一种防止提拉钢线晃动的稳固装置的制作方法

1.本实用新型属于单晶制造设备技术领域，尤其是涉及一种防止提拉钢线晃动的稳固装置。


背景技术：

2.随着太阳能直拉单晶成本在不断降低，单晶材料的发展越来越向高均匀性、大直径、无缺陷、高纯度的方向发展。在直拉硅单晶生产过程中，经常会不可避免地出现抖动现象，硅单晶产品的品质也就因此受到了极大的影响。尤其是在晶体转肩成晶期和等径初期的拉制过程中，晶体在熔硅液面上受熔硅翻滚的影响也会产生剧烈的抖动，这会进一步增加晶体成晶的位错几率，提拉钢线的抖动幅度较大，导致提拉钢线、籽晶和石英坩埚轴线不再同一轴线上，这样会严重影响晶体的成晶率。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种防止提拉钢线晃动的稳固装置，尤其适合如晶体转肩过程、或等径初期的拉制过程中需要防止提拉钢线晃动时使用，解决了现有技术中在提拉钢线抖动幅度较大影响晶体拉制质量的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种防止提拉钢线晃动的稳固装置，至少具有一组调节杆和机械手。
6.进一步的，所述机械手被置于所述调节杆靠近所述提拉钢线一端；所述调节杆带动所述机械手沿所述调节杆长度方向靠近或远离提拉钢线一侧移动；所述机械手具有一定空间被所述提拉钢线贯穿，且所述机械手内侧壁不与所述提拉钢线接触。尤其适合在晶体转肩成晶期和等径初期的拉制过程中使用，通过一体连接设置的调节杆和机械手，可调节长度的调节杆带动可调节围成空间的机械手，能使提拉钢线被围设在一定空间内，防止提拉钢线抖动幅度过大，缩小其晃动面积，以提高提拉钢线与石英坩埚轴线同轴的一致性，从而提高晶体成晶几率。
7.进一步的，所述机械手围成的空间结构可缩小或扩大，且其靠近所述提拉钢线一端为开口设置。可调设置的机械手可进一步提高对提拉钢线围设的精度，以及控制提拉钢线抖动的幅度范围；单侧开口的设置更容易围设提拉钢线。
8.进一步的，所述机械手内侧还设有用于监控所述提拉钢线的位置传感器，所述位置传感器被设置于所述机械手与所述调节杆连接的中心轴线上。采用设置在机械手内侧的位置传感器，可进一步提高机械手围设提拉钢线的精准度和稳固效率。
9.进一步的，所述调节杆垂直于单晶炉轴线设置。调节杆垂直于提拉钢线的轴线设置，更有利于调节杆的移动位置控制，同时也使调节杆结构更加简单，易于加工。优选地，调节杆为钼杆，钼制调节杆更加耐高温且其强度较高，不易被熔化或折断，且垂直于单晶炉内壁设置的调节杆更加节约钼材料。
10.进一步的，还具有用于保护所述调节杆的防护筒，所述防护筒包裹所述调节杆并
与所述调节杆同向同步移动。防护筒的设置可防止钼制的调节杆产生钼金属颗粒掉落到石英坩埚内，防止污染硅料，保证硅料纯度和晶体拉制品质。
11.进一步的，所述防护筒与所述调节杆之间有间隙。为了保证调节杆可自由拉动机械手，且保证调节杆与机械手一同水平移动，优选地，防护筒为石英筒。
12.进一步的，所述调节杆被置于单晶炉主室中，且位于导流筒的上方。稳固装置设置在主室内，空间可调范围大，易于安装和观察；同时还不影响晶体拉制。
13.进一步的，所述调节杆与所述主室中ccd摄像机错位设置。避免影响ccd摄像机对热场温度、引晶拉制以及稳温的控制。
14.进一步的，所述机械手距所述主室内壁最短径向距离不大于所述导流筒上端面外壁距所述主室内壁的径向距离。防止在不需要稳固装置对提拉钢线进行围设时，稳固装置影响晶体的拉制，尤其是对氩气流的影响。
15.进一步的，所述机械手包括相对设置的夹爪，所述夹爪为弧形结构或折线结构。更有利于使提拉钢线被围设在一定空间内，防止其抖动幅度过大。
16.与现有技术相比，采用上述技术方案，整体结构简单，易于加工，且易于控制，尤其适合如晶体转肩过程、或等径初期的拉制过程中需要防止提拉钢线晃动时使用，通过一体连接设置的调节杆和机械手，可调节长度的调节杆带动可调节围成空间的机械手，能使提拉钢线被围设在一定空间内，防止提拉钢线抖动幅度过大，缩小其晃动面积，以提高提拉钢线与石英坩埚轴线同轴的一致性，从而提高晶体成晶几率。
17.采用设置在机械手内侧的位置传感器，可进一步提高机械手围设提拉钢线的精准度和稳固效率；防护筒的设置可防止钼制的调节杆产生金属颗粒掉落到石英坩埚内，防止污染硅料，保证晶体质量。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例一的稳固装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型一实施例的晶体拉制时防止提拉钢线晃动的结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例二的稳固装置的结构示意图；
21.图4是本实用新型另一实施例的晶体拉制时防止提拉钢线晃动的结构示意图；
22.图5是本实用新型实施例三的稳固装置的结构示意图。
23.图中：
24.10、稳固装置
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11、调节杆
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12、机械手
25.121、夹爪
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13、防护筒
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14、位置传感器
26.20、主室
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30、提拉钢线
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40、导流筒
27.50、晶体
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
29.本实施例提出一种防止提拉钢线晃动的稳固装置10，尤其适合在晶体转肩成晶期和等径初期的拉制过程中使用，如图1所示，具有一组可靠近或远离提拉钢线30的调节杆11和设置在调节杆11靠近提拉钢线30一端的机械手12，机械手12被设置在沿调节杆11长度方
向移动；机械手12具有一定空间被提拉钢线30贯穿，且机械手12的内侧壁不与提拉钢线30接触。本实用新型提出的稳固装置10，通过一体连接设置的调节杆11和机械手12，可调节长度的调节杆11带动可调节围成空间的机械手12，能使提拉钢线30被围设在一定空间内，防止提拉钢线30抖动幅度过大，缩小其晃动面积，以提高提拉钢线30与石英坩埚轴线同轴的一致性，从而提高晶体成晶几率。
30.如图2所示，在晶体拉制时，上述图1中的稳固装置10被设置在单晶炉主室20中防止提拉钢线晃动，稳固装置10位于导流筒40的上方。稳固装置10设置在主室20内，空间可调范围大，易于安装和观察；同时还不影响晶体拉制。调节杆11与主室20中的ccd摄像机错位设置，目的是避免影响ccd摄像机对热场温度、引晶拉制以及稳温的控制。
31.在本实施例中，稳固装置10仅设有一组调节杆11和机械手12，安装在主室20的任一侧壁面内。调节杆11一端固设于主室20的内壁，另一端与机械手12可固定连接且悬空设置，调节杆11可倾斜设置于单晶炉主室20内，优选地，调节杆11垂直于单晶炉轴线设置，也即是调节杆11垂直于提拉钢线30的轴线设置，这样更有利于调节杆11移动位置的控制，同时也使调节杆11的结构更加简单，易于加工。调节杆11为钼杆，钼制调节杆11更加耐高温，且其强度较高，不易被熔化或折断，且垂直于单晶炉内壁设置的调节杆11更加节约钼材料。调节杆11为可伸缩性结构，可以为阶梯式子母结构，或阶梯式链式结构，也可以为其它可伸缩的结构，在此不具体限制。优选地，调节杆11被外设的气缸推动控制，气缸可以为液压气缸、气动气缸或电动气缸，当然也可以采用其它控制方式进行控制，在此不限。
32.进一步的，机械手30距主室20内壁最短径向距离不大于导流筒40上端面外壁距主室20内壁的径向距离。目的是在不需要稳固装置10对提拉钢线30进行围设时，防止稳固装置10影响晶体的拉制，尤其是对氩气流的影响。
33.如图1所述，机械手12围成的空间结构可缩小或扩大，且其靠近提拉钢线30的一端为开口设置。可调设置的机械手12可进一步提高对提拉钢线30围设的精度，以及控制提拉钢线30抖动的幅度范围；单侧开口的设置更容易围设提拉钢线30。
34.在本实施例中，机械手12包括相对设置的夹爪121，夹爪121为弧形结构，即对称设置的夹爪121的内外壁均为圆弧形结构且铰接设置，当开始靠近提拉钢线30时，夹爪121开口较大，目的是使提拉钢线30进入夹爪121围成的空间内，且其内壁不与提拉钢线30接触；当提拉钢线30被置入该空间后，夹爪121开口缩小，以减小提拉钢线30被围设的空间面积，以缩小其抖动的范围。优选地，夹爪121围设提拉钢线30的最终结构中，机械手12远离调节杆11一端的开口端宽度小于机械手12的最大纵向宽度。
35.如图3所示，为设置在单晶炉中如图2所示的另一个稳固装置10的俯视结构示意图，与图1中稳固装置10结构的最大区别就是，机械手12为多条直线连成的折线结构的夹爪121，夹爪121包括若干铰接的卡条形成一体连接的折线，这一结构的两个夹爪121仍为铰接控制，夹爪121相互形成一可调空间，使提拉钢线30在一个相对较小的空间内摆动，更有利于使提拉钢线30被围设在该空间内，防止其抖动幅度过大。
36.进一步的，无论何种结构的夹爪121形成的机械手12，在机械手12的内侧还设有用于监控提拉钢线30的位置传感器14，位置传感器14被设置于机械手12与调节杆11连接的中心轴线上，位置传感器14在机械手12中夹爪121的高度中间设置。在机械手12内侧设置位置传感器14，可进一步提高机械手12围设提拉钢线30的精准度和稳固效率。即当位置传感器
14监控到提拉钢线30，就会将信号发送到外设于单晶炉的控制器上，控制器再控制调节杆向靠近提拉钢线30的一侧移动，直至机械手12完全将提拉钢线30围设于其空间可控范围内。
37.进一步的，稳固装置10还具有用于保护调节杆11的防护筒13，如图1和图2所示，防护筒13包裹调节杆11并与调节杆11同向同步移动，且防护筒13的结构与调节杆11相适配。优选地，防护筒13为石英筒，防护筒13的设置可防止钼制的调节杆11产生钼金属颗粒掉落到石英坩埚内，防止污染硅料，保证硅料纯度和晶体拉制品质。为了保证调节杆11可自由拉动机械手12，且保证调节杆11与机械手12一同水平移动，要求防护筒13与调节杆11之间有间隙。
38.如图4所示，另一种晶体拉制时防止提拉钢线晃动的稳固装置10的结构示意图，与图1结构相比，本实施例中最大的区别就是设有两组对称设置的调节杆11、机械手12和防护筒13。调节杆11亦垂直于主室20的内侧壁，调节杆11分设于主室20的直径两端，且两侧调节杆11和机械手12均同步相向移动，即同步同速向提拉钢线30一侧移动。要求两侧的机械手30距主室20内壁最短径向距离相同且均不大于导流筒40上端面外壁距主室20内壁的径向距离。
39.相应地，稳固装置10的结构如图5所示，机械手12包括两个半圆弧结构的卡爪121，两组对称设置的机械手12围成一个完整的椭圆形或圆形结构的空间。当然，卡爪121也可以为其它折线结构的形状，两组对称设置的机械手12围成的图形可以为多边形结构，附图省略。在本实施例中，只在一侧的机械手12上设置位置传感器14即可。两侧调节杆11可均被同一个气缸装置控制，也可以设置同步的两个气缸分别控制，在此不具体限制。工作时，当位置传感器14监测到提拉钢线30时，将信号传递给控制器，控制器控制气动装置，使两侧的调节杆11同步均向提拉钢线30一侧相对移动，在移动过程中，机械手12中的卡爪121均开口向外扩展，待提拉钢线30被围设后，卡爪121逐渐收缩，且两侧的卡爪121端对端接触并形成一封闭的空间，提拉钢线被完全围设，且不与两侧的卡爪121接触。待不需要围设时，卡爪两侧调节杆11均朝远离提拉钢线30一侧移动，向外回撤，直至完全回撤到初始位置处。
40.当然，本实用新型提出的稳固装置，亦可使用在如粘渣过程中，可防止提拉30的晃动，保证籽晶下端准确且迅速地与石英坩埚中的渣料块直接接触，无需现有中通过人工操作才能使籽晶与渣料块对齐，不仅节约操作时间，而且操作成功率高，极大地提高生产进度。
41.1、本实用新型提出的稳固装置，整体结构简单，易于加工，且易于控制，尤其适合如晶体转肩过程中、或等径初期的拉制过程中、或在粘渣过程中等需要防止提拉钢线晃动时使用，通过一体连接设置的调节杆和机械手，可调节长度的调节杆带动可调节围成空间的机械手，能使提拉钢线被围设在一定空间内，防止提拉钢线抖动幅度过大，缩小其晃动面积，以提高提拉钢线与石英坩埚轴线同轴的一致性，从而提高晶体成晶几率。
42.2、采用设置在机械手内侧的位置传感器，可进一步提高机械手围设提拉钢线的精准度和稳固效率；防护筒的设置可防止钼制的调节杆产生金属颗粒掉落到石英坩埚内，防止污染硅料，保证晶体质量。
43.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等
变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。