电接触和测试装置的制作方法

本申请要求本发明人于2015年8月17日提交的美国临时专利申请62/205,773和于2015年8月19日提交的美国临时专利申请62/206,873的优先权，且其中每一篇都通过引用而被包含在内。

背景技术：

发明领域

本发明涉及电接触装置，并且更具体地涉及用于高安培电流、尤其适于测试电池的电接触装置。

相关技术的描述

授予Zhang等人的、通过引用方式并入本文的美国专利No.5,966,014描述了用于测试多个电池的多个操作规范的装置、系统和方法(“‘014专利”)。‘014专利描述了怎样将多个电池装入托盘并定位在合适的探头或接触组件之间以同时测试这些电池。优选地在这些电池上的一致位置进行牢固的接触，其通常在圆柱体电池的中心轴线上。对于确保在电池之间不会因探头组件的接触点而造成任何变化来说，中心轴线是最好的。在每个电池的两端都应该得到高质量和确定的接触，以得到用于测试用途的来自每个电池的所需电流。优选同中心设置的第二探头组件用于测试电池的单电池电压(cell voltage)。电压触点不需要安培或电流探头的电流处理能力。‘014专利描述了以一种方式操作电流和电压探头的装置，使它们准确对准以便它们共同接触电池的一个端子并且提供电流信号和电压信号。另一个端子与电流返回探头接触或连接。端子位于圆柱体电池的相反两端，并且电流和电压探头对齐使得它们沿着行进的公共线垂直地移动。

‘014专利描述了能够装载10个、100个或任意数量的用于测试的电池的托盘。可以将该托盘和多个附加托盘装入电气柜以测试所有的电池。每个电池托盘远离柜体被装载，并且随后被插入和捕获在下和上接触组件之间。可以转动凸轮以移动电池托盘使其与下和上接触组件有效地接触。下接触组件被构造有底板，底板与上方对齐并且通过凸轮作用而被抬升。引导下接触组件使得其上方的多个直立元件被适当地排列，以运动至使得电压和电流触点与托盘中的电池之间实现有效的接触。构建该系统使得对于每一个正在进行测试的电池来说具有单独的电流流路和单独的电压触点。电流流路与电压触点中的金属的体积或重量比较为重型结构。电压触点中流动的电流相对较小，但是其足以提供充足的电压信号。电流速度具有几个数量级的差异。电压触点中的电流可以是毫安级的。

‘014专利中所述的电气柜包括可调的电压和电流源，其在选定的端子处被连接以形成用于施加到电池的输出电流。电源的输出通过与电源连接的电压表来测量。电压表形成输出或端子电压的测量值，并被记录。另一个电压表测量穿过电池的端子电压。形成电池电路后，电流被引导穿过负载电阻。电流被测量和记录。电流可以具有瞬时的启动值和随后的稳态。并且一段时间以后，当由于电池的内阻而出现电池发热和电阻变化时，还将具有衰减曲线。取样的定时周期将这些因素考虑在内。在一个给定的时刻，电路被闭合并被设为可操作的，使得电流流经负载电阻。信号在电路闭合后的相关时间间隔被测量和记录，这就提供了电池电流的测量值。电池的其它参数可以用相似的方式测量。请参考‘014专利以获得更多的信息。

电池测量机器的一个重要方面是在被测电池和机器中的电路之间的电连接。授予Zhang等人的美国专利5,903,154通过引用(“‘154专利”)被包含在内。‘154专利解决了这一问题并公开了一种电池测试接触组件。电池测试涉及较大的电流。提供通过测试电路的电流，这提供用于电池的负载和电流源。电池是通过在典型的测试中提供定时充电电流和放电电流来进行质量测试。在被测电池和机器中的电路之间的电连接质量受到弹簧的弹簧力影响，该弹簧将电池触点压靠在电池端子上。如果接触力超出期望范围，可能会得到错误的读数，这是因为该接触不足以使全部电流在电池端子和电池触点之间流动。

‘154专利公开了一种电池测试仪接触组件，其具有一对平行的上和下印刷电路板(PCB)，它们通过一组常用的四个导体杆而彼此分隔开。导体杆提供了平行的电流导体路径。PCB之间的间隔可以被调节以接纳不同长度的电池。上PCB具有连接器，该连接器具有与电池测试机器中的电测试电路连接的两个端子。测试电路提供了穿过电池的可控电阻，其可以在非常大到接近0的范围内变动，使得可以测试电流。测试电路通常包括电流计。测试电路通常还以在电池上施加充电电流的电流源为特征，其在测试可充电电池中尤为重要。可能必须要通过低电阻提供受控的放电，然后向电池施加充电电流来测试可充电电池。

PCB可以是矩形的，并且下PCB与上PCB通过PCB拐角附近的四个导电杆相连接。该杆穿过下PCB向上延伸并且与下PCB电连接，优选地使用焊料进行该连接。这四个杆被平行地连接并且在下PCB的每一侧上具有通过导电材料的公共电路连接。该杆服务于两个目的，即导电和在上和下PCB之间分隔开。该杆优选地由优质的导电金属，比如铜或铜合金制得。该杆固定于下PCB，但是与上PCB滑动地且电气地接合。上PCB具有导电金属套筒，其与上PCB上面的导电材料电接触，并且以允许移动以改变上和下PCB之间间隔的方式接纳杆，这就确保了杆和套筒以及上PCB之间良好的可靠的电连接。上和下PCB具有用于结合圆柱体电池的相对端子的电触点。在‘154专利中描述了其它构造，用于具有不同形状的电池。

PCB上接合电池的电触点优选地包括位于正极端子触点中心的电压探头。当包括电压探头时，理想的情况是从正极电池端子引出两根导线或导体。其中一个是由靠在正极电池端子上的较大的足迹接触区得到的，使得电流被引导通过正极电池端子。正极端子的第二接触点通过合适的导体提供端子电压输出。可以使用同轴的构造来提供两个触点，其中一个具有大的表面区域，而另一个具有小的表面区域。在可移动接触组件中使用两个导体，其中一个负载电流，而另一个提供电压信号。为了使电压测量具备单独的信号路径，电压通常使用与电池端子的单独接触点来进行测量。电池测试通常包括相当的瞬时电流流经与电池连接的电流流路。与此相比，电压测量的信号路径涉及小电流，通常为1毫安或更小，其取决于电压测量电路的质量和性质。‘014专利的图4A、4B和5以及那些图的描述示出了在根据‘014和‘154专利(分别为美国专利5,966,014和5,903,154)的电池测试中如何实现单独的电压和电流路径。请参考014和154‘专利以得到更多信息。

‘154专利的接触组件通过使用可移动触点提供了到电池的适当接触。该可移动触点与电池端子在多个尖齿或插脚处相邻接。对于大多数的低电流应用，该尖齿接触结构在端子和触点之间提供了足够的接触。然而，对于高电流应用，比如100安培或更高，这种接触呈现出对端子和触点之间的电流的高阻抗，从而导致不期望的高温。授予Zhang并通过引用被包含在内的美国专利US 7,614,907(“‘907专利”)公开了适于高电流应用的具有自调节接触表面的接触端子。该自调节触点包括多个导电纤维，比如线，它们在高电流下提供了与电池端子的足够接触。然而，‘907专利的自调节触点没有提供单独的电压探头。因此，需要改进的电池测试机器或装置、电池测试接触组件和或电池测试触点，该电池测试触点提供电流路径和单独的电压测量，优选地特别适用于高电流。

技术实现要素：

在一个实施例中，本发明提供了一种电接触器，其包括基部，被接纳在基部中的冠簧，被接纳在冠簧中的杆或探头或活塞，以及围绕着杆以及基部的至少一部分的螺旋弹簧。基部包括上下端、在上下端之间延伸的孔、邻近上端的上部、邻近下端的下部、以及外表面。上部具有圆柱形，其外径小于下部的宽度或外径，在上下部之间的外表面上限定出外肩。基部具有向上下端之间的孔内突出的下内肩，以及靠近或邻近上端且向孔内突出的上内肩。下内肩与上内肩分隔开。冠簧被接纳下和上内肩之间、基部的上部的孔内。冠簧限定出冠簧孔。杆被延伸并且具有在冠簧孔内与冠簧滑动地接合的底部，以及从基部突出的顶部。杆的顶部具有凸缘。螺旋弹簧在杆上的凸缘和基部上的外肩之间围绕着杆以及基部的上部。在一个实施例中，杆为电流探头；基部、冠簧和杆是导电的；并且杆、冠簧和基部物理接触，使得电流可以通过冠簧在杆和基部之间流动，其中杆优选地具有纵向孔，其中设有电绝缘电压探头。接触片优选地固定于杆的顶部并且优选地具有多个部分覆盖杆端部的插脚。该插脚优选地具有弯曲的形状，并且优选地具有几个弯曲部。在电接触器的替代实施例中，螺旋弹簧的布置可以连同一些其它的修改而改变，其中在一个例子中螺旋弹簧全部围绕着该基部，在另一个例子中螺旋弹簧在基部内。该杆在替代实施例中可以被修改以提供螺旋弹簧能够邻接的不同表面，比如直径的差异以提供肩部或增加呈径向延伸的凸缘。

在本发明的其它实施例中，电接触器，或其替代实施方式之一被安装在电路板中，该电路板用在电池测试夹具中。电池测试夹具包括第一和第二印刷电路板、安装在第一板中的电池触点，以及一个或多个导电柱，该导电柱固定于其中一个板并且与另一个板滑动地接合。其中一个电接触器安装于第二板中，与安装于第一板中的电池触点相对，其允许将电池保持在电接触器和电池触点之间以测试电池。

本发明还提供了电池测试机器、系统或装置。该系统包括柜体，多个接触组件被接纳在柜体的开口中。能够保持多个电池的电池托盘被接纳在柜体的开口中，并且与电池上的端子电接触以测试电池。在柜体中接纳电源以用于向电池传递测试电流。优选地包括至少一个用于调节电流的功率调节器和用于接收和发出测试电池的指令的控制模块。一个或多个电接触器被用作接触组件中的电池触点，用于与电池测试电路中的电池连接且电接合，而该电池测试电路用于与电池连接以测试电池的操作规格。

本发明的另一个实施例是测试接触组件，比如用于测试电池，其包括支承座、固定于支承座的管状元件、管状元件中的螺旋弹簧、杆状的探头，该探头内部具有下部并且该探头被螺旋弹簧所接合，以及具有基部和多个插脚的接触片，该插脚从基部延伸。接触片的基部固定于并电连接于电流探头的上部，并且插脚在电流探头的上端的上方延伸并部分地覆盖该上端。插脚优选地与电流探头的上端分隔开，并且优选地具有弯折部或弯曲部，这会在弹簧作用中帮助为插脚提供弹性。在一个实施例中，该管状元件是塑料螺栓，其通过螺母固定于支承座。针对一些应用，电压探头可以被接纳在电流探头的纵向孔中。可以修改该测试接触组件以使管状元件具备导电性，优选地在探头和管状元件之间的管状元件中添加冠簧以增强电连接，并且优选地使用印刷电路板作为支承座。本发明的其它实施例包括电池测试机器或系统中的或电池测试夹具中的这些测试接触组件中的任意一个或多个。

附图说明

当结合附图考虑下述的示范性实施例的详细描述时，本发明可以得到更好的理解，其中：

图1是根据本发明的松弛状态下电池测试接触组件的侧视图的局部剖视图。

图2是根据本发明的压缩状态下图1的电池测试接触组件的侧视图的局部剖视图。

图3是本发明中所用的冠簧的侧视图。

图4是根据本发明的松弛状态下电池测试接触组件的替代实施例的侧视图的局部剖视图。

图5是根据本发明的多点、多点触控的接触片的平面图。

图6A和6B分别是根据本发明的弯曲操作之前和之后的图5的接触片的侧视图。

图7是装有图5和6B中接触片的在松弛状态下的电流探头和电压探头的侧视图的局部剖视图。

图8是图7的电流探头、电压探头和接触片的俯视平面图。

图9是压缩状态下图7中的电流探头、电压探头和接触片的侧视图的局部剖视图。

图10是根据本发明的电池测试接触组件的侧视图的局部剖视图。

图11是图10的电池测试接触组件的俯视平面图。

具体实施方式

图1是松弛状态下电池测试接触组件10的侧视图的剖视图。图2是压缩状态下的电池测试接触组件10的侧视图的剖视图，其正在测试具有端子T的电池B。基部12固定于且电连接于印刷电路板14。基部12具有上部12a、上端12b、下部12c和下端12d。孔12e与基部12的纵轴同轴，并且延伸经过基部12的全部长度。基部12的上部12a具有圆柱形外表面12f，其外径小于下部12c的宽度或外径，下部12c可能是或可能不是圆柱形。在两个不同直径的界面处限定出外肩12g。基部12具有盖或在其上端12b处的上内肩12h，以及在上部12a和下部12c之间的内界面处限定出的下内肩12i。孔12e具有在基部的下端12d处的第一直径、邻近下内肩12i的内界面处的第二较小直径，以及在下内肩12i和上内肩12h之间的第三较大直径。

图3是冠簧16的侧视图。冠簧16具有上开口环16a和下开口环16b。这些环中的裂缝允许将环盘绕在其自身的内部以减小环的直径，使得能够将冠簧16插入基部12的上部12a内。在插入以后，盘圈向外弹开以在基部12的上内肩12h和下内肩12i之间紧密地配合在上部12a的内径中。多个纵向弹簧元件16c与冠簧16一体地形成，并且在冠簧16的上开口环16a和下开口环16b之间延伸。每个弹簧元件16c与弹簧片相似，其具有扁平的、细长的、矩形杆的形状，该杆被弯曲成弯曲的弧形。相对于冠簧16的上开口环16a和下开口环16b的内径，每个冠簧元件16c的弧形形状在冠簧的纵向中间为冠簧16提供了更小的内径，从而使冠簧16具有整体的腰形形状。可以说冠簧16具有类似鼓的形状，该鼓的中心直径比其等尺寸端部中的每一个端部的直径小，其可以被称之为是腰形。多个纵向弹簧元件16c限定出具有圆形横截面的内孔16d。冠簧16由导电弹簧金属，比如铜合金制得。

回到图1，延长杆18，其在优选的应用中被用作测试电池的电流探头，该延长杆18具有顶部18a、顶端18b、底部18c和底端18d。这些词-杆、探头和电流探头在本发明的说明书中可以互换地使用。电流探头18的底部18c被接纳在基部12的孔12e中，并且与在冠簧16的多个纵向弹簧元件16c在孔16d中紧密地滑动地接合。在电流探头18和冠簧16的多个纵向弹簧元件16c之间的接触在电流探头18和冠簧16之间提供了适于高电流电池测试的良好的电连接。上和下开口环16a和16b通过弹簧作用向外膨胀，以在冠簧16和基部12之间提供良好的电接触，该基部12与印刷电路板14保持良好的电接触以进行高电流电池测试。

在杆18被插入冠簧16之前，螺旋弹簧20被放置于基部12的上部12a的外表面12f的周围、套在上面。螺旋弹簧20的下端20a倚靠在基部12的外肩12g上。杆或电流探头18具有径向向外、优选地360度围绕杆18的纵向轴线而突出的凸缘18e。螺旋弹簧20的上端20b抵靠在凸缘18e的下侧。在冠簧16被盘绕和插入孔12e之后且在底部18c被插入冠簧16的内孔16d之前，将螺旋弹簧20置于基部12的上部12a上和周围。螺旋弹簧20被捕获在基部12上的外肩12g上侧以及杆18上的凸缘18e下侧之间。如图2所示，当电池测试接触组件被压靠在电池端子T上时，螺旋弹簧20被压缩，这提供了弹簧力以确保与电池端子T之间的良好电接触以进行高电流电池测试。

在如图1和2所示的本发明的实施例中，电流探头18具有中心纵向孔18f，其与电流探头18的纵向轴线同轴。电压探头22被接纳在电流探头18的孔18f中。可选择地包括孔18f和电压探头22，但是电压探头22对于测试电池是有用的。然而，在没有电压探头22和PCB 14的情况下，包括基部12、冠簧16、螺旋弹簧20和探头18的设备是有用的。该设备可以进一步包括围绕着基部12、探头18和弹簧20的不导电壳体，以及附在底端18d上的电线，这使得该设备作为电测试的探头是有用的。

图1和2示出了紧密地配合在电流探头18的孔18f内的电绝缘圆筒24。圆筒24在装配后不会相对于电流探头18移动。圆筒24具有与空心圆筒24的纵向轴线同轴的中心纵向孔24a。电压探头22被接纳在绝缘圆筒24的孔24a中，并且为了对电池的电压和电流进行分别和独立的测试测量，圆筒24将电压和电流探头分隔开。电压探头22在图1和2中被示出为具有包含头部22b的上探头元件22a，该头部22b与绝缘圆筒24的内壁滑动地接合，以及包含头部22d的下探头元件22c，该头部22d与绝缘圆筒24的内壁滑动地接合。电压探头弹簧22e向外压靠在头部22b和22d上，并且在上探头元件22a和下探头元件22c之间提供导电性。如图1所示，在松弛状态下，上探头元件22a和下探头元件22c延伸到电流探头18外面，但是在测试电池过程中在如图2所示的压缩状态下，它们被推至与电流探头18的外末端表面齐平。下探头元件22c利用经过PCB 14的导电材料形成到印刷在PCB 14上的电路的电接触，作为电压测试电路的一部分。可以被用于替代电压探头22的电压探头的另一个实施例显示在随后的附图中。

图4是松弛状态下的电池测试接触组件30侧视图的剖视图，其是图1和2中的电池测试接触组件10的替代实施例。接触组件30与接触组件10的不同之处在于，基部32具有光滑的圆柱形外壁32a，其没有提供用于接纳螺旋弹簧34的肩部。基部32与印刷电路板36连接并且提供电路的一部分。基部32具有贯穿其长度的内孔32b、提供开口32d和上内肩32e的盖32c，以及提供与开口32d尺寸相同的开口32g的环形突起32f。环形突起32f提供下内肩32h。在上内肩32e和下内肩32h之间冠簧38被接纳在孔32b中。电流探头40被接纳在螺旋弹簧34内、基部32内和冠簧38内。电流探头40具有径向延伸的凸缘40a，这带给探头40类似于螺栓的外观，该螺栓带有围绕其中心部的垫圈，除了螺栓上没有螺纹。螺旋弹簧34被捕获在凸缘40a下侧和PCB 36上侧之间并且包围在PCB 36上方的整个基部32。电流探头具有贯穿其长度的纵向孔40b，并且绝缘的空心圆筒42被接纳在孔40b中。电压探头44被接纳在绝缘圆筒42内。电压探头44在图4中被显示为具有类似于图1中电压探头22的结构，但是可以使用不同的结构，比如在文中随后的图中所述的一种。进一步地，电压探头44是在测试电池中有用的可选择的特征。可以省去电压探头44和/或PCB 36，并且可以在基部32、探头40和弹簧34周围增加壳体，由此提供用于电测试的探头，特别地通过增加合适的线或缆来完成电路。

现在转向图5-9，图5是具有基部50a的接触片50的平面图，该基部50a具有包括上边缘50b、下边缘50c、左边缘50d和右边缘50e的矩形片的外观。多个指状突起50f从上边缘50b向上或向外延伸。接触片50是从薄的平坦的导电材料，比如铜或铜合金片，压印、冲压或切割而来。接触片的侧视图看起来像一张卡片纸或很薄的卡纸板的边视图。然而，指状突起50f被弯成期望的外形。图6A和6B分别是接触片50在指状突起50f在被弯曲之前和之后的侧视图。每个指状突起50f具有第一弯曲部50g，其使突起50f的外末端50h朝向基部50a移动，和第二弯曲部50i，其使其末端50h远离基部50a移动，以及第三弯曲部50j，其使其末端50h朝向基部50a移动。在这个实施例中，在接触片50上制得三个渐变的弧形弯曲部：邻近于或朝向基部50a的第一弯曲部50g，远离基部50a弯曲的、位于突起50f的大概中间位置的第二弯曲部50i，以及在突起50f的朝向基部50a的那一端附近的第三弯曲部50j。

图7是具有孔52a的电流探头52的上端的侧视剖视图。电压探头54被接纳在孔52a中。电流探头52具有下部52b和上部52c。下部52b具有比下部52c更大的直径，其提供了在两个不同直径的界面处的向上的肩部52d。接触片50的基部50a被围绕着电流探头52的直径较小的上部52c包裹且被固定于该上部52c上。接触片50的每个指状突起50f上升到略略高出电流探头52的上端52e并且通常向内弯向电流探头52的上端52e的中心。

图8是与图7中接触片50配合的电流探头52的俯视平面图。接触片50的每个指状突起50f弯曲到电流探头52的上端52e的上方。接触片50的指状突起50f部分地覆盖电流探头52的上端52e。每个指状突起50f的末端50h与电压探头54分开足够的距离，以阻止电流探头52和电压探头54之间通过接触片50而发生导电。制造接触片的程序被描述为：压印出具有基部和插脚的矩形片；将插脚弯成期望的形状；将该片缠绕在探头的端部周围；以及将接触片的基部焊接到探头上，其中插脚部分地覆盖探头的端部但与其间隔开。得到插脚期望形状的弯曲操作，如图6B中所示，可以包括将片卷起使得基部成为圆柱形，其可以被放置在探头的圆柱形端部上。该程序在焊接到探头上之后会在接触片的基部中产生接缝。接触片可以选择性地通过在圆盘形片上冲压得到，而同时将插脚或指状突起弯曲成期望的形状。冲压操作产生杯状的或帽状的接触片。该杯状的或帽状的接触片可以滑动到或放置在圆柱形探头的端部上，这就不再需要将平坦的片缠绕在探头的圆柱形端部的周围，也消除了接触片中的接缝。

图9是图7的设备被压至与电池B1的端子T1接触以测试该电池或与该电池电接触的侧视图。接触片50由导电弹簧材料制得。每个指状突起50f起到悬臂弹簧的作用，该悬臂弹簧具有固定于基部50的一个端部，末端50h不受约束。图7示出了松弛状态下的一对指状突起50f的侧视图。指状突起50f的末端50h限定一圆，该圆具有等于在图7的松弛状态下的直径D1的直径，以及在图9的压缩状态下的更小的直径D2。随着指状突起50f被压，末端50h向电流探头52的中心移动，从而与图7中的松弛状态相比，减小了由图9中的末端50h限定的圆的直径。

图5的接触片50结合图9中的电流探头52通过接触片50上的多个指状突起50f而在电流探头52和电池端子T1之间提供了多个电接触点，该接触片50与电流探头52电接触。在电流探头52和电池端子T1之间的多个电接触点帮助确保提供适用于为高电流电池测试的、以及适用于其他非常希望在两个表面之间形成可靠的电接触的其它应用的良好电接触。如果电池端子T1具有表面缺陷，比如凹陷、凸起或不平坦，那么即便不是所有也至少有一部分的指状突起50f与电池端子T1形成了良好的充分的接触，以允许电路通过电池端子T1、接触片50的多个指状突起50f、接触片50的基部50a并进入电流探头52，这适于通过该电路的高电流的流动。可以将接触片50焊接至电流探头52以提供多点的多点触控的探头或电池测试触针。包含电压探头54是可选择的，并且在一些期望电流在两个设备之间流动的应用中可能是不需要的，尽管在测试电池时与电流探针一起包括电压探头是有用的。如果包含电压探头，那么当电池接触组件被压靠在电池端子上时，指状突起不应该过长以不与电压探头接触。优选地，保持电流探头及其电路与电压探头及其电路分隔开。指状突起限定出具有直径D1的圆。当电池接触组件被压靠在电池端子上时，指状突起向内移动，这会将由指状突起限定的圆的尺寸减小至直径为D2。直径D1大于直径D2。

设想了接触片的替代实施例，特别是有关于指状突起的弯曲模式。接触片通常包括矩形基部和多个从基部向外突出的插脚、齿部或突起。在每个插脚的每一面可以切出凹口以减小插脚的宽度。如果插脚的宽度过大，插脚将趋向于在弯曲到电流探头的圆头上方的地方起皱。接触片可以以导电材料薄片作为开始，其通过压印或冲压来切出期望实施例的形状。插脚被弯曲之后接触片的侧视图的例子包括下述弯曲的形状：首先朝向中心电流探头弯曲大约45度，优选地在30-60度之间，然后背向且平行于电流探头而弯曲，接着继续在圆弧中弯曲，使得一条切线垂直于基部且另一条靠近指状突起的端部的切线平行于接触片的基部。在该弯曲操作后，接触片的侧视轮廓可以说具有类似于问号的形状。接触片侧轮廓的形状也可以说类似于开放的眼吊钩螺丝(open eye hook screw)的轮廓，其中在螺杆部分没有螺纹。

可选地，可以将该接触片的另外一侧放置为与电流探头接触，在这种情况下，插脚的钩形开口部将会朝向内部。在图中未示出、但不需要图即可理解的这一替代实施例中，可以减小邻近接触片基部处的弯曲，比如到大约30度，并且这些突起的弯曲的钩端部可以被进一步盘绕，使得突起趋向于在被压靠在电池端子上时盘绕其自身上面，并且当被拉离电池端子时解绕。

图10是与接触片72匹配的电池测试接触组件70的侧视图的剖视图。图11是电池测试接触组件70的俯视平面图。在印刷电路板(PCB)75中安装电流探头74。电流探头74具有上圆柱形头部74a和下圆柱形主体部74b。接触片72在其上端围绕着头部74a的凹部包裹或在其上滑动，并且被焊接至固定位置。接触片72具有图5-9中所述的接触片50的结构。电流探头74的头部74a的直径比主体部74b的直径大，从而在两部分的界面处限定出肩部74c。电流探头74被接纳在塑料的或其它不导电的螺栓和螺母组件76中，该组件76包括螺栓76a和螺母76b。螺栓76b具有除底端76d之外贯穿其长度的纵向孔76c，纵向孔76c具有开口76e。开口76e的直径小于孔76d的直径，并且在孔76d和开口76e之间的界面处限定出肩部76f。螺旋弹簧78在螺栓76a的孔76c内。将电流探头74的主体部74b放置于弹簧78内，该弹簧78在螺栓76a的孔76c内。电流探头74的下端74d从螺栓76a突出。电流探头76具有在底端74d附近凹入主体部74b的凹槽74e。C形卡环80安装在电流探头74上的凹槽74e中。弹簧78被捕获在电流探头74上的肩部74c和螺栓76a中的肩部76f之间。弹簧力趋向于将电流探头74的头部74a推出螺栓76a，然而卡环80限制头部74a的该向外的运动。当电池测试接触组件70的接触片72被压靠在电池端子上时，弹簧78提供弹簧力。电流探头74、弹簧78和螺栓76a的组件被放置穿过印刷电路板75上的孔，并且螺母76b拧到螺栓76a上以将该组件固定至PCB 75。将线74f焊接至电流探头以完成用于电池的电流负载测试的电路。

电流探头74可选择地，但是优选地包括中心纵向孔74g。可以由塑料或陶瓷材料制得的不导电空心圆筒82以贴合的方式接纳在孔74g内，优选地贯穿电流探头74的长度并且延伸到电流探头74的下端74d外面。导电性电压探头84被接纳在空心绝缘的圆筒82内。电压探头84包括管84a、中心螺旋弹簧84b，其可以是一个或两个螺旋弹簧、上探头元件84c和下探头元件84d。管84a具有中心处的褶皱84e、从一端开始的长度的约四分之一处的上褶皱84f和从另一端开始的长度的约四分之一处的下褶皱84g。探头元件84c和84d中的每一个都具有头部和外主体部，该主体部的直径与管84的内径接近相等。探头元件84c和84d中的每一个还具有在其头部和外主体部之间的内主体部，其直径小于头部和外主体部的直径。电压探头84可以通过下述方式组装：首先在管84a中制造中心褶皱84e、将弹簧84b放入管84a的每一端、将探头元件84c和84d中的每一个的头部放入管84a中，以及在围绕着管84圆周的一处制作褶皱84f和84g，并且直至允许探头元件84c和84d经过在头部和外主体部之间的具有较小直径的内主体部的程度，同时由于管84a中的褶皱围绕着每个内主体部所以被捕获住。弹簧84b趋向于将探头元件84c和84d推出管84a外，而褶皱84f和84g阻止探头元件的头部移动超出褶皱84f和84g。线84h被附接至电压探头84的下探头元件84d以完成测试电池电压的电路。

电池测试接触组件70可以放置在如美国专利No.5,903,154所述的电池测试接触组件中或者如美国专利No.5,966,014所述的作为大型电池测试机器一部分的电池托盘中。接触组件70装配至能够保持具有两个端子的电池的设备中，其中电流探头74的多点多触控的接触片72和电压探头84被压以与一个电池端子紧密牢固地接合，而不同的或另一个电池组件被压以与另一个电池端子接合。例如在‘014专利中所述的电池测试程序被执行，其可以确定电池是否满足质量控制规范。多点多点触控的接触片72是电流探头74的一部分，因为它被固定、例如焊接固定至电流探头74且与电流探头74导电连接。多点多点触控的接触片72具有多个(图11中的12个)指状突起72a，其提供了用于在电流探头74和进行测试的电池的端子之间导电的多个物理接触点或位置。在电池端子的表面上的任何不规则处，比如凹陷、凸起、峰、谷或斜坡，在很大程度上都被适应，因为有很多指状突起而存在很多可能的接触点，如关于图5-9中的接触片50所述地，并且因为每个指状突起是压迫到与由电池端子提供的任何表面接触的弹簧。在指状突起上可以进行各种设计和弯曲以提供合适的电接触用于高电流电池测试，如‘014专利中所述。

电接触器的另一种设计包括桶状部、被接纳在桶状部中的冠簧、被接纳在冠簧内的活塞和被接纳在桶状部内的螺旋弹簧，该螺旋弹簧趋向于将活塞推出桶状部外。该桶状部可以安装在便携式不导电的壳体内以起到测试电子元件的电子探头的作用，在这种情况中，电线将会与活塞电接触以完成电路。桶状部可以安装至起到实心、固定的基部作用的印刷电路板(PCB)，其可以对抗螺旋弹簧的弹簧力。在本发明的这一实施例中，桶状部是导电的，并且下端电气地和物理地附加到PCB的上侧，而与印刷在PCB底侧上的电路导电。桶状部具有上端，该上端具有盖。桶状部是具有内径的空心圆柱形管。盖具有直径比桶状部的内径小的中心开口。虽然盖可以提供内肩，但在一个设计中探头组件具有邻近盖内表面的上固持环和向下间隔开一距离的下固持环，以在上下固持环之间接纳冠簧。冠簧具有类似于参照图3所述的冠簧的结构。活塞具有在底端附近的呈径向延伸的凸缘，该底端与上端相对。螺旋弹簧被捕获在凸缘的下侧和PCB的上侧之间。

可以通过将上固持环依次通过下端、通过冠簧然后通过下固持环插入桶状部内来组装电接触器。作为固持环的替代物，桶状部在其上端附近可以具有较大的内部孔，如参照图1所述，以提供将冠簧接纳在固定位置的凹处。活塞的上端被插入桶状部的下端，并且通过冠簧的内孔且离开桶状部的上端。螺旋弹簧被插入桶状部的下端、围绕着活塞底端并且抵靠在凸缘的下侧。桶状部随后被插入且固定至PCB。冠簧在活塞和桶状部之间提供良好的电接触，使得该设备尤其适用高电流测试，更特别地适用于测试电池。

手持式探头可以通过将桶状部放入塑料的或陶瓷的壳体中且附加或焊接电线到桶状部上而制得。活塞可以具有中心纵向孔和被接纳在该孔中的电压探头，如参照图10所述。电接触器可以进一步包括电流探头的头部。该电流探头的头部优选地是导电材料、比如铜或铜合金的实心圆柱体，其围绕着并被附加到活塞的上端，比如通过焊接，以在头部和活塞之间提供良好的电连接，尤其适合于高电流。优选地将多点多点触控的接触片附加到电流探头的头部上。接触片的各种实施例都是适合的，取决于最终的用途。合适的接触片可以从导电材料薄片上压印、冲压或切割得到，该导电材料通常是金属，通常是铜、铜合金、银、金或其它用在电子工业中的材料。接触片可以具有呈矩形片外观的基部，调节其尺寸以包裹在探头周围。接触片可以进一步包括多个与基部为一整体的突起，它们通常从矩形基部的长边向外突出。接触片应当具有柔韧性和弹性，其特别地为指状突起赋予弹簧的特性。指状突起可以被弯曲成还具备柔韧性和弹性的形状，使得突起具有类似弹簧的功能。

该实施例可以被描述为电子探头设备，其包括：桶状部，细长的活塞，其具有远端上的末端和相反的近端上的尾部，其中该活塞尾部滑动地接合在桶状部内，活塞末端从桶状部中突出；被捕获在桶状部中的弹簧，其提供了将活塞末端推离桶状部的力；以及接触片，其周向地包裹在活塞末端周围或在其上滑动且固定于其上，其中接触片的接触部延伸超出活塞末端且远离桶状部延伸，并且其中接触部在活塞末端的远端上方弯曲且部分地覆盖该远端，以提供电接触表面，优选地其中接触片的接触部包括指状突起，其在活塞末端的远端上方弯曲且部分地覆盖该远端。该指状突起优选地具有：朝向活塞末端的远端的第一弯曲部，该活塞末端邻近于接触片固定于活塞末端的位置；朝向活塞末端的远端的第二弯曲部，其与第一弯曲部分隔开；以及远离活塞末端的远端的第三弯曲部，其位于第一和第二弯曲部之间，其中指状突起优选地具有柔性和弹性。电子探头设备中的弹簧提供了将活塞末端推离桶状部的力，该弹簧优选地是螺旋弹簧，并且优选地，冠簧在桶状部内围绕着活塞。电池测试触针可以包括基部和直接地或间接地与基部连接的电子探头设备。用于保持待测电池和接合电池上的一对电池端子的电池测试夹具可以包括上测试板、下测试板、一组柱，其在上下测试板之间延伸以将板分开，使得电池可以被释放地定位于板之间以进行测试；安装电池测试触点以可操作地接合一对电池端子的第一和第二板；以及一组板，其安装与该组柱对齐且夹紧该组柱的柱柄，使得电池测试夹具为可通过调节尺寸以接纳位于板之间的选定电池尺寸的刚性结构，并且对于板相对于该组柱的相对运动，其是可选择地可控地为可移动的以适应不同的电池尺寸，其中电池测试触点被弹性地推动以带有接触压力地与电池端子接合，并且其中安装有电池测试触点的第一或第二板中的至少一个包括电子探头设备，优选地电子探头设备中的活塞具有孔，该孔与贯穿其长度的纵轴同轴；以及滑动地被接纳于活塞的孔中的电压探头。电子探头设备优选地进一步包括被接纳在桶状部中的冠簧，其中活塞被接纳在冠簧中。

电接触器的另一个实施例可以被描述为包括：具有纵向孔的桶状部；被接纳在孔中的冠簧；具有远端部和相反的近端部的细长活塞，其中近端部被接纳在冠簧中且与该冠簧可滑动地接合，其中远端部从桶状部中突出；以及被捕获在桶状部中的螺旋弹簧，其趋向于将活塞的远端部推出桶状部外。电子探头设备可以进一步包括附接在活塞的远端部的头部，以及周向地包围在该头部圆周或者在该头部上滑动且固定于该头部的接触片，其中活塞的远端部在远端中终止，优选地其中接触片具有多个指状突起，它们被弯曲到活塞的远端上且部分地覆盖该远端，以提供电接触表面。

在本发明的包括冠簧和螺旋弹簧的实施例中，这两个元件的弹簧力优选得到平滑，使得冠簧将探头或活塞保持为被接合在基部或桶状部中，不需要任何其它的接合所需的保持元件，而螺旋弹簧趋向于将探头或活塞推出基部或桶状部之外。当上下颠倒时，冠簧足够紧密地配合在探头、杆或活塞周围以将该探头、杆或活塞保持在基部或桶状部内，从而阻止重力从基部或桶状部中脱离探头、杆或活塞。在电流探头和电压探头之间弹簧力也应得到平衡以确保正确的操作。关于接触片的指状突起和电压探头，弹簧力、侧向间距和纵向定位也应该被考虑在内。

具体实施方式

本发明的一个实施例是在管状基部内部且与其物理接触的导电冠簧，被接纳在冠簧内部且与其物理接触的杆、活塞或探头，以及用于推或拉在冠簧中的杆、活塞或探头的其它类型的弹簧，比如螺旋弹簧或气体弹簧，的组合。本发明的另一个实施例是接触片，其具有多个从基部共面地延伸的插脚或指状突起，其中基部被固定于某种类型的电探头或触点上，比如通过焊接，并且其中在插脚或指状突起被弯曲且不再与基部共面以后，插脚在电探头或触点的端部的长度上延伸并且部分地覆盖该端部。

实施例1是电接触器，其包括基部，冠簧，杆、比如探头或活塞，以及螺旋弹簧。基部具有上下端、在上下端之间延伸的孔、邻近上端的上部、邻近下端的下部，以及外表面，其中上部具有圆柱形，其外径小于下部的宽度或外径，使得在上下部之间的外表面上限定出外肩，其中提供在上下端之间突出到孔内的下内肩，其中在上端附近或邻接处提供突出到孔内的上内肩，其中下内肩与上内肩间隔开。冠簧被接纳在上部的孔内、下和上内肩之间，其中冠簧限定出冠簧孔。杆具有以与冠簧滑动接合的方式被接纳在冠簧孔内的底部和从基部突出的顶部。杆的顶部具有凸缘，优选地像径向延伸的管状凸缘。螺旋弹簧围绕着杆和基部的上部，并且定位于杆上的凸缘和基部上的外肩之间。杆可以被推至与测试物、比如电池接合，并且螺旋弹簧施加弹簧力以与测试物实现良好接触。冠簧在杆和基部之间提供良好的电接触，以形成适于测试物上的高电流负载的电路。螺旋弹簧还提供了该电路的平行部，并且杆和基部之间一定的物理接触也会对该电路有贡献。还可以包括电压探头和/或接触片。相信实施例1可以根据本说明书的图1和2而得到理解。

实施例2是一种电接触器，其包括支承座，连接至该支承座使得该管垂直于支承座的管，管内的冠簧，被接纳在管中的杆、探头或活塞，在支承座和杆上的凸缘之间围绕着该管的螺旋弹簧。螺旋弹簧趋向于将杆推出支承座以外。杆与冠簧以摩擦配合的方式接合，将杆保持在冠簧和管内同时还允许杆在冠簧内滑动。该支承座优选地为印刷电路板。管与印刷电路板电接触，并且冠簧在杆和管之间提供电连接。管优选地具有纵向孔和一对突出到孔内的分开的肩部。冠簧位于该对分开的肩部之间。杆优选地具有孔和被接纳在其孔中的电压探头。实施例2对于测试电池是有用的，并且相信可以根据本说明书的图4得到理解。

实施例3是一种电接触器，其包括基部、管、管内的冠簧、被接纳在冠簧内的杆以及围绕着管的螺旋弹簧，其定位于基部和杆上的肩部之间。管具有相反的上下端，并且下端与基部连接，该基部优选地为印刷电路板。杆具有相反的近侧的和远侧的部分和端部，并且杆的近侧部分被接纳在冠簧内。杆与冠簧以摩擦配合的方式接合，将杆保持在位于管内的冠簧的内部，但是当摩擦配合通过螺旋弹簧的弹簧力和电接触器使用过程中所用的作用力平衡时，杆可以在冠簧中来回滑动。杆具有朝向近端的第一直径和朝向远端的、比第一直径更大的第二直径。肩部被限定在第一和第二直径之间的界面处。螺旋弹簧趋向于将杆的远端推离基部。

实施例4是一种电池测试接触组件，其包括具有开口的支承座，被接纳在开口中且附加到支承座上的管状元件，比如螺栓，被接纳在管状元件中的螺旋弹簧，具有被接纳在螺旋弹簧中的下端的电流探头，以及固定于电流探头的接触片，该接触片具有多个延伸到电流探头的上端上方并部分地覆盖该上端的插脚或指状突起。接触片具有基部，其优选为矩形的，其可以被包裹在电流探头的周围在电流探头的上端附近、且优选地被焊接至该处。插脚在弯曲操作之前优选地与基部为一整体且共面。接触片优选地为柔性和弹性的，并且插脚被弯成具有一个或多个弯曲部的形状以提供类似于弹簧的性质。接触片可选择地通过从带有插脚的平坦的圆形上冲裁得到，该圆形具有图8中的外观，然而接近同时地，将插脚弯曲成期望的形状，比如参照图6B所述的，从而提供可以放置在且焊接至电流探头上的帽形接触片。多个插脚提供与测试物、比如电池端子之间的多个接触点，其可以具有表面瑕疵。多个接触点帮助使得电池测试接触组件适合高电流应用，其中之一是电池测试。优选地，电流探头具有纵向孔，并且电压探头被接纳在孔中。相信实施例4可根据图10而得到理解。

实施例5是实施例4的变型，其包括管状元件中的冠簧，以在冠簧中的多个弹簧片和电流探头之间提供多个紧密的牢固的、但是滑动或可滑动的接合点。冠簧和管状元件应该被设计和调整尺寸以确保在冠簧和管状元件之间良好的导电性。相信冠簧会使实施例5的电池测试接触组件更适合于高电流应用。用于在电流探头和测试物(电池)之间提供多个接触点的接触片和其多个插脚的联合使用，以及冠簧和其围绕着并接触电流探头的多个弹簧片的使用，同时还允许将电流探头通过螺旋弹簧而返回至其松弛状态，提供了高电流的电子测试装置。

本发明的实施例6是使用了实施例1-5中的任一设备的电池测试机器或系统。现有技术的电池测试机器或系统可以购自：美国得克萨斯州大学城的阿滨仪器公司(Arbin Instrument of College Station，Texas，USA)；美国俄克拉荷马州塔尔萨的Maccor有限公司(Maccor Inc.of Tulsa，Oklahoma，USA)；德国亚琛的迪卡龙电力电子公司(Digatron Power Electronics of Aachen，Germany)；法国克莱的比奥罗杰科学仪器公司(Bio-Logic Science Instrument of Claix，France)；以及许多其它的公司。本发明人与阿滨仪器公司联合，并且也是描述在本说明书中的美国专利No.5,966,014、5,903,154和7,614,907的署名发明人。‘014专利详细描述了电池测试机器或系统，并且‘154专利描述了电池测试接触组件。

根据本发明的电池测试机器或系统通常包括电气柜，其用于接纳如模块的被放在电气柜中的电子仪器。该模块包括能够同时向多个电池传递测试电流来测试电池的电源；控制模块，其与具有软件程序的计算机系统接口，用户可以使用该软件程序来设定电池的测试程序；多个电池托盘，其中每一个都保持着多个电池；用于向电池传递电流负载和测量电池电压的电流和电压通道；用于使信号在模块之间传输的通信总线；用于测试电池的充/放电总线；例如用于测量温度的辅助通道；以及优选地包括用于防止柜中的模块过热的温度控制模块。柜中的硬件包括印刷电路板、电流充放电电路、电压电路、电源，该电源可以是变压器或开关电源。电池测试机器可以被描述为恒电势-恒电流测试设备，即对于比如电池或电容器的设备的充放电电压和电流的控制。大部分测试系统具有多通道。每个通道允许测试一个设备。柜或底盘的尺寸取决于通道的数量和通道的规格。单一测试系统可以从1个高功率通道到超过100个高功率通道变化。几种不同的方法可供用于连接电池或设备以进行测试。一些电池固定器可以直接插入测试系统的前面以进入其中一个模块，其通常仅用于低于5A的单电池。测试系统的一个重要部分是用户界面和控制软件，用户与控制软件进行交互以设定测试协议，控制软件用于控制测试次序和记录结果。本发明的实施例6因而被描述为该电池测试系统，其中如图所示的或本说明书所述的或如以上实施例1-5所述的或如所附权利要求中所述的电接触器中的一个被用作电池测试系统的一部分。

实施例7是用于保持被测电池和接合电池上的一对电池端子的电池测试夹具，其使用本说明书中所述的电接触器之一。电池测试夹具包括上和下测试板、一组在上和下测试板之间延伸的柱，其将这些板分隔开使得电池可释放地定位于测试板之间以进行测试、以及用于可操作地结合该对电池端子的第一和第二板安装电池测试电触点。一组板安装柱柄与该组柱对齐且夹紧该组柱，使得电池测试夹具为刚性结构，其调整尺寸以接纳位于板之间的特定电池尺寸。该板可选择性地且可控地为可移动的，以在这些板相对于该组柱的相对运动中调整至不同的电池尺寸。可以使用弹簧系统来推动或拉动电池测试触点以与电池端子接合。本发明的实施例7因此被描述为该电池测试夹具，其中附图中所示的或本说明书中所述的或上面的实施例1-5中所述的或在所附权利要求中所述的电接触器之一被用作电池测试夹具的一部分。

对于本领域技术人员来说是显而易见的本文所述发明的实施例的各种修改都旨在包含于所附权利要求的范围内。