专利名称：三自由度操控平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路测试领域，特别涉及三自由度操控平台。
背景技术：
现有技术中三自由度操控平台(Manipulator)主要包括运动底盘、升降机构、翻转机构及测试头的固定机构，如图1所示。测试头通过固定机构固定在翻转机构上，翻转机构固定在升降机构上，升降机构固定在运动底盘上。翻转机构作为主要部分，负责实现三自由度操控平台(Manipulator)的三自由度翻转。所述机构模组包括多个选件，每个机构负责完成不同的功能，如:水平移动、上下升降、水平翻转、垂直翻转等。现有技术存在以下问题:升降机构一般采用丝杆，升降调节速度慢，调节方式不方便，行程短，没有锁定装置；翻转机构一般只有抱臂式双轴上下翻转，没有水平和垂直翻转，不能实现三自由度任意调节。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种三自由度操控平台，使得测试头操作面在上下、左右和前方与机械手或探针台对接的需求，从而有效提高操控效率和速度。为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种三自由度操控平台，包含:运动底盘11、升降机构12、翻转机构、测试头固定机构16和测试头17 ；所述升降机构12固定在所述运动底盘11上，所述翻转机构固定在所述升降机构12上，测试头固定机构将所述测试头固定在所述翻转机构上；其中，所述翻转机构模组包含水平转动部件13、垂直转动部件14和抱臂翻转部件15 ;所述水平转动部件13转动时带动所述垂直转动部件14、所述抱臂翻转部件15和所述测试头17 —起做水平转动；所述垂直转动部件14转动时带动所述抱臂翻转部件15及所述测试头17 —起做垂直转动；所述测试头在抱臂翻转部件15内翻转。作为进一步改进，所述水平转动部件为单轴水平180度转动部件；所述垂直转动部件为单轴垂直360度转动部件；所述抱臂翻转部件为抱臂双轴270度上下翻转部件。翻转机构使用了一个单轴水平转动部件，实现水平180度转动，使用了一个单轴垂直转动部件，实现垂直360度转动，并在抱臂翻转部件上增加了翻转锁定及限位装置，翻转的角度最大为270度。作为进一步改进，所述升降机构12包含承重22、皮带24、固定滑轮25、滑轨23 ;所述承重的重量与所述翻转机构、所述测试头固定机构16和测试头17的总重量一致；所述皮带24穿过所述固定滑轮25，一端连接所述承重22，另一端连接所述翻转机构；所述翻转机构在所述滑轨 23上升降。升降方式采用了定滑轮与皮带带动配比承重与翻转机构做反向运动的模式。[0013]作为进一步改进，所述翻转机构在所述滑轨23上升降的行程在700毫米至1300毫米高度范围内。翻转机构整体固定在升降机构的滑轨内，按一定的行程上下运动。作为进一步改进，所述升降机构还包含:锁定装置26 ;所述锁定装置26在所述翻转机构升降或转动到所述测试头欲停留的预定位置时，锁紧所述翻转机构在所述升降机构上。升降方式增加了与测试系统机械紧固的装置，实现一体化运动。作为进一步改进，所述翻转机构做为一个整体安装在所述滑轨上。作为进一步改进，所述运动底盘11包含支撑底盘和脚轮；所述脚轮安装在所述支撑底盘底部；所述升降机构固定在所述支撑底盘上。与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点:1、弃用丝杆升降的方式，提高了升降操作时的灵活度和平滑度以及升降运动速度。有效改善了丝杆升降时产生的抖动。2、可实现有效升降行程内任意高度的锁定，提高了操作精度。3、水平方向180度内的转动增大了使用面积，可减少平台的移动。4、垂直方向360度任意转动增加了用户对测试头操作面选择的方式，应用更加方便。5、升降机构与翻转机构配合，实现了有效范围内用户在上下左右以及前方共五个方位的任意角度与外部的探针台(Prober)或机械手(Handler)对接需求，提高对接精度。并有效缩短测试信号线的长度。
图1是现有技术中操控平台的连接示意图；图2是本实用新型中三自由度操控平台的连接示意图；图3是本实用新型中三自由度操控平台的结构示意图；图中:11.运动底盘；12.升降机构；13.水平转动机构；14.垂直转动机构；15.抱臂翻转机构；16.固定机构；17.测试头；21.脚轮；22.承重；23.滑轨；24.皮带；25.滑轮；26.锁定装置；27.至测试系统的连线。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本实用新型的实施方式涉及一种三自由度操控平台，如图2和图3所示，其包括运动底盘11、升降机构12、翻转机构、测试头固定机构16和测试头17，升降机构12固定在运动底盘11上，翻转机构固定在升降机构12上，测试头固定机构将测试头固定在所述翻转机构上。其中，翻转机构模组包含水平转动部件13、垂直转动部件14和抱臂翻转部件15 ；水平转动部件13转动时带动垂直转动部件14、抱臂翻转部件15和测试头17 —起做水平转动；垂直转动部件14转动时带动抱臂翻转部件15及测试头17 —起做垂直转动；测试头在抱臂翻转部件15内翻转。水平转动部件可以为单轴水平180度转动部件；垂直转动部件可以为单轴垂直360度转动部件；抱臂翻转部件可以为抱臂双轴270度上下翻转部件。翻转机构使用了一个单轴水平转动部件，实现水平180度转动，使用了一个单轴垂直转动部件，实现垂直360度转动，并在抱臂翻转部件上增加了翻转锁定及限位装置，翻转的角度最大为270度。运动底盘11包含支撑底盘和脚轮21 ;脚轮安装在支撑底盘底部；升降机构固定在支撑底盘上。也就是说，通过脚轮实现整个操控平台的移动。升降方式采用了定滑轮与皮带带动配比承重与翻转机构做反向运动的模式。升降机构12包含承重22、皮带24、固定滑轮25、滑轨23 ;承重的重量与翻转机构、测试头固定机构16和测试头17的总重量一致；皮带24穿过固定滑轮25，一端连接承重22，另一端连接翻转机构；翻转机构在滑轨23上升降。也就是说，升降机构12中首先将配比承重22的重量调节到与翻转机构13、14、15固定机构16及测试头17的重重量基本一致。这样固定滑轮25上皮带24的两端的重量基本相等，把翻转机构往上台或向下压的时候只需要一个很小的力量就可实现翻转机构在升降机构的限定形成的滑轨23上做升降运动。此外，翻转机构作为一个整体固定在升降机构的滑轨上，按一定的行程上下运动。翻转机构在滑轨23上升降的行程在700毫米至1300毫米高度范围内。升降方式增加了与测试系统机械紧固的装置，实现一体化运动。升降机构还包含:锁定装置26 ;锁定装置26在翻转机构升降或转动到测试头欲停留的预定位置时，锁紧翻转机构在所述升降机构上。也就是说，当翻转机构升或降到合适的位置时，用锁定装置26将翻转机构锁紧在升降机构上，整个翻转机构就调节到了合适的高度。此外,水平转动部件13转动时带动垂直转动部件14、抱臂翻转部件15及测试头17 一起做水平转动，在180度的转动范围内，转动到合适位置时用锁定装置锁紧；垂直转动机构转动时带动抱臂翻转 机构及测试头一起做垂直转动，在360度的转动范围内，转动到合适位置时用锁定装置锁紧；测试头在抱臂翻转机构内实现270度内的翻转，并通过锁定装置锁紧。在本实用新型的实际应用中，测试头(17)可以是单个测试头，也可以连接一个测试系统。在连接一个测试系统时，可将三自由度操控平台的升降机构12通过测试系统的紧固装置紧固在测试系统的主机柜上，实现一体化运动。使测试系统操控平台以及探针台(Prober)或机械手(Handler)的连接更紧凑,减少测试工厂内测试工位的占地面积。此外，值得一提的是，也可进一步将配比承重调节方式改成安装手摇转轴或电动机转动带动皮带转动实现升降调节的功能。本实用新型提供的三自由度操控平台包括如下优点:1、三自由度操控平台自带运动底盘，方便运输与移动。2、升降机构的改进提高了操控平台控制的灵活性，稳定性，并降低成本。3、三个不同作用的转动机构配合可实现与外部的探针台(PiOber)或机械手(Handler)五个方位的无缝对接，提高对接精度和可靠性。本领域的普通技术人员可以理解，上述实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种三自由度操控平台，其特征在于，包括:运动底盘(11)、升降机构(12)、翻转机构、测试头固定机构(16)和测试头(17)； 所述升降机构(12)固定在所述运动底盘(11)上，所述翻转机构固定在所述升降机构(12)上，测试头固定机构将所述测试头固定在所述翻转机构上； 其中，所述翻转机构模组包含水平转动部件(13)、垂直转动部件(14)和抱臂翻转部件(15);所述水平转动部件(13)转动时带动所述垂直转动部件(14)、所述抱臂翻转部件(15)和所述测试头(17) —起做水平转动；所述垂直转动部件(14)转动时带动所述抱臂翻转部件(15)及所述测试头(17) —起做垂直转动；所述测试头在抱臂翻转部件(15)内翻转。
2.根据权利要求1所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述水平转动部件为单轴水平180度转动部件；所述垂直转动部件为单轴垂直360度转动部件；所述抱臂翻转部件为抱臂双轴270度上下翻转部件。
3.根据权利要求1所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述升降机构(12)包含承重(22)、皮带(24)、固定滑轮(25)、滑轨(23)； 所述承重的重量与所述翻转机构、所述测试头固定机构(16)和测试头(17)的总重量一致； 所述皮带(24)穿过所述固定滑轮(25)，一端连接所述承重(22)，另一端连接所述翻转机构；所述翻转机构在所述滑轨(23)上升降。
4.根据权利要求3所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述翻转机构在所述滑轨(23)上升降的行程在700毫米至1300毫米高度范围内。
5.根据权利要求3所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述升降机构还包含:锁定装置(26)； 所述锁定装置(26)在所述翻转机构升降或转动到所述测试头欲停留的预定位置时，锁紧所述翻转机构在所述升降机构上。
6.根据权利要求3所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述翻转机构做为一个整体安装在所述滑轨上。
7.根据权利要求1所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述测试头(17)是单个测试头，或者连接一个测试系统。
8.根据权利要求1所述的三自由度操控平台，其特征在于，所述运动底盘(11)包含支撑底盘和脚轮； 所述脚轮安装在所述支撑底盘底部；所述升降机构固定在所述支撑底盘上。
专利摘要本实用新型涉及集成电路测试领域，公开了一种三自由度操控平台，用于对测试系统或测试头的移动及翻转控制。本实用新型中，采用运动底盘实现三自由度操控平台的移动，升降机构满足对测试头高度调节的需要，实现在高度700mm至1300mm的行程内实现上下升降的功能，翻转机构模组包含单轴水平180度转动部件，单轴垂直360度转动部件和抱臂双轴270度上下翻转部件，实现三自由度翻转的功能，以满足测试头操作面在上下、左右和前方与机械手或探针台对接的需求，从而有效提高操控效率和速度。
文档编号G01R31/28GK203133242SQ20132006034
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者毛国梁, 邵凌明 申请人:上海宏测半导体科技有限公司