专利名称:一种电动探头的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及一种电子仪器仪表领域使用的测试工具,具体涉及一种连接仪器
仪表和被测试电路或器件的探头。
背景技术:
现有测试电子器件的测试工具为两个独立的表笔或探头,进行电子元件的测量过 程中,使用者需要两手握持两个表笔或探头,并将两个表笔或探头与待测电子器件的端点 接触,进行测量。由于待测电子元件的规格不同,需要在测量的同时调整仪表的参数,此种 表笔或探头分体设计的测试工具给电子器件的测量带来诸多不便。 针对以上的问题,又出现了一种两个探头连接在一起的测试工具,可以一只手进 行操作,以手和手指为动力调整两个探头间的距离,以适应不同距离的被测电子器件的两 个端点。但是此种测试工具虽然在操作上与上述的测试工具相比更为方便,不需用两只手 调整两个探头之间的距离,但是对于连续测量电路板上多个不同规格的电子器件,需要频 繁的手动调节探头间的距离,测量起来十分不便,对于规格较小的电子器件,由于其测量端 点之间的距离很小,单手操作不容易调整到合适距离,不能保证探针调整的精确度,容易出 现误操作。
实用新型内容针对现有技术存在的问题,本实用新型提供一种单手以电动方式控制,可以精确 调整探头探针之间的距离,能够方便、快捷的对待测电子器件进行测量的电动探头。 为实现上述目的,本实用新型的电动探头,包括探头本体、探头调节机构和动力机 构,探头本体上具有至少两组探针,探头本体与探头调节机构相连,通过动力机构对探头调 节机构提供动力,调整探头上探针之间的距离。 进一步,所述动力机构为旋转电机,所述探头本体包括两只调节臂,两只调节臂连
接在所述探头调节机构上,所述探头调节机构包括调节臂上连接的驱动轮和所述动力机构
连接的传动轮,两只调节臂上的驱动轮相互啮合,传动轮与其中一个驱动轮啮合,通过所述
动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转,进而调节两只调节臂上探针之间的距离。 进一步,所述动力机构为旋转电机,所述探头本体包括两只由第一摆杆和第二摆
杆铰接组成的调节臂,其中第一摆杆的一端设置有探针,调节臂连接在所述探头调节机构
上,所述探头调节机构包括第二摆杆的一端连接的驱动轮、第三摆杆和所所述动力机构连
接的传动轮,两只调节臂上的驱动轮相互啮合,传动轮与其中一个驱动轮啮合,第三摆杆的
一端与第一摆杆的中部铰接,另一端固定,通过所述动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱
动轮旋转,进而调节探针之间的距离。 进一步,所述驱动轮上连接有角度传感器,用于实时检测所述驱动轮的旋转角度, 并将检测的信号数据发送给所述电动探头的控制系统,经控制系统对信号数据分析处理, 控制所述旋转电机的工作方式,精确调整所述探针的距离。[0009] 进一步,所述动力机构为直线电机,所述探头本体包括两只调节臂,两只调节臂的 一端铰接,其中部连接在所述探头调节机构上,该探头调节机构为两根铰接的支撑臂,两根 支撑臂分别铰接在两调节臂的中部,通过所述动力机构驱动两支撑臂铰接点上、下移动,调 整两支撑臂之间的开度,进而调节两调节臂上探针之间的距离。 进一步,所述两支撑臂的铰接点处设置有位置传感器,用于检测该铰接点上下移 动的位置,并将检测的信号数据发送给所述电动探头的控制系统,经控制系统对信号数据 分析处理,控制所述直线电机的工作方式,精确调整所述探针的距离。 进一步,所述动力机构为压电陶瓷,所述探头本体包括两只调节臂,分别与压电陶 瓷的两极相连,两只调节臂连接在所述探头调节机构上,该探头调节机构为两根支撑臂,两 根支撑臂分别一端铰接在两调节臂的中部,两根支撑臂另一端固定,通过所述动力机构驱 动两只调节臂之间的开度,进而调节两调节臂上探针之间的距离。 进一步,所述探针表面设置绝缘层,绝缘层表面设置金属层,金属层与电气地连 接,对所述探针形成屏蔽保护。 进一步,所述探头本体连接在外壳上,所述探头调节机构和动力机构设置在外壳 内,外壳上设置有用于显示所述探针之间距离的显示器,所述探针上连接导线与测试仪表 相连,其中测试仪表与外壳为一体或者分体设置。 进一步,所述外壳上设置有控制开关,用于控制所述动力机构的工作或者停止,控 制开关为手控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。 本实用新型的电动探头以电力为驱动探针间距离的动力机构,代替现有的以手和 手指调整探头探针距离的探头。具有调整方便,控制准确的优点。该电动探头可以与各种 常用的测试仪表连接后组成新型测试仪表,如示波器、LRC元件测试仪、电路分析仪等。
图1为本实用新型的电动探头结构框图; 图2为本实用新型的电动探头示意图; 图3为实施例1中电动探头的示意图; 图4为实施例2中电动探头的示意图; 图5为实施例3中电动探头的示意图; 图6为实施例4中电动探头的示意图; 图7为本实用新型的电动探头操作示意图。
具体实施方式
实施例1 : 如图3所示,本实用新型的电动探头,包括调节臂1、2、传动轮31、驱动轮32、33和 旋转电机5,调节臂1、2上分别对应设置驱动轮32、33,驱动轮32和驱动轮33之间互相啮 合,驱动轮32与传动轮31相啮合,传动轮31与旋转电机5相连,由旋转电机5提供动力旋 转,并带动驱动轮32、33旋转,进而调节与其相连的调节臂1、2之间的开度来调整调节臂1、 2上设置的探针11的距离。如图2所示,传动轮31、驱动轮32、33和旋转电机5均装于外壳 6中,外壳6中还设置有与旋转电机相连的变速箱5,旋转电机5通过变速箱7减速,通过蜗
4杆输出动力。蜗杆把动力传递到传动轮31,电源通过开关51、52与旋转电机5连接。开关 51开,旋转电机5正转,对应于增大探针11间距离,开关52开,旋转电机5反转,对应于减 少探针11间距离,停止则不变。开关为三位开关,使用时,极为方便,左推开关则旋转电机 5正转,增大探针1间距离,右推开关旋转电机5反转,减小探针见距离,保持开关位置在中 间,下压后松开开关则启动"镊子模式"。探头的电源可以由电池或通过导线8与探针11相 连的测试仪表9提供。旋转电机轴装有蜗杆,探针支撑半轮为涡轮结构,探针支撑半轮固定 在机体上,蜗杆与涡轮连接,蜗杆把动力传给涡轮,并且有自锁功能,即涡轮无法把动力传 给蜗杆。其中旋转电机5采用步进电机作为动力,可以精确的控制转动角度,能够保证调整 探针间距离的准确度。另外,也可以用角度传感器4测驱动轮32、33的转动,并将检测到的 信号反馈到控制系统中,经控制系统对信号数据分析处理,控制旋转电机5的工作方式(启 动、停止)。 如图1所示,本实用新型的电动探头控制系统由CPU作为主要控制装置,控制系统 的主要功能是(l)控制电机的启动、停止。步进值的大小,即探针距离的步进大小。步进 速度的快慢,即探针距离改变速度的快慢。(2)控制键的定义,有三种定义连续改变探针 距离模式,步进改变探针距离模式,镊子模式。(3)存储不同的功能程序和模式。(4)接受 功能设置。(5)显示功能设置。(6)与测试仪表的通信功能。手持电动探针依靠控制系统 的这些基本功能,完成整体的功能,这些功能是(l)模式选择,有三种连续改变探针距离 模式,步进改变探针距离模式,镊子模式,其中镊子模式指电动探头在控制开关不动作时, 探针之间的开度为一定值,这一定值为控制系统中程序预先确定的,按下开关后,两探针之 间合拢,到夹持到待测元件端子间受力至某一预定值时停止,可以将待测元件夹起,松开开 关两探针之间的距离恢复为原始的开度,以实现镊子的功能,显示时显示实际距离值(毫 米)和改变速度(毫米/秒),也可以以英制显示。(2)工作模式下的参数设定对于连续
改变探针距离模式,键61定义为增加探针距离,键62定义为减少探针距离,选择开关63,选 择步进值,步进值被定义为,集成电路和连接件的标准值0. 125mm,0. 2mm,0. 25mm,0. 5mm, lmm,l. 25mm。显示时,显示管脚间距和管脚个数值。表面贴元件封装的标准值0105,0201, 0402, 0603, 0804, 1206, 1806共8种,显示时,显示元件封装和实际距离。键61和62为手 控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。 电动探头也可以和测试仪表9做成一体。测试仪表9可以为各种常用的测试仪表 与电动探头组成新型测试仪表,例如示波器,LRC元件测试仪,电路分析仪等。本实施例中 以万用表为例说明,万用表测试电路由CPU控制,并由CPU读取数据。万用表测试电路和IC 采用常规电路和方法,在此不做详细论述。电动探头由同一个CPU控制,控制方法与软件与 前述相同。(其控制方法均采用的现有技术,在此不详细论述)。 实施例2 : 如图4所示,本实用新型的电动探头,包括调节臂1'、2'、传动轮31'、驱动轮32'、 33'和旋转电机5',调节臂l'、2'为两根摆杆铰接连接的二连杆机构,其中一跟杆上分别对 应设置驱动轮32'、33',驱动轮32'和驱动轮33'之间互相啮合,驱动轮32'与传动轮31' 相啮合,传动轮31'与旋转电机5'相连,调节臂l'、2'上的另一跟连杆端头设置探针,其中 部与摆杆34、36铰接连接,摆杆34、36另一端铰接固定在电动探头外壳上,传动轮31'由旋 转电机5提供动力旋转,并带动驱动轮32、33旋转,进而调节与其相连的调节臂1、2之间的开度来调整调节臂1、2上设置的探针11的距离。其中旋转电机5'采用步进电机作为动力, 可以精确的控制转动角度,能够保证调整探针间距离的准确度。另外,也可以用角度传感器 4'测驱动轮32' 、33'的转动,并将检测到的信号反馈到控制系统中,经控制系统对信号数据 分析处理,控制旋转电机5'的工作方式(启动、停止)。 本实施例中只是在电动探头的角度调节机构的形式上做了改变,电动探头的控制
系统等其它部分均与实施例1中相同。 实施例3 : 如图5所示,本实用新型的电动探头包括调节臂1"、2"和压电陶瓷致动器5",调节 臂l"和2"接压电陶瓷电机5"的两极,调节臂l"和2"中部铰接摆杆35"、37",摆杆35"、 37"的另一端分别铰接固定在电动探头的外壳上,压电陶瓷致动器5"两端伸縮带动其上的 调节臂l"和2"之间的距离增大或减小。 本实施例中的动力机构采用压电陶瓷致动器,使探针的之间距离调节更加细微, 并通过在调节臂l"、2"中部设置摆杆35"、37"适当提高调节臂l"、2"之间的调节开度范围, 能够有效测量较小规格的电子元件,本实施例中电动探头的控制系统等其它部分均与实施 例l和2中相同。 实施例4 : 如图6所示,本实用新型的电动探头包括调节臂r"、2"'、支撑杆34"'、36"'和直 线电机5"',调节臂r"、2"'之间铰接连接,其中部分别铰接连接有支撑杆34"'、36"',支撑 杆34"'、36"'另一端铰接连接在一起,支撑杆34"'和36"'的铰接点处设置直线电机5"', 通过直线电机5"'驱动铰接点上、下移动,控制调节臂l'"、2'"之间的开度,进而调节两调 节臂上探针11"'之间的距离。 如图7所示,本实用新型的电动探头在使用时只需要单手操作,通过电动机提供 动力,手指控制电动机控制系统,进而简单方便的调节探针之间的距离。在机体上还设置了 显示器62,用于显示测试时的各种参数。 本实施例中在支撑杆34"'、36"'铰接点处设置有位置传感器,用于检测该铰接点 上下移动的位置,并将检测的信号数据发送给电动探头的控制系统,经控制系统对信号数 据分析处理,控制直线电机的工作方式(启动、停止),精确调整探针11'"的距离。 本实施例中只是在电动探头的角度调节机构的形式上做了改变,电动探头的控制 系统等其它部分均与实施例1中相同。 上述实施例1、2、3和4中电动探头上的探针表面设置绝缘层,绝缘层表面设置金 属层,金属层与电气地连接,对探针形成屏蔽保护。可以根据需要,设置每组两个探针,以便 采用四线制,对电路作精密测量。遇到电子元件测试点表面有氧化、污物或保护层时,可能 会导致测试时接触不良,无法测试,此时可以开启电动探头的振动模式,此模式下探头探针 作微量张开合拢的反复动作(动作距离为几十微米到几百微米,但是始终保持两探针间的 距离不变,具体通过控制系统控制),通过探针划碾被测元件表面,使其接触良好,使得测试 更加准确。 本实用新型具体实施方式
中介绍了几种常见的动力机构和角度调节机构的形式, 其中压电陶瓷致动器具有动作精细,结构简单,动作可以提到微米水平,甚至可以在显微 镜下操作,缺点是动作距离有限。电动机(含电动机,直线电机,陶瓷电机),机构复杂,控制距离大,为常用方案。电磁致动器处于上述两者的中间状态。 需要指出的是根据本实用新型具体实施方式
所做出的任何变形,均不脱离本实用 新型的精神以及权利要求记载的范围。
权利要求一种电动探头,其特征在于,包括探头本体、探头调节机构和动力机构,探头本体上具有至少两组探针,每组包括至少一根探针,探头本体与探头调节机构相连,通过动力机构对探头调节机构提供动力,调整探头本体上探针之间的距离。
2. 如权利要求1所述的电动探头,其特征在于,所述动力机构为旋转电机,所述探头本 体包括两只调节臂,两只调节臂连接在所述探头调节机构上,所述探头调节机构包括调节 臂上连接的驱动轮和所述动力机构连接的传动轮,两只调节臂上的驱动轮相互啮合,传动 轮与其中一个驱动轮啮合,通过所述动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转,进而 调节两只调节臂上探针之间的距离。
3 如权利要求1所述的电动探头,其特征在于,所述动力机构为旋转电机,所述探头本 体包括两只由第一摆杆和第二摆杆铰接组成的调节臂,其中第一摆杆的一端设置有探针, 调节臂连接在所述探头调节机构上,所述探头调节机构包括第二摆杆的一端连接的驱动 轮、第三摆杆和所述动力机构连接的传动轮,两只调节臂上的驱动轮相互啮合,传动轮与其 中一个驱动轮啮合,第三摆杆的一端与第一摆杆的中部铰接,另一端铰接固定,通过所述动 力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转,进而调节探针之间的距离。
4. 如权利要求2-3任一项所述的电动探头,其特征在于,所述驱动轮上连接有角度传 感器,用于实时检测所述驱动轮的旋转角度,并将检测的信号数据发送给所述电动探头的 控制系统,经控制系统对信号数据分析处理,控制所述旋转电机的工作方式,精确调整所述 探针的距离。
5. 如权利要求1所述的电动探头,其特征在于,所述动力机构为直线电机,所述探头本 体包括两只调节臂,两只调节臂的一端铰接,其中部连接在所述探头调节机构上,该探头调 节机构为两根铰接的支撑臂,两根支撑臂分别铰接在两调节臂的中部,通过所述动力机构 驱动两支撑臂铰接点上、下移动,调整两支撑臂之间的开度,进而调节两调节臂上探针之间 的距离。
6. 如权利要求5所述的电动探头,其特征在于,所述两支撑臂的铰接点处设置有位置 传感器,用于检测该铰接点上下移动的位置,并将检测的信号数据发送给所述电动探头的 控制系统,经控制系统对信号数据分析处理,控制所述直线电机的工作方式,精确调整所述 探针的距离。
7. 如权利要求1所述的电动探头,其特征在于,所述动力机构为压电陶瓷,所述探头本 体包括两只调节臂,分别与压电陶瓷的两极相连,两只调节臂连接在所述探头调节机构上, 该探头调节机构为两根支撑臂,两根支撑臂分别一端铰接在两调节臂的中部,两根支撑臂 另一端铰接固定,通过所述动力机构驱动两只调节臂之间的开度,进而调节两调节臂上探 针之间的距离。
8. 如权利要求l-3任一项所述的电动探头,其特征在于,所述探针表面设置绝缘层,绝 缘层表面设置金属层,金属层与电气地连接,对所述探针形成屏蔽保护。
9. 如权利要求1所述的电动探头,其特征在于,所述探头本体连接在外壳上,所述探头 调节机构和动力机构设置在外壳内,外壳上设置有用于显示所述探针之间距离的显示器, 所述探针上连接导线与测试仪表相连,其中测试仪表与外壳为一体或者分体设置。
10. 如权利要求9所述的电动探头,其特征在于,所述外壳上设置有控制开关,用于控制 所述动力机构的工作或者停止,控制开关为手控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。
专利摘要本实用新型公开了一种电动探头,包括探头本体、探头调节机构和动力机构,探头本体上具有至少两组探针,每组包括至少一根探针,探头本体与探头调节机构相连,通过动力机构对探头调节机构提供动力,调整探头本体上探针之间的距离。本实用新型的电动探头以电力为驱动探针间距离的动力机构,代替现有的以手和手指调整探头探针距离的探头。具有调整方便,控制准确的优点。该电动探头可以与各种常用的测试仪表连接后组成新型测试仪表,如示波器、LRC元件测试仪、电路分析仪等。
文档编号G01R31/26GK201532401SQ20092022275
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者刘海先 申请人:刘海先