可竖移止晃的提拉机构及其使用方法与流程

1.本发明涉及单晶生长技术领域，具体涉及一种可竖移止晃的提拉机构及其使用方法。


背景技术：

2.在直拉单晶制造法(cz法)的单晶生长中，利用提拉机构和籽晶夹将籽晶浸渍于坩埚内所积存的原料熔汤中，并利用提拉机构将所浸渍的籽晶缓慢提拉，通过这种方式可以于籽晶的下方生长出单晶晶体。
3.相关技术中，提拉机构为软轴(如钼丝绳)，利用软轴的牵拉，可以实现籽晶夹的旋转和升降，以带动籽晶进行旋转和升降。但是，在旋转或升降过程中，容易出现籽晶的晃动，而且无法快速稳定，影响单晶的生长。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可竖移止晃的提拉结构，所述提拉机构在旋转和升降籽晶夹的过程中，能够快速稳定籽晶夹的晃动，减少对晶棒生长的影响。
5.本发明还旨在提出一种可竖移止晃的提拉机构的使用方法。
6.根据本发明实施例的可竖移止晃的提拉结构，包括：籽晶夹，所述籽晶夹用于固定籽晶，以将所述籽晶吊在熔汤中生成晶棒，所述籽晶夹的至少部分外周面为回转形的配合面；软轴，所述软轴下端连接所述籽晶夹，所述软轴构造成能够牵引所述籽晶夹旋转和升降；限位件，所述限位件为一个且环绕所述籽晶夹设置，或者所述限位件为多个且环绕所述籽晶夹分布，所述限位件构造成能够绕所述软轴的旋转轴线旋转，且所述限位件在第一位置和第二位置之间可竖向移动，所述限位件的朝向所述软轴的旋转轴线的至少部分表面为限位面；在所述第一位置时所述限位件的所述限位面位于所述配合面的上方，在所述第二位置时所述限位面位于所述配合面的高度范围内。
7.根据本发明实施例的可竖移止晃的提拉结构，当籽晶夹未出现晃动或者晃动幅度较小而不影响结晶生长时，限位件位于第一位置，限位面位于配合面的上方，此时限位件不影响籽晶夹的旋转与升降。当籽晶夹出现一定幅度的晃动时，限位件移动到第二位置，此时限位面位于配合面的高度范围内，限位件能够与籽晶夹围绕软轴同步旋转和升降，使限位面和配合面在籽晶夹的周向上不发生相对的移动，从而通过限位面与配合面的配合，对籽晶夹进行径向上的限位，可实现对籽晶夹晃动的快速稳定，减少对晶棒生长过程的影响。
8.在一些实施例中，所述限位件为限位管，所述限位管的内周面为回转形面，所述回转形面的至少一部分构成所述限位面。
9.在一些实施例中，所述提拉机构还包括：硬轴，所述硬轴设置在所述籽晶夹的水平一侧或者套在所述籽晶夹的外侧，所述限位件安装在所述硬轴上；所述硬轴构造成能够绕所述软轴的旋转轴线旋转，所述限位件可升降地安装在所述硬轴上。
10.在一些实施例中，所述提拉机构还包括：切换组件，所述切换组件设置在所述限位件上，当所述限位件位于所述第二位置时所述切换组件与所述籽晶夹相连，以使所述限位件与所述籽晶夹同步运动。
11.进一步地，所述籽晶夹包括：下夹体，所述下夹体用于固定所述籽晶；上夹体，所述上夹体可分离地连接在所述下夹体上，所述上夹体与所述软轴相连；离合结构，所述离合结构设置在所述上夹体和所述下夹体之间，所述离合结构在分离状态和结合状态之间可切换，在分离状态时所述下夹体和所述上夹体之间可分离，在结合状态时所述离合结构将所述下夹体和所述上夹体结合为一体；所述限位件在所述第二位置且所述切换组件连接所述籽晶夹时，所述离合结构由所述结合状态切换至所述分离状态。
12.进一步地，所述离合结构包括：结合件，所述结合件可活动地设在所述上夹体上；结合槽，所述结合槽形成在所述下夹体上；所述离合结构处于所述结合状态时，所述结合件插入配合在所述结合槽的一端；所述离合结构处于所述分离状态时，所述结合件完全退出所述结合槽；所述切换组件能够从所述结合槽的另一端伸至所述结合槽内以与所述下夹体结合，且将所述结合件推出所述结合槽。
13.具体地，所述下夹体包括：竖向设置的夹体管段，所述结合槽沿径向形成在所述夹体管段上；所述上夹体包括：竖向设置的夹体柱段，所述夹体柱段配合在所述夹体管段内；其中，所述离合结构还包括第一弹性件、形成在所述夹体柱段内的安装槽，所述安装槽在所述夹体柱段的外周面上具有安装口，所述安装口正对所述结合槽的一端设置，所述结合件可活动地设置在所述安装槽内，所述第一弹性件位于所述安装槽内且连接所述结合件，所述第一弹性件用于驱动所述结合件沿径向外移以插入所述结合槽内。
14.在一些实施例中，所述限位件的所述限位面上设有收纳槽，所述切换组件包括：切换件，所述切换件的两端为转动端和触发端，所述切换件于转动端可转动地连接在所述收纳槽内，所述切换件具有可切换的收纳位、初始位和触发位；第二弹性件，所述第二弹性件连接所述切换件，用于驱动所述切换件朝向初始位转动；其中，在收纳位，所述切换件位于所述收纳槽内，且所述切换件的触发端位于转动端上方；在初始位，所述切换件的触发端位于所述收纳槽外，且位于所述限位面的朝向所述软轴的旋转轴线的一侧，所述切换件由转动端到触发端向上且朝向所述软轴的旋转轴线的方向延伸设置，在初始位时所述触发端能够位于所述结合槽内；在触发位，所述切换件的触发端位于所述收纳槽外，且所述切换件的触发端与所述软轴的旋转轴线的距离近于初始位时的距离，在触发位时所述切换件的触发端能够顶在所述结合件上以将所述结合件推出所述结合槽。
15.具体地，所述切换件为切换柱，所述结合槽的上表面为与所述软轴的旋转轴线垂直的平面，所述结合槽的下表面在朝向所述软轴的旋转轴线的方向上向上延伸设置，在所述切换组件与所述籽晶夹相连时，所述切换件位于触发位且止抵在所述结合槽的上表面上。
16.在一些实施例中，当所述提拉机构还包括管形的硬轴，所述硬轴套在所述籽晶夹、所述软轴的外侧，所述硬轴上端设有朝向所述软轴的旋转轴线延伸的止挡件，当所述上夹体和所述下夹体脱离时，所述上夹体能够上升且止抵在所述止挡件上。
17.在一些实施例中，所述提拉机构还包括连接在所述软轴或者所述籽晶夹上的重力检测件，所述重力检测件用于检测所述籽晶夹的重量，当检测重量大于等于判定值时所述
切换组件与所述籽晶夹相连。
18.在一些具体实施例中，所述提拉机构具有第一模式，在所述第一模式下：软轴牵引籽晶夹旋转和升降，限位件保持在第一位置；当所述籽晶夹的晃动幅度超出设定范围时，所述限位件下降至第二位置，且所述限位件保持与所述籽晶夹同步转动。
19.进一步地，当提位机构包括切换组件，切换组件设置在所述限位件上，当所述限位件位于所述第二位置时所述切换组件与所述籽晶夹相连，以使所述限位件与所述籽晶夹同步运动时，所述提拉机构具有第二模式，在所述第二模式下：所述限位件位于所述第二位置，所述切换组件与所述籽晶夹相连，所述限位件带动所述籽晶夹同步升降和同步旋转。
20.具体地，当所述提拉机构还包括硬轴，所述硬轴套在所述籽晶夹、所述软轴的外侧，所述硬轴上端设有止挡件；当所述籽晶夹包括：下夹体，所述下夹体用于固定所述籽晶；上夹体，所述上夹体可分离地连接在所述下夹体上，所述上夹体与所述软轴相连；离合结构，所述离合结构包括：结合件，所述结合件可活动地设在所述上夹体上；结合槽，所述结合槽形成在所述下夹体上；所述限位件的所述限位面上设有收纳槽，所述切换组件包括：切换件，所述切换件的两端为转动端和触发端，所述切换件于转动端可转动地连接在所述收纳槽内，所述切换件具有可切换的收纳位、初始位和触发位；第二弹性件，所述第二弹性件连接所述切换件，用于驱动所述切换件朝向初始位转动；所述提拉机构从所述第一模式向所述第二模式切换的步骤包括：s1：控制所述限位件绕所述软轴的旋转轴线旋转，使所述切换件与所述结合槽在周向上相对，并保持所述限位件与所述籽晶夹的转速相同；s2：控制所述限位件相对所述籽晶夹下降，让所述限位件的所述限位面逐渐落于所述籽晶夹的配合面的高度范围内，使所述配合面将所述切换件由初始位挤压进位于所述收纳槽内的收纳位；继继控制所述限位件相对所述籽晶夹下降，使所述切换件的触发端落于所述结合槽内，所述切换件到达初始位；控制所述限位件相对所述籽晶夹上升，使所述切换件的触发端接触所述结合槽的上表面且逐渐转至触发位，并所述切换件的触发端将所述结合件推出所述结合槽；s3：向上收卷所述软轴，将所述上夹体从所述下夹体上分离下来，将所述上夹体提升至止抵在所述止挡件上。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1是本发明一个实施例的提拉机构的限位件在第一位置的截面示意图；
24.图2是本发明一个实施例的提拉机构的限位件在第二位置的截面示意图；
25.图3是本发明另一个实施例的提拉机构与籽晶的截面示意图；
26.图4是图3所示提拉机构的使用过程图；
27.图5是图3所示提拉机构在切换组件正对结合槽时的局部放大图；
28.图6是图3所示实施例的提拉机构的俯视截面示意图；
29.图7是图3所示实施例的提拉机构在软轴收卷后的截面示意图。
30.附图标记：
31.提拉机构100、
32.籽晶夹10、配合面10s、
33.下夹体11、夹体管段111、夹体内环112、
34.上夹体12、夹体柱段121、上遮盖122、
35.离合结构13、
36.结合件131、半球面1315、
37.结合槽132、第一弹性件133、安装槽134、安装口1341、
38.软轴20、旋转轴线l1、
39.限位件31、限位面31s、
40.硬轴40、中心轴线l2、止挡件45、
41.切换组件60、切换件61、第二弹性件62、
42.籽晶200。
具体实施方式
43.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“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。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.下面参考附图描述根据本发明的可竖移止晃的提拉机构100。
46.如图1和图2所示，根据本发明实施例的提拉机构100，包括：籽晶夹10、软轴20和限位件31。
47.籽晶夹10用于固定籽晶200，以将籽晶200吊在熔汤中生成晶棒。软轴20下端连接籽晶夹10，软轴20构造成能够牵引籽晶夹10旋转和升降。
48.可以理解的是，在直拉单晶制造法的单晶生长中，在合适的温度下，当籽晶200吊在原料熔汤中，熔汤中的原子会顺着籽晶200的原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。通过软轴20牵引籽晶夹10上升，使籽晶200缓慢生长，持续结晶，生成晶棒。通过软轴20牵引籽晶夹10旋转，带动晶棒旋转，可以控制晶棒生长时的直径。
49.由于软轴20的刚性较小，在软轴20牵引籽晶夹10旋转和升降的过程中，籽晶夹10容易产生晃动，使晶棒下端与熔汤液面距离不稳，且晶棒生长直径变化，即影响了晶棒生长。为解决这一技术问题，本技术中提出的提位机构100还包括限位件31。
50.限位件31为一个且环绕籽晶夹10设置，或者限位件31为多个且环绕籽晶夹10分布，限位件31构造成能够绕软轴20的旋转轴线l1旋转，且限位件31在第一位置和第二位置
之间可竖向移动。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，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。
51.如图1所示，籽晶夹10的至少部分外周面为回转形的配合面10s，限位件31的朝向软轴20的旋转轴线l1的至少部分表面为限位面31s。在第一位置时限位件31的限位面31s位于配合面10s的上方，在第二位置时限位面31s位于配合面10s的高度范围内。
52.在本技术的提拉装置中，当籽晶夹10未出现晃动时，参照图1所示，限位件31位于第一位置，限位面31s位于配合面10s的上方，此时限位件31不影响籽晶夹10的旋转与升降。当籽晶夹10出现晃动时，参照图2所示，限位件31移动到第二位置，此时限位面31s位于配合面10s的高度范围内，限位件31能够与籽晶夹10围绕软轴20同步旋转和升降，使限位面31s和配合面10s在籽晶夹10的周向上不发生相对的移动，从而通过限位面31s与配合面10s的配合，对籽晶夹10进行径向上的限位，可实现对籽晶夹10晃动的快速稳定，减少对晶棒生长过程的影响。
53.本技术中，配合面10s为回转形面，可以是圆柱面、圆锥面甚至球面等，这里不作限制。所述限位件31上的限位面31s，其形状与限位件31对籽晶夹10的设置结构相匹配。例如，当限位件31为一个且环绕所述籽晶夹10设置时，限位面31s可以是圆环面、圆弧面、锥面、各种柱面等。当所述限位件31为多个且环绕所述籽晶夹10分布时，对于单个限位件31上的限位面31s形状不限，可以是弧面等。
54.在本技术中，在所述第二位置时，所述限位面31s位于所述配合面10s的高度范围内，如图2所示，指的是限位面31s处于配合面10s的最高高度和最低高度之间，这样使限位面31s限制在配合面10s的径向外侧。
55.在一些实施例中，如图1、图2所示，限位件31为限位管，限位管的内周面为回转形面，回转形面的至少一部分构成限位面31s。在这样的结构下，限位面31s与配合面10s均为回转形面，可使限位面31s对籽晶夹10在360度的角度范围内都能限制，提高限位件31对籽晶夹10的稳定效果。这样设置限位件31，限位件31结构强度及刚度较大，在与籽晶夹10碰触时不易变形、断裂。
56.在一些实施例中，如图1、图2所示，提拉结构还包括硬轴40，硬轴40设置在籽晶夹10的水平一侧或者套在籽晶夹10的外侧，限位件31安装在硬轴40上。硬轴40的刚性较大，限位件31安装在硬轴40上，使限位件31不易产生水平方向的晃动，从而限位件31在第二位置能够更好地对籽晶夹10的水平位置进行限定，有效稳定籽晶夹10。
57.采用硬轴40连接限位件31，硬轴40竖向设置，可以减少占用面积，方面提拉机构100在整个设备的安装。
58.进一步地，硬轴40构造成能够绕软轴20的旋转轴线l1旋转，限位件31可升降地安装在硬轴40上。由此，限位件31可与籽晶夹10实现同步升降，同时，硬轴40能够带动限位件31旋转，在这样的设置下，限位件31也能够围绕软轴20的旋转轴线l1与软轴20同步旋转，从而限位件31在第二位置时能够将籽晶夹10的旋转轴线l1限定为软轴20的旋转轴线l1，有效地减少籽晶夹10的晃动。
59.而且限位件31的旋转和移动，运动位置分开。限位件31需要升降时沿硬轴40升降，限位件31需要旋转时由硬轴40旋转，两个运动的驱动源分开，可以简化驱动结构，提高对运动精度的控制。
60.具体地，硬轴40、限位件31均为圆管体，硬轴40套在限位件31的径向外侧，软轴20位于硬轴40的中心轴线l2上。将硬轴40和限位件31设置为圆管体，在工艺上较为简单，且具有较好的结构强度。限位件31连接在硬轴40上时，硬轴40套在限位件31外侧，对限位件31具有限位效果，限位件31相对于硬轴40不易发生晃动。硬轴40、限位件31均为圆管体，可提高其结构刚度大，在受力冲击时变形、震动幅度小，可进一步提高限位件31运动控制的准确性。
61.当然，在本方案中，硬轴40结构不限于圆管体，例如，硬轴40也可设置为方管体，此时，限位件31可设置为圆管体，也可在硬轴40内侧设置多个限位件31相对中心轴线l2呈中心对称，均可实现限位件31与硬轴40的可靠连接。
62.本技术中，将硬轴40套在籽晶夹10的外侧，能够对籽晶夹10形成一定保护，防止硬轴40外侧的环境对籽晶夹10的稳定性和籽晶200产生影响，例如，防止硬轴40外侧气流使籽晶夹10产生晃动，又例如，防止硬轴40气流带来杂质附着在籽晶200上，对籽晶200造成污染。
63.本技术中，限位件31相对硬轴40竖向移动的驱动方式不限，例如硬轴40上设有竖向设置的升降槽，限位件31包括滑座32，滑座32可上下滑动地配合在升降槽44内。又例如，限位件31通过丝杠-螺母结构连接在硬轴40上等。
64.在一些实施例中，如图3-图5所示，提拉机构100还包括：切换组件60，切换组件60设置在限位件31上，当限位件31位于第二位置时切换组件60与籽晶夹10相连，以使限位件31与籽晶夹10同步运动。由此，当限位件31位于第二位置时，籽晶夹10通过切换组件60与限位件31连接，此时限位件31通过切换组件60承受籽晶夹10的重量，相对软轴20能够承受更大的重量。
65.当软轴20不适合再提拉籽晶夹10时，达到判定条件，可以将切换组件60与籽晶夹10相连，使限位件31切换至与籽晶夹10硬接触，让限位件31带动籽晶夹10升降和旋转，代替软轴20的作用。当限位件31连接在硬轴40上时，籽晶夹10及籽晶200、晶棒的负荷，可以由软轴20切换至硬轴40，籽晶夹10的运动由软驱动切换至硬驱动。
66.本技术中，判定条件的设置可以根据实际需要确定。例如，当软轴20超过设定使用寿命时，可以将籽晶夹10由软轴20切换至硬轴40。又例如，当软轴20的负荷过大导致容易断裂或者使用寿命减短，可以将籽晶夹10由软轴20切换至硬轴40。
67.这样在软轴20不适合提拉时切换由限位件31提拉，从而提高了晶棒生长的安全性，降低晶棒掉落砸进熔汤的风险。
68.本技术中，判定条件可以由人工确定，也可以通过设备自动确定。例如当工人发现软轴20有断裂风险时由工人输出指令，将籽晶夹10由软轴20提拉切换成由硬轴40提拉。又例如，当测得晶棒达到设定长度，设备自动将籽晶夹10由软轴20提拉切换成由硬轴40提拉。
69.在一些具体实施例中，提拉机构100还包括连接在软轴20或者籽晶夹10上的重力检测件(图未示出)，重力检测件用于检测籽晶夹10的重量，当检测重量大于等于判定值时，即满足判定条件，切换组件60与籽晶夹10相连。通过限位件31承受籽晶夹10的重量，防止软轴20承受的重量超出负载能力而断裂，降低了晶棒等砸进熔汤风险。采用重力检测件检测，相对于其他方式，对于判定条件的判断更加准确，而且可以实现切换自动化。
70.这里，重力检测件设在软轴20上或者设在籽晶夹10上，都可以测量带籽晶200的籽
晶夹10的重量。而籽晶200上会生成晶棒，随着晶棒的生长重量增加，因此重力检测件的测量结果会有变化。当超过判定值时，表明软轴20悬挂的重量过重，对软轴20造成断裂风险，此时切换可以降低风险。
71.在本技术中，当籽晶夹10由软轴20提拉，切换成由限位件31提拉后，软轴20可以继续保持连接在籽晶夹10上，也可以离开籽晶夹10。
72.在一些实施例中，如图3-图5所示，籽晶夹10包括：下夹体11、上夹体12和离合结构13。下夹体11用于固定籽晶200，上夹体12可分离地连接在下夹体11上，上夹体12与软轴20相连。离合结构13设置在上夹体12和下夹体11之间，离合结构13在分离状态和结合状态之间可切换。
73.在结合状态时离合结构13将下夹体11和上夹体12结合为一体，此时，软轴20连接上夹体12控制籽晶夹10的旋转与升降。限位件31在第二位置且切换组件60连接籽晶夹10时，离合结构13由结合状态切换至分离状态。在分离状态时下夹体11和上夹体12之间可分离，此时上夹体12与软轴20连接，下夹体11与限位件31连接，通过限位件31控制下夹体11和籽晶200的旋转和升降。
74.由此，下夹体11在提拉机构100中具有两种连接方式，当离合结构13处于结合状态时，下夹体11与上夹体12连接，软轴20连接在上夹体12上用于控制籽晶夹10的旋转与升降，此时软轴20直接连接控制籽晶夹10的方式较为方便，但软轴20能够承受的重量有限。当离合结构13处于分离状态时，下夹体11与限位件31连接。当限位件31连接在硬轴40上，硬轴40的结构强度高于软轴20，使切换组件60在硬轴40上能够带动更大重量的下夹体11和籽晶200旋转与升降。
75.本技术方案的提拉机构100，在实际使用中，可根据软轴20的提拉重量控制籽晶夹10的连接方式，当籽晶夹10和籽晶200的重量较小时，下夹体11与上夹体12连接，通过软轴20连接籽晶夹10，当籽晶夹10和籽晶200的重量较大，达到软轴20承受重量的判定值时，可将限位件31移动到第二位置，下夹体11通过切换组件60与限位件31连接，离合结构13切换到分离状态，通过限位件31和硬轴40承受更大的重量，防止籽晶夹10的重量超过软轴20的负载能力。
76.需要说明的是，离合结构13和切换组件60的数量可对应设置为一个或多个，例如，在图3-图5的示例中，离合结构13和切换组件60均对应设置为四个，四个离合结构13在籽晶夹10的同高度上等间距设置，四个切换组件60也围绕籽晶夹10在同一高度等间距设置。在这样的设置下，离合结构13处于结合状态时，四个离合结构13受力均匀，能够使上夹体12和下夹体11的连接更为稳固，防止下夹体11与上夹体12脱离。离合结构13处于分离状态时，切换组件60与离合结构13配合，四个切换组件60受力均匀，能够使下夹体11与切换组件60的连接更为稳固。由此，在离合结构13处于两种状态时，下夹体11可分别与上夹体12和切换组件60稳固连接，下夹体11不易脱落，保证提拉机构100使用的可靠性。
77.在本技术的方案中，离合结构13可以采用现有技术已知的离合结构方案，离合结构30可以通过电控自动切换，离合结构30也可以通过外部触发切换，例如通过限位件31的动作来自动切换。
78.在一些具体实施例中，如图3-图5所示，离合结构13包括：结合件131和结合槽132。结合件131可活动地设在上夹体12上，结合槽132形成在下夹体11上。离合结构13处于结合
状态时，结合件131插入配合在结合槽132的一端，离合结构13处于分离状态时，结合件131完全退出结合槽132。切换组件60能够从结合槽132的另一端伸至结合槽132内以与下夹体11结合，且将结合件131推出结合槽132。
79.也就是说，离合结构13处于结合状态时，通过结合件131和结合槽132的配合，上夹体12能够卡接在下夹体11上，从而软轴20可在带动上夹体12的同时带动下夹体11旋转和升降。离合结构13处于分离状态时，切换组件60与结合槽132配合，切换组件60将结合件131推出结合槽132，使上夹体12和下夹体11脱离，此时，软轴20与上夹体12连接并控制上夹体12的旋转和升降，限位件31与下夹体11连接并控制下夹体11的旋转与升降，两者互不影响，保证下夹体11旋转和升降的稳定性。
80.这里，离合结构13的切换通过切换组件60动作来实现，减少了离合结构13的结构复杂性。这样离合结构13零件数量少、重量轻，而且离合结构13由于位于籽晶夹10上，降低了软轴20的提拉负担，降低了工作损耗。
81.在本技术的方案中，切换组件60如何正对结合槽132并伸进结合槽132，可以采用检测件获取，例如设置霍尔传感器等方式来检测。
82.具体地，如图3所示，下夹体11包括：竖向设置的夹体管段111，结合槽132沿径向形成在夹体管段111上。上夹体12包括：竖向设置的夹体柱段121，夹体柱段121配合在夹体管段111内。其中，离合结构13还包括第一弹性件133、形成在夹体柱段121内的安装槽134，安装槽134在夹体柱段121的外周面上具有安装口1341，安装口1341正对结合槽132的一端设置，结合件131可活动地设置在安装槽134内，第一弹性件133位于安装槽134内且连接结合件131，第一弹性件133用于驱动结合件131沿径向外移以插入结合槽132内。在上夹体12和下夹体11连接时，夹体管段111和夹体柱段121配合，能够使上夹体12和下夹体11在水平方向上的位置固定，通过结合件131与结合槽132的配合，可实现上夹体12和下夹体11在竖直方向上的连接位置固定，此外第一弹性件133驱动结合件131插入结合槽132内，防止结合件131从结合槽132脱出，使上夹体12和下夹体11的连接更为稳固。
83.需要说明的是，在图3的示例中，下夹体11还包括夹体内环112，夹体内环112用于将籽晶200固定在下夹体11上。夹体内环112在向下的方向上内径逐渐减小，籽晶200上端部分向下的内径也逐渐减小，从而籽晶200可通过自身的重量稳固地挂在夹体内环112上，实现籽晶200在下夹体11上的连接。
84.在本技术方案中，对第一弹性件133的结构不做限制，例如，第一弹性件133可设置为弹簧。
85.具体地，结合件131的径向外端表面为半球面1315。半球面1315具有较好的结构强度，当切换组件60推动结合件131时，结合件131受到的压力能够在半球面1315上分散，使结合件131不易变形，具有更好的耐用性。此外，将结合件131的径向外端设置为半球面1315，在夹体柱段121与夹体管段111配合时，结合件131可通过半球曲面直接被夹体柱段121上沿压入安装槽134内，方便上夹体12与下夹体11的连接。
86.在一些实施例中，如图3-图5所示，限位件31的限位面31s上设有收纳槽，切换组件60包括：切换件61和第二弹性件62。
87.切换件61的两端为转动端和触发端，如图5中切换件61下端为转动端，上端为触发端。切换件61于转动端可转动地连接在收纳槽内，切换件61具有可切换的收纳位、初始位和
触发位，在图4的三个变化图中，上图切换件61处于收纳位，中图切换件61处于初始位，下图切换件61处触发位。第二弹性件62连接切换件61，用于驱动切换件61朝向初始位转动。也就是说，当没有籽晶夹10的束缚，切换件61会在第二弹性件62的弹力下保持在初始位。
88.如图4的上图所示，在收纳位，切换件61位于收纳槽内，且切换件61的触发端位于转动端上方。
89.如图4的中图所示，在初始位，切换件61的触发端位于收纳槽外，且位于限位面31s的朝向软轴20的旋转轴线l1的一侧，切换件61由转动端到触发端向上且朝向软轴20的旋转轴线l1的方向延伸设置，在初始位时触发端能够位于结合槽132内。
90.如图4的下图所示，在触发位，切换件61的触发端位于收纳槽外，且切换件61的触发端与软轴20的旋转轴线l1的距离近于初始位时的距离，在触发位时切换件61的触发端能够顶在结合件131上以将结合件131推出结合槽132。
91.由此设置，可以通过调节限位件31与籽晶夹10的相对高度，就可以使切换组件60自动地与籽晶夹10结合，自动地将结合件131推出结合槽132，使上夹体12和下夹体11脱离。这种切换组件60，结构简单，重量轻，且极地降低了控制难度。
92.在本技术方案中，对第二弹性件62的结构不做限制，例如，第二弹性件62可设置为扭簧。
93.此外，收纳槽的形状可根据切换件61设置为不同形状，收纳槽内具有一定提供切换件61转动的空间，例如，在图3-图5的示例中，切换件61为切换柱，收纳槽截面为径向向外开口逐渐增大的扩口，切换柱在收纳槽内可转动至水平，同时扩口的上顶面保持水平，使收纳槽与切换柱配合时能更稳定的连接籽晶夹10。又例如，切换件61为切换柱时，收纳槽截面也可设置为四分之一圆，能够实现同样的效果。
94.在一些具体实施例中，如图5和图6所示，切换件61为切换柱，结合槽132的上表面为与软轴20的旋转轴线l1垂直的平面，结合槽132的下表面在朝向软轴20的旋转轴线l1的方向上向上延伸设置，在切换组件60与籽晶夹10相连时，切换件61位于触发位且止抵在结合槽132的上表面上。这样结合槽132的上表面为与软轴20的旋转轴线l1垂直的平面，使切换件61止抵在结合槽132的上表面后保持水平，不易脱离。结合槽132的下表面在朝向软轴20的旋转轴线l1的方向上向上延伸设置，结合槽132不仅提供了充足空间供切换件61转动，可以限制切换件61的转动角度和转动方向，而且结合槽132占用体积小，有助于保持籽晶夹的结构强度。
95.在一些实施例中，上夹体12还包括上遮盖122，上遮盖122遮挡在下夹体11的上方，上遮盖122的水平投影面积大于下夹体11的水平投影面积。
96.需要说明的是，在晶棒生长的过程中，需要向硬轴40中充入惰性气体，以使晶棒生成环境充满惰性气体，降低环境中空气含量，减少杂质混入，提高晶棒的纯净度。本文中以氩气为例，氩气吹向籽晶200，可能会使籽晶200和下方晶棒降温。本技术中通过设置上遮盖122，上遮盖122能够对下夹体11和籽晶200形成一定遮挡，减少直吹籽晶200、晶棒的氩气量，减少籽晶200、晶棒的温度波动，从而有利于提高结晶形成的速度稳定性。
97.具体地，硬轴40上端设有朝向软轴20的旋转轴线l1延伸的止挡件45，当上夹体12和下夹体11脱离时，上夹体12能够上升且止抵在止挡件45上。这样有助于对硬轴40内部管腔进一步密封，减少外部气流对结晶影响。
98.在一些具体实施例中，当提拉机构100还包括圆管形的硬轴40，硬轴40套在籽晶夹10、软轴20的外侧，软轴20位于硬轴40的中心轴线l2上时，上遮盖122可以为圆形，通过软轴20的提拉，上遮盖122与硬轴40同轴设置，这样上遮盖122对籽晶200的遮盖作用，在周向上较均匀。
99.具体地，上遮盖122的直径至少为硬轴40的内径的0.8倍。这样设置，可以保证上遮盖122的覆盖遮挡区域面积大，进一步减少惰性气体直吹晶棒的几率，从而保证晶棒生长的稳定性。
100.可选地，上遮盖122的直径小于硬轴40的内径，从而减少在软轴20提拉籽晶夹10时，上遮盖122与硬轴40之间的摩擦损失。当然，本技术方案不限于此，有的方案中上遮盖122的边缘为光滑面，甚至上遮盖为软性盖，此时上遮盖122的直径可以接近硬轴40的内径。
101.在一些具体实施例中，籽晶夹10外周面的上端设有倒角，可以倒圆角或者倒直角。限位件31为管状且套在籽晶夹10外侧时，限位件31的内周面下端设有倒角，可以倒圆角或者倒直角。由此，在限位件31于第一位置、第二位置之间切换时，可以更加顺畅，降你卡顿几率。
102.综上，本技术的这种籽晶的提拉机构100，当籽晶200出现晃动时，可以通过限位件31的动作实现籽晶200的快速稳定，即快速停止晃动。当提拉重量较大时，可以将籽晶200从软轴20连接切换至到硬轴40连接，以保证提拉的可靠性。
103.下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的可竖移止晃的提拉机构100的使用方法。这里提拉机构100为上述实施例的提拉机构100，这里对于提拉机构100的结构不作赘述。
104.如图1和图2所示，提拉机构100具有第一模式，在第一模式下：软轴20牵引籽晶夹10旋转和升降，限位件31保持在第一位置。当籽晶夹10的晃动幅度超出设定范围时，限位件31下降至第二位置，且限位件31保持与籽晶夹10同步转动。在这种模式下，当籽晶夹10晃动较小时，限位件31保持在第一位置，对籽晶夹10的旋转和升降不产生干扰，当籽晶夹10的晃动幅度超出设定范围时，限位件31可下降到第二位置，实现对籽晶夹10的快速稳定。限位件31与籽晶夹10同步转动，可保证限位件31对籽晶夹10的稳定效果，配合面10s和限位面31s接触时不会产生摩擦力使籽晶夹10的摇晃增大。
105.在一些实施例中，如图3-图6所示，提位机构包括切换组件60，切换组件60设置在限位件31上，当限位件31位于第二位置时切换组件60与籽晶夹10相连，以使限位件31与籽晶夹10同步运动。此时，提拉机构100具有第二模式，在第二模式下：限位件31位于第二位置，切换组件60与籽晶夹10相连，限位件31带动籽晶夹10同步升降和同步旋转。这种模式下，限位件31通过切换组件60与籽晶夹10固定连接，籽晶夹10不会产生相对限位件31的晃动，同时，限位件31相对于软轴20能够承受更大的籽晶夹10重量。
106.这样，可以在软轴20不适合提拉时，将籽晶夹10由软轴20驱动，切换成由限位件31带动提拉、旋转，降低了软轴20断裂风险，提高了晶棒生长的稳定性及可靠性。
107.在一些具体实施例中，提拉机构100还包括硬轴40，硬轴40套在籽晶夹10、软轴20的外侧，硬轴40上端设有止挡件45。而且籽晶夹10包括：下夹体11、上夹体12和离合结构13。下夹体11用于固定籽晶200。上夹体12可分离地连接在下夹体11上，上夹体12与软轴20相连。离合结构13包括：结合件131和结合槽132，结合件131可活动地设在上夹体12上，结合槽
132形成在下夹体11上。限位件31的限位面31s上设有收纳槽，切换组件60包括：切换件61和第二弹性件62，切换件61的两端为转动端和触发端，切换件61于转动端可转动地连接在收纳槽内，切换件61具有可切换的收纳位、初始位和触发位。第二弹性件62连接切换件61，用于驱动切换件61朝向初始位转动。
108.提拉机构100从第一模式向第二模式切换的步骤包括：
109.s1：控制限位件31绕软轴20的旋转轴线l1旋转，使切换件61与结合槽132在周向上相对，并保持限位件31与籽晶夹10的转速相同；
110.s2：控制限位件31相对籽晶夹10下降，让限位件31的限位面31s逐渐落于籽晶夹10的配合面10s的高度范围内，使配合面10s将切换件61由初始位挤压进位于收纳槽内的收纳位；
111.继继控制限位件31相对籽晶夹10下降，使切换件61的触发端落于结合槽132内，切换件61到达初始位；
112.控制限位件31相对籽晶夹10上升，使切换件61的触发端接触结合槽132的上表面且逐渐转至触发位，并切换件61的触发端将结合件131推出结合槽132；
113.在图4中，如其上图所示，当限位件31相对籽晶夹10下降过多，籽晶夹10的配合面10s会将切换件61约束在收纳槽内，使切换件61自于收纳位。因此当限位件31相对籽晶夹10下降过多时，可控制限位件31相对籽晶夹10适应上升，将切换件61的触发端正对结合槽132，切换件61在第二弹性件62的驱动下转动，转向初始位，使切换件61的触发端伸进结合槽13内，如图4的中图所示。之间再控制限位件31相对籽晶夹10上升，使切换件61的触发端接触到结合槽132的上表面后，由结合槽132的上表面压制切换件61，让切换件61逐渐转至触发位。在图4的下图中，触发位时的切换件61平置，切换件61的触发端将结合件131推出结合槽132。
114.s3：向上收卷软轴20，将上夹体12从下夹体11上分离下来，将上夹体12提升至止抵在止挡件45上。
115.在提拉机构100从第一模式向第二模式切换的步骤中，首先控制限位件31绕软轴20的旋转轴线l1旋转，使切换件61与结合槽132在周向上相对，并保持限位件31与籽晶夹10的转速相同，保证切换件61能够与结合槽132配合。然后驱动限位件31与籽晶夹10的相对高度变化，使切换组件60可以自动完成插入结合槽132，将离合结构13切换至分离状态。这样切换件61从结合槽132的另一端伸至结合槽132内以与下夹体11结合，且切换件61的触发端将结合件131推出结合槽132，实现下夹体11与限位件31的连接，同时使上夹体12可与下夹体11分离。最后向上收卷软轴20，将上夹体12从下夹体11上分离下来，并将上夹体12移动至下夹体11上方，软轴20对籽晶夹10的旋转与升降不产生影响，通过硬轴40控制籽晶夹10的旋转与升降，能够承受更大的重量。通过上夹体12提升至止抵在止挡件45上，有助于对硬轴40内部管腔进一步密封，减少外部气流对结晶影响。
116.根据本发明实施例的可竖移止晃的提拉机构100的其他构成以及操作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。
117.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示意性实施例”、“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发明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
一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
118.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。