本發(fā)明涉及質(zhì)子交換設(shè)備，尤其涉及一種用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置。

背景技術(shù)：

近年來，光通訊技術(shù)飛速發(fā)展，鈮酸鋰光波導(dǎo)器件在其中扮演著重要角色。在光通信系統(tǒng)中可大量應(yīng)用的鈮酸鋰光波導(dǎo)器件主要有強度調(diào)制器、相位調(diào)制器、耦合器、光開關(guān)及光開關(guān)陣列、波長可調(diào)諧濾波器以及偏振控制器，這些器件無一例外都需要在鈮酸鋰晶體上制作光波導(dǎo)，利用鈮酸鋰晶體的光電效應(yīng)改變鈮酸鋰晶體上光波的物理參量，實現(xiàn)器件功能?，F(xiàn)有鈮酸鋰調(diào)制器的光波導(dǎo)有兩種制作途徑：鈦擴散和質(zhì)子交換，相比之下，后者更加簡單易行，應(yīng)用較廣泛。

質(zhì)子交換通常采用熔融的苯甲酸作為質(zhì)子源，質(zhì)子交換的工藝過程為：1、在鈮酸鋰拋光基片上制作一層掩膜，掩膜可以是金屬膜或介質(zhì)薄膜；2、用光刻工藝刻蝕波導(dǎo)區(qū)區(qū)域的掩膜，露出供質(zhì)子交換的晶體表面；3、將做好掩膜圖形的鈮酸鋰基片浸入熔融的苯甲酸中，讓鈮酸鋰晶體中的Li⁺與苯甲酸中的H⁺進行交換反應(yīng)。

現(xiàn)有大量使用的質(zhì)子交換設(shè)備如附圖1所示，鈮酸鋰基片101置于基片架102中，基片架102通過中心孔聯(lián)接在片架安裝軸103上；工藝過程中基片架102置于質(zhì)子交換源104（如熔融的苯甲酸）中，質(zhì)子交換源104置于石英管105中，石英管的外圍還有加熱控制裝置（圖中未示出），為了提高質(zhì)子交換的工藝質(zhì)量，促使各基片的質(zhì)子交換工藝一致性更好，在進行質(zhì)子交換工藝時，每過一段時間會安排操作人員上下抖動片架安裝軸103，帶動基片架102上下運動，實現(xiàn)對質(zhì)子交換源104的攪拌，使質(zhì)子交換源104中的離子分布更均勻。質(zhì)子交換源104經(jīng)過攪拌后，質(zhì)子交換工藝的效果得到了提升，但是人工抖動攪拌的方式成本高，勞動強度大、且攪拌幅度、攪拌時間長短、攪拌間隔時間難以保持準(zhǔn)確統(tǒng)一的問題，存在諸多不確定因素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、可減少人為因素影響的用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置，質(zhì)子交換設(shè)備包括片架安裝軸，用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置包括升降組件、用于夾持所述片架安裝軸的夾持組件以及用于驅(qū)動升降組件上下往復(fù)直線運動的驅(qū)動組件，所述夾持組件與所述升降組件上側(cè)連接，所述驅(qū)動組件與所述升降組件下側(cè)連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述夾持組件包括夾臂、壓緊塊以及夾緊缸，所述夾臂一端與所述升降組件上側(cè)連接，夾臂另一端與所述壓緊塊一端鉸接且鉸接軸沿上下方向布置，所述夾緊缸和所述壓緊塊分設(shè)于所述夾臂兩側(cè)，且夾緊缸的輸出軸穿過所述夾臂與所述壓緊塊另一端連接。

所述壓緊塊另一端設(shè)有供夾緊缸的輸出軸穿過的缺口，所述夾緊缸的輸出軸上套設(shè)有轉(zhuǎn)動塊且輸出軸端部固設(shè)有限位塊，所述缺口的寬度為d1，所述轉(zhuǎn)動塊的最小寬度為d2，轉(zhuǎn)動塊的最大寬度為d3，d2≤d1＜d3。

所述壓緊塊于所述缺口處開設(shè)有轉(zhuǎn)動塊限位凹槽。

所述夾臂及所述壓緊塊上均開設(shè)有半圓孔，所述夾臂上的半圓孔和所述壓緊塊上的半圓孔配合形成所述片架安裝軸的定位部，且所述半圓孔的孔壁上固設(shè)有橡膠墊。

所述夾臂一端與所述升降組件上側(cè)鉸接且鉸接軸沿上下方向布置，所述升降組件上裝設(shè)有用于限制所述夾臂轉(zhuǎn)動的限位插銷，所述夾臂上開設(shè)有與所述限位插銷配合的限位孔。

所述升降組件包括升降桿及固設(shè)于升降桿上端的連接臂，所述夾臂一端與所述連接臂鉸接，所述驅(qū)動組件包括電機、偏心輪及連桿，所述偏心輪安裝于所述電機的轉(zhuǎn)軸上，所述連桿兩端分別與所述偏心輪和升降桿連接。

所述偏心輪上設(shè)有多個連桿安裝孔，各連桿安裝孔離軸心距離不同；所述升降桿的升降行程為3mm-100mm。

還包括升降導(dǎo)向組件，所述升降導(dǎo)向組件包括一對導(dǎo)向軸及一對直線軸承，所述升降桿下端固設(shè)有橫向連接板，一對所述直線軸承分設(shè)于所述橫向連接板兩端，一對所述導(dǎo)向軸安裝于一安裝架上，一對所述直線軸承一一對應(yīng)安裝于一對所述導(dǎo)向軸上，所述橫向連接板上固設(shè)有鉸接座，所述連桿一端與所述鉸接座鉸接。

還包括高度定位組件，所述高度定位組件包括微動開關(guān)和高度定位缸，所述安裝架包括底板、頂板以及連接底板和頂板的豎向連接板，所述導(dǎo)向軸安裝于底板和頂板之間，所述鉸接座和所述高度定位缸分設(shè)于所述橫向連接板兩側(cè)，所述微動開關(guān)裝設(shè)于所述底板上表面，所述電機位于所述底板下方，所述連桿穿過所述底板與所述鉸接座鉸接，所述高度定位缸的輸出軸朝下布置，所述微動開關(guān)與所述電機聯(lián)接且微動開關(guān)的觸頭朝上布置，當(dāng)所述高度定位缸的輸出軸觸發(fā)所述微動開關(guān)的觸頭時，所述電機停止轉(zhuǎn)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明公開的用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置，利用夾持組件夾持固定住片架安裝軸，夾持組件安裝于升降組件上并通過驅(qū)動組件帶動升降組件上下往復(fù)運動，從而實現(xiàn)對質(zhì)子交換源的攪拌，其結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，減少了操作人員的勞動強度，也避免了人工攪拌存在的不確定性因素，保證了攪拌的統(tǒng)一性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有質(zhì)子交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中A處的放大圖。

圖4是圖2中B處的放大圖。

圖5是本發(fā)明中的壓緊塊的放大圖。

圖6是本發(fā)明中的升降組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明中的驅(qū)動組件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7中的C-C視圖。

圖9是本發(fā)明中的偏心輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明使用狀態(tài)時的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各標(biāo)號表示：101、鈮酸鋰基片；102、基片架；103、片架安裝軸；104、質(zhì)子交換源；105、石英管；100、驅(qū)動組件；106、電機；107、偏心輪；108、連桿；109、連桿安裝孔；200、夾持組件；201、夾臂；202、壓緊塊；203、夾緊缸；204、半圓孔；205、定位部；206、橡膠墊；207、缺口；208、轉(zhuǎn)動塊；209、轉(zhuǎn)動塊限位凹槽；210、限位孔；211、L形定位塊；212、限位塊；300、升降組件；301、限位插銷；302、升降桿；303、連接臂；304、橫向連接板；305、鉸接座；400、升降導(dǎo)向組件；401、導(dǎo)向軸；402、直線軸承；500、安裝架；501、底板；502、頂板；503、豎向連接板；600、高度定位組件；601、微動開關(guān)；602、高度定位缸。

具體實施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

如圖2至圖10所示，本實施例的用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置，包括升降組件300、用于夾持片架安裝軸103的夾持組件200以及用于驅(qū)動升降組件300上下往復(fù)直線運動的驅(qū)動組件100，夾持組件200與升降組件300上側(cè)連接，驅(qū)動組件100與升降組件300下側(cè)連接，該用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置結(jié)構(gòu)簡單，自動化程度高，減少了操作人員的勞動強度，也避免了人工攪拌存在的不確定性因素，保證了攪拌的統(tǒng)一性。

夾持組件200包括夾臂201、壓緊塊202以及夾緊缸203，夾臂201一端與升降組件300上側(cè)連接，夾臂201另一端與壓緊塊202一端鉸接且鉸接軸沿上下方向布置，夾緊缸203和壓緊塊202分設(shè)于夾臂201兩側(cè)，且夾緊缸203的輸出軸穿過夾臂201與壓緊塊202另一端連接，需要夾緊片架安裝軸103時，由夾緊缸203的輸出軸帶動壓緊塊202靠緊夾臂201即可，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，夾緊缸203的作用力連續(xù)可調(diào)并保持穩(wěn)定。本實施例中，夾緊缸203為氣缸，在其他實施例中也可采用液壓缸。

壓緊塊202另一端設(shè)有供夾緊缸203的輸出軸穿過的缺口207，夾緊缸203的輸出軸上套設(shè)有轉(zhuǎn)動塊208且輸出軸端部固設(shè)有限位塊212，缺口207的寬度為d1，轉(zhuǎn)動塊208的最小寬度為d2，轉(zhuǎn)動塊208的最大寬度為d3，d2≤d1＜d3，需要夾緊片架安裝軸103時，先將轉(zhuǎn)動塊208繞夾緊缸203的輸出軸轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)動塊208無法穿過缺口207，然后夾緊缸203輸出軸回縮，其端部的限位塊212帶動轉(zhuǎn)動塊208壓緊壓緊塊202，進而將片架安裝軸103夾持固定；需要放松夾緊片架安裝軸103時，夾緊缸203的輸出軸充分伸出，然后將轉(zhuǎn)動塊208繞夾緊缸203的輸出軸轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)動塊208可穿過缺口207，最后將壓緊塊202繞鉸接軸轉(zhuǎn)動即可。本實施例中，轉(zhuǎn)動塊208為長方形塊，在其他實施例中，也可采用除了圓形之外的其他形狀。

本實施例中，壓緊塊202于缺口207處開設(shè)有轉(zhuǎn)動塊限位凹槽209，便于轉(zhuǎn)動塊208的定位，轉(zhuǎn)動塊208置于轉(zhuǎn)動塊限位凹槽209內(nèi)后可避免不必要的轉(zhuǎn)動，夾持組件200能夠更好地夾緊片架安裝軸103。

本實施例中，夾臂201及壓緊塊202上均開設(shè)有半圓孔204，夾臂201上的半圓孔204和壓緊塊202上的半圓孔204配合形成片架安裝軸103的定位部205，通過一對半圓孔204能夠更好地將片架安裝軸103夾緊固定；在半圓孔204的孔壁上固設(shè)有橡膠墊206，一方面可以緩沖夾臂201及壓緊塊202的夾緊力，避免夾臂201及壓緊塊202損壞片架安裝軸103，另一方面可以增加與片架安裝軸103之間的靜摩擦力，便于帶動片架安裝軸103上下往復(fù)運動。

升降組件300包括升降桿302及固設(shè)于升降桿302上端的連接臂303，夾臂201一端與連接臂303鉸接，且鉸接軸沿上下方向布置，使得夾臂201可以相對升降組件300擺動，升降組件300上裝設(shè)有用于限制夾臂201轉(zhuǎn)動的限位插銷301，夾臂201上開設(shè)有與限位插銷301配合的限位孔210，在將片架安裝軸103置于石英管105內(nèi)時，夾臂201擺動至可讓出石英管105管口的位置，片架安裝軸103置于石英管105內(nèi)之后，夾臂201擺動至石英管105管口上方，限位插銷301插入限位孔210中將夾臂201定位，便于進行后續(xù)的攪拌操作。本實施例中，夾臂201與連接臂303之間設(shè)有L形定位塊211，L形定位塊211一邊與夾臂201固定連接，另一邊開設(shè)有上述限位孔210。

本實施例中，驅(qū)動組件100包括電機106、偏心輪107及連桿108，偏心輪107安裝于電機106的轉(zhuǎn)軸上，連桿108兩端分別與偏心輪107和升降桿302連接，攪拌時，電機106轉(zhuǎn)動帶動偏心輪107轉(zhuǎn)動，偏心輪107帶動連桿108擺動，連桿108帶動升降組件300上下往復(fù)直線運動。在其他實施例中，驅(qū)動組件100也可采用電機106及絲杠螺母副，電機106帶動絲杠正反轉(zhuǎn)，絲杠螺母帶動升降組件300上下往復(fù)直線運動。

偏心輪107上設(shè)有多個連桿安裝孔109，各連桿安裝孔109離軸心距離不同，連桿108與不同的連桿安裝孔109連接，可實現(xiàn)升降桿302升降行程的調(diào)節(jié)，也即攪拌幅度的調(diào)節(jié)；本實施例中，升降桿302的升降行程為3mm-100mm；偏心輪107為T形輪，小徑端與電機106的轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，連桿安裝孔109開設(shè)于大徑端。

本實施例中，用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置還包括升降導(dǎo)向組件400，升降導(dǎo)向組件400包括一對導(dǎo)向軸401及一對直線軸承402，升降桿302下端固設(shè)有橫向連接板304，一對直線軸承402分設(shè)于橫向連接板304兩端，一對導(dǎo)向軸401安裝于一安裝架500上，一對直線軸承402一一對應(yīng)安裝于一對導(dǎo)向軸401上，橫向連接板304上固設(shè)有鉸接座305，連桿108一端與鉸接座305鉸接，攪拌時，升降桿302通過橫向連接板304帶動一對直線軸承402上下運動，在一對導(dǎo)向軸401的作用下，可避免升降組件300整體發(fā)生晃動，使得升降組件300運動更加平穩(wěn)、順暢。

用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置還包括高度定位組件600，高度定位組件600包括微動開關(guān)601和高度定位缸602，安裝架500包括底板501、頂板502以及連接底板501和頂板502的豎向連接板503，導(dǎo)向軸401安裝于底板501和頂板502之間，微動開關(guān)601裝設(shè)于底板501上表面，電機106位于底板501下方，連桿108穿過底板501與鉸接座305鉸接，高度定位缸602的輸出軸朝下布置，微動開關(guān)601與電機106聯(lián)接且微動開關(guān)601的觸頭朝上布置，當(dāng)高度定位缸602的輸出軸觸發(fā)微動開關(guān)601的觸頭時，電機106停止轉(zhuǎn)動。調(diào)試升降組件300的最低高度時，高度定位缸602的輸出軸伸出，電機106緩慢轉(zhuǎn)動，當(dāng)高度定位缸602的輸出軸觸發(fā)微動開關(guān)601的觸頭時，電機106停止轉(zhuǎn)動并鎖定即可；開始攪拌時，高度定位缸602的輸出軸回縮，電機106以工藝設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)攪拌。本實施例中，鉸接座305和高度定位缸602分設(shè)于橫向連接板304兩側(cè)，一對直線軸承402和鉸接座305位于橫向連接板304同側(cè)，且鉸接座305位于一對直線軸承402中間。

本發(fā)明用于質(zhì)子交換設(shè)備的攪拌裝置的使用方法如下：

1）將升降組件300及夾持組件200的位置調(diào)至最低：高度定位缸602的輸出軸伸出，使電機106緩慢轉(zhuǎn)動，高度定位缸602緩慢下降，當(dāng)高度定位缸602的輸出軸觸發(fā)微動開關(guān)601的觸頭時，電機106停止轉(zhuǎn)動并鎖定；

2）安裝片架安裝軸103：使夾臂201擺動至可讓出石英管105管口的位置，片架安裝軸103置于盛有質(zhì)子交換源104溶液的石英管105內(nèi)，之后夾臂201擺動至石英管105管口上方，片架安裝軸103位于兩個半圓孔204配合形成定位部205內(nèi)，限位插銷301插入限位孔210中將夾臂201定位，再將轉(zhuǎn)動塊208繞夾緊缸203的輸出軸轉(zhuǎn)動至轉(zhuǎn)動塊限位凹槽209內(nèi)，最后夾緊缸203的輸出軸回縮，其端部的限位塊212帶動轉(zhuǎn)動塊208壓緊壓緊塊202，進而將片架安裝軸103夾持固定；

3）攪拌質(zhì)子交換源104：高度定位缸602的輸出軸回縮，電機106旋轉(zhuǎn)帶動偏心輪107轉(zhuǎn)動，偏心輪107帶動連桿108擺動，連桿108帶動升降組件300上下往復(fù)直線運動，夾持組件200帶動片架安裝軸103上下往復(fù)直線運動實現(xiàn)對質(zhì)子交換源104的攪拌，攪拌時間、幅度等按照攪拌工藝的設(shè)計確定；

4）完成攪拌：攪拌完成之后，電機106停止轉(zhuǎn)動，先將夾緊缸203的輸出軸充分伸出，將轉(zhuǎn)動塊208移出轉(zhuǎn)動塊限位凹槽209并繞夾緊缸203的輸出軸轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)動塊208可穿過缺口207，將壓緊塊202繞其與夾臂201的鉸接軸轉(zhuǎn)動，使壓緊塊202繞鉸接軸轉(zhuǎn)動以充分展開，然后將限位插銷301從限位孔210中拔出，將夾臂201擺動至可讓出石英管105管口的位置，最后將片架安裝軸103自石英管105內(nèi)取出。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。