專利名稱：測(cè)試頭對(duì)接系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子測(cè)試頭對(duì)接領(lǐng)域，特別地涉及通過一個(gè)或多個(gè)對(duì)接致動(dòng)的對(duì)接致動(dòng)器為凸輪施加、至少部分動(dòng)力的一用于測(cè)試頭對(duì)接的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在制造集成電路(ICs)和其它電子裝置過程中，使用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)在整個(gè)過程的一個(gè)或多個(gè)階段進(jìn)行測(cè)試。使用特殊處理設(shè)備把要測(cè)試的裝置定位進(jìn)行測(cè)試。在某些情況下，當(dāng)對(duì)要測(cè)試的裝置進(jìn)行測(cè)試時(shí)，所述特殊處理設(shè)備可以將其置于適當(dāng)?shù)臏囟群?或保持其在適當(dāng)?shù)臏囟?。所述特殊處理設(shè)備包括對(duì)在一個(gè)晶片上沒封裝的裝置進(jìn)行測(cè)試的“探針”和對(duì)封裝部分進(jìn)行測(cè)試的“裝置處理機(jī)”的各種類型；下面“處理設(shè)備”就用于指這種設(shè)備。由一個(gè)大型和昂貴的ATE系統(tǒng)提供自身電子測(cè)試，所述ATE系統(tǒng)包括一個(gè)要與所述處理設(shè)備連接和對(duì)接的測(cè)試頭。所述進(jìn)行測(cè)試的裝置(DUT)要求準(zhǔn)確、高速信號(hào)以使測(cè)試更有效；因此，在ATE內(nèi)部的用于測(cè)試所述DUT的所述“測(cè)試電子儀器”一般地被放在所述測(cè)試頭上，所述測(cè)試頭必須盡可能地靠近所述DUT。隨著電子連接器數(shù)量的增加使DUT變得更加復(fù)雜，所述測(cè)試頭非常重，其尺寸和重量從幾百磅增長(zhǎng)到最近的兩到三千磅。通過一電纜裝置，所述測(cè)試頭一般地與所述ATE的固定主體連接，所述電纜裝置提供信號(hào)、接地、和電力的通路。而且，所述測(cè)試頭可以要求提供柔軟管道的方式供應(yīng)冷卻劑，所述柔軟管道經(jīng)常與所述電纜綁在一起。
在測(cè)試復(fù)雜的裝置時(shí)，在所述測(cè)試頭和所述DUT之間要建立成百上千個(gè)電連接。要由許多纖細(xì)的、密集的相互隔開的觸點(diǎn)來完成這些連接。在測(cè)試晶片上的未封裝的裝置時(shí)，一般地要由安裝在探針卡上的針型的探針完成與所述DUT的實(shí)際連接。在測(cè)試封裝的裝置時(shí)，典型使用一個(gè)安裝在一“DUT板”上的測(cè)試插座。在兩種情況下，探針卡或DUT板通常適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谔幚碓O(shè)備上，所述處理設(shè)備將多個(gè)DUT中的每一個(gè)順序地放入要測(cè)試的位置。在兩種情況下，所述探針卡或DUT板同樣也設(shè)有能夠使測(cè)試頭進(jìn)行相應(yīng)電連接的連結(jié)點(diǎn)。所述測(cè)試頭一般地設(shè)置一接口單元，該單元包括完成與探針卡或DUT板連接的觸點(diǎn)部件。所述觸點(diǎn)部件一般地為彈簧加載的“彈簧伸縮插腳(Pogo pins)”。總之，所述觸點(diǎn)非常脆弱和纖細(xì)的，并且必須受到保護(hù)防止被損壞。
為相對(duì)所述處理設(shè)備操縱所述測(cè)試頭，可以使用測(cè)試頭操縱器。這樣的操縱可以高到為相對(duì)實(shí)際距離為一米或更高的量級(jí)。標(biāo)板就是能夠從一個(gè)處理設(shè)備迅速地到另一個(gè)處理設(shè)備或?qū)⑺鰷y(cè)試頭迅速從處理設(shè)備上移開以使用和/或以改變接口部件。當(dāng)所述測(cè)試頭被支持在相對(duì)所述處理設(shè)備的一個(gè)位置時(shí)完成所有測(cè)試頭和探針卡或DUT板之間的連接，所述測(cè)試頭被稱為“對(duì)接”到所述處理設(shè)備。為了進(jìn)行成功的對(duì)接，所述測(cè)試頭必須在相對(duì)一個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系的六自由度上準(zhǔn)確地被定位。更經(jīng)常地，使用一個(gè)測(cè)試頭操縱器操縱所述測(cè)試頭到一個(gè)離所述插座大致幾個(gè)厘米的粗校準(zhǔn)的第一位置，及然后使用一個(gè)“對(duì)接設(shè)備”完成最終的準(zhǔn)確定位。一般地所述對(duì)接設(shè)備的一部分設(shè)置在所述測(cè)試頭上并且其它部分設(shè)置在所述處理設(shè)備上。由于一個(gè)測(cè)試頭要用于多個(gè)處理設(shè)備，通常最好將對(duì)接設(shè)備的最昂貴部分設(shè)置在所述測(cè)試頭上。所述對(duì)接設(shè)備可以包括一個(gè)將兩段拉在一起的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此將測(cè)試頭對(duì)接；這被稱作“致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)”對(duì)接。所述對(duì)接設(shè)備，或“對(duì)接”具有幾個(gè)重要的功能，包括(1)將測(cè)試頭與處理設(shè)備對(duì)準(zhǔn)，(2)將測(cè)試頭和處理設(shè)備拉到一起，然后分開，(3)提供一個(gè)電接觸的預(yù)校準(zhǔn)保護(hù)，及(4)將測(cè)試頭和處理設(shè)備鎖住并支持在一起。
根據(jù)所述inTEST手冊(cè)(第五版1996，in TEST Corporation)，“測(cè)試頭定位”是指一測(cè)試頭到一處理設(shè)備的平緩的運(yùn)動(dòng)和成功的對(duì)接和脫離對(duì)接所要求的與所述處理設(shè)備的準(zhǔn)確校準(zhǔn)的結(jié)合。一所述測(cè)試頭操縱器可以稱作一測(cè)試頭定位器。一測(cè)試頭操縱器和一適當(dāng)?shù)膶?duì)接裝置相結(jié)合完成測(cè)試頭的定位。該技術(shù)被描述在如上述的inTEST手冊(cè)中。該技術(shù)也被描述在美國(guó)專利US5,608,334，5,450,766，5,030,869，4,893,074，4,715,574，和4,589,815中，由于它們?cè)跍y(cè)試頭定位系統(tǒng)的領(lǐng)域的教導(dǎo)，所有這些被引入作為的參考。所述以前的專利涉及基本的致動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)接。以一個(gè)單獨(dú)設(shè)備同時(shí)提供所述測(cè)試頭相當(dāng)大的距離的操縱和最終準(zhǔn)確的對(duì)接的測(cè)試頭定位系統(tǒng)是公知的。例如，都被引入作為參考的文獻(xiàn)的Holt等的美國(guó)專利US6,057,695，和Graham等的美國(guó)專利US5,900,737和5,600,258中，描述一個(gè)定位系統(tǒng)，其中對(duì)接由“操縱器驅(qū)動(dòng)”而不是致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。但是，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有更廣泛的應(yīng)用，并且本發(fā)明致力于此。
在典型的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)定位系統(tǒng)中，一個(gè)操作者控制操縱器的運(yùn)動(dòng)，將測(cè)試頭從一個(gè)位置操縱到另一個(gè)位置。這可以通過操作者直接在系統(tǒng)內(nèi)的測(cè)試頭上施加力手動(dòng)地完成，在該系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試頭在其運(yùn)動(dòng)的軸上完全平衡，或者可以通過由操作者直接控制致動(dòng)器的使用來完成。在幾個(gè)近期的系統(tǒng)中，通過組合在某些坐標(biāo)軸上直接手動(dòng)力和在其它坐標(biāo)軸上的致動(dòng)器操縱所述測(cè)試頭。
為了對(duì)接測(cè)試頭和處理設(shè)備，操作者首先必須操縱測(cè)試頭到一個(gè)“準(zhǔn)備對(duì)接”位置，該位置與其最終對(duì)接位置靠近和大致校準(zhǔn)，所述測(cè)試頭被進(jìn)一步操縱直到位于“準(zhǔn)備致動(dòng)”位置，在該位置所述對(duì)接致動(dòng)器能夠控制所述測(cè)試頭的運(yùn)動(dòng)。所述致動(dòng)器然后能夠?qū)⑺鰷y(cè)試頭拉入到最終、完全對(duì)接的位置。在該操縱中，為所述測(cè)試頭的最終校準(zhǔn)提供各種的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。一個(gè)對(duì)接可以在從初始到最終的不同的校準(zhǔn)階段提供不同類型的兩個(gè)或更多的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。一般最好在纖細(xì)的電觸點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械接觸之前進(jìn)行五個(gè)自由度的校準(zhǔn)。然后所述測(cè)試頭可以沿一個(gè)相對(duì)的第六自由度的直線被推動(dòng)，就是沿接口平面的法線(一般地探針卡或DUT板的平面)；并且所述觸點(diǎn)將在沒有任何側(cè)向阻礙或能夠損壞它們的力下進(jìn)行連接。
當(dāng)操作所述對(duì)接致動(dòng)器時(shí)，所述測(cè)試頭一般地自由地順著幾個(gè)而不是所有的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)以允許最終的校準(zhǔn)和定位。對(duì)于操縱器的被適當(dāng)平衡的且致動(dòng)器沒有被驅(qū)動(dòng)的軸，這不是個(gè)問題。但是，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸一般要求在其內(nèi)設(shè)置的柔性機(jī)構(gòu)。某些典型的例子在Slocum的美國(guó)專利US5,931,048和Alden的5,949,002中進(jìn)行了描述。通常的柔性機(jī)構(gòu)，特別對(duì)非水平的不平衡的軸，涉及彈簧類機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)除了柔性外還有一個(gè)一定量的彈性或“回彈力”。進(jìn)一步地，連接所述測(cè)試頭與ATE的電纜也是有彈性的。但操作者試圖操作所述測(cè)試頭進(jìn)入大致校準(zhǔn)和進(jìn)入一個(gè)能夠提供所述對(duì)接機(jī)構(gòu)抓住的位置時(shí)，他或她必須克服系統(tǒng)的彈力，但這對(duì)非常大和沉重的測(cè)試頭的情況下經(jīng)常很困難。同樣，如果操作者在校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)被適當(dāng)?shù)亟雍现搬尫攀┘釉谒鰷y(cè)試頭上的力時(shí)，所述柔性機(jī)構(gòu)的彈力會(huì)導(dǎo)致所述測(cè)試頭從對(duì)接位置移開。有時(shí)這被稱作回彈力效應(yīng)。
Smith的美國(guó)專利4,589,815公開一個(gè)對(duì)接機(jī)構(gòu)的已有技術(shù)。具有′815專利的所述對(duì)接機(jī)構(gòu)如圖5A、5B和5C所示，使用兩個(gè)提供最終的校準(zhǔn)的引導(dǎo)銷和孔的組合和兩個(gè)圓形凸輪。當(dāng)所述凸輪由安裝在其上的操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨著引導(dǎo)銷完全插入它們的接合孔，對(duì)接的兩個(gè)半部被拉到一起。為使兩個(gè)凸輪同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)纜線連接兩個(gè)凸輪。通過僅僅向兩個(gè)中的一個(gè)或另一個(gè)操作桿施加力，所述纜線的設(shè)置確保所述對(duì)接的操作。因此在本例中所述操作桿是對(duì)接致動(dòng)器。
當(dāng)測(cè)試頭變得較大時(shí)，所述′815對(duì)接的基本想法已經(jīng)逐漸變?yōu)榫哂腥齻€(gè)或四個(gè)引導(dǎo)銷和由纜線相互連接的圓形凸輪的更大的對(duì)接。本申請(qǐng)的圖1A，1B，1C和1D所示的已有技術(shù)的對(duì)接具有四個(gè)引導(dǎo)銷和配合孔及四個(gè)圓形凸輪，以后再對(duì)其作詳述。雖然這樣的四點(diǎn)對(duì)接具有在四個(gè)凸輪中的每個(gè)上附加致動(dòng)器操作桿的結(jié)構(gòu)，所述對(duì)接顯示采用一個(gè)致動(dòng)器操作桿操作一個(gè)纜線的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)所述操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)纜線驅(qū)動(dòng)時(shí)，移動(dòng)所述纜線，使四個(gè)凸輪同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。該設(shè)置將一個(gè)單獨(dú)的致動(dòng)器操作桿放在一個(gè)對(duì)操作者方便的位置。同樣，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整所述凸輪的直徑和所述纜線驅(qū)動(dòng)的直徑，能夠達(dá)到較大的機(jī)械利益。
在美國(guó)專利5,654,631和5,744,974描述的對(duì)接中應(yīng)用引導(dǎo)銷和定位孔兩個(gè)部分。但是，所述對(duì)接通過一個(gè)真空裝置被致動(dòng)，其中當(dāng)施加真空時(shí)，兩個(gè)部分被推到一起。只要保持真空，所述兩個(gè)半部就保持鎖在一起。但是，由真空裝置產(chǎn)生的力量極大地受到有效面積大氣壓的限制。因此限制了這樣的對(duì)接的使用。
在美國(guó)專利5,821,764，5,982,182和6,104,202描述的對(duì)接使用其它技術(shù)，例如運(yùn)動(dòng)學(xué)連接，以提供所述兩個(gè)半部的最終的校準(zhǔn)。在初始校準(zhǔn)時(shí)也可以使用粗定位銷。所述粗定位銷可以與卡扣機(jī)構(gòu)一起提供，所述卡扣機(jī)構(gòu)扣住進(jìn)入孔內(nèi)的所述引導(dǎo)銷并防止其離開。在′764和′202專利中所述卡扣機(jī)構(gòu)表現(xiàn)為自動(dòng)地致動(dòng)；而在′182專利中三個(gè)粗定位銷的每個(gè)都使用一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。同樣在′182專利所述三個(gè)馬達(dá)可以分別地被操作以在對(duì)接部件之間進(jìn)行平面化。在所有三個(gè)專利中，為最終將兩個(gè)半部拉在一起，使用一個(gè)線性致動(dòng)器。該線性致動(dòng)器已經(jīng)被公開為氣動(dòng)型。在這種類型的對(duì)接中，為防止纖細(xì)的電觸點(diǎn)的損壞需要另一個(gè)機(jī)構(gòu)提供足夠的預(yù)校準(zhǔn)。因此使用了上述的粗定位銷，這就增加了總體的費(fèi)用及復(fù)雜性。因此提供了兩個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，即(1)粗定位銷-孔組合，和(2)一個(gè)氣動(dòng)的連接。上述的并且以后還要描述的所述致動(dòng)凸輪的對(duì)接，組合有結(jié)點(diǎn)和凸輪的預(yù)校準(zhǔn)，引導(dǎo)銷和插座的準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，及凸輪和凸輪隨動(dòng)件的機(jī)械利益三個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)。在一個(gè)用于大型測(cè)試頭的動(dòng)力對(duì)接中希望保持該簡(jiǎn)單的和被證實(shí)的技術(shù)。
更特別地，′182專利公開一球和槽的配對(duì)，因?yàn)樵撆鋵?duì)提供某些需要形成所述動(dòng)力學(xué)連接的觸點(diǎn)，所以該配對(duì)被叫做“動(dòng)力學(xué)接觸”。由于該槽僅在一個(gè)點(diǎn)上提供接觸，槽的每一側(cè)叫做“動(dòng)力學(xué)表面”。由于球僅在一個(gè)點(diǎn)上與動(dòng)力學(xué)表面接觸，因此所述球被叫做“動(dòng)力學(xué)配合表面”。為了滿足動(dòng)力學(xué)連接的操作，′182專利表示不需要將所使用的槽形成所述動(dòng)力學(xué)表面，同樣也可以使用其它形狀，如一個(gè)拱形。同樣所使用的球也不需要為動(dòng)力學(xué)配合表面，同樣也可以使用其它形狀，如與一個(gè)面以一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行接觸的錐體的尖。同樣每個(gè)動(dòng)力學(xué)接觸包括兩個(gè)動(dòng)力學(xué)表面也不必要。例如其它合適的動(dòng)力學(xué)接觸為如，一球壓在一平面上(一觸點(diǎn)的一動(dòng)力學(xué)表面)一球壓在一四面體內(nèi)(一觸點(diǎn)的三動(dòng)力學(xué)表面)或一球壓在三球上(一觸點(diǎn)的三動(dòng)力學(xué)表面)。只要總共有六個(gè)動(dòng)力學(xué)表面，在一個(gè)連接上可以使用不同類型的接觸。
下面對(duì)圖1A到1D所示的已有技術(shù)的對(duì)接的所選擇的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行描述。該描述包括作為參考的更早的描述在US4,589,815中的對(duì)接設(shè)備。
圖1A表示一個(gè)支持在一吊架190上的測(cè)試頭100的斜視圖，所述吊架被測(cè)試頭主體所支持(未顯示)。同樣顯示的是被切除一部分的處理設(shè)備108，所述測(cè)試頭100可與之對(duì)接。圖1B表示處理機(jī)108的放大的詳細(xì)示意圖。(在本特殊示例中所述處理設(shè)備為一個(gè)封裝的設(shè)備處理機(jī)，并且所述測(cè)試頭從下面與之對(duì)接。)圖1C表示簡(jiǎn)要地的截面圖，可以看到所述測(cè)試頭100具有電接口126，及所述處理設(shè)備機(jī)108具有一個(gè)相應(yīng)的電接口128。電接口126環(huán)繞128一般具有成百上千個(gè)細(xì)小、纖細(xì)的電觸點(diǎn)(未顯示)，當(dāng)所述測(cè)試頭被最終對(duì)接時(shí)，這些觸點(diǎn)必須以可靠的相對(duì)各自電接觸的方式精密地接合。如在本示意性的示例所示，所述處理設(shè)備108的下表面包含處理機(jī)電接口128，及所述測(cè)試頭100通常由下向上運(yùn)動(dòng)與之對(duì)接。其它取向也可以并且是已知的，但并不限于此，包括以向下的運(yùn)動(dòng)與上表面對(duì)接，對(duì)一個(gè)垂直表面進(jìn)行水平的運(yùn)動(dòng)，及對(duì)一個(gè)具有一定角度的平面進(jìn)行水平和垂直兩種運(yùn)動(dòng)。
回到圖1A和圖1B，顯示了整個(gè)四點(diǎn)對(duì)接設(shè)備；它們的一部分安裝在所述處理設(shè)備108或所述測(cè)試頭100上。安裝在所述測(cè)試頭100上的為面板106。四個(gè)引導(dǎo)銷112安裝并定位在所述面板106的四個(gè)角上。面板106具有一中心孔且所述測(cè)試頭放在其中使所述測(cè)試頭電接口126(在圖1A和1B中未顯示)由所述孔伸出并且所述引導(dǎo)銷112限定一個(gè)大致的矩形，該矩形具有一個(gè)與電接口126大致共同的中心。
結(jié)點(diǎn)板114安裝在所述處理設(shè)備108的下表面。結(jié)點(diǎn)板114具有一個(gè)中心孔且被安裝到處理設(shè)備108上使所述處理機(jī)電接口從孔中伸出。四個(gè)結(jié)點(diǎn)116安裝在結(jié)點(diǎn)板114上，在其四個(gè)角上各設(shè)置一個(gè)。每個(gè)結(jié)點(diǎn)116具有一個(gè)在其上鉆出的引導(dǎo)銷孔或插座112a。每個(gè)引導(dǎo)銷孔112a對(duì)應(yīng)于一個(gè)相應(yīng)的引導(dǎo)銷112。當(dāng)所述測(cè)試頭被完全對(duì)接時(shí)，這些設(shè)置使每個(gè)引導(dǎo)銷112完全插入到各自的引導(dǎo)銷孔112a內(nèi)。每個(gè)所述引導(dǎo)銷112在相應(yīng)的孔112a內(nèi)的配合為緊配合。因此，所述引導(dǎo)銷112和引導(dǎo)銷孔112a使所述測(cè)試頭100和所述處理設(shè)備108校準(zhǔn)。
四個(gè)對(duì)接凸輪110可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述面板106上。凸輪110為圓形并且與在′815專利中描述的相同。每個(gè)凸輪特別地具有一個(gè)繞其圓周的且在上部表面具有一個(gè)上部開口125螺旋槽129。為了使所述引導(dǎo)銷112位于所述凸輪110和所述測(cè)試頭電接口126之間，每個(gè)對(duì)接凸輪110位于大致在對(duì)應(yīng)于引導(dǎo)銷112的位置，一般與由大致從所述測(cè)試頭電接口126的中心穿過所述引導(dǎo)銷112的直線的延長(zhǎng)線同心。所述結(jié)點(diǎn)116和所述結(jié)點(diǎn)板114的角具有圓形的開口，當(dāng)所述引導(dǎo)銷112被完全插入到所述結(jié)點(diǎn)上的引導(dǎo)銷孔112a時(shí)，使每個(gè)凸輪110的圓周與其相應(yīng)的結(jié)點(diǎn)116的圓形開口接近并與該開口同心。當(dāng)將所述測(cè)試頭100操縱到為了與處理設(shè)備108對(duì)接的位置時(shí)，這種設(shè)置為對(duì)接部件提供了一個(gè)開始的粗校準(zhǔn)。也可以由具有錐形端部的引導(dǎo)銷112進(jìn)入它們的相應(yīng)的插座112a來提供一個(gè)開始的粗校準(zhǔn)。所述結(jié)點(diǎn)116、凸輪110、和所述引導(dǎo)銷112布置成使處理電接口128與測(cè)試頭電接口126分開(在圖1A和1B中未顯示)，直到所述引導(dǎo)銷112被實(shí)際由它們相應(yīng)的引導(dǎo)銷孔112a所接納。因此為所述電接觸提供一個(gè)預(yù)校準(zhǔn)的保護(hù)。
因此，提供了兩個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，即(1)結(jié)點(diǎn)116相對(duì)于凸輪110的配合，及(2)所述引導(dǎo)銷112和插座112a的結(jié)合。
一個(gè)具有附帶的對(duì)接手柄135的圓形纜線驅(qū)動(dòng)器132同樣可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在面板106上。對(duì)接纜線115安裝在每個(gè)凸輪110上及纜線驅(qū)動(dòng)器132上?；?37適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)纜線來往于纜線驅(qū)動(dòng)器132的道路。通過向手柄135施加力可以轉(zhuǎn)動(dòng)纜線驅(qū)動(dòng)器132。當(dāng)纜線驅(qū)動(dòng)器132轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將力傳到纜線115上，然后纜線使所述凸輪110同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。
由每個(gè)結(jié)點(diǎn)116圓形開口的延伸部為一個(gè)凸輪隨動(dòng)件110a。凸輪隨動(dòng)件110a與其相應(yīng)的凸輪110上表面的上部開口配合。圖1C表示測(cè)試頭100與處理設(shè)備108對(duì)接過程的一個(gè)階段的截面圖。這里引導(dǎo)銷112部分地插入在結(jié)點(diǎn)116的引導(dǎo)銷孔112a。應(yīng)該注意這只是示意性的例子，引導(dǎo)銷112在其遠(yuǎn)端為錐形且在靠近面板106處為一定的直徑。在圖1C中引導(dǎo)銷112已經(jīng)插入引導(dǎo)銷孔112a而一定直徑的區(qū)域剛剛進(jìn)入引導(dǎo)銷孔112a。同樣在圖1C中，每個(gè)凸輪隨動(dòng)件110a已經(jīng)插入各自的凸輪110上部表面的上部開口125到達(dá)所述螺旋槽129的最上部的位置一定的深度。在該機(jī)構(gòu)中，通過給上部135施加力(圖1C未顯示)并轉(zhuǎn)動(dòng)所述凸輪110，所述對(duì)接就準(zhǔn)備完畢。因此，該機(jī)構(gòu)可以稱作“準(zhǔn)備對(duì)接”的位置。重要的是要注意在該位置已經(jīng)完成了五個(gè)自由度的校準(zhǔn)。特別地，如果處理設(shè)備電接口126的平面為三維接口的X-Y平面，引導(dǎo)銷112使它們的整個(gè)直徑插入插座確立了X，Y，和θZ向的校準(zhǔn)。而且，凸輪隨動(dòng)件110a的伸出部完全進(jìn)入所有開口125確立處理設(shè)備電接口126和測(cè)試頭電接口128的平面化。
圖1D表示充分轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪110得到結(jié)果分截面圖，所述測(cè)試頭100現(xiàn)在與處理設(shè)備108“完全對(duì)接”。可以看到凸輪110已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)且導(dǎo)致凸輪隨動(dòng)件110a隨動(dòng)到所述螺旋槽129內(nèi)的更靠近面板106的位置。而且，引導(dǎo)銷112被完全插入到它們相應(yīng)的引導(dǎo)銷孔112a內(nèi)。很明顯引導(dǎo)銷112一定直徑部分與引導(dǎo)銷孔112a的側(cè)面的配合緊密度決定處理機(jī)的電接口128和測(cè)試頭電接口126的最終校準(zhǔn)。因此，一般要求提供對(duì)接位置的重復(fù)性的一個(gè)緊密配合在一英寸的千分之三到七的范圍內(nèi)。而且一旦所述結(jié)點(diǎn)板114被安裝到處理設(shè)備108上，所述引導(dǎo)銷112必須準(zhǔn)確地放在面板106上對(duì)應(yīng)于所述結(jié)點(diǎn)。為了對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)化，可以用容許調(diào)整引導(dǎo)銷112的位置的方式來安裝。完成該被廣泛應(yīng)用的方法在′815專利中已經(jīng)有描述。
回顧凸輪隨動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)的某些信息很有益。圖4表示凸輪110運(yùn)動(dòng)的各個(gè)點(diǎn)的凸輪隨動(dòng)件110a垂直位置。圖4使用圓形的(或圓柱的)凸輪與使用在確定對(duì)接設(shè)備中的線性凸輪一樣，它例如由Reid AshmanManufacturing Co.制造的。凸輪槽129和開口125的形狀被示意性地表示；圖4不是按比例而只是示意性的。凸輪隨動(dòng)件110a能夠進(jìn)或出凸輪槽的開口區(qū)域表示為O。凸輪隨動(dòng)件110a(在凸輪槽129內(nèi)各個(gè)點(diǎn)上以虛線圓表示)在位置400進(jìn)入開口125，且隨后到達(dá)對(duì)應(yīng)于“準(zhǔn)備對(duì)接”位置的位置410。所述開口區(qū)域與一個(gè)凸輪槽129內(nèi)點(diǎn)O到A之間的基本水平的區(qū)域連接。該水平區(qū)域一般為凸輪隨動(dòng)件直徑的一到兩倍的長(zhǎng)度(有時(shí)也可以少些)并且在整個(gè)凸輪運(yùn)動(dòng)中只占很小部分(幾度)。一旦所述凸輪隨動(dòng)件110a插入開口125的底部，所述凸輪可轉(zhuǎn)動(dòng)到“抓住”凸輪隨動(dòng)件在該水平區(qū)域內(nèi)。凸輪隨動(dòng)件110a被“抓住”在位置420。當(dāng)凸輪進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，在點(diǎn)A所述水平槽轉(zhuǎn)換到一個(gè)傾斜的槽。當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)，凸輪隨動(dòng)件因此垂直上升或下降。在傾斜的槽最低端點(diǎn)B轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)基本水平區(qū)域，一般長(zhǎng)度為凸輪隨動(dòng)件直徑的一到兩倍。在這個(gè)后面的區(qū)域，凸輪隨動(dòng)件到達(dá)其移動(dòng)的終點(diǎn)，并且所述設(shè)備被完全對(duì)接。當(dāng)所述凸輪隨動(dòng)件在位置C時(shí)(以凸輪隨動(dòng)件110a在440位置表示)，為所述槽的最遠(yuǎn)范圍，所述設(shè)備被認(rèn)為插入(或可替換地完全對(duì)接或鎖住)。所述從A到B的區(qū)域被叫做“中途”區(qū)(以凸輪隨動(dòng)件110a在位置430表示)，并且由B到C的區(qū)域可被叫做對(duì)接區(qū)。
根據(jù)上述討論，現(xiàn)在適合于進(jìn)一步討論對(duì)接過程和限定確定的術(shù)語。對(duì)接的目的是要準(zhǔn)確地將測(cè)試頭電接口126與處理設(shè)備電接口128配合。每個(gè)電接口126和128限定一個(gè)平面，這是典型的但不是必要的，法向平行于電觸點(diǎn)的遠(yuǎn)端。當(dāng)對(duì)接該兩個(gè)必須彼此平行的平面時(shí)，為了防止電觸點(diǎn)的損壞，最好首先在五個(gè)自由度上對(duì)兩個(gè)接口126和128進(jìn)行校準(zhǔn)以允許所述電觸點(diǎn)彼此地機(jī)械接觸。如果在對(duì)接位置接口限定的平面平行于三維笛卡爾坐標(biāo)系的X-Y平面，必須在X和Y軸進(jìn)行校準(zhǔn)并沿與X-Y平面正交的Z軸(θZ)轉(zhuǎn)動(dòng)，以使各自的觸點(diǎn)與另一個(gè)對(duì)齊。而且，通過沿X和Y坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)使該兩個(gè)平面平行。所述的將兩個(gè)電接口平面彼此平行的過程叫做接口的“平面化”；并且當(dāng)其被完成時(shí)，所述接口被叫做被“平面化”或“共平面”。一旦被平面化和在X，Y和θZ上被校準(zhǔn)，通過在正交于處理電接口128的平面的Z方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行對(duì)接處理。在對(duì)接處理中，測(cè)試頭100首先被操縱到大致靠近處理機(jī)108位置，進(jìn)一步操縱使結(jié)點(diǎn)116的圓形開口與凸輪110的進(jìn)行第一校準(zhǔn)。在該位置或其之前的位置可以被認(rèn)為是一個(gè)“準(zhǔn)備對(duì)接”位置。更一般地，“準(zhǔn)備對(duì)接”指某些第一粗校準(zhǔn)裝置大致在其嚙合位置的一個(gè)位置。在該階段并根據(jù)具體的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)銷的遠(yuǎn)端準(zhǔn)備進(jìn)入它們相應(yīng)的引導(dǎo)插座。再進(jìn)一步操縱會(huì)使測(cè)試頭在“準(zhǔn)備致動(dòng)位置”，已經(jīng)由圖1A到1D的順序準(zhǔn)確地限定。更一般地，“準(zhǔn)備致動(dòng)位置”涉及一個(gè)測(cè)試頭已經(jīng)到達(dá)能夠使對(duì)接設(shè)備被致動(dòng)的位置。在該準(zhǔn)備致動(dòng)位置，已經(jīng)完成了大致的平面化和在X，Y和θZ的校準(zhǔn)。當(dāng)對(duì)接被致動(dòng)時(shí)，所述引導(dǎo)銷112進(jìn)一步插入它們相應(yīng)的引導(dǎo)銷孔112a，校準(zhǔn)和平面化就更精確。要注意操縱器驅(qū)動(dòng)對(duì)接，如在′258和′737專利所述，傳感器的檢測(cè)為準(zhǔn)備致動(dòng)位置的相等的量，從粗定位模式轉(zhuǎn)到精定位模式。因此，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在一個(gè)驅(qū)動(dòng)對(duì)接的致動(dòng)器的準(zhǔn)備致動(dòng)位置的傳感是′258和′737專利所提示和公開內(nèi)容的自然延伸(直覺和明顯的)。
上述類型的對(duì)接已成功地在重量高達(dá)和超過一千磅的測(cè)試頭上使用。但是，當(dāng)測(cè)試頭更大且觸點(diǎn)的數(shù)量增加時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一些問題。首先，隨著觸點(diǎn)數(shù)量的增加，觸點(diǎn)接合的力也要增加。一般在每個(gè)觸點(diǎn)上要求幾盎司；因此為了對(duì)接具有1000個(gè)或更多觸點(diǎn)的測(cè)試頭要求超過100到200磅的力。當(dāng)測(cè)試頭所占的體積為一立方碼或更大時(shí)，對(duì)操作者要觀察到所有的結(jié)點(diǎn)和凸輪以決定何時(shí)測(cè)試頭位于準(zhǔn)備致動(dòng)位置的準(zhǔn)備對(duì)接位置時(shí)就會(huì)增加難度。同樣由于柔性機(jī)構(gòu)的彈力和在測(cè)試頭操縱器的電纜，所述回彈效應(yīng)使保持測(cè)試頭在準(zhǔn)備致動(dòng)位置而同時(shí)起始所述致動(dòng)很困難。由于由所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)克服的力的增加而產(chǎn)生的困難是由于纜線的拉長(zhǎng)使所述凸輪的運(yùn)動(dòng)不同步。在使用固定連接和曲拐的對(duì)接中已知有一個(gè)同樣的機(jī)械變形的問題。
如上所述對(duì)接設(shè)備的特征為可以使用多個(gè)引導(dǎo)銷和插座?！?15專利所述設(shè)備的特征為一個(gè)兩點(diǎn)對(duì)接，并且如圖1A到1D所示該設(shè)備為已知的四點(diǎn)對(duì)接。三點(diǎn)對(duì)接遵循同樣的被公知公用的基本原理，并且本發(fā)明將以三點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，但這并不限制任何其它的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明示意性實(shí)施例提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)和方法。提供一個(gè)用于將電測(cè)試頭和所述處理設(shè)備至少部分地校準(zhǔn)和隨后將它們集合在一起的組件。一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器僅提供部分動(dòng)力幫助使電測(cè)試頭和所述處理設(shè)備集合在一起。
在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)和方法。提供一個(gè)用于將電測(cè)試頭和所述處理設(shè)備集合在一起的組件。還提供了一個(gè)用于操作該組件的機(jī)構(gòu)，和至少一個(gè)用于操作該機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器。至少包括一個(gè)傳感器用于檢測(cè)所述機(jī)構(gòu)的位置。
在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)和方法。提供一個(gè)用于將電測(cè)試頭和所述處理設(shè)備集合在一起的組件。多個(gè)置于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的一個(gè)上的凸輪。所述凸輪用于操作所述組件。多個(gè)置于所述測(cè)試頭和處理設(shè)備中的另一個(gè)上的結(jié)點(diǎn)。每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)用于校準(zhǔn)鄰近的多個(gè)凸輪中的至少一個(gè)。至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器為所述凸輪提供動(dòng)力。一個(gè)傳感器檢測(cè)所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備在至少兩個(gè)校準(zhǔn)位置中的一個(gè)粗校準(zhǔn)位置上被彼此相對(duì)定位。
在再一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)和方法。多個(gè)置于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的一個(gè)上的凸輪。至少一個(gè)致動(dòng)器為所述凸輪提供動(dòng)力。多個(gè)置于所述測(cè)試頭和處理設(shè)備中的另一個(gè)上的結(jié)點(diǎn)。凸輪隨動(dòng)件安裝在所述結(jié)點(diǎn)上用于與所述凸輪嚙合。至少一個(gè)傳感器，當(dāng)至少一個(gè)所述凸輪隨動(dòng)件與相應(yīng)的所述凸輪嚙合時(shí)決定所述測(cè)試頭和處理設(shè)備之間的相對(duì)位置。
在還有的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明還提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)和方法。提供一個(gè)用于將電測(cè)試頭和所述處理設(shè)備集合在一起的組件。至少兩個(gè)凸輪，置于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的一個(gè)上操作所述組件。多個(gè)置于所述測(cè)試頭和處理設(shè)備中的另一個(gè)上的結(jié)點(diǎn)。每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)用于與多個(gè)凸輪中至少一個(gè)鄰近的凸輪校準(zhǔn)。至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器提供所述凸輪的至少部分動(dòng)力操作。至少包括一個(gè)手柄用于至少一個(gè)所述凸輪的可選擇的手動(dòng)操作，所述手動(dòng)操作為加到所述凸輪的所述至少部分動(dòng)力操作上，或與之無關(guān)。多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)置于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的一個(gè)上。多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座置于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的另一個(gè)上以接受所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。


圖1A表示已有技術(shù)對(duì)接設(shè)備的透視圖。
圖1B表示安裝到一處理設(shè)備的已有技術(shù)對(duì)接設(shè)備的部分透視圖。
圖1C表示位于準(zhǔn)備致動(dòng)位置的已有技術(shù)對(duì)接設(shè)備的剖視圖。
圖1D表示位于完全對(duì)接位置的已有技術(shù)對(duì)接設(shè)備的剖視圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的對(duì)接設(shè)備的透視圖。
圖3A表示一對(duì)接設(shè)備的測(cè)試頭一側(cè)的透視圖。
圖3B表示一對(duì)接設(shè)備的處理設(shè)備一側(cè)的透視圖。
圖4表示一已有技術(shù)對(duì)接設(shè)備的凸輪隨動(dòng)件的垂直位置對(duì)應(yīng)其凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的非按比例的示意圖。
圖5A表示在準(zhǔn)備對(duì)接位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖5B表示在準(zhǔn)備對(duì)接位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖5C表示在準(zhǔn)備對(duì)接位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖6A表示在第一粗校準(zhǔn)位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖6B表示在第一粗校準(zhǔn)位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖6C表示在第一粗校準(zhǔn)位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖7A表示在第二粗校準(zhǔn)位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖7B表示在第二粗校準(zhǔn)位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖7C表示在第二粗校準(zhǔn)位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖8A表示在準(zhǔn)備致動(dòng)位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖8B表示在準(zhǔn)備致動(dòng)位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖8C表示在準(zhǔn)備致動(dòng)位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖9A表示在一準(zhǔn)備致動(dòng)位置和一完全對(duì)接位置之間的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖9B表示在一準(zhǔn)備致動(dòng)位置和一完全對(duì)接位置之間的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖9C表示在一準(zhǔn)備致動(dòng)位置和一完全對(duì)接位置之間的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖10A表示在一完全對(duì)接位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖10B表示在一完全對(duì)接位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖10C表示在一完全對(duì)接位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖11A表示在一完全對(duì)接并鎖住位置的凸輪和結(jié)點(diǎn)的截面圖。
圖11B表示在一完全對(duì)接并鎖住位置的一粗定位銷和引導(dǎo)襯套的截面圖。
圖11C表示在一完全對(duì)接并鎖住位置的凸輪致動(dòng)傳感器和標(biāo)板的正視圖。
圖12表示凸輪致動(dòng)位置傳感器設(shè)備的主要部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明致力于改進(jìn)如上所述基本的手工對(duì)接。特別地，致力于對(duì)具有成百上千電觸點(diǎn)要求成百上千磅致動(dòng)力的大型、沉重的測(cè)試頭的對(duì)接進(jìn)行簡(jiǎn)化。本發(fā)明也提供對(duì)準(zhǔn)備致動(dòng)和完全對(duì)接位置之間對(duì)接的處理進(jìn)行部分地或全部地自動(dòng)化的裝置。本發(fā)明也減少了在一個(gè)對(duì)接力很高的對(duì)接設(shè)備中會(huì)升高的纜線或連接件的拉長(zhǎng)量。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的改進(jìn)對(duì)接的透視圖。圖3A提供一個(gè)圖2所示對(duì)接設(shè)備的測(cè)試頭側(cè)的放大的視圖，及圖3B提供一個(gè)圖2所示處理設(shè)備側(cè)的放大的視圖。如圖1A所示，圖2所示的所述對(duì)接設(shè)備包括結(jié)點(diǎn)板114，安裝在所述處理設(shè)備上；及面板106，安裝在所述測(cè)試頭上。三個(gè)結(jié)點(diǎn)116的每一個(gè)具有一引導(dǎo)銷座112a和安裝在結(jié)點(diǎn)板114上的凸輪隨動(dòng)件110a。例如每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以使用螺釘199安裝到所述結(jié)點(diǎn)板114上。相應(yīng)地，三個(gè)凸輪110和三個(gè)引導(dǎo)銷112幫助在面板106上。因此，圖2所示對(duì)接設(shè)備具有三個(gè)點(diǎn)的對(duì)接；但是，這一概念同樣可以使用在兩個(gè)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)或其它結(jié)構(gòu)。而且，被描述的該概念同樣可以使用在其它凸輪布置，包括線性凸輪的對(duì)接中。
面板106和結(jié)點(diǎn)板114都具有中心孔以分別接納所述測(cè)試頭和處理設(shè)備的電接口(未顯示)，如以前相對(duì)于圖1A到1D的描述。所述引導(dǎo)銷112布置在一個(gè)大致等邊三角形的三個(gè)角上，所述三角形的中心大致位于測(cè)試頭電接口的中心。所述凸輪110、結(jié)點(diǎn)116，和引導(dǎo)銷孔112a的位置由所述引導(dǎo)銷112的位置決定。特別地，每個(gè)凸輪110大致與從前述的三角形中心穿過所述引導(dǎo)銷的延長(zhǎng)線同心并且比所述引導(dǎo)銷更遠(yuǎn)離所述三角形的中心。如有關(guān)圖1A的描述，所述結(jié)點(diǎn)成形為有一個(gè)圓形開口241，該開口在所述測(cè)試頭完全對(duì)接時(shí)大致與凸輪同心，并且在每個(gè)結(jié)點(diǎn)116的圓形開口241的表面安裝一個(gè)凸輪隨動(dòng)件110a。如圖2所示，所述結(jié)點(diǎn)板114具有與所述結(jié)點(diǎn)開口241一致的圓形開口。同樣，如有關(guān)圖1A的描述，圖2中的每個(gè)凸輪110具有一個(gè)沿其周邊的具有一個(gè)在其上表面上的上部開口125的螺旋槽129。每個(gè)結(jié)點(diǎn)116具有一個(gè)在其上鉆出的引導(dǎo)銷孔或插座112a。
同樣在圖2中，每個(gè)引導(dǎo)銷孔112a對(duì)應(yīng)于各自的引導(dǎo)銷112。它們被布置成當(dāng)所述測(cè)試頭被完全對(duì)接時(shí)，使每個(gè)引導(dǎo)銷112完全插入到其各自的引導(dǎo)銷孔112a內(nèi)。每個(gè)引導(dǎo)銷112在其相應(yīng)的孔112a的配合為緊配合。因此，所述引導(dǎo)銷112和引導(dǎo)銷孔112a在測(cè)試頭100和所述處理設(shè)備之間提供校準(zhǔn)。
繼續(xù)在圖2中，每個(gè)凸輪110具有一個(gè)或多個(gè)在其側(cè)面的螺紋孔212。一個(gè)或多個(gè)由適當(dāng)?shù)臈U制成的對(duì)接手柄135被旋到一端使每個(gè)都可以通過螺旋進(jìn)入適當(dāng)?shù)目?12而安裝到一個(gè)凸輪上。以此方式所述對(duì)接手柄135可以容易地卸下或再安裝，以最后地適應(yīng)特殊應(yīng)用。在圖2中的布置沒有一個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)器；但是，可替換的布置可以方便地采用一個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)器。
四個(gè)粗定位銷210安裝在結(jié)點(diǎn)板114的四個(gè)角上。四個(gè)粗定位銷孔被襯以襯套210a布置在所述面板106的相應(yīng)的位置上。所述定位銷210的以非常松的配合進(jìn)入相應(yīng)的粗校準(zhǔn)襯套210a。接著，所述粗定位銷210進(jìn)入它們相應(yīng)的襯套210a內(nèi)的插入為所述測(cè)試頭提供一個(gè)與所述處理設(shè)備的粗校準(zhǔn)。要注意的是為有利于本發(fā)明的其它方面，一對(duì)接設(shè)備不需要具有這一結(jié)構(gòu)。同樣要注意的是引導(dǎo)銷112和所述粗定位銷210都完成校準(zhǔn)功能并且一般都可以為術(shù)語“定位銷”。在這里使用的術(shù)語“定位銷”指校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如引導(dǎo)銷和粗定位銷。
本發(fā)明解決的另一個(gè)問題是在大型測(cè)試頭要求的對(duì)接力的增加。當(dāng)所述測(cè)試頭被對(duì)接時(shí)，電連接被接合且如彈簧伸縮插腳的彈性觸點(diǎn)被壓緊。對(duì)于要求成百上千的電觸點(diǎn)連接的情況下，指引力要求高到一千磅或兩千磅。無論是手動(dòng)的或動(dòng)力的，所述對(duì)接致動(dòng)器必須克服在移開所述測(cè)試頭所需要的力量并且克服任何柔性機(jī)構(gòu)的力。必須由致動(dòng)器施加的制動(dòng)力為由所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械利益分出的上述的指引力。例如在所述對(duì)接具有圓形凸輪，所述機(jī)械利益的一部分通過凸輪槽129的斜度決定?？梢允挂煌馆啿?29具有不均勻的斜度而使機(jī)械利益變化為凸輪位置的函數(shù)。這可以用于在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍要求大致一定的致動(dòng)器力當(dāng)所要克服的指引力在分開所述電接口時(shí)有變化的情況下的對(duì)接。如果是手動(dòng)力的對(duì)接，同樣要考慮所述手柄的長(zhǎng)度來決定機(jī)械利益。如果使用纜線驅(qū)動(dòng)器132，那么纜線驅(qū)動(dòng)器132與凸輪110的直徑的比率時(shí)進(jìn)一步因數(shù)來決定機(jī)械利益。當(dāng)隨著觸點(diǎn)數(shù)量的增加，測(cè)試頭增加到更大和更沉重時(shí)，提供一個(gè)手動(dòng)致動(dòng)器越來越成問題。
一個(gè)或多個(gè)，最好為兩個(gè)或多個(gè)雙作用的氣動(dòng)致動(dòng)器225和226由支持托架223安裝在面板106上。致動(dòng)器225和226使用的空氣由一個(gè)被空氣軟管夾子227和229定位的一個(gè)空氣軟管供應(yīng)。所述致動(dòng)器225和226可以是具有一個(gè)沿一個(gè)具有封閉端的缸內(nèi)移動(dòng)的活塞。由所述活塞的側(cè)面噴入或通入空氣產(chǎn)生一個(gè)在兩個(gè)方向上的力使活塞移動(dòng)。所述活塞安裝在一個(gè)桿的中心位置，該桿與所述缸同軸并且從所述缸兩端伸出。桿的每端安裝對(duì)接纜線115。所述纜線被引導(dǎo)繞按需要設(shè)置的滑輪137并提供纜線緊固件221安裝到對(duì)接凸輪110上。為使對(duì)接纜線115有適當(dāng)?shù)膹埩梢杂霉姆绞绞褂镁o纜器(未顯示)。因此，每個(gè)凸輪110上至少安裝一個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器225或226。當(dāng)所述致動(dòng)器通過施加空氣壓力被致動(dòng)時(shí)它們?cè)诶|線115上施加張力，這隨后為凸輪施加轉(zhuǎn)矩。注意由于兩個(gè)纜線115的整個(gè)長(zhǎng)度大致為如果沒有致動(dòng)器225時(shí)所需要的總纜線長(zhǎng)度的1/3到2/3，因此減少了整個(gè)纜線的拉長(zhǎng)。
通過例如一個(gè)調(diào)節(jié)器的控制施加到致動(dòng)器225和226上的空氣壓力的大小，控制施加到對(duì)接纜線115上的力量和隨后施加到凸輪110上的力。如果使用相對(duì)低的壓力，所述轉(zhuǎn)矩不足以抵制所述對(duì)接力執(zhí)行所述對(duì)接；但是，所述施加的力矩將減少要求操作者施加到對(duì)接手柄135上操作所述對(duì)接的力。因此，所述對(duì)接可以部分地提供動(dòng)力以幫助手動(dòng)操作。手動(dòng)對(duì)接具有的優(yōu)點(diǎn)是為操作者提供某種程度的觸覺反饋，使他或她能夠感覺被完成的對(duì)接或分開或，更為重要地是否發(fā)生阻礙和故障。這具有簡(jiǎn)化和減低費(fèi)用的進(jìn)一步的好處。但是，如上所述，由于測(cè)試頭具有越來越多的觸點(diǎn)而更大更重，完成合理的手動(dòng)操作很困難。希望在一個(gè)動(dòng)力對(duì)接中保持這些手動(dòng)操作對(duì)接的簡(jiǎn)單化和已驗(yàn)證的校準(zhǔn)技術(shù)。
提供控制施加的空氣壓力控制所述的輔助量。在一個(gè)給出的應(yīng)用中，希望將空氣壓力的量調(diào)節(jié)到使操作者容易地致動(dòng)所述對(duì)接，并且足夠低到仍有某些觸覺反饋。在另一方面，通過使空氣壓力足夠高，能夠完全自動(dòng)地完成對(duì)接而不用操作者的力。在這種情況下，希望使用足夠操作所述對(duì)接的空氣壓力，但是足夠低于在任何阻礙和故障情況下產(chǎn)生損害。這種安排的好處是所述對(duì)接總是可以用手進(jìn)行操作，以防止空氣壓力的損失或一定的緊急情況。無論如何，所述操作者可能必須施加相當(dāng)大的力來完成對(duì)接。
例如，通過控制所施加的空氣壓力，所述對(duì)接系統(tǒng)可以為一完全動(dòng)力或部分動(dòng)力系統(tǒng)。
在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例中，與完全動(dòng)力輔助相反，僅為部分動(dòng)力輔助，將測(cè)試頭和處理設(shè)備集合在一起。例如，所述“僅部分地”動(dòng)力輔助可以提供一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。如上所述，在一個(gè)確定的情況下，希望一個(gè)操作者協(xié)助將測(cè)試頭和處理設(shè)備集合到一起。例如為了安全和其它原因(如操作者很慎重)，希望操作者開始一個(gè)手柄的運(yùn)動(dòng)從而開始將測(cè)試頭和處理設(shè)備集合在一起。在另一個(gè)例子中，可希望一個(gè)操作者監(jiān)控所述動(dòng)力致動(dòng)器(一個(gè)或多個(gè))將測(cè)試頭和處理設(shè)備集合在一起(如，確保觸點(diǎn)適當(dāng)?shù)呐浜隙鴽]有阻礙)。如此，該術(shù)語“僅部分地”動(dòng)力輔助包括在將測(cè)試頭和處理設(shè)備集合在一起時(shí)一個(gè)操作者的參與；但是，所述的該操作者的參與可以從最小(如監(jiān)控)到一個(gè)更完整的參與(如轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄)的范圍。
在另一個(gè)例子中，如果提供的空氣壓力低于一個(gè)確定閾值的壓力，為致動(dòng)所述對(duì)接，要求一操作者進(jìn)行某些手動(dòng)協(xié)助(一個(gè)“僅部分地”動(dòng)力系統(tǒng))?？商鎿Q地，如果空氣壓力高于一個(gè)確定的閾值，可以完全動(dòng)力地進(jìn)行對(duì)接，不要操作者的協(xié)助。如此，一個(gè)系統(tǒng)即可以是“僅部分地”動(dòng)力系統(tǒng)或完全動(dòng)力系統(tǒng)，這依賴于空氣的壓力；由于根據(jù)供應(yīng)的空氣壓力，系統(tǒng)可以在完全動(dòng)力或僅部分動(dòng)力下操作，一個(gè)這樣的系統(tǒng)可以被叫做“至少部分地”動(dòng)力系統(tǒng)。
在某些測(cè)試系統(tǒng)中，希望確保一旦所述測(cè)試頭被對(duì)接，所述測(cè)試頭被機(jī)械地鎖住就位，不會(huì)移動(dòng)或成為不希望的脫離對(duì)接。圖2包括一個(gè)銷爪組件240，其在位于左手角上的凸輪110上操作。銷爪組件240包括凸輪閉鎖突筍242，止動(dòng)銷245銷支承件244，銷槽247(在圖5A中表示)，和一個(gè)氣動(dòng)缸246。當(dāng)所述凸輪110完全被轉(zhuǎn)動(dòng)到完全對(duì)接和鎖住位置，所述空氣缸246可以被操作者或控制器壓縮推動(dòng)止動(dòng)銷進(jìn)入凸輪的止動(dòng)銷配合槽247。該槽用于鎖住定位直到被釋放。所述空氣缸可以雙向動(dòng)作，要求空氣的致動(dòng)在雙向接合并釋放所述止動(dòng)銷?？商鎿Q地，所述止動(dòng)銷245可以是彈簧載荷的且可以使用一個(gè)單向動(dòng)作的缸。這可以在一個(gè)或兩個(gè)方向上進(jìn)行。在第一方法中，所述彈簧給所述止動(dòng)銷施加一個(gè)不鎖住方向的力，并且一個(gè)單向動(dòng)作氣動(dòng)缸保持被壓縮以使所述止動(dòng)銷245被鎖住。釋放所述空氣壓力使所述止動(dòng)銷245在彈簧力的作用下不鎖住。在第二方法中，所述彈簧給所述止動(dòng)銷施加一個(gè)鎖住方向的力，并且空氣壓力使止動(dòng)銷245不鎖住。由于如果動(dòng)力或空氣壓力損失所述止動(dòng)銷保持在鎖住位置，一般所述第二方法較好。
在圖2的對(duì)接設(shè)備中采用了傳感器。所述傳感器的輸出可以連接到一個(gè)系統(tǒng)的控制器(未顯示)的適當(dāng)?shù)妮斎肷?，所述控制器也可控制定位系統(tǒng)的其它功能，例如對(duì)操作者選擇的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸的控制。在總體上看，粗校準(zhǔn)傳感器由于檢測(cè)每個(gè)粗定位銷在其相應(yīng)的粗校準(zhǔn)引導(dǎo)襯套210a內(nèi)；準(zhǔn)備致動(dòng)傳感器檢測(cè)每個(gè)凸輪隨動(dòng)件110a被完全插入到它的在相應(yīng)的凸輪110上的相應(yīng)的開口125；且致動(dòng)器位置傳感器檢測(cè)所述凸輪110的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，粗定位銷210可以被去掉，并且可以使用其它粗校準(zhǔn)傳感器，如傳感所述引導(dǎo)銷112的尖端部進(jìn)入它們相應(yīng)的插座112a的傳感器來替代。
在如圖2，3A，和3B所示的示例性實(shí)施例中，所述傳感器全部為同一類型，都是檢測(cè)有或沒有反射的光束的反射光學(xué)傳感器。這樣的傳感器可以從keyence Corporation of America，Woodcliff Lake，NY得到，特別地，本示例性實(shí)施例可以使用Keyence型FS-V11和FS-V11P“放大器(Amplifiers)”和Keyence型號(hào)FU-35FZ“反射纖維單元(Reflective FilerUnits)”并裝備F-2HA聚焦透鏡。Keyence公開物FSG-KA-C3-3-0201和FSV10-KA-C-3-0201(都在日本印刷)提供這些設(shè)備的信息。一個(gè)傳感器由一個(gè)放大器耦合到一個(gè)反射纖維單元組成；并且Keyence，Corp.稱該組合為一個(gè)“纖維光學(xué)傳感器”。簡(jiǎn)單地說，一個(gè)反射纖維器單元包括一個(gè)小的傳感頭，安裝在一個(gè)纖維光纜的一個(gè)端部，該光纜具有入射和反射光的平行光路。所述纖維光纜的另一端與所述放大器耦合。一個(gè)在所述放大器內(nèi)部的光發(fā)射二極管產(chǎn)生光，該光通過纖維光纜被傳輸?shù)剿鰝鞲蓄^，在該處發(fā)射一個(gè)窄的光束。所述發(fā)射的光束穿過空間傳播并由一個(gè)適當(dāng)?shù)臉?biāo)板反射回來。所述光束最好用一個(gè)聚焦透鏡聚焦；并且此后每個(gè)傳感頭都包括一個(gè)聚焦透鏡，這在圖中沒有顯示。所述反射的光由傳感頭收集并通過所述傳感頭返回所述放大器，在放大器中被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行分析。所述放大器通過一個(gè)二進(jìn)制輸出型號(hào)檢測(cè)有或沒有超過一個(gè)預(yù)定閾值的足夠強(qiáng)度的反射光。因此，所述放大器可以方便地位于遠(yuǎn)離該小的傳感頭的位置。所述放大器單元可以包含電的和操作者控制的組合以調(diào)節(jié)單個(gè)傳感器為一個(gè)特殊的應(yīng)用。所述反射光點(diǎn)的尺寸可以小到每平方英寸千分之幾，以提供準(zhǔn)確的檢測(cè)能力。
在該示例性實(shí)施例中使用九個(gè)上述類型的傳感器。四個(gè)放大器251，252，253，和254被布置在沿所述面板106左側(cè)的左放大器座233內(nèi)并由左側(cè)罩231所覆蓋保護(hù)。剩下的五個(gè)放大器255，256，257，258，和259被布置在沿所述面板106右側(cè)的右放大器座234并且由右側(cè)罩232所覆蓋保護(hù)。如235的槽(不是所有都被顯示)內(nèi)安裝所述光纖維并被設(shè)置在面板106上，以保護(hù)地將光纖維布置到所述傳感頭的位置。
四個(gè)粗校準(zhǔn)傳感器用于傳感所述四個(gè)粗定位銷210有或沒有進(jìn)入其相應(yīng)的襯套210a。該四個(gè)傳感器使用放大器251，254，255，和259。三個(gè)準(zhǔn)備致動(dòng)傳感器用于傳感三個(gè)凸輪隨動(dòng)件的每個(gè)都被完全插入到其相應(yīng)的凸輪開口125并且其相應(yīng)的凸輪110準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)。該三個(gè)傳感器使用放大器252，253，和258。所述剩下的兩個(gè)傳感器；以及使用放大器256和257的傳感器用于傳感凸輪110轉(zhuǎn)動(dòng)位置的四個(gè)區(qū)域。因此包括下列的傳感1.當(dāng)所有粗定位銷傳感器檢測(cè)所有四個(gè)粗定位銷210已經(jīng)伸入它們相應(yīng)的襯套210a，但是所述凸輪隨動(dòng)件傳感器沒有檢測(cè)任何凸輪隨動(dòng)件110a完全插入它們相應(yīng)的凸輪開口125時(shí)檢測(cè)所述測(cè)試頭相對(duì)的所述處理設(shè)備的粗校準(zhǔn)。
2.當(dāng)所有凸輪隨動(dòng)件傳感器檢測(cè)所有凸輪隨動(dòng)件110a完全插入到它們相應(yīng)的在其相應(yīng)的凸輪110上的凸輪開口125內(nèi)時(shí)檢測(cè)對(duì)接的準(zhǔn)備致動(dòng)的條件。
3.凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域，例如進(jìn)入/退出和被抓住(被結(jié)合)，中途，對(duì)接，和對(duì)接并鎖住(被結(jié)合)。
下面對(duì)它們分別進(jìn)行詳細(xì)解釋。
先討論粗校準(zhǔn)傳感器。圖5B，6B和7B為一個(gè)粗定位銷210和其相應(yīng)的引導(dǎo)襯套210a在三個(gè)順序位置的截面圖。為了便于解釋，只考慮在圖2左手側(cè)的粗定位銷210和引導(dǎo)襯套210a。由圖5B開始所述粗定位銷210在引導(dǎo)襯套210a外邊。在面板106上槽235內(nèi)的光纖501B與傳感放大器251(未顯示)耦合。光纖501B也與傳感頭505B耦合，所述傳感頭安裝在鉆穿所述引導(dǎo)襯套210a的一個(gè)孔內(nèi)。調(diào)節(jié)傳感頭505B和所述相應(yīng)的放大器使由傳感頭505B發(fā)射光束510并且穿過引導(dǎo)襯套210a而基本上沒有反射光返回。光束510B基本與由引導(dǎo)襯套210a的上端開口限定的平面平行并低大致5cm。在圖5B中，放大器251傳感不到光束的反射。在圖6B中粗定位銷210已經(jīng)插入所述引導(dǎo)襯套210a一個(gè)小的距離但足夠反射光束。因此，所述傳感器檢測(cè)所述粗定位銷210已經(jīng)進(jìn)入它相應(yīng)的引導(dǎo)襯套210a的開口。在圖7B中，所述粗定位銷210完全插入到所述引導(dǎo)襯套210a內(nèi)。光束510B持續(xù)被反射，并且放大器251連續(xù)檢測(cè)存在反射。其余的粗校準(zhǔn)傳感器基本上以同樣方式構(gòu)成和操作。當(dāng)所有粗校準(zhǔn)放大器檢測(cè)存在反射時(shí)，所有粗定位銷210已經(jīng)伸入到它們相應(yīng)的引導(dǎo)襯套210a內(nèi)，這表示粗校準(zhǔn)已經(jīng)完成。
雖然以粗定位銷210和襯套210a描述粗校準(zhǔn)傳感，任何其它類型的粗校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(優(yōu)選地由一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座接受的)可以被傳感，以決定校準(zhǔn)的幾個(gè)位置，如兩個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)位置的一個(gè)粗校準(zhǔn)位置。以這樣的辦法，粗校準(zhǔn)傳感器可以用于決定所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備是否彼此相對(duì)位于兩個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)位置的一個(gè)粗校準(zhǔn)位置。
現(xiàn)在討論準(zhǔn)備致動(dòng)傳感。通過當(dāng)檢測(cè)所述結(jié)點(diǎn)116的底邊到達(dá)一個(gè)距面板106的預(yù)定距離時(shí)完成準(zhǔn)備致動(dòng)傳感。圖5A，6A，7A和8A為一個(gè)凸輪110，凸輪隨動(dòng)件110a，引導(dǎo)銷112，結(jié)點(diǎn)116和安裝在面板106左側(cè)的有關(guān)部件的截面圖。在截面圖中表示的包括鎖住組件240，它已經(jīng)在前面進(jìn)行了討論。在圖6A中，結(jié)點(diǎn)116和凸輪隨動(dòng)件110a遠(yuǎn)離凸輪110。傳感頭505a安裝在一個(gè)安裝架260(在圖2和3A中顯示)，該安裝架安裝在面板106上。光纖501a將傳感頭505a耦合到放大器252(在此未顯示，見圖2)。傳感頭505a發(fā)射光束505a通過引導(dǎo)銷210的前面而沒有反射光被返回到傳感頭505a。在圖7A中，凸輪隨動(dòng)件110a部分地插入凸輪開口125，結(jié)點(diǎn)116被部分地插入凸輪110，并且所述引導(dǎo)銷112的錐形端部被部分地插入引導(dǎo)插座112a內(nèi)。在圖8A，所述凸輪隨動(dòng)件110a完全被插入到所述凸輪開口125內(nèi)。在該位置的結(jié)點(diǎn)116的底邊反射光束510a使存在的光反射回到所述傳感頭505a。傳感頭505a和放大器提供一個(gè)檢測(cè)存在反射光束的輸出。隨后，該放大器252的輸出被切換到檢測(cè)存在反射光的狀態(tài)。這里，已經(jīng)達(dá)到準(zhǔn)備致動(dòng)的位置。從這一點(diǎn)觀察，所述直的，直徑一定的引導(dǎo)銷已經(jīng)部分進(jìn)入到引導(dǎo)插座112a內(nèi)，提供緊密的校準(zhǔn)。同樣觀察到傳感頭505a的高度必須適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)面板106定位且最好光束510a必須大致平行于面板106。圖9A表示當(dāng)所述凸輪110被部分地轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)中途位置的情況。特別是光束510a保持被反射，且所述放大器252連續(xù)提供表示存在反射光束的信號(hào)。
根據(jù)上述示意性說明，準(zhǔn)備致動(dòng)傳感能夠被描述為檢測(cè)是否測(cè)試頭和處理設(shè)備被相互定位使所述致動(dòng)系統(tǒng)(例如完全動(dòng)力的，至少部分動(dòng)力的，或僅僅部分動(dòng)力的)為可操作的而使測(cè)試頭和所述處理設(shè)備彼此靠近。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中沒有所述粗定位銷210，粗校準(zhǔn)的方法可以，例如為通過將傳感頭安裝在高于所述面板106的對(duì)應(yīng)于當(dāng)引導(dǎo)銷的錐形尖端剛好插入到它的插座112a中時(shí)所述尖端116的底邊所處的位置。該相應(yīng)的傳感能放大器能夠設(shè)定為識(shí)別來自所述尖端116底邊的反射光，或由于光束被所述結(jié)點(diǎn)116妨礙，檢測(cè)不存在來自一個(gè)方便標(biāo)板的反射光束。為了提供在粗校準(zhǔn)點(diǎn)的一個(gè)方便的從面板106和一個(gè)方便地放松配合的檢測(cè)距離，調(diào)節(jié)所述引導(dǎo)銷112的整體長(zhǎng)度和尖端直徑與整個(gè)直徑的比率。應(yīng)該注意，在某些系統(tǒng)中不采用粗校準(zhǔn)傳感器也能夠完成適當(dāng)?shù)男阅堋Ｒ虼嗽谀菢拥那闆r下可以節(jié)省粗校準(zhǔn)識(shí)別的費(fèi)用。
現(xiàn)在由圖2，4，12，8C，9C，10C，11C，和12的幫助描述凸輪致動(dòng)傳感。在圖4中，以前討論的凸輪隨動(dòng)件110a在相對(duì)于所述凸輪槽129和開口125的各個(gè)位置。限定的幾個(gè)區(qū)域包括●進(jìn)入/退出點(diǎn)，所述凸輪隨動(dòng)件110a(以虛線圈表示在凸輪槽內(nèi)的各個(gè)位置)可以進(jìn)入和退出并垂直地在所述開口(位置400和410)，●抓住區(qū)域，所述槽129基本上平行面板106(圖4中未顯示)，在進(jìn)入/退出點(diǎn)和槽開始其傾斜(位置420)之間。
●中途區(qū)域，所述槽129隨著一個(gè)沿所述凸輪110的周邊的斜面(位置430)。(注意中途區(qū)域可以為一定斜面；或更一般地，為最好地配合特殊應(yīng)用可以變化斜面)●對(duì)接區(qū)域(位置435)，位于斜面的底端，所述槽基本上與面板106平行，●對(duì)接并鎖住在所述槽129的端部，所述設(shè)備在其最終的對(duì)接位置(位置440)。在槽中的該點(diǎn)上可以有或沒有一個(gè)提供進(jìn)入最后位置的對(duì)接卡入感覺的棘爪。
位置432表示一個(gè)預(yù)定的“控制位置”，其位置由設(shè)計(jì)者根據(jù)應(yīng)用的特殊需要進(jìn)行選擇。一般地所述位置432被選擇為在所述抓住區(qū)域和對(duì)接并鎖住位置440之間。從所述選擇的控制部分432到-但是不包括-位置440的所述區(qū)域被叫做“選擇的控制區(qū)域。”所述控制部分432和所述控制區(qū)域的進(jìn)一步的方面以后將進(jìn)行討論。
圖2表示凸輪致動(dòng)傳感器標(biāo)板265安裝到對(duì)接纜線115上。作為方便的位置標(biāo)板265跨在右側(cè)氣動(dòng)缸226上；在其它結(jié)構(gòu)中，這也許不是必要的。標(biāo)板引導(dǎo)267安裝在缸226以保護(hù)并支持標(biāo)板265。當(dāng)凸輪110轉(zhuǎn)動(dòng)，所述標(biāo)板265與所述纜線一起線性移動(dòng)。兩個(gè)反射纖維單元的傳感頭(在本視圖看不清楚)安裝在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器架261上，并且檢測(cè)表示凸輪110位置的標(biāo)板265上反射/不反射模型(在本視圖看不清楚)。圖12表示凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感設(shè)備的基本部分的斜視圖(不按比例)。在圖12中由一個(gè)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器托架261支持傳感頭505c和505d，它們彼此水平地和垂直地分開。傳感頭505c和505d包括聚焦透鏡(未顯示)。傳感頭505c和505d分別通過纖維光纜501c和501d分別與放大器256和257耦合(圖12中未顯示，見圖2)。例如，在圖12的右側(cè)底部的光纜501c的開放端被引向放大器256(未顯示在圖12中)，并且在圖12的右側(cè)底部的光纜501d的開放端被引向放大器257(未顯示在圖12中)。
標(biāo)板265由一個(gè)反射材料制成，最好是不銹鋼，并且固定地安裝到對(duì)接纜線115上。兩個(gè)不反射或光散射條269c和269d安裝在標(biāo)板265上使兩個(gè)條與纜線115平行。例如條269c和269d可以為用絲綢遮蓋標(biāo)板265；作為其它技術(shù)，粘接方法同樣可能。所述傳感頭505c和505d被布置成使分別發(fā)射的光束510c和510d正交于所述標(biāo)板并且位于分別相對(duì)于不反射條269c和269d的垂直位置的垂直高度上。因此，當(dāng)纜線115將標(biāo)板向前或向后移動(dòng)時(shí)，光束510c將位于條的某個(gè)區(qū)域并且在反射區(qū)被反射而在其它區(qū)域被非反射表面269c吸收或散射。同樣地，光束510d將位于條的某個(gè)區(qū)域并且在反射區(qū)被反射而在其它區(qū)域被非反射表面269d吸收或散射。例如，在圖12所示位置，光束510c照射非反射表面269c而光束510d照射標(biāo)板265的反射表面。
這樣的安排具有兩個(gè)二進(jìn)制值傳感單元，允許傳感高達(dá)四個(gè)區(qū)域或點(diǎn)的凸輪位置，這足夠用于許多應(yīng)用。如果要求傳感多于四個(gè)區(qū)域或位置，那么本安排可以擴(kuò)展。例如，給所述標(biāo)板加附加的非反射條附加的傳感頭和附加的放大器，每個(gè)附加的傳感頭和放大器使所附加的區(qū)域和點(diǎn)的數(shù)量增加一倍。更多可替換的傳感裝置以后作描述。
作為一個(gè)示例性實(shí)施例，圖8C，9C，10C，和11C表示標(biāo)板265(在圖5C和圖12中顯示)和傳感頭505c和505d在四個(gè)不同所涉及的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的斜視圖。在圖5C，6C，7C，和8C中所述凸輪位于進(jìn)入/退出的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)。在圖8C中所述對(duì)接附加地位于準(zhǔn)備轉(zhuǎn)動(dòng)位置，在錐形情況下，光束501c和501d(在圖8C中由于所述光束在紙的法線上，并且分別在頭505c和505d的后面所以看不到；見圖12的光束510c和520d)照射相應(yīng)的標(biāo)板165的表面，并且它們的相應(yīng)的放大器256和257(見圖3A)將檢測(cè)存在所述反射光。在圖9C中所述凸輪110(見圖9A)移動(dòng)到中間位置(圖4的示例430)。這里光束510c(見圖12)照射非反射表面269c，且光束510d(見圖12)照射標(biāo)板265的反射表面。因此與傳感頭505d耦合的放大器256(見圖3A)，將檢測(cè)存在反射光。在圖10C中，所述凸輪110(見圖10A)位于圖4相應(yīng)的435位置。光束510c和510d(見圖12)都照射在非反射表面269c和269d上。因此因此放大器256和257(見圖3A)將檢測(cè)不存在反射光。要注意的是在圖10C中非反射表面269c延伸到作傳感頭505d。該左手端表面269d對(duì)應(yīng)于預(yù)定的控制位置432。因此放大器257在控制位置432上傳感反射光和非反射光中間的變化，并且在遮蓋選擇控制區(qū)域傳感不存在反射光。要注意這僅僅是示例性的例子，位置432和435都包括在選擇控制區(qū)域。在圖11C中所述凸輪110(見圖11A)位于它們?cè)诓?29的移動(dòng)末端(見圖11A)并且在鎖住位置。在該點(diǎn)光束510c(見圖12)照射到標(biāo)板的反射表面。同樣可以看到非反射條269d延伸到標(biāo)板265的末端。在現(xiàn)在的位置上光束520d(見圖12)超過標(biāo)板265的末端并且即不照射標(biāo)板265也不照射條269d。結(jié)果光束510d沒有反射光。因此，在該位置，放大器265(見圖3A)的輸出檢測(cè)存在反射光，而放大器257(見圖3A)檢測(cè)不存在反射光。
下面的表是已經(jīng)描述的由傳感布置檢測(cè)的位置的總結(jié)。

對(duì)一個(gè)操作該組件的機(jī)構(gòu)，凸輪位置傳感可以更一般地被稱為位置傳感，所述組件將所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備集合在一起。如上所述，在使用凸輪作為操作組件的機(jī)構(gòu)的實(shí)施例中，凸輪位置傳感可以用于決定所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備是否位于彼此相對(duì)的幾個(gè)位置中的一個(gè)。例如所述凸輪位置傳感可以傳感所述系統(tǒng)位于一個(gè)第一位置，在該位置上至少一個(gè)被安裝在測(cè)試頭或處理設(shè)備中的一個(gè)上的凸輪位于準(zhǔn)備接受相應(yīng)的凸輪隨動(dòng)件(位于所述測(cè)試頭或處理設(shè)備中的另一個(gè)上的)。另一個(gè)例子是如果凸輪位置傳感器傳感到所述系統(tǒng)位于對(duì)接位置，該位置上測(cè)試頭和處理設(shè)備被對(duì)接在一起。而且，所述凸輪位置傳感器可以傳感所述系統(tǒng)位于所述第一位置和對(duì)接位置之間的一個(gè)位置。
應(yīng)該注意，如果很希望的話，上述結(jié)構(gòu)可以變化用于檢測(cè)其它位置和區(qū)域條件。同樣，有許多其它位置傳感器可以被使用。例如，使用一個(gè)弦線電位器(或纜線拉伸轉(zhuǎn)換器)能夠提供一個(gè)在費(fèi)用上有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。同樣可得到的有測(cè)距器、編碼器、和能夠采用電磁裝置的電子機(jī)械、行程開關(guān)和類似物。對(duì)于所述粗棘爪和準(zhǔn)備致動(dòng)傳感，可替換的處理包括使用測(cè)距器、近似檢測(cè)器、磁檢測(cè)器和圖象裝置，但是不限于此。
參考圖5A到圖11C，可以考慮使用本發(fā)明對(duì)接一個(gè)測(cè)試頭和處理設(shè)備的過程。許多它們的結(jié)構(gòu)在前面已經(jīng)進(jìn)行了描述，這里就不再重復(fù)它們的詳述。假定使用一個(gè)系統(tǒng)控制器讀出傳感器輸出并根據(jù)這些輸出動(dòng)作并且控制幾個(gè)致動(dòng)器來幫助一個(gè)操作者。該系統(tǒng)控制器也可以控制操縱者的附加功能。
在圖5A到5C中，所述測(cè)試頭100被帶到非常靠近所述處理設(shè)備108處。所述粗定位銷210尚未插入到它們相應(yīng)的引導(dǎo)襯套210a內(nèi)。所述凸輪110都在進(jìn)入/退出位置并且準(zhǔn)備接收它們相應(yīng)的凸輪隨動(dòng)件110a。所述凸輪致動(dòng)傳感器檢測(cè)所述凸輪位于進(jìn)入/退出區(qū)域到抓住區(qū)域。在圖6A到6C中由相應(yīng)的粗校準(zhǔn)傳感器檢測(cè)至少一個(gè)粗定位銷210已經(jīng)伸入它的引導(dǎo)襯套210a內(nèi)。所述操作者將力求所以四個(gè)粗定位銷210都插入它們相應(yīng)的襯套210a。監(jiān)視傳感器放大器251，254，255，和259的所述控制器可通過一個(gè)視覺檢測(cè)器或顯示器、聲音信號(hào)、或其它裝置為操作者提供一個(gè)反饋。在圖7A到7C中，所以粗定位銷210已經(jīng)大致插入其相應(yīng)的襯套210a的一半。所述結(jié)點(diǎn)116被校準(zhǔn)并靠近它們相應(yīng)的凸輪110。所述凸輪隨動(dòng)件110a已經(jīng)進(jìn)入它們相應(yīng)的凸輪開口125，并且所述引導(dǎo)銷110a的傾斜端已經(jīng)進(jìn)入相應(yīng)的引導(dǎo)銷座112a。所述粗定位銷210的長(zhǎng)度和直徑和粗校準(zhǔn)襯套210a的直徑必須確保在該點(diǎn)所述引導(dǎo)銷的傾斜端被插入它們的插座112a內(nèi)。
在圖8A到8C中，所述凸輪隨動(dòng)件110a被完全插入到它們相應(yīng)的開口125內(nèi)，并且所述光束510a被反射，如前所述。因此，傳感放大器252、253、258都檢測(cè)存在反射光；這然后向控制器表明所述測(cè)試頭已經(jīng)位于準(zhǔn)備致動(dòng)的條件。在該位置上，已經(jīng)完成了五個(gè)自由度的校準(zhǔn)。更特別地，如果所述處理設(shè)備電子接口126的平面為三維接口的X-Y平面，引導(dǎo)銷112使它們的整個(gè)直徑插入插座112a就建立了X-Y，及沿Z轉(zhuǎn)動(dòng)的校準(zhǔn)。而且，所述凸輪隨動(dòng)件110a完全進(jìn)入開口125的伸入已經(jīng)建立處理設(shè)備電接口126和所述測(cè)試頭電接口128的平面化。所述凸輪現(xiàn)在可以以相對(duì)小的力被致動(dòng)以將所述凸輪隨動(dòng)件110a移動(dòng)到所述抓住區(qū)域。這里所述凸輪槽129與標(biāo)板106和電接口126及128平行，沒有發(fā)生觸點(diǎn)的插入或受壓。所述控制器可以通過將空氣噴入氣動(dòng)缸223和224自動(dòng)地實(shí)行所述小的運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)可替換的實(shí)施例中，所述控制器可以向操作者顯示一個(gè)信號(hào)通過手柄135裝置手動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)所述凸輪110。在另一個(gè)可替換的實(shí)施例中，可以結(jié)合上述的處理；就是控制器可以向操作者發(fā)出手動(dòng)相互作用的信號(hào)，同時(shí)向所述缸123和124噴入少量空氣，它不足以單獨(dú)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)，但足夠減少操作者所需要付出的力。這樣，就是在一個(gè)部分地動(dòng)力對(duì)接系統(tǒng)(或可替換地為“僅部分的動(dòng)力”)中另一個(gè)操作者參與的例子。在進(jìn)入抓住區(qū)域的運(yùn)動(dòng)期間，所述控制器可以監(jiān)視所述凸輪傳感器放大器256和257。當(dāng)放大器256的輸出檢測(cè)由沒有光反射到檢測(cè)存在反射光時(shí)，所述凸輪隨動(dòng)件110a已經(jīng)到達(dá)所述抓住區(qū)域的端部。凸輪的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)使隨動(dòng)件進(jìn)入傾斜槽129的中途區(qū)域。
圖9A到9C表示當(dāng)凸輪110已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)到中途位置，如圖4中的位置430的情況，在該區(qū)域，一般地所述測(cè)試頭100所要求的致動(dòng)力必須克服成百上千的電觸點(diǎn)的插入和受壓。因此，所述控制器可向氣動(dòng)缸223和224供應(yīng)空氣壓力以在纜線115上產(chǎn)生一個(gè)拉伸移動(dòng)所述凸輪移向?qū)游恢?40。在確定的應(yīng)用中，最好供應(yīng)足夠的空氣壓力以使所希望的運(yùn)動(dòng)能夠完全自動(dòng)化。在其它應(yīng)用中，最好供應(yīng)一個(gè)降低的空氣壓力，該壓力不足以引起運(yùn)動(dòng)，但是足以減少操作者必須參與到對(duì)接手柄上的力量到一個(gè)可接受的水平。同樣，這仍然是在一個(gè)部分的動(dòng)力對(duì)接系統(tǒng)(或可替換地為“僅部分的動(dòng)力”)另一個(gè)操作者參與的例子。所述控制器可監(jiān)視傳感器放大器256和257的輸出以決定當(dāng)運(yùn)動(dòng)已經(jīng)達(dá)到該中途區(qū)域的端點(diǎn)。而且，如果所述運(yùn)動(dòng)為脫離對(duì)接所述測(cè)試頭100，因?yàn)樗鍪軌旱牟迥_在脫離對(duì)接方向上施加力，所要求的力一般要小一些。但是，在脫離對(duì)接期間可能仍然有其它的電觸點(diǎn)和連接要被抽開，要求用一定量的力來完成。因此，如果氣動(dòng)缸225，226為雙向作用的，可以使用空氣壓力來提供動(dòng)力，或僅僅部分的動(dòng)力脫離對(duì)接(要求手動(dòng)參與)或至少部分的動(dòng)力脫離對(duì)接(這里被限定為完全或僅部分的動(dòng)力)。
圖10A到10C表示當(dāng)凸輪隨動(dòng)件110a位于對(duì)接區(qū)域，但是所述凸輪還沒有位于它們的最終完全轉(zhuǎn)動(dòng)的位置的情況。要注意的是同樣在該區(qū)域凸輪傳感器放大器256和257的輸出為沒有反射光狀態(tài)。
最后，圖11A到11C表示當(dāng)所述凸輪110位于完全轉(zhuǎn)動(dòng)位置且凸輪隨動(dòng)件110a已經(jīng)到達(dá)槽129的端部的情況。提供傳感器放大器256的存在反射光的輸出的傳遞檢測(cè)到達(dá)該位置。在該位置，銷槽247與鎖定銷245對(duì)準(zhǔn)，并且所述控制器可以給氣動(dòng)缸246施力使鎖定銷245插入銷槽247，這樣將所述凸輪鎖住定位，如圖11A所示。為了脫離對(duì)接，在所述凸輪110能夠由任何的裝置轉(zhuǎn)動(dòng)之前，必須先將鎖定銷245完全從銷槽247中抽出。
可觀察到在所述對(duì)接位置，動(dòng)力或空氣供應(yīng)的損失不會(huì)引起所述凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)及對(duì)接變成脫離對(duì)接。這與所述鎖定銷是否被鎖住無關(guān)。同樣在動(dòng)力和空氣壓力損失的情況下，所述對(duì)接可以用手進(jìn)行操作，可能要求由一個(gè)維護(hù)人員或操作者能夠施加的足夠的力。
值得對(duì)不反射條269c和269d的設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)的檢查。所述條269c的第一端(圖12的左端)希望被布置成當(dāng)對(duì)接時(shí)，在所述凸輪110從凸輪進(jìn)入/退出位置410移入到抓住位置如420時(shí)，光束510c由一個(gè)反射標(biāo)板265表面移動(dòng)到所述不反射條269c。目的在于當(dāng)凸輪110位于允許凸輪隨動(dòng)件110a進(jìn)入或退出開口125位置時(shí)進(jìn)行傳感。初始的凸輪運(yùn)動(dòng)一般地較小且在所述抓住區(qū)域并且基本上為水平的，只要求相當(dāng)小的力。因此，一個(gè)操作者可以手動(dòng)完成所述初始運(yùn)動(dòng)而不用動(dòng)力的幫助。當(dāng)光束510c從反射表面?zhèn)鬟f到條269c時(shí)，所述放大器256的輸出改變，因此提供一個(gè)施加空氣壓力的信號(hào)。將所述條269c的第二端(圖12的右側(cè))布置在當(dāng)凸輪110到達(dá)所述對(duì)接和鎖住位置440時(shí)使光束510c從不反射條269c傳遞到標(biāo)板265的反射表面。所述不反射的條269d的第一端(圖12的左端)被布置當(dāng)在對(duì)接期間到達(dá)所述選擇控制點(diǎn)432時(shí)，光束510d由一個(gè)反射標(biāo)板265表面移動(dòng)到所述不反射條269d。所述條269d的第二端(圖12的右側(cè))充分延伸到標(biāo)板265的端部，當(dāng)在對(duì)接期間到達(dá)對(duì)接和鎖住位置440時(shí)，使光束510d不轉(zhuǎn)換為反射光。
控制位置32可以根據(jù)不同目的不同的特殊應(yīng)用進(jìn)行選擇。下面包括一些示例●當(dāng)凸輪橫向移動(dòng)在中途區(qū)域時(shí)，所述要求對(duì)接的力可以從一個(gè)值突然變化到另一個(gè)值。控制位置432可以選擇以引起控制器在所述力變化處產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)南鄳?yīng)的空氣壓力的變化。
●在一個(gè)凸輪槽129的確定的應(yīng)用中可以有兩個(gè)不同的斜面。例如在鄰近所述抓住區(qū)域的中途區(qū)域中可以提供一個(gè)初始陡峭的斜面。在斜面的一個(gè)確定的點(diǎn)上可以改變成平緩的斜面，該平緩斜面連接到對(duì)接區(qū)域的非斜面上。所述斜面從一個(gè)值轉(zhuǎn)變到另一個(gè)值的點(diǎn)可以希望被選擇作為控制點(diǎn)432。
●在對(duì)接或脫離對(duì)接期間，當(dāng)例如到達(dá)所述中途區(qū)域的一個(gè)確定點(diǎn)時(shí)，有必要向外部手柄提供一個(gè)信號(hào)。為了這個(gè)目的所述控制點(diǎn)432可以選擇該點(diǎn)。
●所述控制點(diǎn)432可以選擇在靠近或進(jìn)入對(duì)接區(qū)域，例如位置435，應(yīng)用于在到達(dá)所述對(duì)接和鎖住位置440之前希望關(guān)閉或?qū)嵸|(zhì)上改變所供應(yīng)的空氣壓力。如果希望，這還可以用于當(dāng)脫離對(duì)接時(shí)產(chǎn)生一個(gè)供應(yīng)空氣壓力的信號(hào)。
●為提供一個(gè)確保所述凸輪隨動(dòng)件110a已經(jīng)由凸輪110緊密地抓住，可以選擇控制點(diǎn)432在非?？拷プ^(qū)域。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將想到控制點(diǎn)432的其它目的和位置。很明顯當(dāng)裝備變得越來越自動(dòng)化會(huì)希望具有多個(gè)控制點(diǎn)432。提供前述的完成所述凸輪位置傳感器的裝置這都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
以上，本發(fā)明對(duì)具有圓形凸輪的對(duì)接進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很明顯同樣的原理可以具有同樣的優(yōu)點(diǎn)地應(yīng)用在具有線性凸輪的對(duì)接中。
在上述的描述中，引導(dǎo)銷已經(jīng)基本地作為一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被描述。而且引導(dǎo)銷座作為所述相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座被描述；但是，很清楚所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座可以包括任何類型的校準(zhǔn)對(duì)。例如所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)可以是運(yùn)動(dòng)學(xué)配合表面如一個(gè)球。而且，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座可以包括運(yùn)動(dòng)學(xué)表面。例如所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座可以為包括兩個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)表面的槽。
在上述的實(shí)施例中，氣動(dòng)缸225和226用作操作所述對(duì)接的線性致動(dòng)器。其它類型的線性致動(dòng)器也可適用，例如動(dòng)力馬達(dá)動(dòng)力致動(dòng)器或電磁線圈?？商鎿Q地，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)和一個(gè)適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)裝置可以附加給予動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)圓形凸輪或類型驅(qū)動(dòng)器(如果這樣裝備)在一個(gè)具有圓形凸輪的對(duì)接或加到參與線性凸輪和連接裝置的對(duì)接中的曲拐上。所述轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)可以是動(dòng)力的或氣動(dòng)的。
雖然在此的說明和描述涉及確定的特殊實(shí)施例，但本發(fā)明不打算限制在被顯示的所述細(xì)節(jié)上。而是由這些細(xì)節(jié)而作出的各種變形都落入權(quán)利要求書相同的范圍和區(qū)域并且不能與本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)分離。
權(quán)利要求
1.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，包括至少部分地校準(zhǔn)并隨后將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一個(gè)組件；和僅提供部分的動(dòng)力幫助將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述組件包括布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的至少兩個(gè)凸輪，所述兩個(gè)凸輪的操作為機(jī)械同步。
3.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備在它們之間電接觸之前被校準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述致動(dòng)器由一空氣壓力的變量來提供動(dòng)力，以改變?cè)诓僮魉鼋M件期間的觸覺響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之間的進(jìn)一步校準(zhǔn)在將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的期間進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于還包括在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；及在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上用于接收所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的多個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座。
7.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)用于操作所述組件的凸輪，安裝在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上；及多個(gè)結(jié)點(diǎn)，安裝在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上，用于在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之間提供一粗校準(zhǔn)，在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備被集合在一起時(shí)，每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)與鄰近的至少一個(gè)所述凸輪校準(zhǔn)。
8.如權(quán)利要求1所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個(gè)傳感器，用于檢測(cè)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備彼此相對(duì)定位，以使所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器被操作將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
9.如權(quán)利要求8所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述傳感器進(jìn)一步用于使所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器操作。
10.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為引導(dǎo)銷，且所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座為引導(dǎo)銷座。
11.如權(quán)利要求10所述系統(tǒng)，其中所述每個(gè)引導(dǎo)銷座被包括在多個(gè)安裝在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上的結(jié)點(diǎn)中的一個(gè)上，每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)與鄰近的相應(yīng)的在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中另一個(gè)上安裝的凸輪對(duì)準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其中至少一個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)力學(xué)配合表面，并且一個(gè)相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座包括一動(dòng)力學(xué)表面。
13.如權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其中所述動(dòng)力學(xué)配合表面包括一個(gè)球，且所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座包括一個(gè)槽。
14.如權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括三個(gè)動(dòng)力學(xué)配合表面及三個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座，每個(gè)所述動(dòng)力學(xué)配合表面包括一個(gè)球。
15.如權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)附加的傳感器，用于傳感以下兩者中的至少一個(gè)(a)至少一個(gè)所述凸輪一個(gè)位置，及(b)所述測(cè)試頭和處理設(shè)備彼此相對(duì)定位在至少兩個(gè)校準(zhǔn)位置中的粗的校準(zhǔn)上。
16.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，包括將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一個(gè)組件；一機(jī)構(gòu)，操作所述組件；至少一個(gè)致動(dòng)器，操作所述機(jī)構(gòu)；及至少一個(gè)傳感器，檢測(cè)所述機(jī)構(gòu)的位置。
17.如權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其中所述機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)凸輪。
18.如權(quán)利要求17所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)與所述機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)的標(biāo)板，其中所述傳感器檢測(cè)從所述標(biāo)板被反射的光。
19.如權(quán)利要求17所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述傳感器檢測(cè)以下至少一個(gè)一第一位置，在該位置上至少一個(gè)位于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上的所述凸輪準(zhǔn)備接收一個(gè)相應(yīng)的位于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的另一個(gè)上的凸輪隨動(dòng)件；一對(duì)接位置，在該位置上所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備被對(duì)接在一起；和一個(gè)在所述第一和所述對(duì)接位置之間的位置。
20.如權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個(gè)附加的傳感器，傳感以下兩者中的一個(gè)(a)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備彼此相對(duì)定位在至少兩個(gè)校準(zhǔn)位置中的粗的校準(zhǔn)上，及(b)所述電測(cè)試頭相對(duì)于所述處理設(shè)備定位使得至少一個(gè)致動(dòng)器可操作將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
21.如權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其特征在于還包括在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；及在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上用于接收所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座。
22.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，包括將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一個(gè)組件；多個(gè)凸輪，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上，用于操作所述組件；多個(gè)結(jié)點(diǎn)，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上，每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)與鄰近的所述多個(gè)凸輪中的至少一個(gè)校準(zhǔn)；至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，提供所述凸輪的動(dòng)力操作；及一個(gè)傳感器，檢測(cè)所述測(cè)試頭和處理設(shè)備彼此相對(duì)定位在至少兩個(gè)校準(zhǔn)位置中的粗的校準(zhǔn)上。
23.如權(quán)利要求22所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于還包括在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；及在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上用于接收所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座。
24.如權(quán)利要求22所述系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為引導(dǎo)銷，且所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座為引導(dǎo)銷座。
25.如權(quán)利要求24所述系統(tǒng)，其中所述每個(gè)引導(dǎo)銷座被包括在所述多個(gè)結(jié)點(diǎn)中的一個(gè)上。
26.如權(quán)利要求22所述系統(tǒng)，其中至少一個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)力學(xué)配合表面，并且一個(gè)相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座包括一動(dòng)力學(xué)表面。
27.如權(quán)利要求26所述系統(tǒng)，其中所述動(dòng)力學(xué)配合表面包括一個(gè)球，且所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座包括一個(gè)槽。
28.如權(quán)利要求26所述系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括三個(gè)動(dòng)力學(xué)配合表面及三個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座，每個(gè)所述動(dòng)力學(xué)配合表面包括一個(gè)球。
29.如權(quán)利要求22所述系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個(gè)附加的傳感器，傳感以下兩者中的至少一個(gè)(a)在所述凸輪中的至少一個(gè)的位置，及(b)所述電測(cè)試頭相對(duì)于所述處理設(shè)備定位使得所述至少一個(gè)致動(dòng)器可操作將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
30.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，包括多個(gè)凸輪，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上；至少一個(gè)致動(dòng)器，為所述凸輪供應(yīng)動(dòng)力；多個(gè)結(jié)點(diǎn)，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上，與所述凸輪配合，以將所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備對(duì)接；多個(gè)凸輪隨動(dòng)件，安裝在所述結(jié)點(diǎn)上，與所述多個(gè)凸輪結(jié)合；及至少一個(gè)傳感器，當(dāng)至少一個(gè)所述凸輪隨動(dòng)件與一個(gè)相應(yīng)的凸輪接合時(shí)檢測(cè)所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備的相對(duì)位置。
31.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其特征在于還包括多個(gè)在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，用于校準(zhǔn)所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備。
32.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中手動(dòng)為主地向所述凸輪供應(yīng)動(dòng)力。
33.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中在進(jìn)行電接觸之前所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備在X，Y和θZ上被校準(zhǔn)。
34.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述傳感器檢測(cè)至少以下之一一可致動(dòng)位置，在該處所述致動(dòng)器準(zhǔn)備被致動(dòng)；一對(duì)接位置，在該位置上所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備被對(duì)接在一起；和一個(gè)在所述可致動(dòng)位置和所述對(duì)接位置之間的位置。
35.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述傳感器為一光電傳感器。
36.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述傳感器為一個(gè)以光纖輸送光的光電傳感器。
37.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中在動(dòng)力損失后所述測(cè)試頭保持與所述處理設(shè)備的對(duì)接。
38.如權(quán)利要求30所述的將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)結(jié)點(diǎn)，在對(duì)接之前保護(hù)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的至少一個(gè)上的電觸點(diǎn)。
39.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)，包括將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一個(gè)組件；至少兩個(gè)凸輪，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上，用于操作所述組件；多個(gè)結(jié)點(diǎn)，布置在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上，每個(gè)所述結(jié)點(diǎn)與鄰近的所述多個(gè)凸輪中的至少一個(gè)校準(zhǔn)；至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，至少提供所述凸輪的部分的動(dòng)力操作；至少一手柄，可選擇地手動(dòng)操作至少一個(gè)所述凸輪，所述手動(dòng)操作為加到所述凸輪的所述至少部分的動(dòng)力操作上，或與之無關(guān)；在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的一個(gè)上的多個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；及在所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備之中的另一個(gè)上用于接收所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的多個(gè)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座。
40.如權(quán)利要求39所述系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)力學(xué)配合表面及所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座包括至少一動(dòng)力學(xué)表面。
41.如權(quán)利要求39所述系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個(gè)附加的傳感器，傳感以下三者中的至少一個(gè)(a)在所述凸輪中的至少一個(gè)的位置，(b)所述電測(cè)試頭相對(duì)于所述處理設(shè)備定位，使得所述至少一個(gè)致動(dòng)器可以操作將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起，和(c)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備彼此相對(duì)定位在至少兩個(gè)校準(zhǔn)位置中的粗校準(zhǔn)位置。
42.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的方法，包括校準(zhǔn)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備；及驅(qū)動(dòng)至少一動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，用于僅提供部分動(dòng)力協(xié)助集合所述測(cè)試頭和處理設(shè)備。
43.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的方法，包括檢測(cè)至少一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)入一相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的另一個(gè)上；傳感所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備彼此相對(duì)定位，使至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器可操作，將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起；及驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，提供至少部分動(dòng)力協(xié)助將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
44.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的方法，包括以下步驟檢測(cè)至少一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)入一相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的另一個(gè)上；檢測(cè)多個(gè)凸輪中的至少一個(gè)的位置，所述位置至少包括以下三者中的一個(gè)，(a)一第一位置，在該位置上至少一個(gè)位于一個(gè)所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上的所述凸輪準(zhǔn)備接收一個(gè)相應(yīng)的位于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的另一個(gè)上的凸輪隨動(dòng)件，(b)一對(duì)接位置，在該位置上所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備被對(duì)接在一起，和(c)一個(gè)在所述第一和所述對(duì)接位置之間的位置；驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，提供至少部分動(dòng)力協(xié)助將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
45.一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的方法，包括以下步驟檢測(cè)至少一個(gè)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)入一相應(yīng)的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的一個(gè)上，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)插座被置于所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備中的另一個(gè)上；傳感所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備彼此相對(duì)被定位，使得至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器可操作將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起；由操作者啟動(dòng)，手動(dòng)致動(dòng)一個(gè)將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的組件；及驅(qū)動(dòng)所述至少一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，提供部分動(dòng)力協(xié)助將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起。
46.如權(quán)利要求45所述方法，其中所述啟動(dòng)步驟包括操作一手柄，所述手柄啟動(dòng)所述組件的操作。
47.如權(quán)利要求45所述方法，其特征在于還包括將所述測(cè)試頭鎖住在所述處理設(shè)備上的步驟。
48.如權(quán)利要求45所述方法，其特征在于還包括以下步驟由操作者根據(jù)以下至少一個(gè)情況，即(a)所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備沒有校準(zhǔn)，和(b)在所述測(cè)試頭和所述處理設(shè)備之間存在障礙物，中斷所述啟動(dòng)步驟或致動(dòng)步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一用于將一電測(cè)試頭與一處理設(shè)備對(duì)接的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少部分地校準(zhǔn)并基本上將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一個(gè)組件。該系統(tǒng)還包括僅提供部分的動(dòng)力幫助將所述電測(cè)試頭與處理設(shè)備集合在一起的一動(dòng)力驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1539083SQ02815399
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月16日
發(fā)明者瑙姆·古丁, 克里斯托弗·L·韋斯特, I·馬文·韋勒斯坦, 尼爾斯·O·尼, 阿林·R·霍爾特, O 尼, R 霍爾特, 托弗 L 韋斯特, 摹のだ賬固, 瑙姆 古丁 申請(qǐng)人:因泰斯特Ip公司