杆6转动,丝杆6通过移动块7带动喷头8上下移动,驱动轮5通过传动带带动另一侧的驱动轮5转动,使得另一侧的喷头8同步升降,同时,驱动轮5通过传动带10带动从动轮9转动,使得靶棒2在喷头8升降的过程中开始转动。

如图4-5所示,所述收集机构包括第一齿轮12和四个收集组件,所述第一齿轮12水平设置,所述第一齿轮12套设在靶棒2的底部,四个收集组件分别设置在第一齿轮12的四周;

所述收集组件包括第二齿轮13、传动轴、第一轴承座、传动轮14、驱动杆15、从动杆16、限位块17和推板18,所述传动轴竖向设置,所述第二齿轮13套设在传动轴上,所述第二齿轮13与第一齿轮12啮合,所述传动轮14位于第二齿轮13的下方,所述传动轮14套设在传动轴上,所述第一轴承座固定在外壳1内的底部,所述第一轴承座套设在传动轴上,所述驱动杆15水平设置在传动轮14的下方,所述驱动杆15的一端与传动轮14的远离圆心处铰接,所述驱动杆15的另一端与从动杆16的一端铰接,所述从动杆16的另一端与推板18固定连接,所述推板18竖向设置,所述推板18与外壳1内的底部抵靠,所述限位块17固定在外壳1内的底部,所述限位块17套设在从动杆16上;

靶棒2在转动的过程中,通过第一齿轮12带动四个第二齿轮13同步转动,第二齿轮13通过传动轴带动传动轮14转动,通过驱动杆15带动从动杆16沿着限位块17往复移动,带动推板18往复移动,将掉落的沉积物收集起来。

所述外壳1内设有plc和无线信号收发模块,所述plc与无线信号收发模块电连接,所述第一电机3与无线信号收发模块无线信号连接。

如图6所示,所述从动轮9的与靶棒2的连接处设有环形槽,所述靶棒2的与从动轮9的连接处设有环形凸块,所述环形凸块与环形槽相匹配,所述环形凸块嵌于环形槽内,所述环形槽内设有两个定位杆19,两个定位杆19分别竖向设置在靶棒2的两侧,所述定位杆19穿过环形凸块,所述定位杆19的顶端和底端分别与环形槽内的顶部和底部固定连接,在从动轮9转动时,通过定位杆19与环形凸块的相互作用力带动靶棒2转动,在力的传递过程中,环形凸块对定位杆19起到限位作用,从而能够提高从动轮9与靶棒2之间的连接的稳定性。

如图2和图7所示,所述连接轴4上设有四个条形凸块20,所述驱动轮5的与连接轴4的连接处设有四个凹槽,所述条形凸块20竖向设置,所述条形凸块20与凹槽一一对应,所述条形凸块20与凹槽滑动连接,所述条形凸块20的顶端和底端均设有限位板,所述限位板水平设置,所述限位板与连接轴4固定连接,连接轴4通过条形凸块20与凹槽之间的相互作用力带动驱动轮5转动,由于连接轴4在转动过程中,通过限位板对驱动轮5起到限位作用,从而能够提高驱动轮5与连接轴4之间的传动的稳定性。

如图2所示,所述导向单元包括连接杆21、从动块22和限位槽23,所述连接杆21水平设置,所述限位槽23竖向固定在外壳1的内壁上,所述从动块22设置在限位槽23内,所述从动块22与限位槽23滑动连接,所述从动块22通过连接杆21与移动块7固定连接,限位槽23对从动块22起到限位作用,通过连接杆21对移动块7起到限位作用,从而能够提高移动块7移动时的稳定性。

作为优选,为了提高丝杆6的稳定性,所述丝杆6的底端设有第二轴承座,所述第二轴承座与外壳1内的底部固定连接,第二轴承座在不影响丝杆6的转动的情况下对丝杆6起到支撑作用,从而能够提高丝杆6的稳定性。

作为优选,为了使连接杆21与从动块22之间的连接更牢固,所述连接杆21与从动块22为一体成型结构。

作为优选,为了延长丝杆6的使用寿命,所述丝杆6的制作材料为不锈钢,不锈钢具有良好的耐腐蚀性,能够有效地减缓丝杆6的被腐蚀速率,从而能够延长丝杆6的使用寿命。

作为优选,为了使限位块17与从动杆16之间的传动更流畅,所述限位块17与从动杆16间隙配合,能够减少限位块17与从动杆16之间的摩擦力,从而使限位块17与从动杆16之间的传动更流畅。

作为优选,为了使第一齿轮12与第二齿轮13之间的传动更流畅,所述第一齿轮12与第二齿轮13之间涂有润滑油,能够减少第一齿轮12与第二齿轮13之间的摩擦力,从而能够使得第一齿轮12与第二齿轮13之间的传动更流畅。

作为优选,为了进一步地提高便捷性,所述外壳1的底部设有第一开口,所述外壳1的下方设有储料室24,所述外壳1通过第一开口与储料室24连通,收集组件收集到的沉积物将通过第一开口落入储料室24内,从而进一步地提高了便捷性。

plc通过无线信号收发模块控制第一电机3驱动升降组件带动喷头8升降的过程中,通过传动组件带动另一侧的喷头8升降的同时,靶棒2同步转动,使得该石墨烯生产设备在制备过程中,在靶棒2上形成的石墨烯更均匀,从而提高了该石墨烯生产设备的沉积效果,与现有的喷射机构相比,该喷射机构在运行时通过控制第一电机3的输出速度能够改变喷头8的升降速度和靶棒2的转动速度,从而使得该喷射机构的可控性更强,靶棒2通过第一齿轮12带动四个收集组件将掉落的沉积物收集至储料室24内,避免了原材料的浪费,使得该石墨烯生产设备的能源利用率更高,与现有的收集机构相比,该收集机构以靶棒2转动为动力源,使得该收集机构在靶棒2转动时即启动,停止转动时即停止工作,从而使得该收集机构更节能环保。

与现有技术相比,该基于物联网的沉积效果好的节能型石墨烯生产设备,通过喷射机构使得喷头8在上下移动的过程中,靶棒2随之转动,使得该石墨烯生产设备在制备过程中,在靶棒2上形成的石墨烯更均匀,从而提高了该石墨烯生产设备的沉积效果,与现有的喷射机构相比,该喷射机构在运行时通过控制第一电机3的输出速度能够改变喷头8的升降速度和靶棒2的转动速度,从而使得该喷射机构的可控性更强,通过收集机构将掉落的沉积物收集至储料室24内,避免了原材料的浪费,使得该石墨烯生产设备的能源利用率更高,与现有的收集机构相比,该收集机构以靶棒2转动为动力源,使得该收集机构在靶棒2转动时即启动,停止转动时即停止工作,从而使得该收集机构更节能环保。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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