一种多轴可调的悬挂支撑装置的制作方法

本发明涉及光伏或半导体行业生产设备，尤其涉及一种多轴可调的悬挂支撑装置。

背景技术：

在半导体和光伏领域，高、低压扩散，氧化炉，退火炉，低压化学气相沉积镀膜等设备中，炉门的密封及用于支撑石英舟或石墨舟的支撑机构的承重能力直接影响设备的性能。随着产能的增加，对于炉体密封要求越来越高，支撑机构的承重要求也越来越高。传统的密封机构和承重机构已经不能满足生产的需要。

传统太阳能电池片的低压扩散设备中，所用的支撑机构一般比较笨重，因为工作时，支撑机构需要承托着30kg以上的电池片、载具，及自身重量，伸入到扩散炉中(1200摄氏度)停留3h以上，这就要求支撑机构具有高承重及在高温环境中低变形的特性。

此外，因为炉管的炉腔很深，相对应的支撑机构很长，支撑机构需要通过调节机构控制其对准炉管口后伸入炉腔，一般要求对支撑机构进行y、z两个直线方向及ry、rz两个角度方向的调节。目前常见的调节机构均比较笨重，不能同时实现密封、支撑和松紧可调节等功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多轴可调的悬挂支撑装置，整体结构简单、方便调节，可同时实现支撑、调节、密封功能；同时支撑杆机构的承重能力强。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种多轴可调的悬挂支撑装置，包括z轴调节机构、rz轴调节机构、y轴调节机构、ry轴调节机构、支撑杆机构、炉门密封机构；所述rz轴调节机构与z轴调节机构的一侧旋转连接，z轴调节机构用于带动rz轴调节机构沿z轴方向运动；所述y轴调节机构与rz轴调节机构固定连接，rz轴调节机构用于带动y轴调节机构在第一平面做旋转运动，第一平面平行于z轴方向；所述ry轴调节机构与y轴调节机构旋转连接，y轴调节机构用于带动ry轴调节机构沿y轴方向运动；所述支撑杆机构的一端与ry轴调节机构连接，另一端穿过炉门密封机构设置；所述ry轴调节机构用于带动支撑杆机构及炉门密封机构在第二平面做旋转运动，第二平面平行于y轴方向；所述炉门密封机构用于密封炉管口。

较佳地，所述支撑杆机构包括支撑杆、陶瓷杆套、支撑杆安装座；所述支撑杆包括手柄段、连接段、受力段，连接段用于连接手柄段和受力段；所述陶瓷杆套内设有一端开口的空腔，支撑杆的手柄段内嵌在该空腔；所述陶瓷杆套的开口一端抵接在炉门密封机构的一侧，支撑杆的连接段及受力段穿过炉门密封机构延伸至炉门密封机构的另一侧；所述支撑杆安装座固定安装于ry轴调节机构的顶部，用于固定陶瓷杆套。

较佳地，所述炉门密封机构包括密封门、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、推杆模组；所述推杆模组包括推杆、推杆座；所述推杆座固定于支撑杆安装座的顶部，推杆一端固定于密封门一侧，另一端活动穿过推杆座设置；所述第一缓冲弹簧套设在推杆外侧且两端分别抵接在密封门与推杆座；所述第二缓冲弹簧套设在陶瓷杆套外侧且两端分别抵接在密封门与支撑杆安装座；所述第一缓冲弹簧与第二缓冲弹簧配合将密封门密封炉管口。

较佳地，所述z轴调节机构包括z轴固定板、z轴滑动板、至少一z轴直线导轨、若干第一z轴调节钉、至少一第二z轴调节钉；所述z轴固定板的顶部设有延伸至z轴滑动板上方的第一耳部；所述第一z轴调节钉、第二z轴调节钉活动穿过第一耳部设置；所述第一z轴调节钉用于调节带动z轴滑动板经z轴直线导轨往靠近第一耳部的方向滑动，第二z轴调节钉用于调节带动z轴滑动板经z轴直线导轨往远离第一耳部的方向滑动。

较佳地，所述rz轴调节机构包括rz轴活动板、rz旋转轴、两rz轴调节钉；所述z轴滑动板的顶部两侧分别设有延伸至rz轴活动板上方的第二耳部，每一rz轴调节钉对应穿过一第二耳部设置；所述rz旋转轴安装于z轴滑动板上，rz轴调节钉用于调节带动rz轴活动板围绕rz旋转轴旋转。

较佳地，所述若干第一z轴调节钉设置为两个，分布在第一耳部的两侧；所述第一z轴调节钉活动穿过第一耳部，其下端与z轴滑动板螺纹连接；所述第二z轴调节钉的中部与第一耳部螺纹连接，其下端抵接在z轴滑动板顶部；所述rz轴调节钉的中部与第二耳部螺纹连接，其下端抵接在rz轴活动板的顶部。

较佳地，所述y轴调节机构包括y轴固定板、y轴滑动板、至少一y轴直线导轨、y轴齿轮调节模组；所述y轴固定板的一侧与rz轴活动板固定连接，且y轴固定板与rz轴活动板垂直布置；所述y轴齿轮调节模组用于驱动y轴滑动板经y轴直线导轨相对于y轴固定板滑动。

较佳地，所述y轴齿轮调节模组包括y轴旋钮、第一齿轮、第二齿轮、y轴齿条；所述y轴齿条固定安装于y轴滑动板的顶部，第一齿轮设于y轴旋钮的一端；所述第二齿轮分别与第一齿轮、y轴齿条啮合连接；所述y轴旋钮用于带动第一齿轮旋转，以带动y轴齿条做直线运动。

较佳地，所述ry轴调节机构包括ry轴活动板、ry旋转轴、ry轴齿轮调节模组；所述ry旋转轴固定设于y轴滑动板的顶部，ry轴齿轮调节模组用于驱动ry轴活动板围绕ry旋转轴旋转。

较佳地，所述ry轴齿轮调节模组包括ry轴旋钮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮；所述第三齿轮设于ry轴旋钮的一端，第五齿轮固定嵌套于ry旋转轴的外侧；所述第四齿轮分别与第三齿轮、第五齿轮啮合连接，ry轴旋钮用于带动第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮运动。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

1)整体结构简单、方便调节，可同时实现支撑、调节、密封功能；

2)在y轴调节机构、ry轴调节机构中使用齿轮调节模组调节，调节前松开螺丝，调好后直接锁紧螺丝，相对调试会简单，而且可以通过齿轮减速，齿轮调节可以把减速比降为10：1，达到精确调节的效果；

3)炉门密封机构的设计能同时实现炉门密封和锁紧；

4)支撑杆机构的承重能力较强，陶瓷杆套的设计可以很好地起到支撑、密封、隔热的作用。

附图说明

图1为本发明的立体意图；

图2为图1省却支撑杆的立体图；

图3为图2的ry轴调节机构旋转一角度的立体图；

图4为图3的rz轴调节机构旋转一角度的立体图；

图5为图1省却支撑杆机构、炉门密封机构的立体图；

图6为本发明的z轴调节机构的结构示意图；

图7为本发明的rz轴调节机构的结构示意图；

图8为本发明的支撑杆与陶瓷杆套的立体图；

其中，附图标识说明：

1—z轴调节机构，2—rz轴调节机构，

3—y轴调节机构，4—ry轴调节机构，

5—支撑杆机构，6—炉门密封机构，

11—z轴固定板，12—z轴滑动板，

13—z轴直线导轨，14—第一z轴调节钉，

15—第二z轴调节钉，21—rz轴活动板，

22—rz旋转轴，23—rz轴调节钉，

31—y轴固定板，32—y轴滑动板，

33—y轴直线导轨，34—y轴齿轮调节模组，

41—ry轴活动板，42—ry旋转轴，

43—ry轴齿轮调节模组，51—支撑杆，

52—陶瓷杆套，53—支撑杆安装座，

61—密封门，62—第一缓冲弹簧，

63—第二缓冲弹簧，64—推杆模组，

341—y轴旋钮，342—第一齿轮，

343—第二齿轮，344—y轴齿条，

431—ry轴旋钮，432—第三齿轮，

433—第四齿轮，434—第五齿轮，

511—手柄段，512—连接段，

513—受力段，641—推杆，

642—推杆座。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1至8所示，本发明提供一种多轴可调的悬挂支撑装置，包括z轴调节机构2、rz轴调节机构3、y轴调节机构4、ry轴调节机构5、支撑杆机构6、炉门密封机构7；所述rz轴调节机构2与z轴调节机构1的一侧旋转连接，z轴调节机构1用于带动rz轴调节机构2沿z轴方向运动；所述y轴调节机构3与rz轴调节机构2固定连接，rz轴调节机构2用于带动y轴调节机构3在第一平面做旋转运动，第一平面平行于z轴方向；所述ry轴调节机构4与y轴调节机构3旋转连接，y轴调节机构3用于带动ry轴调节机构4沿y轴方向运动；所述支撑杆机构5的一端与ry轴调节机构4连接，另一端穿过炉门密封机构6设置；所述ry轴调节机构4用于带动支撑杆机构5及炉门密封机构6在第二平面做旋转运动，第二平面平行于y轴方向；所述炉门密封机构6用于密封炉管口。

其中，所述支撑杆机构5包括支撑杆51、陶瓷杆套52、支撑杆安装座53；所述支撑杆51包括手柄段511、连接段512、受力段513，连接段512用于连接手柄段511和受力段513；所述陶瓷杆套52内设有一端开口的空腔，支撑杆51的手柄段511内嵌在该空腔；所述陶瓷杆套52的开口一端抵接在炉门密封机构6的一侧，支撑杆51的连接段512及受力段513穿过炉门密封机构6延伸至炉门密封机构6的另一侧；所述支撑杆安装座53固定安装于ry轴调节机构4的顶部，用于固定陶瓷杆套52。

所述炉门密封机构6包括密封门61、第一缓冲弹簧62、第二缓冲弹簧63、推杆模组64；所述推杆模组64包括推杆641、推杆座642；所述推杆座642固定于支撑杆安装座53的顶部，推杆641一端固定于密封门61一侧，另一端活动穿过推杆座642设置；所述第一缓冲弹簧62套设在推杆641外侧且两端分别抵接在密封门61与推杆座642；所述第二缓冲弹簧63套设在陶瓷杆套52外侧且两端分别抵接在密封门61与支撑杆安装座53；所述第一缓冲弹簧62与第二缓冲弹簧63配合将密封门61密封炉管口。

所述z轴调节机构1包括z轴固定板11、z轴滑动板12、至少一z轴直线导轨13、若干第一z轴调节钉14、至少一第二z轴调节钉15；所述z轴固定板11的顶部设有延伸至z轴滑动板12上方的第一耳部；所述第一z轴调节钉14、第二z轴调节钉15活动穿过第一耳部设置；所述第一z轴调节钉14用于调节带动z轴滑动板12经z轴直线导轨13往靠近第一耳部的方向滑动，第二z轴调节钉15用于调节带动z轴滑动板12经z轴直线导轨13往远离第一耳部的方向滑动。

所述rz轴调节机构2包括rz轴活动板21、rz旋转轴22、两rz轴调节钉23；所述z轴滑动板12的顶部两侧分别设有延伸至rz轴活动板21上方的第二耳部，每一rz轴调节钉23对应穿过一第二耳部设置；所述rz旋转轴22安装于z轴滑动板12上，rz轴调节钉23用于调节带动rz轴活动板21围绕rz旋转轴22旋转。

所述若干第一z轴调节钉14设置为两个，分布在第一耳部的两侧；所述第一z轴调节钉14活动穿过第一耳部，其下端与z轴滑动板12螺纹连接；所述第二z轴调节钉15的中部与第一耳部螺纹连接，其下端抵接在z轴滑动板12顶部；所述rz轴调节钉23的中部与第二耳部螺纹连接，其下端抵接在rz轴活动板21的顶部。

所述y轴调节机构3包括y轴固定板31、y轴滑动板32、至少一y轴直线导轨33、y轴齿轮调节模组34；所述y轴固定板31的一侧与rz轴活动板21固定连接，且y轴固定板31与rz轴活动板21垂直布置；所述y轴齿轮调节模组34用于驱动y轴滑动板32经y轴直线导轨33相对于y轴固定板31滑动。所述y轴齿轮调节模组34包括y轴旋钮341、第一齿轮342、第二齿轮343、y轴齿条344；所述y轴齿条344固定安装于y轴滑动板32的顶部，第一齿轮342设于y轴旋钮341的一端；所述第二齿轮343分别与第一齿轮342、y轴齿条344啮合连接；所述y轴旋钮341用于带动第一齿轮342旋转，以带动y轴齿条344做直线运动。

所述ry轴调节机构4包括ry轴活动板41、ry旋转轴42、ry轴齿轮调节模组43；所述ry旋转轴42固定设于y轴滑动板32的顶部，ry轴齿轮调节模组43用于驱动ry轴活动板41围绕ry旋转轴42旋转。所述ry轴齿轮调节模组43包括ry轴旋钮431、第三齿轮432、第四齿轮433、第五齿轮434；所述第三齿轮432设于ry轴旋钮431的一端，第五齿轮434固定嵌套于ry旋转轴42的外侧；所述第四齿轮433分别与第三齿轮432、第五齿轮434啮合连接，ry轴旋钮431用于带动第三齿轮432、第四齿轮433、第五齿轮434运动。

本发明工作原理：

本发明适用于光伏或者半导体行业生产设备，特别是高、低压扩散，氧化炉，退火炉，低压化学气相沉积镀膜设备等所需要的炉门处的密封，炉内半成品的支撑和悬挂承重装置。

本发明中，石墨舟或石英舟等放置在支撑杆51的受力段，在y轴调节机构3、ry轴调节机构4、z轴调节机构1、rz轴调节机构2的调节下使支撑杆51对准炉管口，并在外部的驱动机构的驱动下将支撑杆51送入炉管腔内。在密封门61密封炉管口时，第一缓冲弹簧62与第二缓冲弹簧63相互配合平衡弹性，可更好地将密封门61密封在炉管口，防止密封时出现密封门61没密封好的情况(如密封门61的一边卡入炉管口，另一边没接触到炉管口)。

支撑杆51：

采用碳化硅材质，具有高的抗弯强度(15.5mpa)，优良的耐高温，耐腐蚀性，非常高的抗磨损以及低的磨擦系数等优点；可以采用空心结构也可以采用实心结构，在截面尺积不变的情况下，抗弯强度达到最大，同时又可以做成不同形状，满足实际需要，如t形、圆形、方形等。支撑杆51越长，能承载的产品就越多，目前一般为3m及以上，材料太长不好制造加工时，可将支撑杆51的受力段513分为若干段，然后通过螺纹等连接方式将之连接起来，达到相同的效果。

y轴调节机构3：

因y轴齿条344与y轴滑动板32固定连接，通过旋转y轴旋钮341即可调节y轴滑动板32沿y轴方向滑动。y轴调节机构3还包括y轴锁紧螺丝，y轴锁紧螺丝穿过y轴滑动板32后与y轴固定板31螺纹连接，在调节完成后，利用y轴锁紧螺丝锁紧，防止y轴滑动板32与y轴固定板31之间发生异常移动。

ry轴调节机构4：

因ry旋转轴42与y轴滑动板32固定连接，ry旋转轴42的长度方向与y轴滑动板32所在平面垂直；同时，第三齿轮432固定于ry轴旋钮431的一端，第五齿轮434固定嵌套于ry旋转轴42的外侧，通过旋转ry轴旋钮431即可调节ry轴活动板41围绕ry旋转轴42做旋转运动。ry轴调节机构4还包括ry轴锁紧螺丝，ry轴锁紧螺丝穿过ry轴活动板41后与y轴滑动板32螺纹连接，在调节完成后，利用ry轴锁紧螺丝锁紧，防止ry轴活动板41与y轴滑动板32之间发生异常移动。

z轴调节机构1：

当需要将z轴滑动板12往靠近第一耳部的方向调节时，因两第一z轴调节钉14分布在第一耳部的两侧，第一z轴调节钉14的中部与第一耳部活动连接，其下端与z轴滑动板12螺纹连接；第一z轴调节钉14用于将z轴滑动板12往上拉(往靠近第一耳部的方向),调节时的第一z轴调节钉14只做旋转运动，不做上下运动，而z轴滑动板12在螺纹的扭力作用下上下运动；

当需要将z轴滑动板12往远离第一耳部的方向调节调节时，因第二z轴调节钉15的中部与第一耳部螺纹连接，其下端抵接在z轴滑动板12顶部；第二z轴调节钉15既做旋转运动，又做上下运动，以将z轴滑动板12向下(远离第一耳部的方向)顶。

rz轴调节机构2：

因rz轴调节钉23的中部与第二耳部螺纹连接，其下端抵接在rz轴活动板21的顶部。当需要调节时，两个rz轴调节钉23需要同时调节，且调节方向相反(即其中一个往上调节时，另一个往下调节)，以使两rz轴调节钉23的下端始终抵接在rz轴活动板21的顶部。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。