一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及单晶硅棒检测技术领域，尤其涉及一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置及其检测方法。


背景技术：

2.目前，随着太阳能光伏行业的迅猛发展，导致作为主要原料的单晶硅棒的需求量大幅度增加，在进行单晶硅棒截断生产之后，需要对每根单晶硅棒的整体长度和截面斜度进行测量，以此计算可切割成硅片的有效长度。
3.在对单晶硅进行测量时，由于晶硅棒的切割面有一定斜度，现有的测量装置在测量时由于未对准硅晶棒轴心，导致测量斜度与测量长度的数据不准确，导致计算可切割成硅片的有效长度出现误差，所以需要设计一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置及其检测方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中检测精度低问题，而提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置及其检测方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，包括底座，还包括：滑动连接在所述底座上的第一安装板；固定连接在所述第一安装板侧壁的第二安装板，所述第二安装板上开设有第二滑槽；通过安装座滑动连接在所述第二滑槽上的套筒；滑动连接在所述套筒上的滑杆；固定连接在所述滑杆输出端的安装箱；转动连接在所述安装箱上的安装筒，所述安装筒内转动连接有转轴，所述转轴设有四根，且四根所述转轴呈圆周分布在安装筒内，四根所述转轴上均固定连接有齿轮，所述安装筒上滑动连接有齿条，所述齿条与齿轮相啮合，所述安装筒上开设有与四根所述齿条相对应的通孔；设置在所述安装筒内的驱动部，用于驱动四根转轴转动；固定连接在四根所述齿条上的四根安装杆；固定连接在所述安装筒远离安装箱一端的安装架，所述安装架上固定连接有中心杆，一根所述安装杆上固定连接有第一安装块，所述第一安装块上滑动连接有测量杆，所述测量杆和中心杆上均转动连接有连接轴，两根连接轴上滑动有连杆，所述测量杆与中心杆上均固定连接有量角器，所述连接轴上固定连接有标针，所述标针与量角器相贴；设置在所述安装杆上的激光测距仪，用于测量长度；所述中心杆和测量杆上均设有摄像头；固定连接在所述底座侧壁的一体机，所述激光测距仪和摄像头均与一体机信号连接。
6.为了使转轴转动，优选地，所述驱动部包括第二电机，所述第二电机固定连接在安装筒内，所述第二电机的驱动端固定连接有第一驱动轴，所述第一驱动轴与四根所述转轴通过链轮传动组转动相连。
7.为了使安装筒转动，优选地，所述安装箱内固定连接有第三电机，所述第三电机的输出端固定连接有第二驱动轴，所述第二驱动轴与安装筒固定连接。
8.为了使第一安装板移动，优选地，所述底座内固定连接有第一电机，所述第一电机
的输出端固定连接有丝杆，所述第一安装板上开设有与丝杆相对应的螺纹孔。
9.为了增加第一安装板移动的稳定性，优选地，所述底座内开设有第一滑槽，所述第一安装板上固定连接有滑块，所述滑块滑动连接在第一滑槽内。
10.为了便于放置单晶硅棒，优选地，所述底座上固定连接有安装台，所述安装台的顶部固定连接有放置台，所述放置台的顶部固定连接有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的输出端固定连接有圆球。
11.为了使测量杆与单晶硅棒持续相抵，优选地，所述测量杆套有弹簧，所述测量杆上固定连接有限位块，所述弹簧的两端分别与限位块和第一安装块相抵。
12.为了防止对单晶硅棒的表面造成磨损，优选地，四根所述安装杆朝向中心杆的一侧、测量杆的输出端和中心杆的输出端均设有滚珠。
13.为了减小安装座滑动的阻力，优选地，所述安装座的底部固定连接有滚轮，所述滚轮与第二滑槽的底壁相抵。
14.一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置的检测方法，采用以下步骤：步骤一：将单晶硅棒放置在放置台上，单晶硅棒使弹性伸缩杆收缩，利用多余的弹性伸缩杆对单晶硅棒进行固定；步骤二：使四根安装杆之间的间距分离到最大值；步骤三，使八根安装杆向单晶硅棒移动，使单晶硅棒的两端分别插入由八根安装杆组成的两个内环中；步骤四：启动第二电机，第二电机使四根安装杆同时向单晶硅棒移动，使四根安装杆将单晶硅棒夹住，从而使中心杆的轴心与单晶硅棒的轴心处于同一轴线；步骤五：使两根中心杆上的滚珠分别与单晶硅棒两端的轴心相抵，使测量杆上的滚珠与单晶硅棒的端面相抵，启动第三电机，第三电机使安装筒转动，安装筒使四根安装杆转动，对截面的斜度进行测量，摄像头将标针标示的数据记录下来并反馈至一体机内，通过一体机查找所测量出的最大值，然后通过最大值减去测量杆端点与中心杆之间的初始角度得出斜度，以此确定截面的斜度；步骤六：两根中心杆与单晶硅棒的中心相抵，激光测距仪对单晶硅棒的长度进行测量，测量出的数据存入一体机中。
15.与现有技术相比，本发明提供了一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，具备以下有益效果：1、该种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，通过四根安装杆将单晶硅棒夹住，快速使中型杆的端点与单晶硅棒的两端的中心点相抵，从而便于对单晶硅棒的长度进行测量，通过使测量杆转动，测量中心点到单晶硅棒边线的角度，得出多组数据，从而提高斜面测量的精确度。
16.2、该种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，通过启动两个第一电机，第一电机使两根第一丝杆转动，第一丝杆使第一安装板滑动，从而使两根中心杆与单晶硅棒两端的中心点相抵，避免只有一根中心杆的端点与单晶硅棒的端面相抵，从而避免得不到准确的长度测量数值。
17.3、该种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，通过滚珠减小测量杆与单晶硅面之间的摩擦力，通过滚珠减小中心杆与单晶硅端面的摩擦力，防止在测量的过程中使单晶硅棒上出现划痕或者凹痕。
18.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过四根安装杆将单晶硅棒夹住，使中心杆的轴线与单晶硅棒的轴线处于同一条直线，通过使两根中心杆与单晶硅棒两端的端面中心点相抵，快速准确的测量出单晶硅棒的长度，然后使安装筒转动，使测量杆转动，对单晶硅棒端面进行整体测量，快速测量出多组数据，从中取出最大值，利用最大值减去测量杆端点与中心杆之间的初始角度得出精确的斜度数值，以此提高测量精度。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置的主剖视图；图2为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置图1中的局部放大图；图3为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置的安装筒结构示意图；图4为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置图3的爆炸结构示意图；图5为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置图2中a部分的结构示意图；图6为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置图2中b部分的结构示意图；图7为本发明提出的一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置图2中c部分的结构示意图。
20.图中：1、底座；101、第一电机；102、丝杆；103、第一安装板；104、滑块；105、第一滑槽；2、一体机；3、安装台；301、放置台；302、弹性伸缩杆；303、圆球；4、第二安装板；401、第二滑槽；5、套筒；501、滑杆；502、安装座；503、滚轮；6、安装筒；601、转轴；602、齿轮；603、齿条；604、链轮传动组；605、第二电机；6051、第一驱动轴；606、通孔；7、安装杆；701、滚珠；702、第一安装块；703、测量杆；704、量角器；705、连接轴；7051、标针；706、连杆；707、摄像头；708、激光测距仪；709、弹簧；7091、限位块；8、安装架；801、中心杆；9、安装箱；901、第三电机；902、第二驱动轴。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
23.实施例一：参照图1
‑
图7，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，包括底座1，还包括：滑动连接在底座1上的第一安装板103；固定连接在第一安装板103侧壁的第二安装板4，第二安装板4上开设有第二滑槽401；通过安装座502滑动连接在第二滑槽401上的套筒5；滑动连接在套筒5上的滑杆501；固定连接在滑杆501输出端的安装箱9；转动连接在安装箱9上的安装筒6，安装筒6内转动连接有转轴601，转轴601设有四根，且四根转轴601呈圆周分布在安装筒6内，四根转轴601上均固定连接有齿轮602，安装筒6上滑动连接有齿条603，齿条
603与齿轮602相啮合，安装筒6上开设有与四根齿条603相对应的通孔606；设置在安装筒6内的驱动部，用于驱动四根转轴601转动；固定连接在四根齿条603上的四根安装杆7；固定连接在安装筒6远离安装箱9一端的安装架8，安装架8上固定连接有中心杆801，一根安装杆7上固定连接有第一安装块702，第一安装块702上滑动连接有测量杆703，测量杆703和中心杆801上均转动连接有连接轴705，两根连接轴705上滑动有连杆706，测量杆703与中心杆801上均固定连接有量角器704，连接轴705上固定连接有标针7051，标针7051与量角器704相贴；设置在安装杆7上的激光测距仪708，用于测量长度；中心杆801与测量杆703上均设有摄像头707；固定连接在底座1侧壁的一体机2，激光测距仪708和摄像头707均与一体机2信号连接。
24.将单晶硅棒横放在该装置上，使两个安装筒6上的安装杆7张开到最大值，使单晶硅棒的两端分别插入由八根安装杆7组成的两个内环中，使四根转轴601转动，转轴601通过齿轮602使齿条603滑动，齿条603使四根安装杆7同时向中心杆801移动，当单晶硅棒两侧的安装杆7其中一根与单晶硅棒相抵时，安装座502在第二滑槽401内滑动，使套筒5以及安装在套筒5上的零件整体滑动，直至另一根单晶硅棒侧壁位置的安装杆7与单晶硅棒相抵，当位于单晶硅棒上下两端的安装杆7其中一根与单晶硅棒相抵时，安装箱9及安装箱9上的零件通过滑杆501在套筒5上滑动，使安装箱9上下升降，直至上下两根安装杆7与单晶硅棒相抵，当四根安装杆7将单晶硅棒夹住时，使第一安装板103在底座1上滑动，在滑动的过程中，测量杆703会优先抵住单晶硅棒截面，测量杆703端点多出中心杆801的端点，且长度不小于一厘米，直至中心杆801与单晶硅棒截面的中心点相抵，然后使安装筒6转动，测量杆703会以中心杆801的轴线为轴心转动，在测量杆703端点的位置会随着单晶硅棒的截面变化而变化，摄像头707将标针7051标示的数据记录下来并反馈至一体机2内，通过一体机2查找所测量出的最大值，然后通过最大值减去测量杆703端点与中心杆801之间的初始角度得出斜度，初始角度为测量杆703的端点与中心杆801的端点处于同一平面时，两杆之间的夹角，然后通过激光测距仪708测量出单晶硅棒的长度，并将数据存入一体机2中，一体机2为电脑，在此不做赘述，该装置通过四根安装杆7将单晶硅棒夹住，使中心杆801的轴线与单晶硅棒的轴线处于同一条直线，通过使两根中心杆801与单晶硅棒两端的端面中心点相抵，快速准确的测量出单晶硅棒的长度，激光测距仪708会测量出两根中心杆801中心端点之间的距离，然后使安装筒6转动，使测量杆703转动，对单晶硅棒端面进行整体测量，快速测量出多组数据，从中取出最大值，利用最大值减去测量杆703端点与中心杆801之间的初始角度得出精确的斜度数值，以此提高测量精度。
25.实施例二：参照图1、图4，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，驱动部包括第二电机605，第二电机605固定连接在安装筒6内，第二电机605的驱动端固定连接有第一驱动轴6051，第一驱动轴6051与四根转轴601通过链轮传动组604转动相连，安装箱9内固定连接有第三电机901，第三电机901的输出端固定连接有第二驱动轴902，第二驱动轴902与安装筒6固定连接，底座1内固定连接有第一电机101，第一电机101的输出端固定连接有丝杆102，第一安装板103上开设有与丝杆102相对应的螺纹孔。
26.启动第一电机101，第一电机101使丝杆102转动，第一丝杆102使第一安装板103滑动，第一电机101设有两个，且对称分布在底座1内，防止单晶硅棒中心截面与底座1的中心
截面不在同一竖直平面，避免只有一根中心杆801与单晶硅棒的端面相抵，从而避免得不到准确的长度测量数值，启动第二电机605，第二电机605通过第一驱动轴6051和链轮传动组604使四根转轴601同时转动，四根转轴601通过四个齿轮602使四根齿条603同时滑动，通过四根齿条603使四根安装杆7同时滑动，通过控制第一驱动轴6051的转向控制四根安装杆7同时向中心杆801移动还是向远离中心杆801的方向移动，通过启动第三电机901，第三电机901通过第二驱动轴902使安装筒6转动，安装筒6使安装杆7带动测量杆703转动，对单晶硅棒的端面进行测量。
27.实施例三，参照图1，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，底座1内开设有第一滑槽105，第一安装板103上固定连接有滑块104，滑块104滑动连接在第一滑槽105内。
28.通过使滑块104在在第一滑槽105滑动，利用第一滑槽105和滑块104增加第一安装板103的稳定性，防止其在移动的过程中发生颠动，避免中心杆801与单晶硅棒的中心发生错位无法得出准确数值。
29.实施例四：参照图1，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，底座1上固定连接有安装台3，安装台3的顶部固定连接有放置台301，放置台301的顶部固定连接有弹性伸缩杆302，弹性伸缩杆302的输出端固定连接有圆球303。
30.将单晶硅棒放置在圆球上303，单晶硅棒自身的重量使圆球303向下移动，圆球303使弹性伸缩杆302收缩，弹性伸缩杆302设有多组，且均匀设置在放置台301上，利用多组圆球303之间的间隔来对单晶硅棒进行限位，防止其发生滚动，防止单晶硅棒滚下放置台301摔坏。
31.实施例五：参照图2，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，测量杆703套有弹簧709，测量杆703上固定连接有限位块7091，弹簧709的两端分别与限位块7091和第一安装块702相抵。
32.当测量杆703与单晶硅棒相抵且中心杆801继续向单晶硅棒移动时，测量杆703在第一安装块702上滑动，限位块7091与第一安装块702使弹簧709收缩，利用弹簧709的弹力特性使测量杆703始终与单晶硅棒的端面相抵，从而便于得到准确的数值。
33.实施例六：参照图1、图2和图7，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，四根安装杆7朝向中心杆801的一侧、测量杆703的输出端和中心杆801的输出端均设有滚珠701。
34.通过滚珠701减小测量杆703与单晶硅面之间的摩擦力，防止安装筒6转动时测量杆703将单晶硅的表面刮花，通过滚珠701减小中心杆801与单晶硅端面的摩擦力，防止安装筒6转动时中心杆801使单晶硅棒上出现凹痕。
35.实施例六：参照图5，一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置，与实施例一基本相同，更进一步的是，安装座502的底部固定连接有滚轮503，滚轮503与第二滑槽401的底壁相抵。
36.通过滚轮503减小安装座502与第二滑槽401之间的摩擦力，从而减安装座502滑动的阻力，使其滑动的更流畅。
37.一种检测单晶硅棒长度和斜度的装置的检测方法，采用以下步骤：步骤一：将单晶硅棒放置在放置台301上，单晶硅棒使弹性伸缩杆302收缩，利用多余的弹性伸缩杆302对单晶硅棒进行固定；
步骤二：使四根安装杆7之间的间距分离到最大值；步骤三，使八根安装杆7向单晶硅棒移动，使单晶硅棒的两端分别插入由八根安装杆7组成的两个内环中；步骤四：启动第二电机605，第二电机605使四根安装杆7同时向单晶硅棒移动，使四根安装杆7将单晶硅棒夹住，从而使中心杆801的轴心与单晶硅棒的轴心处于同一轴线；步骤五：使两根中心杆801上的滚珠701分别与单晶硅棒两端的轴心相抵，使测量杆703上的滚珠701与单晶硅棒的端面相抵，启动第三电机901，第三电机901使安装筒6转动，安装筒6使四根安装杆7转动，对截面的斜度进行测量，摄像头707将标针7051标示的数据记录下来并反馈至一体机2内，通过一体机2查找所测量出的最大值，然后通过最大值减去测量杆703端点与中心杆801之间的初始角度得出斜度，以此确定截面的斜度；步骤六：两根中心杆801与单晶硅棒的中心相抵，激光测距仪708对单晶硅棒的长度进行测量，测量出的数据存入一体机2中。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。