连接器的扣合装置、扣合系统、及扣合方法与流程

本申请涉及电气元件导电连接技术领域，尤其涉及一种连接器的扣合装置、扣合系统、及扣合方法。

背景技术：

btb连接器(boardtoborad，板对板连接器)用于连接两块pcb(printedcircuitboard，印制电路板)，使得两块pcb实现机械上和电气上的连接，其特点是公母连接器配对使用。

相关技术中，在btb连接器的扣合过程中，通过视觉定位技术引导扣合过程，具体地，标定好位置后，后扣合的btb连接器需要给先扣合的btb连接器腾出扣合落差，防止后扣合的btb连接器对先扣合的btb连接器的扣合过程产生干涉，如此，后扣合的btb连接器在视觉定位后到扣合前这段时间内，需要升降一次，导致btb连接器相对机械手等驱动机构产生不稳定的偏移，与视觉定位时的位置不一致，造成较大的装配误差。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种装配误差较小的连接器的扣合装置、扣合系统、及扣合方法。

为达到上述目的，本申请实施例的第一方面提供一种连接器的扣合装置，包括驱动机构、第一取料部、第二取料部、第一伸缩机构以及第二伸缩机构；所述第一伸缩机构包括沿伸缩方向串接的第一伸缩缸和第二伸缩缸，所述第一取料部设置于所述第一伸缩机构的一端；所述第二伸缩机构包括第三伸缩缸，所述第二取料部设置于所述第二伸缩机构的一端，所述第一伸缩机构远离所述第一取料部的一端和所述第二伸缩机构远离第二取料部的一端紧固连接，所述驱动机构驱动所述第一伸缩机构和所述第二伸缩机构同步运动；所述第一伸缩机构和所述第二伸缩机构包括第一配合状态、第二配合状态以及第三配合状态，在所述第一配合状态下，所述第一取料部和所述第二取料部平齐，在所述第二配合状态下，所述第一取料部与所述第二取料部之间形成正的第一扣合落差，在所述第三配合状态下，所述第一取料部和所述第二取料部之间形成负的第二扣合落差。

进一步地，所述第一伸缩缸、第二伸缩缸、以及第三伸缩缸均在全伸极限位置和全缩极限位置之间切换。

进一步地，所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的回缩背压相异，在扣合过程中，所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸中回缩背压较小的一者在外力作用下能够被动回缩。

进一步地，所述第一伸缩缸为气缸或液压缸；和/或，所述第二伸缩缸为气缸或液压缸；和/或，所述第三伸缩缸为气缸或液压缸。

进一步地，所述第二伸缩机构还包括与所述第三伸缩缸串接的第四伸缩缸，所述第三伸缩缸位于所述第四伸缩缸靠近所述驱动机构的一侧。

进一步地，第一伸缩缸、第二伸缩缸、第三伸缩缸以及所述第四伸缩缸均在全伸极限位置和全缩极限位置之间切换。

进一步地，所述第三伸缩缸和所述第四伸缩缸的回缩背压相异，在扣合过程中，所述第三伸缩缸和所述第四伸缩缸中回缩背压较小的一者在外力作用下被动回缩。

进一步地，所述第四伸缩缸为气缸或液压缸。

进一步地，所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的运动行程相异，所述第三伸缩缸和所述第四伸缩缸的运动行程相异，所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的其中之一的运动行程与所述第三伸缩缸的运动行程相同，所述第一伸缩缸和所述第二伸缩缸的其中另一的运动行程与所述第四伸缩缸的运动行程相同。

进一步地，所述驱动机构为机械手或电机模组；和/或，所述连接器为板对板连接器。

本申请实施例的第二方面提供一种连接器的扣合系统，包括位置检测部、控制单元以及上述任一的扣合装置；位置检测部用于获取所述连接器的位置；所述位置检测部以及所述驱动机构均与所述控制单元电连接，所述控制单元用于标定所述连接器的位置以及根据标定位置控制所述驱动机构运动。

本申请实施例的第三方面提供一种连接器的扣合方法，应用于上述的扣合系统，所述连接器的数量至少为两组，每组包括扣接配合的第一扣接头和第二扣接头；所述扣合方法包括如下步骤：

在第一伸缩机构和第二伸缩机构处于第一配合状态下，通过第一取料部和第二取料部获取设置有至少两个第一扣接头的物体；

控制第一伸缩机构和所述第二伸缩机构从第一配合状态切换至第二配合状态；

获取并标定第一扣接头和第二扣接头的位置；

扣合与第一伸缩机构对应的第一扣接头和第二扣接头；

控制第一伸缩机构和所述第二伸缩机构从第二配合状态切换至第三配合状态；

扣合与第二伸缩机构对应的第一扣接头和第二扣接头。

本申请实施例的扣合装置，通过第一伸缩机构和第二伸缩机构的配合能够在标定位置之前形成正的第一扣合落差，标定位置且扣合其中一组连接器后，又能够形成负的第二扣合落差，也就是说，只需一次标定位置即可，且在标定位置之后以及扣合过程中，两个第一扣接头相对驱动机构均没有相对运动，使得驱动机构在驱动连接器扣合过程中，能够准确地按照理论计算位移进行扣合，避免相对运动而造成不可控的装配误差。

附图说明

图1为本申请实施例的扣合装置的第一伸缩机构和第二伸缩机构处于第一配合状态的示意图；

图2为图1所示结构中的第一伸缩机构和第二伸缩机构处于第二配合状态的示意图；

图3为与第一伸缩结构对应的连接器扣合完毕的示意图；

图4为图1所示结构中的第一伸缩机构和第二伸缩机构处于第三配合状态的示意图；

图5为两组连接器均扣合完毕的示意图；

图6为本申请一实施例的扣合方法的流程图。

附图标记说明

驱动机构10；第一伸缩机构11；第一伸缩缸111；第二伸缩缸112；第二伸缩机构12；第三伸缩缸121；第四伸缩缸122；第一取料部13；第二取料部14；吸嘴15；电路板21；柔性电路板排线22；第一扣合落差h1；第二扣合落差h2

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请的描述中，“上”、“下”、“左”、“右”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例提供一种连接器的扣合装置，即使用该扣合装置对连接器进行扣合。连接器包括配合的公母结构，公母结构需要通过扣合方式组装在一起，具体地，本实施例中，连接器的数量至少为两组，每组连接器包括第一扣接头和第二扣接头，其中，两个第一扣接头设置于其中一个物体上，两个第二扣接头设置于另一个物体上，通过扣合第一扣接头和第二扣接头能够将两个物体实现机械和/或电气上的连接。

本申请实施例的连接器可以用于任何适当的物体上。例如，本申请实施例中，以连接器为btb连接器(boardtoborad，板对板连接器)为例进行描述，其中，两个第一扣接头设置于柔性电路板排线22的两端，两第二扣接头设置于电路板21上，通过btb连接器实现柔性电路板排线22和电路板21在机械上和电气上的连接。btb连接器的扣合情况涉及到电子设备的结构稳定性，因此btb连接器的装配误差的要求较高。

需要说明的是，两个物体之间可以设置的连接器的数量可以是两个，也可以是更多，可以根据实际使用场合来确定具体的数量。本申请实施例中，柔性电路板排线22和电路板21之间设置两个连接器为例进行描述。

请参阅图1至图5，扣合装置包括驱动机构10、第一取料部13、第二取料部14、第一伸缩机构11以及第二伸缩机构12。第一伸缩机构11包括沿伸缩方向串接的第一伸缩缸111和第二伸缩缸112，第一取料部13设置于第一伸缩机构11的一端。第二伸缩机构12包括第三伸缩缸121，第二取料部14设置于第二伸缩机构12的一端，第一伸缩缸111远离第一取料部13的一端和第二伸缩机构12远离第二取料部14的一端紧固连接，驱动机构10驱动第一伸缩机构11和第二伸缩机构12同步运动；第一伸缩缸111和第二伸缩缸112包括第一配合状态、第二配合状态以及第三配合状态，在第一配合状态下，第一取料部13和第二取料部14平齐，在第二配合状态下，第一取料部13与第二取料部14之间形成正的第一扣合落差h1，在第三配合状态下，第一取料部13和第二取料部14之间形成负的第二扣合落差h2。

第一取料部13和第二取料部14用于拾取上述的第一扣接头和第二扣接头，当然，可以理解的是，第一取料部13可以是直接地拾取第一扣接头，也可以是间接地拾取第一扣接头，同理，第二取料部14可以是直接地拾取第二扣接头，也可以是间接地拾取第二扣接头。第一取料部13和第二取料部14的具体结构不限，例如第一取料部13和/或第二取料部14可以是夹子、吸盘等结构，在此不做限制。进一步，为了增强拾取能力，一些实施例中，还可增设一个或多个吸嘴15。

驱动机构10为任何适合的驱动机构10，只要运动精度满足要求即可，驱动机构10为机械手或电机模组等。

第一伸缩缸111和第二伸缩缸112的串接顺序不限，可以是第一伸缩缸111位于第二伸缩缸112靠近驱动机构10的一侧，第一伸缩缸111也可以是位于第二伸缩缸112远离驱动机构10的一侧。本申请实施例中，以第一伸缩缸111位于第二伸缩缸112靠近驱动机构10的一侧为例进行描述。第一取料部13可以直接固定连接于第二伸缩缸112上，也可以通过其他结构间接地连接于第二伸缩缸112上。

同理，第二取料部14可以是直接固定连接于第三伸缩缸121上，也可以通过其他结构间接地与第三伸缩缸121连接。

上述的伸缩缸可以是液压缸也可以是气缸。伸缩缸的缸筒和活塞杆之间具有相对运动，缸筒和活塞杆的对外连接关系可以互换。本申请实施例中，以伸缩缸的活塞杆朝向连接器一侧伸出为例进行描述。

本申请实施例的扣合装置的具体扣合过程可以如下：

组装过程中，控制第一伸缩机构11和第二伸缩机构12协同伸缩，使得第一取料部13和第二取料部14位于同一组装高度平面内，即第一伸缩机构11和第二伸缩机构12处于第一配合状态，扣合装置通过第一取料部13和第二取料部14拾取设置于柔性电路板排线22的两个第一扣接头。随后，控制第一伸缩机构11和第二伸缩机构12从上述的第一配合状态切换至第二配合状态，使得第一取料部13和第二取料部14之间形成正的第一扣合落差h1。然后，采取获取并标定连接器的位置并以此控制驱动机构运动，以将与第一取料部对应的一个连接器的第一扣接头和第二扣接头扣合，上述的第一扣合落差h1能够防止与第二取料部14对应的连接器对扣合过程产生干涉；此后，再控制第一伸缩机构11和第二伸缩机构12从上述的第二配合状态切换至第三配合状态，使得第一取料部13和第二取料部14之间形成负的第二扣合落差h2；驱动机构10驱动第一伸缩机构11和第二伸缩机构12同步运动使得与第二取料部14对应的连接器的第一扣接头和对应的第二扣接头接触扣合。

由上可以看出，本申请实施例的扣合装置，通过第一伸缩机构和第二伸缩机构的配合，能够在标定位置之前形成正的第一扣合落差h1，标定位置且扣合其中一组连接器后，又能够形成负的第二扣合落差h2，也就是说，只需一次标定位置即可，且在标定位置之后以及扣合过程中，两个第一扣接头相对驱动机构10均没有相对运动，使得驱动机构10在驱动连接器扣合过程中，能够准确地按照理论计算位移进行扣合，避免相对运动而造成不可控的装配误差。

需要说明的是，无论是气缸还是液压缸，受环境影响因素比较大，例如，气缸中的气压本身不稳定，以及气体压缩系数会发生变化等因素，液压缸中液压油对含气量、温度等因素比较敏感等，使得伸缩缸的活塞不能精确地停止在中间位置，因此，本申请实施例中，第一伸缩缸111、第二伸缩缸112以及第三伸缩缸121在全伸极限位置和全缩极限位置之间切换。需要说明的是，以气缸为例，所述的全伸极限位置，指的是活塞杆伸出至极限位置，在该全伸极限位置下，活塞无法在气压作用下进一步沿伸出方向运动；所述的全缩极限位置，指的是活塞杆缩回至极限位置，活塞无法在气压作用下进一步沿缩回方向运动。如此，第一伸缩缸111和第二伸缩缸112的运动行程是完全确定的，而且每次的运动行程都是相同的，因此，通过第一伸缩缸111、第二伸缩缸112以及第三伸缩缸121的配合，不仅能够实现配合处第一扣合落差h1和第二扣合落差h2，还能完全避免伸缩缸的运动精度的影响，提升装配精度和装配一致性。

可以理解的是，对于btb连接器的连接技术，对btb连接器扣合松紧的一致性要求较高，需要保障btb连接器的扣合松紧基本一致，本实施例中，当驱动机构10向下推压，第一扣接头和第二扣接头扣接后，如果驱动机构10继续向下推压，当推压的力度大于第一伸缩缸111和/或第二伸缩缸112的回缩背压后，第一伸缩缸111和/或第二伸缩缸112在第二扣接头的反作用力下回缩，直至从全伸的极限位置回缩至全缩的极限位置后停止推压，在回缩过程中，驱动机构10在持续向下推压，第一扣接头和第二扣接头之间具有持续稳定的相互作用力，因此，第一伸缩缸111和/或第二伸缩缸112具有保压、缓冲作用，一方面使得btb连接器的扣合过程具有一定的保压时间，增加连接器的扣合松紧一致性，另一方面，防止驱动机构10运动过程中导致第一扣接头和第二扣接头刚性抵接而损坏。

为了使得第一伸缩缸111和第二伸缩缸112在每次扣合过程中，均能够有确定的回缩顺序，本申请一实施例中，第一伸缩缸111和第二伸缩缸112的回缩背压相异，在扣合过程中，第一伸缩缸111和第二伸缩缸112中回缩背压较小的一者在外力作用下回缩。本实施例中，所述的外力指的是第二扣接头的反作用力。回缩背压可以通过在伸缩缸的无杆腔一侧的回路上设置背压阀来实现。

一实施例中，第二伸缩机构12还包括与第三伸缩缸121串接的第四伸缩缸122，第三伸缩缸121位于第四伸缩缸122靠近驱动机构10的一侧。通过设置第三伸缩缸121和第四伸缩缸122的配合，也可能实现不同的扣合落差，如此，在装配过程中，可以先扣合与第一伸缩机构11对应的连接器，也可以先扣合第二伸缩机构12对应的连接器，也就是说，无需考虑连接器的先后装配顺序，以能够更加灵活地适应装配过程。在该实施例中，第一伸缩机构11和第二伸缩机构12可以互换。

同理，第四伸缩缸122在全伸极限位置和全缩极限位置之间切换。第四伸缩缸122为气缸或液压缸，需要说明的是，第一伸缩缸111、第二伸缩缸112、第三伸缩缸121以及第四伸缩缸122的类型应尽量保持相同类型，要么均为气缸，要么均为液压缸，以兼顾扣合装置的结构布置，降低控制复杂程度。

同理，一实施例中，第三伸缩缸121和第四伸缩缸122的回缩背压相异，在扣合过程中，第三伸缩缸121和第四伸缩缸122中回缩背压较小的一者在外力作用下被动回缩，本实施例中，所述的外力指的是第二扣接头的反作用力。

一实施例中，第一伸缩缸111和第二伸缩缸112的运动行程相异，第三伸缩缸121和第四伸缩缸122的运动行程相异，第一伸缩缸111和第二伸缩缸112的其中之一的运动行程与第三伸缩缸121的运动行程相同，其中另一的运动行程与第四伸缩缸122的运动行程相同。

通过第一伸缩缸111、第二伸缩缸112、第三伸缩缸121和第四伸缩缸122的不同运动行程的配合能够实现不同的扣合落差，以适应不同型号的连接器。不同型号的连接器所需的扣合落差可能不同，本申请实施例能够在一定程度上扩展适用到更多型号的连接器的扣合，增加扣合装置的使用场合。

具体地，以第一伸缩缸111与第三伸缩缸121的运动行程相同、第二伸缩缸112与第四伸缩缸122的运动行程相同为例，对实现不同的扣合落差进行说明。

一实施例的扣合装置的扣合过程如下：

取料之前，请参阅图1，各伸缩缸处于全伸极限位置；

取料之后，标定位置之前，请参阅图2，第四伸缩缸122缩回，第一取料部13和第二取料部14产生正的第一扣合落差h1，第一扣合落差h1为第四伸缩缸122的运动行程。

标定位置之后，扣合图2中左边的连接器，在扣合过程中，第一伸缩缸111保压回缩；图2所示左边的连接器扣合结束后的状态如图3所示。随后，第二伸缩缸112回缩，此时，请参阅图4，第一伸缩缸111、第二伸缩缸112以及第四伸缩缸122都处于回缩状态，第三伸缩缸121处于伸出状态，第一取料部13和第二取料部14产生负的第二扣合落差h2，第二扣合落差h2为第一伸缩缸111的运动行程。

随后扣合图4右边的连接器即可。

由上可知，该实施例中，第一扣合落差h1的数值为第四伸缩缸122的运动行程，第二扣合落差h2的数值为第一伸缩缸111的运动行程。

另一实施例的扣合过程如下：

取料之前，各伸缩缸处于全伸极限位置；

取料之后，标定位置之前，第三伸缩缸121回缩，第一取料部13和第二取料部14产生正的第一扣合落差h1，第一扣合落差h1为第三伸缩缸121的运动行程。

标定位置之后，扣合与第一伸缩机构对应的连接器，在扣合过程中，第一伸缩缸111保压回缩；与第一伸缩机构对应的连接器扣合结束后，第二伸缩缸112回缩，此时，第一伸缩缸111、第二伸缩缸112以及第三伸缩缸121都处于回缩状态，第四伸缩缸122处于伸出状态，第一取料部13和第二取料部14产生负的第二扣合落差h2，第二扣合落差h2为第二伸缩缸112的运动行程。

随后扣合与第二伸缩机构12对应的连接器即可。

由上可知，该实施例中，第一扣合落差h1的数值为第三伸缩缸121的运动行程，第二扣合落差h2的数值为第二伸缩缸112的运动行程。

本申请实施例的第二方面提供一种用于连接器扣合的扣合系统，包括位置检测部、控制单元以及上述任一的扣合装置。位置检测部用于获取连接器的位置，具体地，获取第一扣接头和第二扣接头的位置；控制单元用于标定连接器的位置以及根据标定位置控制驱动机构10运动。

位置检测部可以采用拍照或扫描等视觉定位技术进行位置检测，例如，位置检测部可以是ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合元件)相机、激光扫描器等。

具体地，位置检测部将获取的位置信息发送至控制单元，控制单元将位置检测部检测出来的位置转换成在预设坐标系中位置，即标定连接器的位置，随后根据标定位置控制驱动机构10运动。

本申请实施例的第三方面提供一种连接器的扣合方法，连接器的数量至少为两组，每组连接器包括扣接配合的第一扣接头和第二扣接头；请参阅图6，扣合方法包括如下步骤：

s1：在第一伸缩机构11和第二伸缩机构12处于第一配合状态下，获取配置有至少两个第一扣接头的物体。其中，第一伸缩机构11和第二伸缩机构12处于第一配合状态时，第一取料部13和第二取料部14平齐，使得第一取料部13和第二取料部14在同一高度平面内拾取物体。

s2：控制第一伸缩机构11和第二伸缩机构12从第一配合状态切换至第二配合状态；其中，第一伸缩机构11和第二伸缩机构12处于第二配合状态时，第一取料部13与第二取料部14之间形成正的第一扣合落差h1，该第一扣合落差h1用于扣合让位。

s3：获取并标定第一扣接头和第二扣接头的位置；

s4：扣合与第一伸缩机构11对应的第一扣接头和第二扣接头；

s5：控制第一伸缩机构11和第二伸缩机构12从第二配合状态切换至第三配合状态；其中，第一伸缩机构11和第二伸缩机构12处于第三配合状态下，第一取料部13和第二取料部14之间形成负的第二扣合落差h2，该第二扣合落差h2用于扣合让位。

s6：扣合与第二伸缩机构12对应的第一扣接头和第二扣接头。

由上可以看出，本申请实施例的扣合方法，能够在标定位置之前形成正的第一扣合落差h1，标定位置和扣合其中一组连接器后，又能够形成负的第二扣合落差h2，也就是说，只需一次标定位置即可，且在标定位置之后以及扣合过程中，两个第一扣接头相对驱动机构10均没有相对运动，使得驱动机构10在驱动连接器扣合过程中，能够准确地按照理论计算位移进行扣合，避免相对运动而造成不可控的装配误差。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。