机械式取棒装置的制作方法

1.本实用新型涉及硬轴单晶炉取晶棒设备领域，尤其是涉及一种机械式取棒装置。


背景技术：

2.目前市场上用于硬轴单晶炉的取棒设备大多数为电动取棒设备，即通过电机带动夹爪夹紧晶棒，进而将晶棒从硬轴单晶炉的副炉室内取出。因此需要电机及电动控制一系列复杂的传动机构，同时需要额外的电源，设备的投资成本高，同时存在电气方面的安全风险。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种自重式晶棒夹紧装置，以解决背景技术中提出的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.本实用新型提供一种机械式取棒装置，包括：
6.支架；
7.托板，用于支撑晶棒底部的锥体部，所述托板上下滑动设置于所述支架的下部；
8.抱夹机构，所述抱夹机构包括对称设置的左夹爪和右夹爪，所述抱夹机构水平滑动连接在所述支架上；
9.连杆机构，所述连杆机构有两个，两个所述连杆机构对称设置于支架的两侧，两个所述连杆机构的下端分别与托板的左右两侧连接，两个所述连杆机构的上端分别与所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪连接，当所述晶棒放置于所述托板上时，晶棒的重力使所述托板下降，所述托板通过两个所述连杆机构分别带动所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪水平相向运动，以使所述抱夹机构呈对所述晶棒环抱夹持的夹紧状态；
10.复位机构，所述复位机构有两个，所述复位机构包括拉伸弹簧和搭扣，所述拉伸弹簧的一端与支架的顶部连接，其另一端与连杆机构连接，所述搭扣设置于连杆机构上，所述搭扣用于控制所述连杆机构与所述托板的连接与断开，打开所述搭扣，所述拉伸弹簧收缩，带动所述连杆机构上移，两个所述连杆机构分别带动所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪水平背向运动，以使所述抱夹机构呈允许所述晶棒通过的打开状态。
11.在本实用新型的一些实施例中，所述抱夹机构为多个，多个所述抱夹机构从上到下间隔设置在所述支架上，所述支架上水平固定有与所述抱夹机构一一对应的滑轨一，所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪的背面分别固定一个滑块一，所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪分别通过一个滑块一与滑轨一滑动连接。
12.在本实用新型的一些实施例中，所述支架的下部的左右两端对称固定滑轨三，两个所述滑轨三竖向设置，所述托板的背面对称固定有与两个所述滑轨三一一对应的滑块三，所述托板通过所述滑块三与所述滑轨三滑动连接。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述连杆机构包括连杆一、连杆二、连杆三和连接
块，所述连杆二的上端与连接块转动连接，所述连杆二的下端通过搭扣与连杆三的上端连接，所述连杆二和连杆三位于一条直线上，所述连杆三的下端与所述托板转动连接，所述连杆一的一端与所述连接块转动连接，其另一端与所述抱夹机构的一个夹爪转动连接。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述支架的左右两端对称固定有与所述抱夹机构的左夹爪和右夹爪一一对应的滑轨二，所述滑轨二竖向设置，所述连接块的背面固定有滑块二，所述连接块通过滑块二与滑轨二滑动连接。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述连杆机构中的所述连杆二、连杆三的数量均为一个，所述连杆一和所述连接块的数量与抱夹机构的数量相同，位于最上端的所述连接块与所述拉伸弹簧连接。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述支架的底部垂直固定挡板，所述托板位于所述挡板的上方且与所述挡板平行设置。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述挡板的上表面固定有橡胶减震垫；
18.所述支架的下部固定有垫板，两个所述滑轨三对称固定于所述垫板上。
19.在本实用新型的一些实施例中，所述托板与两个所述滑块三之间分别固定有连接耳，两个所述连接耳对称设置，两个所述连接耳伸出所述托板左右两侧，所述连杆三的下端与所述连接耳通过销轴连接。
20.在本实用新型的一些实施例中，所述滑块二的顶部设置有限位块。
21.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
22.本实用新型的机械式取棒装置，依靠晶棒的自身重力作用在托板上，使托板沿着滑轨三向下移动，直到托板压在挡板上的橡胶减震垫上为止，托板下移过程中也带动两侧的连杆机构的连杆三向下运动。连杆三通过搭扣带动连杆二向下运动，进而带动连接块沿着滑轨二向下移动。在连杆一作用下，当连接块向下移动时，左夹爪和右夹爪相向移动，进而实现夹紧功能。打开时通过打开晶棒两侧的搭扣，拉伸弹簧收缩，带动连接块和连杆二向上运动，直至初始位置，在连杆一作用下，当连接块向上移动时，左夹爪和右夹爪向外侧移动，进而实现抱夹机构的打开。
23.本实用新型设计的机械式取棒装置，不需要电机提供动力，即可实现抱夹机构的抓紧与打开动作。本实用新型靠晶棒的自身重力实现抱夹机构的抓紧，靠拉伸弹簧、搭扣实现抱夹机构的打开。同时节省了电动控制一系列复杂的传动机构，本身也不需要额外的电源，节约了设备的投资成本，提高了电气方面的安全性。
24.本实用新型的机械式取棒装置与电动取棒设备相比，结构简单，成本低，操作简便，安全性高。
附图说明
25.图1是根据本实用新型一个实施例的机械式取棒装置的示意图；
26.图2是图1隐藏托板后的结构示意图；
27.图3是图2中ⅰ处的局部放大图；
28.图4是图2中ⅱ处的局部放大图；
29.图5是本实用新型的主视图；
30.图6是本实用新型的左视图；
31.图7是本实用新型的机械式取棒装置放平后的结构示意图；
32.图8是晶棒的结构示意图。
33.附图标记：
34.支架10，托板20，抱夹机构30，连杆机构40，复位机构50，晶棒60；
35.挡板11，滑轨一12，滑块一13，滑轨二14，滑块二15，限位块151，滑轨三16，滑块三17，橡胶减震垫18，垫板19；
36.连接耳21；
37.左夹爪31，右夹爪32；
38.拉伸弹簧51，搭扣52；
39.连杆一41，连杆二42，连杆三43，连接块44；
40.锥体部61。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
43.下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的机械式取棒装置。
44.参考图1和图7所示，根据本实用新型的一种机械式取棒装置，包括：支架10、托板20、抱夹机构30、连杆机构40和复位机构50。
45.具体参考图1和图2所示，支架10的底部垂直固定挡板11；挡板11位于托板20下方，挡板11用于对托板20进行限位，当托板20下降至挡板11处时，停止下降。
46.具体参考图1和图8所示，托板20用于支撑晶棒60底部的锥体部61，托板20滑动设置于支架10的下部，托板20位于挡板11的上方且与挡板11平行设置，托板20和挡板11的中心处开设有容纳晶棒60底部的锥体部61通过的圆孔(图中未标出)；
47.具体参考图1和图5所示，抱夹机构30包括对称设置的左夹爪31和右夹爪32，抱夹机构30水平滑动连接在支架10上；左夹爪31和右夹爪32相向滑动以实现抱紧状态，左夹爪31和右夹爪32背向滑动至支架10的两端以实现打开状态，左夹爪31和右夹爪32的内侧呈弧状，以适应晶棒60的圆柱形结构。
48.具体参考图1-图7所示，连杆机构40有两个，两个连杆机构40对称设置于支架10的两侧，两个连杆机构40的一端分别与托板20的左右两侧连接，两个连杆机构40的另一端分别与抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32连接，当晶棒60放置于托板20上时，晶棒60的重力使得托板20下降，托板20通过连杆机构40带动抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32水平相向
运动，以使抱夹机构40呈对晶棒60环抱夹持的夹紧状态；夹紧状态时，左夹爪31和右夹爪32距离最近，左夹爪31和右夹爪32与晶棒60周围表面贴合。
49.为了方便从该装置中取出晶棒60，参考图1、图3、图5、图6和图7，该装置还包括复位机构50，复位机构50有两个，复位机构50包括拉伸弹簧51和搭扣52，拉伸弹簧51的一端与支架10的顶部连接，其另一端与连杆机构40连接，搭扣52设置于连杆机构40上，搭扣52用于控制连杆机构40与托板20的连接与断开，需要从该装置中取出晶棒60时，先将该装置放水平，打开搭扣52，拉伸弹簧51收缩，带动连杆机构40朝向拉伸弹簧51一侧移动，连杆机构40带动抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32水平背向运动，以使抱夹机构30呈允许晶棒通过的打开状态。打开状态时，左夹爪31和右夹爪32位于支架10的左右两端，左夹爪31和右夹爪32之间形成允许所述晶棒60通过的空隙。
50.在本实用新型的一些实施例中，抱夹机构30的数量可以为一个也可以为多个，抱夹机构30为多个时，抱紧效果更好，更安全，参考图2所示，抱夹机构30为多个时，多个抱夹机构30从上到下间隔设置在支架10上，支架10上水平固定有与抱夹机构30一一对应的滑轨一12，抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32的背面分别固定一个滑块一13，抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32分别通过一个滑块一13与滑轨一12滑动连接。进一步地，抱夹机构30数量为2-5个，例如2、3、4或5个。
51.在本实用新型的一些实施例中，参考图2和图6所示，支架10的下部的左右两端对称固定滑轨三16，两个滑轨三16竖向设置，托板20的背面对称固定有与两个滑轨三16一一对应的滑块三17，托板20通过滑块三17与滑轨三16滑动连接。所述托板沿上下方向在滑轨三16的顶部和底部之间可移动，当所述托板向下移动到滑轨三16底部时，所述托板20带动所述连杆机构40下移，拉伸弹簧51拉长，在连接块44和连杆一41的带动下，左夹爪31和右夹爪32朝向靠近彼此的方向移动以处于抱紧状态。托板20沿着滑轨三16上下滑动，一实现对抱夹机构30抱紧和打开状态的控制，二可以保证托板20的直线运动的稳定性，同时可以对运动行程进行控制，防止过度撞击挡板11。
52.在本实用新型的一些实施例中，参考图1、图5、图6和图7所示，连杆机构40包括连杆一41、连杆二42、连杆三43和连接块44，连杆二42的上端与连接块44通过销轴转动连接，连杆二42的下端通过搭扣52与连杆三43的上端连接，连杆二42和连杆三43位于一条直线上，连杆三43的下端与托板20通过销轴转动连接，连杆一41的一端与连接块44通过销轴转动连接，其另一端与抱夹机构30的一个夹爪通过销轴转动连接。
53.搭扣52结构如图3所示，根据本实用新型实施例的搭扣52结构以及操作方法对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
54.在本实用新型的一些实施例中，参考图2、图4和图6所示，支架10的左右两端对称固定有与抱夹机构30的左夹爪31和右夹爪32一一对应的滑轨二14，滑轨二14竖向设置，连接块44的背面固定有滑块二15，连接块44通过滑块二15与滑轨二14滑动连接。
55.可以理解的是，当晶棒60放置于托板20上时，托板20下降，托板20依次带动连杆三43、连杆二42向下运动，连杆二42带动连接块44沿着滑轨二14向下滑动，连接块44带动连杆一41的一端向下滑动的同时，连杆一41的另一端带动夹爪向彼此靠近的方向运动(相向运动)，以使两个抱夹对晶棒60环抱夹持，抱夹机构30呈夹紧状态。
56.在本实用新型的一些实施例中，连杆机构40中的连杆二42、连杆三43的数量均为
一个，连杆一41和连接块44的数量与抱夹机构30的数量相同，位于最上端的连接块44与拉伸弹簧51连接。
57.在本实用新型的一些实施例中，参考图2所示，挡板11的上表面固定有橡胶减震垫18，橡胶减震垫18的设置，在晶棒60下压托板20，使托板20向下运动时，托板20压在橡胶减震垫18上，停止向下运动，橡胶减震垫18的设置，避免托板20和挡板11的刚性接触，起到缓冲、减震的作用。
58.在本实用新型的一些实施例中，参考图2所示，支架10的下部固定有垫板19，两个滑轨三16对称固定于垫板19上。
59.在本实用新型的一些实施例中，参考图5所示，托板20与两个滑块三17之间分别固定有连接耳21，两个连接耳21对称设置，两个连接耳21伸出托板20左右两侧，连杆三43的下端与连接耳21通过销轴连接。
60.在本实用新型的一些实施例中，参考图6所示，所述滑块二15的顶部设置有限位块151。限位块151的设置，用于控制抱夹机构30打开时，左夹爪31和右夹爪32的最大打开距离。
61.工作原理：
62.夹取晶棒60：参考图1所示，抱夹机构30在打开状态下，晶棒60置入抱夹机构30中，晶棒60的重力作用在托板20上，使托板20沿着滑轨三16向下移动，直到托板20压在挡板11上的橡胶减震垫18上为止，托板20下移过程中也带动两侧的连杆机构40的连杆三43向下运动。连杆三43通过搭扣52带动连杆二42向下运动，进而带动连接块44沿着滑轨二14向下移动。在连杆一41作用下，当连接块44向下移动时，左夹爪31和右夹爪32相向移动，进而实现夹紧功能。
63.晶棒60的转移和取出：将本实用新型的机械式取棒装置固定于取棒车上，转移时，需将该装置处于水平状态，参考图7所示，移动取棒车实现晶棒60的转移；
64.需要将晶棒60从该装置中取出时，该装置在水平状态下，打开晶棒60两侧的搭扣52，拉伸弹簧51收缩，带动连接块44和连杆二42向上运动，直至初始位置，此位置设有滑块二15的限位块151。在连杆一41作用下，当连接块44向上移动时，左夹爪31和右夹爪32向外侧移动(背向运动)，进而实现抱夹机构30的打开，抱夹机构30打开后，可将晶棒60从该装置内取出；同时人工推动托板20向上移动，使连杆三43通过搭扣52重新和连杆二42连接在一起。
65.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
66.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
67.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。