压接监测系统的制作方法

本申请要求于2016年5月13日提交的序列号为62/336,103的美国临时专利申请的权益，该美国专利申请的公开据此通过引用以其整体并入本文。

本公开涉及压接、电端子、压接电端子以及监测压接的方法。

背景

下面仅为了提供背景的目的而阐述此背景描述。因此，此背景描述的任何方面，在其未被以其他方式证明是现有技术的程度上，都没有明确或隐含地被承认是针对本公开的现有技术。

电端子通常经由机械过程连接到电导体，诸如电线。这种可包括压接的机械过程可能难以一致地进行，因此可能需要监测压接以评估压接连接体的质量。压接也可应用于非电气应用(例如，装管、管道输送等)。

因此，需要解决、最小化或消除以上所述的挑战中的一个或更多个的解决方案/选项。前述讨论仅旨在说明本领域的示例并且不应被认为是对范围的否定。

概述

在实施例中，压接监测系统可以包括被配置用于与第一元件和第二元件中的至少一个电连接的传感器，以及包括第一压接固定器和第二压接固定器的压接装置。压接装置可以被配置成将所述第一元件和所述第二元件压接在一起。传感器可以被配置成在将所述第一元件和所述第二元件压接在一起期间监测所述第一元件和所述第二元件中的至少一个的电气特性。第一元件可以包括电端子，且第二元件可以包括导体。传感器可以被配置用于经由第一压接固定器和第二压接固定器中的至少一个与端子和导体中的至少一个间接连接。第一元件和第二元件中的一个可能不导电。

作为实施例，在非压接位置中，第一压接固定器可以与压接装置的其余部分电隔离，并且可以电连接(例如，直接)到电接地。第一压接固定器可以包括冲头，第二压接固定器可以包括砧座。压接装置可以被配置成使得在第一压接固定器和第二压接固定器的非压接位置中，来自电流源的电流可以经由第一路径流到电接地，并且在第一压接固定器和第二压接固定器的压接位置中，来自电流源的电流可以经由第一路径和第二路径流动。在非压接位置中，电流可能不会经由第二路径流动。第二路径可以包括第一元件和第二元件的交接部以及传感器的感测电阻。

在实施例中，压接装置可以包括支撑第一压接固定器和第二压接固定器中的至少一个的施加器(applicator)。压接装置可以包括被配置成致动第一压接固定器和第二压接固定器中的至少一个的致动器，以及将施加器与致动器连接的电连接器。该系统可以包括连接到传感器的电子控制器。电子控制器和传感器中的至少一个可以被配置为补偿压接装置的电阻。

作为实施例，一种监测压接的方法可以包括将第一构件设置成与第二构件接触，经由电气特性传感器感测第一构件和第二构件中的至少一个的电气特性的初始值，压接第一构件和第二构件以形成压接构件，感测电气特性的第一变化，减小压接力，和/或在减小力之后感测电气特性的第二变化。该方法可以包括通过比较第二变化与预定值或范围来确定压接构件的质量。电气特性可以包括电压降。第一构件可以包括电端子，且第二构件可以包括导体。第一变化可以包括减少，第二变化可以包括增加。

在实施例中，监测压接的方法可以包括在压接期间监测电气特性，并且继续压接直到电气特性保持稳定值。压接可包括经由压接装置的第一固定器和所述压接装置的第二固定器中的至少一个向第一构件和第二构件中的至少一个施加压缩力。该方法可以包括获得压接装置的电气特性的初始值。该方法可以包括确定压接构件的质量，其中确定所述质量包括补偿压接装置的电气特性的初始值。

通过阅读下面的描述和查阅附图，本公开的前述和其它方面、特征、细节、效用和优点将是明显的。

附图说明

图1是电端子的实施例的透视图。

图2是根据本公开的电端子和压接监测系统的透视图。

图3a是根据本公开的实施例的压接监测系统的示意图。

图3b是根据本公开的实施例的压接监测系统的示意图。

图4是大体上示出根据本公开的实施例的跨压接连接体的电压降的曲线图。

图5是大体上示出根据本公开的实施例的跨压接连接体的电压降的曲线图。

图6是大体上示出根据本公开的实施例的相对于时间的跨压接连接体的电压降的和相对于时间的压接力的曲线图。

图7是大体上示出本公开的实施例的压接监测系统的组合示意图和侧视图。

图8是根据本公开的实施例的压接监测系统的组合示意图和侧视图。

图9是根据本公开的实施例的监测压接的方法的流程图。

详细描述

现在将详细参考本公开的实施例，其示例在本文中被描述且在附图中示出。虽然将结合实施方案和/或示例来描述本公开，但将理解，它们并不旨在将本公开限于这些实施方案和/或示例。相反，本公开旨在涵盖可被包括在本公开的精神和范围内的替代形式、修改和等效形式。

如图1和图2大体上所示，在实施例中，第一元件(例如，电端子10和/或电端子12)可以压接到一个或更多个第二元件(例如，电导体20，其可以包括电线)。第一元件在本文中可称为端子10和/或端子12，但不限于端子。第二元件在本文中可称为导体20，但不限于导体或导电材料。压接可以例如包括向端子12的某些部分14、16施加一个或更多个力f，使得端子部分14、16连接到导体20的一部分(例如，夹紧在导体20的一部分上)，并且可以限制和/或防止端子12和导体20之间的相对运动。附加地或替代地，压接可以提供和/或改善端子10、12和导体20之间的电连接。

在实施例中，诸如在图2、图3a和图3b中大体上示出的，压接监测系统30可以被配置成评估或监测压接过程。例如而非限制，压接监测系统30可以包括电气特性传感器32和/或控制器34。传感器32可以连接(例如，电连接)到端子10、12和/或导体20。传感器32可以或可以不直接电连接到端子10、12和导体20(参见例如图2)。传感器32可与控制器34和/或显示器50连接和/或包括控制器34和/或显示器50。

作为实施例，传感器32可以被配置为感测(例如，测量、监测、检测等)端子12和/或导体20的电气特性，诸如例如电阻、阻抗、电压、电压降、电导、电容、电流和/或其他电气特性。在实施例中，传感器32可以例如包括电压降传感器32a(例如，电压表、欧姆表和/或电流表)、一个或更多个分立探针、感测电阻r感测、电压源/电流源36和/或分流电阻器r分流。传感器32可以连接到压接机/装置38和/或与压接机/装置38集成，诸如压机(例如，液压、气动等)。

在实施例中，控制器34可包括一个或更多个电子控制器和/或电子处理器，诸如可编程微处理器和/或微控制器。在实施例中，控制器34可包括例如专用集成电路(asic)。控制器34可包括中央处理单元(cpu)、存储器和/或输入/输出(i/o)接口。控制器34可以被配置为利用以软件、硬件和/或其它介质实现的适当的编程指令和/或代码来执行各种功能，包括在本文中更详细地描述的那些功能。在实施例中，控制器34可包括多个控制器和/或可分布在网络的各个部分中。

对于诸如图2、图3a、图3b、图7和图8中大体上示出的实施例，控制器34可以被连接(例如，电连接、无线连接、经由有线连接等)到传感器32。控制器34可以被配置成从传感器32接收与由传感器32感测的端子12和/或导体20的一个或更多个电气特性相关的数据、信号和/或信息。

在实施例中，传感器32可以在压接操作期间感测端子12、导体20和/或压接装置38的一个或更多个电气特性。压接操作可以包括例如向端子12施加力f，诸如通过将压接装置38的固定器40、42移动到彼此更靠近和/或接触，这可以包括将固定器40、42彼此电连接。施加力f可导致端子12夹紧/压接在导体20上，这可包括端子部分14、16的弯曲和/或变形。第一固定器40可以包括例如冲头。第二固定器42可以包括例如砧座。将导体20与端子12夹紧/压接可以限制和/或防止端子12和导体20之间的相对移动，并且可以提供和/或改善端子12和导体20之间的电连接(例如，减少该电连接的电阻、减少断开风险等)。

在实施例中，诸如图3b中大体上示出的，传感器32可以连接到第一固定器40。至少在初始的非压接状态下，第一固定器40可以连接到地和/或与压接装置38的其余部分电隔离(例如，与第二固定器42、施加器44和/或致动器/撞锤46)。例如而非限制，压接装置38可包括位于第一固定器40和施加器44和/或致动器46之间的电隔离器(例如塑料构件)。第一固定器40可以选择性地连接到端子12和/或导体20(例如，在压接期间)。至少在初始的非压接状态下，第二固定器42可以与地和/或压接装置38的其余部分电隔离，并且当装置38不压接时可以与第一固定器40电隔离。在这样的示例配置中，传感器32可以向第一固定器40提供电流(例如，经由电压/电流源36)，诸如经由分流电阻器r分流。当第一固定器40没有压接(例如，不与端子12和/或导体20接触)时，传感器电流可以流到地。当第一固定器40压接时，传感器电流也可以流过端子-导体交接部到达传感器32的感测电阻r感测。在实施例中，这样的示例配置可以颠倒，使得传感器32可以向第二固定器42提供电流，并且第一固定器40可以与装置38的其余部分以及与地电隔离。

作为实施例，可由传感器32感测的一个或更多个电气特性可对应于或指示在压接之前、压接期间和/或压接之后端子12和导体20之间的电连接的质量。例如，如图4和图5大体上所示，传感器32可以被配置成感测端子12和导体20之间的连接/交接部上的电压降，并且该电压降可以对应于连接的电阻和/或质量。例如，较低/较小的电压降可指示相对高质量的连接。连接的质量可以对应于连接的物理方面(例如强度)和/或连接的电气方面。

如图4、图5、6图和图9大体上所示，压接可包括一个或更多个阶段/步骤。例如，在第一阶段中，端子12和导体20可以彼此靠近定位和/或接触，而不施加任何压缩/压接力f。在第一阶段中，传感器32感测到的电压降和/或电阻可能相对较高。在第二阶段中，可以施加压缩/压接力f以形成压接端子12。传感器32感测到的电压降和/或电阻通常可以随着力f的施加而减小。例如，可以施加力f，直到达到电气特性的大体稳定值。在第三阶段中，力f可以减小和/或去除，并且随着力f减小，传感器32感测到的电压降和/或电阻可以至少略微增大。电压降的增加可以对应于或者指示端子12和/或导体20的弹性，在一个实施例中，导体20可以包括铜。例如而非限制，向端子12和/或导体20施加压接力f可将电压降减小到约737μv，和/或压接力f的去除/减小可导致电压降增大到约772μv(例如，约35μv或约5％的改变)。

在实施例中，控制器34可以包括和/或连接到显示器50，并且可以被配置成使得显示器50呈现感测到的电气特性的视觉表示或图形，诸如图4、图5和图6中所示的图形。在实施例中，控制器34可以被配置成确定压接连接体/交接部是否具有足够高的质量。例如而非限制，控制器34可以分析在压接的第二阶段和/或第三阶段期间或之后感测到的电压降，并将该电压降与预期电压降进行比较。如果感测到的电压降在预定/指定范围内，则控制器34可以确定连接体具有足够的质量。如果感测到的电压降在预定/指定范围之外，则控制器34可以确定连接体不具有足够的质量和/或发生了错误。控制器34可以被配置成在显示器50上显示连接质量和/或错误消息。

在实施例中，诸如在图7和图8中大体上示出的，压接监测系统30的传感器32可以经由第一固定器40(例如冲头)和/或第二固定器42(例如砧座)与端子12和/或导体20连接。施加器44可以支撑第一固定器40和第二固定器42中的至少一个。第一固定器40和/或第二固定器42可以与压接装置38的施加器44连接(例如，电连接)，也可以不连接。压接装置38可包括致动器46(例如，撞锤)，该致动器46可配置成致动第一固定器40(例如，可朝向第二固定器42移动第一固定器40以引起压接)。当监测压接时，系统30可以补偿第一固定器40、第二固定器42、施加器44和/或致动器46的电阻。例如而非限制，传感器32和/或控制器34可以被配置成诸如在压接之前和/或在将端子12与导体20连接之前，确定/获得第一固定器40、第二固定器42、施加器44和/或致动器46的电阻(或预期电压降)。作为实施例，例如，施加器44的电阻可以是大约0.4欧姆。如果端子12和导体20被设置成与固定器40、42接触，那么固定器40、42可以彼此串联电连接，端子12和导体20都可以与施加器44并联电连接。传感器32和/或控制器34可以被配置成在监测压接的同时补偿固定器40、固定器42和/或施加器44的电阻(例如，去除/忽略该电阻的影响)。在实施例中，系统30的一个或更多个部件的电阻可以预加载/存储在传感器32和/或控制器34中。

在实施例中，诸如在图8中大体上示出的，施加器44可以与地和/或与第二固定器42电隔离。在这样的实施例中，初始电阻(或电压降)可以反映或指示开路，直到端子12和/或导体20设置成与固定器40、42接触。如果传感器32经由第一固定器40和/或第二固定器42连接到端子12和/或导体20，则系统30可以被配置成监测压接(例如，感测电气特性)，即使端子12和导体20中的一个不导电(例如，跨固定器40、42以及端子12和导体20中的导电的一个的电压降/电阻在压接期间可能改变)。端子12和导体20中的一个可能不导电，例如用于绝缘压接和/或密封压接。

作为实施例，在压接周期期间，第一固定器40经由致动器46的致动可包括第一固定器40和/或致动器46的滑动运动，这可改变(例如增加)压接装置38的电阻。如图7和图8大体上所示，压接装置38可包括连接器48，该连接器48可被配置成在施加器44和致动器46之间提供电连接(例如，低电阻连接，其可有效地充当短路)，以减小、最小化和/或消除这种电阻变化的影响。连接器48可以包括例如编织带。

在实施例中，压接监测系统30可包括压接力传感器60(参见例如图2)。压接力传感器60可以被配置成在压接之前、压接期间和/或压接之后(例如，在第一、第二和/或第三阶段期间)监测压接力f。压接力传感器60可以连接到控制器34。压接力传感器60可被配置用于生成可对应于导体20的压接高度和/或压紧度的力分布(参见例如图6)。压接力传感器60可以被配置用于经由控制器34生成力分布。系统30可以被配置成(例如，同时)监测压接装置的一个或更多个电气特性(例如，连接体交接部上的电压降)和压接力f。

如图9大体上所示，在实施例中，压接和/或监测压接的方法可以在步骤70中包括传感器32感测/获得系统30的一个或更多个电气特性(例如，电压降)的一个或更多个初始值。在步骤72中，传感器32可以连接到端子12和导体20中的至少一个。在步骤74中，传感器32可以感测端子12和导体20的交接部的电气特性(例如，电压降)的初始值。在步骤76中，可以向端子12和/或导体20施加压接力f，并且当施加压接力f时，传感器32可以感测端子12和/或导体20的电气特性。在步骤78中，感测可以包括感测在压接的第二阶段期间(例如，当施加压接力f时)电气特性的变化(例如，减小)。在步骤80中，可以结束压接，可以减小压接力f，和/或可以去除压接力f。在步骤82中，感测可以包括感测在压接的第三阶段期间(例如，当压接力f被移除时或之后)电气特性的第二变化(例如，增加)。如果第一变化和/或第二变化在预定/指定范围之外，则控制器34可以确定连接体不具有足够的质量和/或发生了错误。附加地或可选地，如果压缩力传感器60指示不在指定/预定范围内的压缩力，则控制器34可以确定连接不具有足够的质量和/或已经发生错误。控制器34可以被配置成诸如根据从传感器32接收的信息来控制压接装置38的操作(例如，第一固定器40、第二固定器42和/或施加器44的移动)。

在实施例中，将传感器32连接到端子12和导体20可以包括将传感器32间接连接到端子12和/或导体20。例如而非限制，传感器32可以直接连接到固定器40和固定器42，该固定器40和42可以直接连接到端子12和/或导体20。端子12和导体20中的至少一个可能不导电。例如而非限制，如果端子12和导体20中的一个不导电，则传感器32可以被配置成经由第一固定器40和/或第二固定器42根据端子12和导体20中的导电的一个的电气特性来监测和/或确定压接质量。

作为实施例，传感器32的电压/电流源36可以包括电压源36a和/或电流源36b。在实施例中，感测电气特性可以包括(例如，经由电压/电流源36、电压源36a和/或电流源36b)向端子12、导体20、固定器40、固定器42和/或施加器44中的一个或更多个提供电压和/或电流。提供的电流可以包括，例如而非限制，包括大约1安培的基本恒定的电流。

尽管为了说明，在本文中结合端子12描述了某些实施例的各种特征和功能，但是这些实施例不限于特定类型的端子，并且可以结合广泛的元件使用，包括但不限于端子10。

作为实施例，压接监测系统30可以包括传感器32，该传感器32可以被配置用于与第一元件10、12和/或第二元件20电连接。系统30可包括压接装置38，该压接装置38可包括第一压接固定器40和第二压接固定器42。压接装置38可以被配置成将所述第一元件10、12和所述第二元件压接在一起。传感器32可以被配置成在压接期间(例如，经由第一固定器40和/或第二固定器42)监测所述第一元件10、12和所述第二元件20中的至少一个的电气特性。传感器可以被配置用于经由第一压接固定器40和第二压接固定器42中的至少一个与第一元件10、12和第二元件20中的至少一个间接电连接。

本文描述了用于各种装置、系统和/或方法的各种实施例。阐述了很多具体细节，以提供对于如在说明书中描述的以及在附图中示出的实施例的总体结构、功能、制造以及使用的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解的是，实施例可以在没有这些具体细节的情况下进行实践。在其他例子中，众所周知的操作、部件以及元件并未详细描述，以免混淆说明书中所描述的实施例。本领域普通技术人员会理解，本文中描述的以及示出的实施例是非限制性的示例，因此可认识到的是，本文中所公开的具体结构和功能的细节可以是代表性的且不必限制实施例的范围。

在整篇说明书中提到的“各个实施例”、“根据实施例”、“在实施例中”、或“实施例”或诸如之类，意思是与实施例结合描述的特定特征、结构、或特性包括于至少一个实施例之中。因此，在整个说明书中在各处出现的短语“在各个实施例中”、“根据实施例”、“在实施例中”、或“实施例”或诸如之类不必都指相同的实施例。此外，特定特征、结构、或特性可以以任何适当的方式在一个或更多个实施例中组合。因此，与一个实施例结合地示出或描述的特定特征、结构或特性可以不受限制地与一个或更多个其他实施例的特征、结构、或特性整体地或部分地组合，只要这种组合不是不合逻辑的或不起作用的。

应当理解，对单个元件的参考不一定如此限制，并且可以包括这样的元件中的一个或更多个。任何方向参考(例如，正(plus)、负(minus)、上部、下部、向上、向下、左、右、向左、向右、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针和逆时针)仅用于识别目的以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于实施例的位置、定向或使用的限制。

对连接的参考(例如，附接、联接、连接及类似词语)应被广义地解释，并且可包括元件的连接之间的中间构件与元件之间的相对移动。因此，对连接的参考并不一定意味着两个元件是直接连接/联接的并且彼此处于固定的关系。贯穿本说明书的“例如”的使用应被广义地解释并且用于提供本公开的实施例的非限制性示例，并且本公开不限于这样的示例。“和”和“或”的使用应被宽泛地解释(例如，被视为“和/或”)。例如且不限于，“和”的使用不一定需要所列出的所有元件或特征，并且“或”的使用旨在是包容性的，除非这样的结构将是不合逻辑的。

目的是，在以上描述中包含的以及在附图中示出的所有内容应仅视为说明性的而非限制性的。可做出在细节或结构上的改变而不偏离本公开。

此外，在本文中明确地设想了各种示例之间的特征、元件和/或功能的混合和配合，使得本领域普通技术人员将从本公开中将认识到，一个示例的特征、元件和/或功能可以适当地并入到另一个示例中，除非上文另有说明。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导，而不脱离本公开的范围。因此，目的是，本教导不限于由附图示出并在说明书中描述的特定示例，而是本公开的范围将包括落入前述描述和所附附图内的任何实施方案。