电路焊接及综合调测平台系统的制作方法

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种电路焊接及综合调测平台系统。

背景技术：

电子电路的信号变化和功能都具有一定的抽象特性，通过直接的观察手段很难得知电路的工作状态和特性。因而在电子产品和设备的应用开发和设计中，需要大量的用到仪器设备来搭建测试环境和获取电路状态。

电路调试是指在电路开发过程中的不同阶段，需要验证还阶段是否达到预期性能目标，针对出现的问题要查找原因，反复不断的修改验证的过程。

常用的电路调试仪器有很多种，包括可调稳压电源，示波器，电子负载仪和能反复焊接修改电路的万用测试板等。由于这些仪器型号繁多，功能不集中不专一。因而使用过程中造成很多麻烦，严重影响了电路调试进度和效率。

另外，目前在对电路板进行焊接时，一般都采用传统的恒温焊接电烙铁，使用电烙铁进行、、一般都是手持操作，这种焊接方式存在以下技术缺陷：1、安全性较差，容易伤及人或物品；2、操作起来比较麻烦，焊接效率低；3、使用电烙铁进行焊接，由于没有适配的支撑调节平台，导致焊接的可靠性较差。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种易于操控、便于调节、功能多样且专一、电路调试进度好、调试效率高、焊接效率高、安全性强、焊接效果好的电路焊接及综合调测平台系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：电路焊接及综合调测平台系统，包括控制主机、电路板测试夹具和电路板快速焊接器；

控制主机包括呈长方体形状的箱体，箱体内设有功率驱动模块、开关电源控制模块、负载控制模块和焊接器恒温加热模块，功率驱动模块后侧连接有向后伸出箱体的220V电源线，箱体内后部设有与功率驱动模块接触的散热器；负载控制模块和功率驱动模块相连接，负载控制模块分别与开关电源控制模块和焊接器恒温加热模块连接；

箱体前侧面板上设有输出电压数码显示屏、输出电流数码显示屏、负载电压数码显示屏、负载电流数码显示屏、输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮、负载强度调节旋钮、电源电压输出正极、电源电压输出负极、负载接入端正极、负载接入端负极、负载强度档位选择按钮和焊接烙铁接口，焊接烙铁接口内设有接口电极针；

开关电源控制模块的内部电路分别与电源电压输出正极、电源电压输出负极连接、输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮、输出电压数码显示屏和输出电流数码显示屏连接；

负载控制模块的内部电路分别连接负载接入端正极、负载接入端负极、负载电压数码显示屏、负载电流数码显示屏和负载强度档位选择按钮；

焊接器恒温加热模块和焊接烙铁接口内的接口电极针内端连接；

电路板快速焊接器包括底座，底座上表面中部后侧设有支撑导杆，支撑导杆上穿设并滑动设有滑块，滑块侧部螺纹连接有与支撑导杆顶压配合的定位螺栓，滑块前侧设有水平杆，水平杆前端通过上球铰链连接有连杆，连杆下端通过下球铰链连接有安装平台，安装平台上表面垂直设有固定轴，固定轴上转动设有丝料卷绕架，安装平台上开设有丝料穿孔和安装孔，安装孔内穿设有电烙铁，底座上设有两个用于限位放置电烙铁下端的放置槽孔；电烙铁包括穿设在安装孔内的手柄杆，手柄杆上端设有位于安装平台上方的限位套，限位套的外径大于安装孔的内径，手柄杆下端通过安装架同轴向设有烙铁头；

支撑导杆上端设有螺纹连接有限位方螺母，限位方螺母后侧设有上导线环，底座后侧部设有下导线环，电源线由限位套穿出再依次穿过上导线环和下导线环后连接有电源连接头，电源连接头插接在焊接烙铁接口内并与接口电极针外端连接；

电路板测试夹具包括水平设置的基座，基座上表面设有测试定位槽口，基座上垂直设有背板和位于背板前侧的两根立杆，立杆上端通过定位板与背板前侧固定连接，两根立杆上穿设并滑动设有移动平台，背板前侧上部固定设有连接架，连接架前侧上部设有压杆，压杆上部设有手柄套，连接架前侧下部设有轴套，轴套内穿设并滑动设有推拉杆，推拉杆下端垂直固定在移动平台上表面后侧，推拉杆上端与压杆下部之间通过连板连接，连板两端分别与推拉杆上端与压杆下部铰接；

基座上设有两个电源接线柱和两个负载接线柱，基座上开设有与两个电源接线柱和两个负载接线柱底部上下对应的四个穿线孔，电源电压输出正极和电源电压输出负极分别通过穿过两个穿线孔的第一导线与对应与一个电源接线柱连接，负载接入端正极和负载接入端负极分别通过穿过另两个穿线孔的第二导线与对应与一个负载接线柱连接；

移动平台上表面设有绝缘电极安装板，绝缘电极安装板的左侧和右侧分别设有一组左莲花头针式电极和右莲花头针式电极，左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的下端均凸出于移动平台下表面，左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的上端分别连接有柔性的左电极引出排线和右电极引出排线，左电极引出排线和右电极引出排线的下端均与电源接线柱及负载接线柱连接；

基座右侧设有信号板电连接插口，信号板电连接插口通过信号引出线分别与左电极引出排线和右电极引出排线连接。

散热器包括中心线均沿垂直方向设置的外方筒体和内方筒体，外方筒体和内方筒体的上下两端均封堵，外方筒体和内方筒体的后侧均敞口，外方筒体和内方筒体之间形成截面呈槽钢型的导流通道，外方筒体后侧和内方筒体后侧均固定连接在箱体后侧面板内壁上，外方筒体内壁和内方筒体外壁上均开设有气流导槽，箱体后侧面板上开设有与导流通道的两侧分别连通的出风口和进风口，出风口处设有格栅，箱体后侧面板上开设有位于进风口后侧并向进风口内吹风的送风风扇。

基座上设有位于测试定位槽口下方的通风孔。

左莲花头针式电极和右莲花头针式电极的构造相同，右莲花头针式电极包括圆柱形的电极本体，电极本体上端设有与右电极引出排线连接的引出电极，电极本体上端设有与右电极引出排线连接的引出电极，电极本体下端沿轴线方向开设有圆柱槽，圆柱槽内插设有活动针头，活动针头上端与圆柱槽底部之间设有弹簧，活动针头下端为莲花头形电接触面。

安装架底部设有送丝导杆，送丝导杆下端邻近烙铁头下端，送丝导杆上部设有上导丝环，送丝导杆下端设有下导丝环，丝料卷绕架上缠绕的丝料自上而下依次通过丝料穿孔、绕过送丝料滚轮上的轮槽、穿过上导丝环和下导丝环后伸入到烙铁头下端部。

底座左侧设有清洁海绵托架和助焊剂料槽，底座上表面右侧后部通过压簧固定螺丝设有两个用于压紧定位电路板的压簧片。

采用上述技术方案，控制主机是一个集成了三种必用功能的输入输出设备。可输出0-30V的可调电压。电子负载可以模拟0-10千欧姆的阻性负载，负载强度档位选择按钮分三档可调节，分别为0-200、100-2K、2K-10K。

负载控制模块把负载电流和电压由负载控制模块控制到给定的大小，后导入到功率驱动模块上，功率驱动模块（功率管和负载）阵列产生较大功率，自然会产生较大的热量，由紧贴的散热器把热量转移到箱体外部。保证各个部分电路的稳定工作。送风风扇向散热器的导流通道内吹风，气流将外方筒体散发的热量从出风口带出。外方筒体内壁和内方筒体外壁上均开设有气流导槽，不仅起到良好的导风作用，而且能增大散热器的散热面积，从而提高散热效果。

输出电压调节旋钮、输出电流调节旋钮连接到开关电源控制模块的调节电路，调节电压和电流输出大小。输出的电压和电流各有三位有效数字，其数字分别显示到输出电压数码显示屏和输出电流数码显示屏上。

负载强度的调节由连接到负载控制模块内部输入电路的负载强度档位选择按钮来实现负载大小的调节。实际加在内部负载电路上的电压和电流的强度分别由三位数字显示在负载电压数码显示屏和负载电流数码显示屏上。

焊接烙铁接口用于连接电路快速焊接器的加热电源接头。

进行电路板测试时，将测试电路搭建平台标准板水平放置到测试定位槽口内，手持手柄套向下按压压杆，压杆通过连板带动推拉杆沿轴套向下移动，推拉杆驱动移动平台沿两根立杆向下移动，移动平台上安装的一组左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极也随着向下移动，左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极下端的活动针头压在测试电路搭建平台标准板上的镀金电极片上，使相关信号连入到测试电路搭建平台标准板上移动平台上的左莲花头针式电极和一组右莲花头针式电极分别通左电极引出排线和右电极引出排线引入到基座内，与基座侧面的信号板电连接插口、电源接线柱和负载接线柱相连。测试电路搭建平台标准板是一块单独的万用测试电路板，上边可以搭建待调试的电路，通过分布周边的镀金电极片引出所有输入输出信号和观察信号。

左莲花头针式电极和右莲花头针式电极中的弹簧顶住活动针头，使活动针头上下移动紧压在测试电路搭建平台标准板的镀金电极片上。活动针头下端为莲花头形电接触面的设计方式比传统单针头的接触面积大，这样的结构方式连接更加可靠。通风孔为测试过程中的测试电路搭建平台标准板进行散热。

采用手压多杆导向滑动的结构，便于操作，安全可靠，该电路板测试夹具解决了电路调试过程中常遇到的不利情况，即测试电路搭建平台标准板需要修改时的频繁拆卸，信号反复连接和对应，明显降低效率。测试电路搭建平台标准板水平放置到测试定位槽口内，可快速拆卸测试电路搭建平台标准板，对于调试过程中频繁使用焊接方式修改测试电路搭建平台标准板上的器件和电路连接关系，极大的提高了效率，并且减少测试电路板和外部仪器信号连接的不可靠性，减少这种情况下出现的信号干扰，导致对调试产生不利影响。

测试电路搭建平台标准板是该仪器中配套设计的调试专用的电路板。测试电路搭建平台标准板是为了搭建测试电路设计的，电源和信号通过板上按一定顺序排列的镀金电极片通过接触到左莲花头针式电极和右莲花头针式电极引出。

电路板快速焊接器通过电源线上的电源连接头连接到调试仪主机的焊接烙铁接口上，实现给焊接器加热供电。通过连杆上端和下端分别连接的上球铰链和下球铰链，既能限制电烙铁的运动不能脱离安装平台，又实现了电烙铁在底座上平面范围内的灵活活动。使用完毕后把烙铁头插在两个放置槽孔的任意一个当中；该结构主要解决了焊接过程中需要频繁搁放操作的麻烦和容易烫到操作人员的手的问题。安装架上设置一个送丝料滚轮，丝料绕在轮槽内，该结构负责给烙铁头下端精确送焊料，使用时用拇指拨动送丝料滚轮，丝料（锡焊丝）即可顺着输送上导丝环和下导丝环往下走，直到接触到烙铁头下端的侧壁，熔在烙铁头上；该结构省去了传统焊接的过程中需要占用一只手拿焊丝去送料的弊端，另一只手可以省出来同时做旋转和定位电路板等操作，使操作更加省时省力，更加人性化。

电路板快速焊接器在进行焊接时，通过滑块沿支撑导杆上下移动到合适位置，拧紧定位螺栓后即可调节好电烙铁的操作高度。然后就可以将电路板放置到底座上，使用两个压簧片将电路板压紧，手持手柄杆，就可以对电路板进行焊接。

综上所述，本发明是一个能够完成电路从搭建，运行，测试，参数调整一些列的设计验证过程的测试和调试平台。针对整个调试过程，控制主机通过电路板测试夹具连接到标准测试电路板形成完整运行回路，电路板快速焊接器在其中是用于反复修改电路的装置，辅助构建电路的合理参数。本发明可用于完成更加深入精细的调测过程。

本发明构造简单、操作简便，综合了可调稳压电源、示波器、电子负载仪等仪器的功能，功能多样且集中专一，在使用过程中简单易行，且连接可靠、测试精准，调试电路板的效率大大提高，并且焊接效率高、安全可靠性强、焊接质量高好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中控制主机的前侧面板结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图3中B-B剖视图；

图5是图1中电路板测试夹具的放大图；

图6是电路板测试夹具的仰视图；

图7是图5中右莲花头针式电极的轴向剖视图；

图8是图1中电路板快速焊接器的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图8所示，本发明的电路焊接及综合调测平台系统，包括控制主机50、电路板测试夹具51和电路板快速焊接器129。

控制主机50包括呈长方体形状的箱体53，箱体53内设有功率驱动模块54、开关电源控制模块55、负载控制模块56和焊接器恒温加热模块57，功率驱动模块54后侧连接有向后伸出箱体53的220V电源线58，箱体53内后部设有与功率驱动模块54接触的散热器63；负载控制模块56和功率驱动模块54相连接，负载控制模块56分别与开关电源控制模块55和焊接器恒温加热模块57连接。

箱体53前侧面板上设有输出电压数码显示屏59、输出电流数码显示屏60、负载电压数码显示屏61、负载电流数码显示屏62、输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65、负载强度调节旋钮66、电源电压输出正极67、电源电压输出负极68、负载接入端正极69、负载接入端负极70、负载强度档位选择按钮71和焊接烙铁接口72，焊接烙铁接口72内设有接口电极针。

开关电源控制模块55的内部电路分别与电源电压输出正极67、电源电压输出负极68连接、输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65、输出电压数码显示屏59和输出电流数码显示屏60连接。

负载控制模块56的内部电路分别连接负载接入端正极69、负载接入端负极70、负载电压数码显示屏61、负载电流数码显示屏62和负载强度档位选择按钮71。

焊接器恒温加热模块57和焊接烙铁接口72内的接口电极针内端连接。

电路板快速焊接器129包括底座1，底座1上表面中部后侧设有支撑导杆2，支撑导杆2上穿设并滑动设有滑块3，滑块3侧部螺纹连接有与支撑导杆2顶压配合的定位螺栓4，滑块3前侧设有水平杆5，水平杆5前端通过上球铰链6连接有连杆7，连杆7下端通过下球铰链8连接有安装平台9，安装平台9上表面垂直设有固定轴10，固定轴10上转动设有丝料卷绕架11，安装平台9上开设有丝料穿孔12和安装孔13，安装孔13内穿设有电烙铁14，底座1上设有两个用于限位放置电烙铁14下端的放置槽孔15。

电烙铁包括穿设在安装孔13内的手柄杆16，手柄杆16上端设有位于安装平台9上方的限位套17，限位套17的外径大于安装孔13的内径，手柄杆16下端通过安装架19同轴向连接有烙铁头25。

支撑导杆2上端设有螺纹连接有限位方螺母39，限位方螺母39后侧设有上导线环40，底座1后侧部设有下导线环41，电源线34由限位套17穿出再依次穿过上导线环40和下导线环41后连接有电源连接头42。电源连接头42插接在焊接烙铁接口72内并与接口电极针外端连接。

安装架19底部设有送丝导杆36，送丝导杆36下端邻近烙铁头25下端，送丝导杆36上部设有上导丝环37，送丝导杆36下端设有下导丝环38，丝料卷绕架11上缠绕的丝料21自上而下依次通过丝料穿孔12、绕过送丝料滚轮20上的轮槽、穿过上导丝环37和下导丝环38后伸入到烙铁头25下端部。

底座1左侧设有清洁海绵放置架44和助焊剂料槽43，清洁海绵放置架44用于放置清洁电路板48表面的海绵，助焊剂料槽43用于盛放助焊剂，底座1上表面右侧后部通过压簧固定螺丝45设有两个用于压紧定位电路板48的压簧片46。

散热器63包括中心线均沿垂直方向设置的外方筒体73和内方筒体74，外方筒体73和内方筒体74的上下两端均封堵，外方筒体73和内方筒体74的后侧均敞口，外方筒体73和内方筒体74之间形成截面呈槽钢型的导流通道，外方筒体73后侧和内方筒体74后侧均固定连接在箱体53后侧面板内壁上，外方筒体73内壁和内方筒体74外壁上均开设有气流导槽75，箱体53后侧面板上开设有与导流通道的两侧分别连通的出风口和进风口，出风口处设有格栅76，箱体53后侧面板上开设有位于进风口后侧并向进风口内吹风的送风风扇77。

电路板测试夹具51包括水平设置的基座78，基座78上表面设有测试定位槽口，基座78上垂直设有背板79和位于背板79前侧的两根立杆80，立杆80上端通过定位板126与背板79前侧固定连接，两根立杆80上穿设并滑动设有移动平台81，背板79前侧上部固定设有连接架82，连接架82前侧上部设有压杆83，压杆83上部设有手柄套84，连接架82前侧下部设有轴套85，轴套85内穿设并滑动设有推拉杆86，推拉杆86下端垂直固定在移动平台81上表面后侧，推拉杆86上端与压杆83下部之间通过连板87连接，连板87两端分别与推拉杆86上端与压杆83下部铰接。

基座78上设有两个电源接线柱88和两个负载接线柱89，基座78上开设有与两个电源接线柱88和两个负载接线柱89底部上下对应的四个穿线孔90，电源电压输出正极67和电源电压输出负极68分别通过穿过两个穿线孔90的第一导线与对应与一个电源接线柱88连接，负载接入端正极69和负载接入端负极70分别通过穿过另两个穿线孔90的第二导线与对应与一个负载接线柱89连接。

移动平台81上表面设有绝缘电极安装板91，绝缘电极安装板91的左侧和右侧分别设有一组左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93，左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的下端均凸出于移动平台81下表面，左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的上端分别连接有柔性的左电极引出排线94和右电极引出排线95，左电极引出排线94和右电极引出排线95的下端均与电源接线柱88及负载接线柱89连接。

基座78右侧设有信号板电连接插口96，信号板电连接插口96通过信号引出线分别与左电极引出排线94和右电极引出排线95连接。

基座78上设有位于测试定位槽口下方的通风孔97。

左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93的构造相同，右莲花头针式电极93包括圆柱形的电极本体98，电极本体98上端设有与右电极引出排线95连接的引出电极99，电极本体98上端设有与右电极引出排线95连接的引出电极99，电极本体98下端沿轴线方向开设有圆柱槽，圆柱槽内插设有活动针头100，活动针头100上端与圆柱槽底部之间设有弹簧101，活动针头100下端为莲花头形电接触面102。

控制主机50是一个集成了三种必用功能的输入输出设备。可输出0-30V的可调电压。电子负载可以模拟0-10千欧姆的阻性负载，负载强度档位选择按钮71分三档可调节，分别为0-200、100-2K、2K-10K。

负载控制模块56把负载电流和电压由负载控制模块56控制到给定的大小，后导入到功率驱动模块54上，功率驱动模块54（功率管和负载）阵列产生较大功率，自然会产生较大的热量，由紧贴的散热器63把热量转移到箱体53外部。保证各个部分电路的稳定工作。送风风扇77向散热器63的导流通道内吹风，气流将外方筒体73散发的热量从出风口带出。外方筒体73内壁和内方筒体74外壁上均开设有气流导槽75，不仅起到良好的导风作用，而且能增大散热器63的散热面积，从而提高散热效果。

输出电压调节旋钮64、输出电流调节旋钮65连接到开关电源控制模块55的调节电路，调节电压和电流输出大小。输出的电压和电流各有三位有效数字，其数字分别显示到输出电压数码显示屏59和输出电流数码显示屏60上。

负载强度的调节由连接到负载控制模块56内部输入电路的负载强度档位选择按钮71来实现负载大小的调节。实际加在内部负载电路上的电压和电流的强度分别由三位数字显示在负载电压数码显示屏61和负载电流数码显示屏62上。

焊接烙铁接口72用于连接电路快速焊接器的加热电源接头。

进行电路板测试时，将测试电路搭建平台标准板127水平放置到测试定位槽口内，手持手柄套84向下按压压杆83，压杆83通过连板87带动推拉杆86沿轴套85向下移动，推拉杆86驱动移动平台81沿两根立杆80向下移动，移动平台81上安装的一组左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93也随着向下移动，左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93下端的活动针头100压在测试电路搭建平台标准板127上的镀金电极片上，使相关信号连入到测试电路搭建平台标准板127上移动平台81上的左莲花头针式电极92和一组右莲花头针式电极93分别通左电极引出排线94和右电极引出排线95引入到基座78内，与基座78侧面的信号板电连接插口96、电源接线柱88和负载接线柱89相连。测试电路搭建平台标准板127是一块单独的万用测试电路板，上边可以搭建待调试的电路，通过分布周边的镀金电极片128引出所有输入输出信号和观察信号。

左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93中的弹簧101顶住活动针头100，使活动针头100上下移动紧压在测试电路搭建平台标准板127的镀金电极片128上。活动针头100下端为莲花头形电接触面102的设计方式比传统单针头的接触面积大，这样的结构方式连接更加可靠。通风孔97为测试过程中的测试电路搭建平台标准板127进行散热。

采用手压多杆导向滑动的结构，便于操作，安全可靠，该电路板测试夹具51解决了电路调试过程中常遇到的不利情况，即测试电路搭建平台标准板127需要修改时的频繁拆卸，信号反复连接和对应，明显降低效率。测试电路搭建平台标准板127水平放置到测试定位槽口内，可快速拆卸测试电路搭建平台标准板127，对于调试过程中频繁使用焊接方式修改测试电路搭建平台标准板127上的器件和电路连接关系，极大的提高了效率，并且减少测试电路板和外部仪器信号连接的不可靠性，减少这种情况下出现的信号干扰，导致对调试产生不利影响。

测试电路搭建平台标准板127是该仪器中配套设计的调试专用的电路板。测试电路搭建平台标准板127是为了搭建测试电路设计的，电源和信号通过板上按一定顺序排列的镀金电极片128通过接触到左莲花头针式电极92和右莲花头针式电极93引出。

电路板快速焊接器129是多功能电路调试仪的一部分，相比传统的恒温焊接电烙铁，本发明主要有使用更加灵活方便，能实现快速焊接的优点。多功能电路调试仪专门用于频繁反复修改测试电路，从整体上减少电路调试时间，加快了电路的开发速度。

电路板快速焊接器129通过电源线34上的电源连接头42连接到调试仪主机的焊接烙铁接口上，实现给焊接器加热供电。通过连杆7上端和下端分别连接的上球铰链6和下球铰链8，既能限制电烙铁14的运动不能脱离安装平台9，又实现了电烙铁14在底座1上平面范围内的灵活活动。使用完毕后把烙铁头25插在两个放置槽孔15的任意一个当中；该结构主要解决了焊接过程中需要频繁搁放操作的麻烦和容易烫到操作人员的手的问题。安装架19上设置一个送丝料滚轮20，丝料21绕在轮槽内，该结构负责给烙铁头25下端精确送焊料，使用时用拇指拨动送丝料滚轮20，丝料21（锡焊丝）即可顺着输送上导丝环37和下导丝环38往下走，直到接触到烙铁头25下端的侧壁，熔在烙铁头25上；该结构省去了传统焊接的过程中需要占用一只手拿焊丝去送料的弊端，另一只手可以省出来同时做旋转和定位电路板48等操作，使操作更加省时省力，更加人性化。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。