一种探针更换装置及其更换方法和测试设备与流程

本发明涉及测试技术领域，具体地，涉及一种探针更换装置及其更换方法和测试设备。

背景技术：

目前许多显示产品在制作过程中都需要进行电信号测试，这就不可避免地会用到一些信号测试设备。大多数信号测试设备都是通过将测试信号施加到测试探针上，然后将测试探针手动插接到相应的测试位置进行信号测试。

测试探针在测试过程中经常会发生损坏，导致测试结果不准确，因此，大多数测试设备都需要对探针进行频繁更换。目前对探针的更换都是通过人为手动更换，人为手动更换很容易造成探针头沾上异物或者更换后的探针位置摆放不准确，导致测试时出现较大的测试误差，严重影响测试结果的准确性；同时，人为手动更换探针还使测试效率偏低。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种探针更换装置及其更换方法和测试设备。该探针更换装置能够实现对探针的自动更换，自动更换能使探针在更换过程中保持清洁且位置摆放准确，从而避免了人为手动更换所导致的探针沾上异物和更换后的探针位置摆放不准确的缺陷，进而减小了探针的测试误差，提高了探针测试结果的准确性；同时，自动更换还提高了探针的更换效率，从而提高了探针的测试效率。

本发明提供一种探针更换装置，包括更换机构和辅助机构，所述更换机构用于对所述探针进行更换；所述辅助机构用于辅助所述更换机构将备用探针推动到更换位置。

优选地，所述更换机构包括探针盒，用于容纳并提供所述备用探针；

更换部，用于在动力的作用下开启或闭合，以使所述探针脱离所述更换部或所述更换部将所述备用探针夹持住；

所述探针盒和所述更换部通过第一探针管连通。

优选地，所述探针盒的背对所述第一探针管的一端设置有第二探针管，所述第二探针管与所述探针盒连通；

所述探针盒包括顶盖和底盖，所述底盖上开设有第一开口，所述第一探针管与所述底盖通过所述第一开口连通；所述顶盖上开设有第二开口，所述第二探针管与所述顶盖通过所述第二开口连通；

所述第一开口和所述第二开口位置相对应。

优选地，所述探针盒还包括第一驱动部和设置在盒内的卡盘，所述卡盘的周边区域开设有多个卡槽，所述卡槽中用于放置所述备用探针；

所述卡盘的中心开设有孔，所述第一驱动部连接所述孔，用于带动所述卡盘转动，以使所述卡盘上的各个卡槽能移动到与所述第一开口和所述第二开口对应的位置。

优选地，所述更换部包括夹持件和第二驱动部，所述夹持件夹持在所述第一探针管的自由端，所述夹持件能在所述第二驱动部的驱动下闭合，以将位于所述第一探针管自由端的所述探针夹持住；还能在所述第二驱动部的驱动下开启，以使位于所述第一探针管自由端的所述探针脱离所述第一探针管。

优选地，所述辅助机构包括第三驱动部和顶针，所述顶针贯穿在所述第二探针管中，且能在所述第三驱动部的带动下在所述第二探针管中做出入运动；

所述第三驱动部能推动所述顶针进入所述探针盒，以将对应的所述卡槽中的所述备用探针推动至所述第一探针管的自由端；所述第三驱动部还能将所述顶针从所述探针盒内拉出。

优选地，所述更换机构还包括控制部，所述控制部用于控制所述第一驱动部、所述第二驱动部和所述第三驱动部工作。

优选地，所述控制部包括开关件、检测件和控制件，所述开关件和所述检测件均连接所述控制件；

所述开关件能开启，以使所述控制件控制所述第一驱动部、所述第二驱动部和所述第三驱动部工作，以对所述探针进行更换；

所述检测件用于检测所述第一探针管的自由端是否有所述探针，并在没有时使所述控制件控制所述第二驱动部工作，以使所述第二驱动部驱动所述夹持件闭合。

优选地，所述探针盒还包括侧壁，所述侧壁与所述顶盖和所述底盖连接形成所述探针盒的外壳；

所述外壳和所述卡盘均采用绝缘材料。

优选地，所述第一探针管包括从内向外依次嵌套的内层、中间层和外层，所述内层和所述外层均采用导电材料，所述中间层采用绝缘材料；所述第二探针管的结构与所述第一探针管相同；

所述顶针能与所述第一探针管和所述第二探针管的内层相接触；所述顶针采用导电材料。

优选地，所述探针包括探针本体和探针套，所述探针本体的一端为针帽，另一端为针头，所述探针套套设在所述针头端，所述探针套的外表面能与所述第一探针管的内层相接触；所述针帽用于与所述顶针接触；

所述探针套的外圈采用导电材料，所述探针套的内圈采用柔性绝缘材料；

在所述第一探针管的自由端，所述顶针能推动所述探针本体相对所述探针套滑动，以使所述针头从所述探针套中穿出。

本发明还提供一种测试设备，包括上述探针更换装置。

本发明还提供一种上述探针更换装置的探针更换方法，包括：更换机构对所述探针进行更换；辅助机构辅助所述更换机构将备用探针推动到更换位置。

优选地，所述更换机构对所述探针进行更换；辅助机构辅助所述更换机构将备用探针推动到更换位置包括：

第二驱动部驱动夹持件开启，第三驱动部推动顶针进入探针盒，直至将位于第一探针管自由端的所述探针推动至脱离所述第一探针管；

检测到所述第一探针管的自由端没有所述探针时，所述第二驱动部驱动所述夹持件闭合；

所述第三驱动部将所述顶针从探针盒内拉出；

第一驱动部带动卡盘转动，使所述卡盘上放置有备用探针的一个卡槽移动到与第一开口和第二开口对应的位置；

所述第三驱动部推动所述顶针进入所述探针盒，直至将所述卡槽中的所述备用探针推动至所述第一探针管的自由端。

本发明的有益效果：本发明所提供的探针更换装置，通过设置更换机构和辅助机构，能够实现对探针的自动更换，自动更换能使探针在更换过程中保持清洁且位置摆放准确，从而避免了人为手动更换所导致的探针沾上异物和更换后的探针位置摆放不准确的缺陷，进而减小了探针的测试误差，提高了探针测试结果的准确性；同时，自动更换还提高了探针的更换效率，从而提高了探针的测试效率。

本发明所提供的测试设备，通过采用上述探针更换装置，实现了对探针的自动更换，从而不仅提高了测试准确性，而且提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中探针更换装置的结构示意图；

图2为图1中探针盒底盖的结构示意图；

图3为图1中探针盒的结构剖解示意图；

图4为图1中探针盒内卡盘的结构示意图；

图5为图1中更换部的结构示意图；

图6为探针在第一探针管内移动时的结构示意图；

图7为探针在移动到第一探针管的自由端时的结构示意图；

图8为探针更换装置在更换探针时的结构原理图；

图9为探针更换方法的流程图。

其中的附图标记说明：

1.更换机构；11.探针盒；111.顶盖；112.底盖；100.第一开口；101.第二开口；113.第一驱动部；114.卡盘；102.卡槽；103.孔；12.更换部；121.夹持件；122.第二驱动部；13.第一探针管；14.第二探针管；15.控制部；2.辅助机构；21.第三驱动部；22.顶针；3探针；31.探针本体；311.针帽；312.针头；32.探针套。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种探针更换装置及其更换方法和测试设备作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种探针更换装置，如图1所示，包括更换机构1和辅助机构2，更换机构1用于对探针3进行更换；辅助机构2用于辅助更换机构1将备用探针3推动到更换位置。

其中的更换位置指探针3在测试时的固定位置，当正在使用的探针3损坏时，更换机构1将处于更换位置上的探针3更换掉。

通过设置更换机构1和辅助机构2，能够实现对探针3的自动更换，自动更换能使探针3在更换过程中保持清洁且位置摆放准确，从而避免了人为手动更换所导致的探针3沾上异物和更换后的探针3位置摆放不准确的缺陷，进而减小了探针3的测试误差，提高了探针3测试结果的准确性；同时，自动更换还提高了探针3的更换效率，从而提高了探针3的测试效率。

其中，更换机构1包括探针盒11，用于容纳并提供备用探针3。更换部12，用于在动力的作用下开启或闭合，以使探针3脱离更换部12或更换部12将备用探针3夹持住。探针盒11和更换部12通过第一探针管13连通。更换部12的设置，能将正在使用的已经损坏的探针3更换为探针盒11内存放的备用的新探针3。

本实施例中，探针盒11的背对第一探针管13的一端设置有第二探针管14，第二探针管14与探针盒11连通。如图2和图3所示，探针盒11包括顶盖111和底盖112，底盖112上开设有第一开口100，第一探针管13与底盖112通过第一开口100连通；顶盖111上开设有第二开口101，第二探针管14与顶盖111通过第二开口101连通。第一开口100和第二开口101位置相对应。第一探针管13和第二探针管14的设置是为了在更换掉正在使用的已损坏探针3后，使探针盒11内的备用探针3能被送入到更换位置。

本实施例中，如图4所示，探针盒11还包括第一驱动部113和设置在盒内的卡盘114，卡盘114的周边区域开设有多个卡槽102，卡槽102中用于放置备用探针3。卡盘114的中心开设有孔103，第一驱动部113连接孔103，用于带动卡盘114转动，以使卡盘114上的各个卡槽102能移动到与第一开口100和第二开口101对应的位置。

其中，卡槽102能够将置于其中的备用探针3卡住，备用探针3能在外部推动力的作用下脱离卡槽102。基于卡槽102的该卡置原理，卡槽102中的卡置结构形式不限，如卡置结构可以是设置在卡槽102内壁上的弹性滚珠，当卡槽102中放置有备用探针3时，弹性滚珠能在垂直于卡槽102内壁的弹性作用力下将备用探针3卡住；当备用探针3受外部推动力作用时，其外表面与弹性滚珠之间能产生相对滑动，从而在外部推动力的作用下，备用探针3能够脱离卡槽102。

另外，对第一驱动部113也不做限定，只要能够带动卡盘114转动，第一驱动部113可以采用任意方式进行驱动。如第一驱动部113采用电机，电机轴插入到孔103中，电机轴转动能带动卡盘114转动。第一驱动部113可以设置在探针盒11内，也可以设置在探针盒11外，如：如果电机设置在探针盒11外，可以在探针盒11的底盖112对应孔103的中心位置开设开口，以使电机轴能穿过该开口进入到探针盒11内，并与卡盘114上的孔103连接。

本实施例中，如图5所示，更换部12包括夹持件121和第二驱动部122，夹持件121夹持在第一探针管13的自由端，夹持件121能在第二驱动部122的驱动下闭合，以将位于第一探针管13自由端的探针3夹持住；还能在第二驱动部122的驱动下开启，以使位于第一探针管13自由端的探针3脱离第一探针管13。其中，第一探针管13的自由端即为探针3更换位置，夹持件121在此位置对探针3进行更换。夹持件121既能对未损坏的正常工作的探针3进行夹持固定，又能对已损坏的探针进行卸载。

另外，对第二驱动部122也不做限定，只要能够驱动夹持件121闭合和开启，第二驱动部122可以采用任意方式进行驱动。如第二驱动部122也可以采用电机。

本实施例中，如图1-图5所示，辅助机构2包括第三驱动部21和顶针22，顶针22贯穿在第二探针管14中，且能在第三驱动部21的带动下在第二探针管14中做出入运动。第三驱动部21能推动顶针22进入探针盒11，以将对应的卡槽102中的备用探针3推动至第一探针管13的自由端；第三驱动部21还能将顶针22从探针盒11内拉出。

其中，顶针22的作用主要是在探针3更换过程中，辅助将已损坏的探针3从第一探针管13的自由端(也即探针3更换位置)推出；同时还能辅助将探针盒11内的备用探针3推动至第一探针管13的自由端，从而实现对探针3的更换。另外，在探针3进行正常测试的过程中，顶针22还能对位于第一探针管13的自由端的探针3进行推动支撑，以使探针3能够被固定保持在第一探针管13的自由端进行待测试位置的信号测试。

另外，对第三驱动部21也不做限定，只要能够带动顶针22在第二探针管14中做出入运动，第三驱动部21可以采用任意方式进行驱动。例如：第三驱动部21采用电动活塞或气动活塞，活塞通过连杆连接顶针22，活塞运动能够通过连杆带动顶针22在第二探针管14中做出入运动。

本实施例中，更换机构1还包括控制部15，控制部15用于控制第一驱动部113、第二驱动部122和第三驱动部21工作。

其中，控制部15包括开关件、检测件和控制件，开关件和检测件均连接控制件。开关件能开启，以使控制件控制第一驱动部113、第二驱动部122和第三驱动部21工作，以对探针3进行更换。本实施例中，控制件为控制芯片。检测件用于检测第一探针管13的自由端是否有探针3，并在没有时使控制件控制第二驱动部122工作，以使第二驱动部122驱动夹持件121闭合。

本实施例中，开关件采用按钮，按钮设置在该探针更换装置的控制面板上，一旦发现工作中的探针3有损坏，即可按下按钮，以启动各部分结构对探针3的更换操作。检测件采用传感器，传感器的作用主要是检测在第一探针管13的自由端没有探针3时，使夹持件121闭合。传感器的设置，能够对已损坏的探针是否被卸载掉进行检测，从而确保更换位置上没有已损坏探针3时，备用探针3才能被更换到该位置，避免已损坏探针3还未卸载掉，备用探针3就已被移动到该位置，容易造成备用探针3在更换时被损坏。

本实施例中，探针盒11还包括侧壁，侧壁与顶盖111和底盖112连接形成探针盒11的外壳；外壳和卡盘114均采用绝缘材料。由于探针3和顶针22都是导电体，绝缘材料能使探针3在更换过程中外壳和卡盘114不会带电，从而确保了探针3更换的安全性。

本实施例中，第一探针管13包括从内向外依次嵌套的内层、中间层和外层，内层和外层均采用导电材料，中间层采用绝缘材料；第二探针管14的结构与第一探针管13相同。顶针22能与第一探针管13和第二探针管14的内层相接触。顶针22采用导电材料。

其中，探针3上的测试信号通过第二探针管14的内层引入，因此，顶针22能通过与第一探针管13和第二探针管14的内层相接触而将测试信号传导至探针3上。第一探针管13和第二探针管14的外层导电层能对施加到其内层上的测试信号起到很好的屏蔽作用，避免测试信号受到干扰。

本实施例中，如图6和图7所示，探针3包括探针本体31和探针套32，探针本体31的一端为针帽311，另一端为针头312，探针套32套设在针头312端，探针套32的外表面能与第一探针管13的内层相接触；针帽311用于与顶针22接触。探针套32的外圈采用导电材料，探针套32的内圈采用柔性绝缘材料；在第一探针管13的自由端，顶针22能推动探针本体31相对探针套32滑动，以使针头312从探针套32中穿出。在测试时，针头312扎入到待测试位置，将测试信号引入进行测试。

其中，当探针3向第一探针管13的自由端移动时，由于探针套32内圈的柔性绝缘材料具有一定的弹性，能够与探针本体31柔性接触，所以探针套32能够对探针本体31起到保护的作用；另一方面，由于探针本体31通过针帽311与顶针22接触将测试信号引入到探针本体31，仅针帽311与顶针22的接触接触面积较小，探针套32的外圈为导电材料，其外圈与第一探针管13的内层相接触能够增大探针3与第一探针管13内层的接触面积，从而使施加到第二探针管14内层的测试信号能够很好地引入到探针本体31上，使测试结果更加准确可靠。

基于探针更换装置的上述结构，本实施例还提供一种该探针更换装置的探针更换方法，包括：更换机构对探针进行更换；辅助机构辅助更换机构将备用探针推动到更换位置。

如图8和图9所示，该探针更换方法具体包括：

步骤S1：第二驱动部122驱动夹持件121开启，第三驱动部21推动顶针22进入探针盒11，直至将位于第一探针管13自由端的探针3推动至脱离第一探针管13。

该步骤中，当发现正在使用的探针3损坏时，使开关件开启，如按下开关按钮，控制件控制第二驱动部122驱动夹持件121开启，位于第一探针管13自由端的探针3脱离第一探针管13。其中，控制件为控制芯片，控制芯片向第二驱动部122发送控制信号，控制第二驱动部122执行相应操作。

步骤S2：检测到第一探针管13的自由端没有探针3时，第二驱动部122驱动夹持件121闭合。

该步骤中，检测件检测到第一探针管13的自由端没有探针3时，向控制件发送检测信号，控制件根据检测信号向第二驱动部122发送控制信号，第二驱动部122驱动夹持件121闭合。

步骤S3：第三驱动部21将顶针22从探针盒11内拉出。

该步骤中，控制件向第三驱动部21发送控制信号，第三驱动部21将顶针22从探针盒11内拉出。

步骤S4：第一驱动部113带动卡盘转动，使卡盘上放置有备用探针的一个卡槽移动到与第一开口和第二开口对应的位置。

该步骤中，控制件向第一驱动部113发送控制信号，第一驱动部113带动卡盘转动，使卡盘上放置有备用探针的一个卡槽移动到与第一开口和第二开口对应的位置。

步骤S5：第三驱动部21推动顶针22进入探针盒11，直至将卡槽中的备用探针推动至第一探针管13的自由端。

该步骤中，控制件向第三驱动部21发送控制信号，第三驱动部21推动顶针22进入探针盒11，直至将卡槽中的备用探针推动至第一探针管13的自由端。

至此，探针3更换完毕。

实施例1的有益效果：本实施例中提供的探针更换装置，通过设置更换机构和辅助机构，能够实现对探针的自动更换，自动更换能使探针在更换过程中保持清洁且位置摆放准确，从而避免了人为手动更换所导致的探针沾上异物和更换后的探针位置摆放不准确的缺陷，进而减小了探针的测试误差，提高了探针测试结果的准确性；同时，自动更换还提高了探针的更换效率，从而提高了探针的测试效率。

实施例2：

本实施例提供一种测试设备，包括实施例1中的探针更换装置。

通过采用实施例1中的探针更换装置，使该测试设备能够实现探针自动更换，从而不仅提高了测试准确性，而且提高了测试效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。