单晶硅硅棒吊运夹具的制作方法

本技术涉及单晶硅硅棒机械加工，具体涉及一种单晶硅硅棒吊运夹具。

背景技术：

1、单晶硅是从大自然丰富的硅原料中提纯制造出多晶硅，再通过区熔法或直拉法生产出区熔单晶或直拉单晶硅，其中直拉法加工工艺为：加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长，长完的晶棒被升至上炉室后由取晶车取出放置在晶棒转运车上，运送至毛棒冷却区冷却一定时间后对其进行毛棒划线检测，之后将长晶棒上料至截断机截断成短圆棒，再根据需求对短圆棒进行机械加工，加工成方形棒料。 目前，对于单晶硅长毛棒、短圆棒和短方棒的上料和下料作业，大部分机加工车间都有不同程度的自动化配置，比如：在机加车间截断工序导入自动化桁架机械手适配多线截断机，从而实现上下料作业，极大提高了生产作业效率，保证产出。但是，由于拉晶水平的差异，容易产生引晶提断的晶棒，而这些晶棒的棒长较短，产量低，通常会在线下采用小型的返切机进行截断，该返切机还用于短圆棒取头尾片、返切电性能/氧碳不合格、异常返切等，基于上述因素，为节省自动化投入成本，在单晶硅硅棒返切工序和短圆棒机械加工工序中未导入自动化，其上下料方式为：人工抱取短毛棒上料至设备进行截断、返切、和机加，下料方式为：人工抱取短棒至专用放料小车，该操作过程的劳动强度大、人员易划伤、抱取晶棒有安全隐患大等。

2、为解决上述单晶硅硅棒上下料的技术问题，专利号为202222669417.x、名称一种单晶硅棒的吊装夹具的中国实用新型专利提出如下技术方案：一种单晶硅棒的吊装夹具，上部是吊环，吊环上端配合悬臂吊或桁架，吊环下端通过第一个连杆销分别销接第一直杆和第二直杆的上端，第一直杆的下端通过第二个连杆销销接第一弧形连杆的上端，第二直杆的下端通过第三个连杆销销接第二弧形连杆的上端，第一弧形连杆和第二弧形连杆呈交叉布置，在交叉处用第四个连杆销连接，在第一弧形连杆和第二弧形连杆的交叉处以及第一直杆和第二直杆的上端销接处之间连接一个锁紧装置，锁紧装置的上端固定套在第一个连杆销上，锁紧装置的下端是向上钩的钩子，钩子勾住所述的第四个连杆销；本专利起吊重物越重自锁越紧，尤其适用于大型圆柱硅棒起吊搬运。

3、上述现有技术还存在以下问题：所述一种单晶硅棒的吊装夹具通过交叉布置的第一弧形连杆和第二弧形连杆在硅棒的径向上夹持硅棒，以吊运硅棒。由于所述夹持连杆为弧形，且仅在单晶硅硅棒的径向上夹持，如此不仅无法夹持机加后的单晶硅方形棒料，还有可能造成因夹持位置不在硅棒中心而发生的硅棒竖直偏转，甚至从夹具上掉落的情况发生，轻则造成财产损失，重则造成人员伤亡。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种夹持稳定的单晶硅硅棒吊运夹具。

2、一种单晶硅硅棒吊运夹具，用于在单晶硅硅棒上料和下料时夹持吊运单晶硅硅棒，所述单晶硅硅棒吊运夹具包括：吊耳、夹持稳定机构、固定梁、连接机构、移动夹持机构、定位机构，所述固定梁为一根刚性梁，固定梁两端可滑动的安装有移动夹持机构，固定梁中央位置固定安装有定位机构，定位机构与移动夹持机构位于同一侧；所述连接机构可滑动的嵌套在固定梁中，连接机构一端固定连接移动夹持机构，连接机构的另一端固定连接夹持稳定机构，所述吊耳可转动的连接在夹持稳定机构上；定位机构放置在单晶硅硅棒上方，移动夹持机构放置于单晶硅硅棒两截断面外侧，桁架或悬臂吊连接吊耳牵拉夹持稳定机构，夹持稳定机构上升的同时将竖直方向上升的位移量转换为水平方向移动的位移量，以使连接机构牵拉安装在固定梁两端的移动夹持机构向彼此靠近，两移动夹持机构间距缩短，以在单晶硅硅棒的轴向上夹持，完成吊装搬运。

3、优选的，所述夹持稳定机构包括：第一直杆、第二直杆、第一弧形连杆杆、第二弧形连杆、销轴，所述第一弧形连杆和第二弧形连杆完全相同，上部为直线杆，下部为弧形杆，第一弧形连杆与第二弧形连杆成交叉布置，交叉处通过销轴连接，第一弧形连杆与第二弧形连杆可相对转动；所述第一直杆和第二直杆完全相同，第一直杆的一端与第一弧形连杆的直线杆端通过销轴连接，第二直杆与第二弧形连杆的直线杆端通过销轴连接，第一直杆的另一端与第二直杆的另一端通过销轴连接，并与吊耳固定连接，第一直杆、第一弧形连杆的直线杆部分、第二直杆、第二弧形连杆的直线杆部分组成平行四边形结构，第一弧形连杆的弧形杆端与第二弧形连杆的弧形杆端通过销轴可移动的连接在固定梁上，并与嵌套在固定梁中的连接结构的一端固定连接；桁架或悬臂吊牵拉吊耳，第一直杆、第一弧形连杆的直线杆部分、第二直杆、第二弧形连杆的直线杆部分组成的平行四边形发生变化，第一直杆和第二直杆的销轴连接点与第一弧形连杆和第二弧形连杆的交叉点之间间距增大，第一弧形连杆的弧形杆端与第二弧形连杆的弧形杆端间距减小，彼此靠近，以通过连接机构牵拉移动夹持机构夹持单晶硅硅棒；两夹持在单晶硅硅棒端面上的移动夹持机构与第一弧形连杆和第二弧形连杆的交叉点组成了稳定的三角形结构，单晶硅硅棒的夹持吊运更加稳定。

4、优选的，所述固定梁为一根刚性中空梁，固定梁中央位置开设有弧形连杆位移直槽口，以通过销轴可移动的安装第一弧形连杆的弧形杆端和第二弧形连杆的弧形杆端，固定梁两端对称的开设有移动夹持机构位移直槽口，以通过销轴可移动的安装移动夹持机构。

5、优选的，所述移动夹持机构包括：移动架、销轴、摩擦垫固定板、摩擦垫，所述移动架为“t”字型中空刚性架，移动架下部开设有摩擦垫固定板安装口，以通过销轴安装不同大小的摩擦垫固定板，摩擦垫安装在摩擦垫固定板上，以增大移动夹持架构与硅棒之间的摩擦力，夹持单晶硅硅棒，移动架上部等距的开设有3个销轴插入孔，以通过销轴将移动架可移动的安装在固定梁上且可通过调整销轴的插入位置改变安装在固定架两端的移动夹持机构的最大间距，以增大单晶硅硅棒吊运夹具的可夹持范围。

6、优选的，所述定位机构包括定位板和定位垫，所述定位板为一块金属平板，固定安装在固定梁下方，与移动夹持机构位于同一侧；所述定位垫固定安装在定位板上，以避免在定位夹取单晶硅硅棒时与硅棒之间发生磕碰，造成硅棒损伤。

7、优选的，所述摩擦垫和定位垫为非金属柔性垫块，以避免在定位夹取单晶硅硅棒时与硅棒之间发生磕碰，造成硅棒损伤。

8、上述单晶硅硅棒吊运夹具中，固定梁两端可滑动的安装有移动夹持机构，固定梁中央位置固定安装有定位机构，定位机构与移动夹持机构位于同一侧；所述连接机构可滑动的嵌套在固定梁中，连接机构一端固定连接移动夹持机构，连接机构的另一端固定连接夹持稳定机构，所述吊耳可转动的连接在夹持稳定机构上；定位机构放置在硅棒上方，移动夹持机构放置于单晶硅硅棒两截断面外侧，桁架或悬臂吊连接吊耳牵拉夹持稳定机构，夹持稳定机构上升的同时将竖直方向上升的位移量转换为水平方向移动的位移量，以使连接机构牵拉安装在固定梁两端的移动夹持机构向彼此靠近，两移动夹持机构间距缩短并压紧单晶硅硅棒轴的两个端面，进而保证稳定的夹持及完成吊装搬运。如此不仅能实现对单晶硅方棒的夹持吊运，还可以避免因夹持位置不在硅棒中心而发生的硅棒竖直偏转，甚至从夹具上掉落损坏的情况发生。

技术特征：

1.一种单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：用于在单晶硅硅棒上料和下料时夹持吊运单晶硅棒料，所述单晶硅硅棒吊运夹具包括：吊耳、夹持稳定机构、固定梁、连接机构、移动夹持机构、定位机构，所述固定梁为一根刚性梁，固定梁两端可滑动的安装有移动夹持机构，固定梁中央位置固定安装有定位机构，定位机构与移动夹持机构位于同一侧；所述连接机构可滑动的嵌套在固定梁中，连接机构一端固定连接移动夹持机构，连接机构的另一端固定连接夹持稳定机构，所述吊耳可转动的连接在夹持稳定机构上；定位机构放置在硅棒上方，移动夹持机构放置于硅棒两截断面外侧，桁架或悬臂吊连接吊耳牵拉夹持稳定机构，夹持稳定机构上升的同时将竖直方向上升的位移量转换为水平方向移动的位移量，以使连接机构牵拉安装在固定梁两端的移动夹持机构向彼此靠近，两移动夹持机构间距缩短，以在单晶硅硅棒的轴向上夹持，完成吊装搬运。

2.根据权利要求1所述的单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：所述夹持稳定机构包括：第一直杆、第二直杆、第一弧形连杆杆、第二弧形连杆、销轴，所述第一弧形连杆和第二弧形连杆完全相同，上部为直线杆，下部为弧形杆，第一弧形连杆与第二弧形连杆成交叉布置，交叉处通过销轴连接，第一弧形连杆与第二弧形连杆可相对转动；所述第一直杆和第二直杆完全相同，第一直杆的一端与第一弧形连杆的直线杆端通过销轴连接，第二直杆与第二弧形连杆的直线杆端通过销轴连接，第一直杆的另一端与第二直杆的另一端通过销轴连接，并与吊耳固定连接，第一直杆、第一弧形连杆的直线杆部分、第二直杆、第二弧形连杆的直线杆部分组成平行四边形结构，第一弧形连杆的弧形杆端与第二弧形连杆的弧形杆端通过销轴可移动的连接在固定梁上，并与嵌套在固定梁中的连接结构的一端固定连接；桁架或悬臂吊牵拉吊耳，第一直杆、第一弧形连杆的直线杆部分、第二直杆、第二弧形连杆的直线杆部分组成的平行四边形发生变化，第一直杆和第二直杆的销轴连接点与第一弧形连杆和第二弧形连杆的交叉点之间间距增大，第一弧形连杆的弧形杆端与第二弧形连杆的弧形杆端间距减小，彼此靠近，以通过连接机构牵拉移动夹持机构夹持单晶硅硅棒；两夹持在单晶硅硅棒端面上的移动夹持机构与第一弧形连杆和第二弧形连杆的交叉点组成了稳定的三角形结构，单晶硅硅棒的夹持吊运更加稳定。

3.根据权利要求2所述的单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：所述固定梁为一根刚性中空梁，固定梁中央位置开设有弧形连杆位移直槽口，以通过销轴可移动的安装第一弧形连杆的弧形杆端和第二弧形连杆的弧形杆端，固定梁两端对称的开设有移动夹持机构位移直槽口，以通过销轴可移动的安装移动夹持机构。

4.根据权利要求3所述的单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：所述移动夹持机构包括：移动架、销轴、摩擦垫固定板、摩擦垫，所述移动架为“t”字型中空刚性架，移动架下部开设有摩擦垫固定板安装口，以通过销轴安装不同大小的摩擦垫固定板，摩擦垫安装在摩擦垫固定板上，以增大移动夹持架构与硅棒之间的摩擦力，夹持单晶硅硅棒，移动架上部等距的开设有3个销轴插入孔，以通过销轴将移动架可移动的安装在固定梁上且可通过调整销轴的插入位置改变安装在固定架两端的移动夹持机构的最大间距，以增大单晶硅硅棒吊运夹具的可夹持范围。

5.根据权利要求4所述的单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：所述定位机构包括定位板和定位垫，所述定位板为一块金属平板，固定安装在固定梁下方，与移动夹持机构位于同一侧；所述定位垫固定安装在定位板上，以避免在定位夹取单晶硅硅棒时与硅棒之间发生磕碰，造成硅棒损伤。

6.根据权利要求5所述的单晶硅硅棒吊运夹具，其特征在于：所述摩擦垫和定位垫为非金属柔性垫块，以避免在定位夹取单晶硅硅棒时与硅棒之间发生磕碰，造成硅棒损伤。

技术总结
本技术涉及单晶硅硅棒机械加工技术领域，具体涉及一种单晶硅硅棒吊运夹具，包括：吊耳、夹持稳定机构、固定梁、连接机构、移动夹持机构、定位机构，所述固定梁为一根刚性梁，固定梁两端可滑动的安装有移动夹持机构；所述连接机构可滑动的嵌套在固定梁中，连接机构一端固定连接移动夹持机构，连接机构的另一端固定连接夹持稳定机构；位移转换机构将竖直方向上升的位移量转换为水平方向移动的位移量，以使两移动夹持机构间距缩短，以在单晶硅硅棒轴向上夹持，完成吊装搬运。如此不仅能实现对单晶硅方棒的夹持吊运，还可以避免因夹持位置不在硅棒中心而发生的硅棒竖直偏转，甚至从夹具上掉落损坏的情况发生。

技术研发人员：王中弟
受保护的技术使用者：宁夏旭樱新能源科技有限公司
技术研发日：20230804
技术公布日：2024/2/19