[发明专利]一种晶体提拉装置

说明书

技术领域

本发明涉及人工生长晶体领域，更具体地，涉及一种晶体提拉装置。

背景技术

由于国内外对晶体材料尤其是激光晶体材料的大量应用，国内晶体生长设备的市场，尤其是提拉法生长晶体设备的需求日益提高。提拉法晶体生长过程中晶体的质量增加往往非常缓慢，这对称重机构的称重分辨率提出了严格要求。为了减小由于机构引起的预加载荷在整体称重量程中所占比例，充分利用称重传感器的量程及精度，当今的自动化晶体生长机构往往采用上称重方法，将称重传感器安装于提拉装置中。

如现有上称重法的晶体提拉装置大都采用工业级应变梁式传感器结合正向位移限位的方式进行设计。

采用工业级应变梁式传感器结构相对简单，易于实现。但精度不高，分辨率往往在1/3000 - 1/10000。这种传感器不能满足大型晶体的慢速生长，例如直径60mm-100mm的Nd:YAG 的晶体生长等。

采用应变梁式传感器的提拉机构往往具有悬臂梁的结构特点，这种悬臂梁结构使得负载重心偏离称重传感器的称重轴，从而引入了称重的系统误差且难以修正。

正向位置限位简单有效，但单一的正向限位不具有反向过载保护功能，无法应对余料结晶时产生的反向过载问题。

现有技术也有采用高精度称重传感器，然而高精度的称重传感器的正向过载能力往往不足，且无反向过载保护。在提拉法生长晶体的后半段，当晶体生长接近完成时，需要对坩埚里的剩余原料（质量往往是已生长晶体质量的2-3倍）进行结晶与拉脱，这个过程中由于坩埚内原料的膨胀，结晶的晶体对整个晶转装置有较大的竖直向上的作用力，该作用力将直接作用于称重传感器，且与称重传感器的正常工作方向相反，从而形成对称重传感器的反向过载载荷。这种反向过载对称重传感器产生的作用是破坏性的。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种能够避免负载偏心对称重结果产生影响的一种晶体提拉装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种晶体提拉装置，包括晶升机构、提升平台和安装在提升平台上的称重传感器，还包括均为轴对称结构的晶转机构和称重吊篮，所述称重吊篮包括吊篮上平板和一端与吊篮上平板连接的吊篮连接杆，吊篮上平板与吊篮连接杆连接后形成轴对称结构，吊篮上平板安装在称重传感器的称重平面上，吊篮连接杆另一端向下穿过提升平台上的通孔与晶转机构连接，称重吊篮和晶转机构的几何对称轴同轴连接且该几何对称轴落于称重传感器的称重轴心上。本发明通过设置称重吊篮来承受晶转机构的重量，称重吊篮和晶转机构连接共同形成预加载荷作用于称重传感器上，而且晶转机构、称重吊篮的结构是轴对称的，这样可以保证晶转机构、称重吊篮的质心在其几何对称的轴心之上，该对称轴是几何上存在的轴。安装时也是保证晶转机构、称重吊篮的几何对称轴心同轴连接且该几何对称轴落于称重传感器的称重轴心上，如此避免负载偏心对称重结果的影响。

作为一种优选方案，所述吊篮上平板通过轴对称结构的反向脱离片安装在称重传感器的称重平面上，反向脱离片固定安装在称重传感器的称重平面上，吊篮上平板上设有花键，其通过花键与反向脱离片实现上下可滑动式连接，吊篮上平板的底面和反向脱离片的表面通过吊篮上平板在花键上的上下移动实现相互压合或者脱离接触，晶转机构、称重吊篮以及反向脱离片的几何对称轴同轴连接且该几何对称轴落于称重传感器的称重轴心上。

作为进一步的优选方案，所述花键包括4个，4个花键均匀分布在吊篮上平板上。

作为进一步的优选方案，所述反向脱离片上设有螺孔，螺孔上安装预紧顶丝，预紧顶丝一端抵在花键上。

作为一种优选方案，还包括正向过载保护基座和长度可调的调节件，正向过载保护基座安装在提升平台上，调节件一端安装在正向过载保护基座上，另一端向上延伸至吊篮上平板下方并与吊篮上平板底面之间具有一定的间隙。

作为进一步的优选方案，所述调节件为螺钉或者螺栓。

作为一种优选方案，所述称重传感器为电磁力传感器。

作为一种优选方案，所述晶转机构包括提拉杆、晶转支撑装置和安装在晶转支撑装置上的晶转电机，提拉杆通过轴承安装在晶转支撑装置并通过联轴器与晶转电机同轴相连，吊篮连接杆一端向下穿过提升平台的通孔与晶转支撑装置连接。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）本发明采用吊篮式结构设计的晶体提拉装置，使得晶转机构、称重吊篮形成的预加载荷的重心作用于称重传感器的称重轴心上，避免产生负载偏心使称重结果产生不可修正的误差。