專利名稱：一種法向壓力施加裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及弱電電接觸測試領(lǐng)域，特別涉及一種法向壓力施加裝置。
背景技術(shù)：
電接觸廣泛存在于電子和電力系統(tǒng)中，元件之間、電路之間、設(shè)備之間乃至元件內(nèi)部之間都需要可靠的電子連接。在電子連接的兩個元件之間，存在接觸電阻，影響接觸電阻的因素主要有接觸斑點形狀、接觸形式、接觸壓力、溫度、污染、接觸面的光潔度、導體材料性質(zhì)、表面鍍層等。其中，接觸壓力是一項重要因素。沒有足夠的壓力，只靠加大接觸面的外形尺寸， 并不能使接觸電阻有明顯的下降。接觸電阻包括收縮電阻和膜層電阻，當增大接觸壓力F，材料受壓超過彈性變形的極限，就會產(chǎn)生塑性變形，這時接觸面增加，接觸點數(shù)也增加，收縮電阻減小。同時，增大接觸壓力可以壓碎金屬表面的薄膜，使膜層電阻下降。所以接觸壓力的大小，會顯著影響接觸電阻值的大小。此外，在微動和滑動過程中，接觸壓力的大小直接影響接觸對的摩擦力的大小，進而影響接觸對的摩擦和磨損特性。接觸壓力的大小會對接觸電阻造成顯著的影響。為保證電接觸的可靠性，得到低值而穩(wěn)定的接觸電阻。進行相關(guān)的實驗是電接觸研究中必不可少的環(huán)節(jié)。在電接觸領(lǐng)域，特別是對于通信用低壓連接器，采用的接觸壓力較小，但接觸壓力的變化范圍較寬，從幾克力到上百克力。因此，要求實驗裝置必須可以進行小壓力的準確施加，在動態(tài)接觸電阻測試中更要求實驗裝置本身的側(cè)向(相對實驗裝置的垂直方向)剛度大能抵抗側(cè)向剪切力，垂直方向剛度小，可減少加載力的損失，同時要有一定的抗反彈能力，可減小實驗中觸頭的跳動，保證接觸壓力的準確穩(wěn)定。圖1為現(xiàn)有的電接觸測試系統(tǒng)中法向壓力(接觸壓力)施加裝置示意圖。參見圖 1，該法向壓力施加裝置包括砝碼101、滾花圓螺母102、導柱103、平衡彈簧104、線性軸承 105、支撐板106以及觸頭夾具107。其中，砝碼101，用于調(diào)整施加在接觸區(qū)上的法向壓力的大??；滾花圓螺母102，通過內(nèi)螺紋與導柱103配合，用于調(diào)節(jié)導柱103相對于線性軸承 105上、下的位移，即調(diào)節(jié)觸頭相對于樣片之間的距離；導柱103，為階梯軸，貫穿整個結(jié)構(gòu)，上端通過螺紋與滾花圓螺母102配合，由平衡彈簧平衡其重量，砝碼101可加載于導柱103頂端，由導柱103將砝碼101產(chǎn)生的負載傳遞至底端的接觸區(qū)；平衡彈簧104，導柱103從平衡彈簧104中心穿過，滾花圓螺母102架設(shè)置在平衡彈簧104上，用于平衡滾花圓螺母102、導柱103、觸頭夾具107和觸頭的重量，平衡彈簧104 的一端設(shè)置在滾花圓螺母102上，另一端設(shè)置在導柱103的臺階上；線性軸承105，通過螺釘將其固定在支撐板106上，用于限制導柱103的自由度，使導柱103只能上下運動；
支撐板106，用螺母固定在在支撐住上，將整個法向壓力施加裝置架起一定的高度，提供合適的操作空間；觸頭夾具107，通過過盈配合和導柱103裝配在一起，用于將觸頭固定在導柱103 底部；該法向壓力施加裝置可以通過旋轉(zhuǎn)滾花圓螺母102，從而調(diào)整導柱103下伸的長度，從而調(diào)整導柱103下端裝夾的觸頭與樣片之間的距離，實驗開始前首先調(diào)整觸頭和樣片之間的距離，把觸頭調(diào)整到剛剛接觸到樣片，接觸壓力為零的初始位置，然后加載砝碼 101，開始實驗。由上述可見，現(xiàn)有的電接觸測試系統(tǒng)中法向壓力施加裝置存在以下不足一、動態(tài)接觸電阻測試實驗中法向壓力不穩(wěn)定，在滑動情況下，因為觸頭和樣片表面不是絕對的平滑，都有一定的粗糙度，所以在觸頭相對于樣片進行滑動的時候，由于彈簧的剛度較小，觸頭會因為瞬時向上的沖擊產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象，而該法向壓力施加裝置并沒有抑制觸頭向上彈跳的結(jié)構(gòu)，導致法向壓力的大小會突變，并且觸頭向上彈跳的時候造成觸頭和樣片之間的電路會斷路，導致實驗數(shù)據(jù)突變；二、結(jié)構(gòu)側(cè)向間隙沒有消除，不能抵抗側(cè)向剪切力，導柱與線性軸承是過渡配合， 他們之間有間隙，在滑動這種大幅度往復運動情況下，導柱就會周期性的對線性軸承產(chǎn)生撞擊，時間長了，會影響設(shè)備的實驗精度；三、安裝觸頭不方便，觸頭如果直接安裝，不能和機械系統(tǒng)絕緣，實驗中為了將觸頭和觸頭夾持結(jié)構(gòu)(觸頭夾具107)進行絕緣，會將觸頭放入塑料管中，再將其整體插入觸頭夾具中，這個過程需要較大的力，并且，如果用力過大，將導致塑料管破裂，就會使觸頭和觸頭夾具導通失去絕緣性，進而導致實驗的失敗。圖2為現(xiàn)有的電接觸測試系統(tǒng)中法向壓力施加裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2， 該法向壓力施加裝置包括平衡螺母201、板簧202、懸臂203、砝碼204以及觸頭夾具205，其中，平衡螺母201，通過螺紋與懸臂203的尾端配合，旋轉(zhuǎn)平衡螺母201可以改變平衡螺母的重心與中間支點的距離，用于調(diào)節(jié)懸臂兩端的重量平衡，從而調(diào)節(jié)觸頭與樣片之間的距離；板簧202，用于調(diào)節(jié)懸臂203的俯仰角度，使砝碼204施加的壓力可以順利傳遞至接觸區(qū)；懸臂203，用于承載整個結(jié)構(gòu)；砝碼204，用于施加特定重量的壓力，可調(diào)整施加在接觸區(qū)的法向壓力的大小；觸頭夾具205，用于夾持觸頭。由上述可見，圖2所示的法向壓力施加裝置存在以下不足—、結(jié)構(gòu)外形尺寸過大，降低了整個系統(tǒng)的緊湊性，如果需要同時進行多通道實驗，此種結(jié)構(gòu)會因為外形尺寸過大的原因，很難布置，降低了整個系統(tǒng)的可擴展性；二、動態(tài)接觸電阻測試實驗中加載的法向壓力不穩(wěn)定，在觸頭相對于樣片進行滑動的時候，彈簧的剛度也較小，觸頭會因為瞬時向上的沖擊產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象，導致觸頭和樣片之間斷路，使實驗數(shù)據(jù)不準確。三、觸頭安裝不方便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一個主要目的在于提供一種法向壓力施加裝置，提高滑動接觸電阻測試中施加接觸壓力的準確性、穩(wěn)定性，并提高裝置的緊湊性和使用方便性。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種法向壓力施加裝置，該裝置包括雙膜片彈簧及其固定和定位部件、中心軸及其固定和定位部件、觸頭固定及定位部件和套筒及其鎖緊部件，其中，雙膜片彈簧及其固定和定位部件，用于將膜片彈簧固定在準確的位置，保證膜片彈簧產(chǎn)生適當?shù)淖冃瘟繉㈨来a施加的壓力準確傳至接觸點，并可抑制觸頭向上彈跳；中心軸及其固定和定位部件，用于將中心軸和膜片彈簧固連在一起，可隨膜片彈簧做豎直方向的運動；觸頭固定及定位部件，用于將觸頭沿豎直方向準確的固定在中心軸下端，并保證觸頭與機械系統(tǒng)之間的高絕緣性；套筒及其鎖緊部件，用于將套筒調(diào)節(jié)至合適的位置并固定不變，消除套筒和支撐板之間的相對晃動。較佳地，所述雙膜片彈簧及其固定和定位部件進一步包括上、下膜片彈簧和壓緊環(huán)，其中，上、下膜片彈簧，用于將砝碼產(chǎn)生的壓力通過自身的彈性變形傳遞至接觸點，膜片彈簧法向剛度小，對法向壓力抵消小，可使砝碼提供的壓力大部分傳遞至接觸區(qū)。膜片彈簧徑向剛度大，且膜片彈簧兩片為一組進行使用，上、下膜片彈簧法向有一定的距離分隔安裝在中心軸的上、下兩端，使中心軸受側(cè)向力影響小，保證觸頭在受剪切力時仍能垂直于樣片的接觸面，用于提高裝置穩(wěn)定性，在受到阻力時，抵抗側(cè)向剪切力；壓緊環(huán)，用于將膜片彈簧的外環(huán)固定在套筒的定位臺上壓緊環(huán)外緣開有螺紋與套筒的內(nèi)螺紋相配合，壓緊環(huán)的頂端開有兩個中心對稱的孔，方便使用工具對其進行旋轉(zhuǎn)。較佳地，所述中心軸及其固定和定位部件包括中心軸和壓緊螺母，其中，中心軸，用于將砝碼施加的壓力準確傳遞至接觸區(qū)，并使觸頭沿垂直線固定，中心軸穿過膜片彈簧內(nèi)孔，使膜片彈簧的內(nèi)環(huán)處于定位臺上，中心軸的上、下兩端各裝有一片膜片彈簧，將上、下膜片彈簧隔開一定的距離，提高整個機構(gòu)的側(cè)向剛度，從而提高了系統(tǒng)的抗側(cè)向剪切力能力；壓緊螺母，用于將膜片彈簧的內(nèi)環(huán)固定在中心軸的定位臺上，壓緊螺母一端通過螺紋與中心軸連接，另一端開沉孔，沒有螺紋，沉孔直徑與中心軸定位臺直徑同樣大小，使用間隙配合。較佳地，所述觸頭固定及定位部件包括觸頭卡爪組件I和觸頭卡爪組件II，其中，觸頭卡爪組件I，用于卡緊觸頭卡爪組件II促使其變形，進而固定插入觸頭卡爪組件II的觸頭，觸頭卡爪組件I通過內(nèi)螺紋與中心軸底部的外螺紋相配合；觸頭卡爪組件II，用于定位觸頭，所用材料為膠木可保持觸頭與機械系統(tǒng)之間的高絕緣性，觸頭卡爪組件II的底端插入中心軸的底端孔內(nèi)，與觸頭插入觸頭卡爪組件II的頂端孔內(nèi)，觸頭卡爪組件II的頂端孔與插入其中的觸頭之間為過盈配合。
較佳地，所述套筒及其鎖緊部件包括套筒、鎖緊螺母和支撐板，其中，套筒，用于調(diào)節(jié)觸頭與樣片之間的距離，套筒通過T型螺紋與支撐板進行配合， 套筒的內(nèi)壁的上下兩端通過螺紋與壓緊環(huán)進行配合，壓緊環(huán)旋轉(zhuǎn)擰緊后將膜片彈簧的外環(huán)固定在套筒的定位臺上；鎖緊螺母，用于將套筒固定在合適的位置，消除套筒與支撐板之間的螺紋間隙，鎖緊螺母通過T型螺紋與套筒進行配合；支撐板，用于支撐套筒，將整個裝置架起一定的高度，提高需要的工作空間，使套筒的軸線方向為垂直向下，支撐板的一端通過T型螺紋與套筒相配合，另一端為通孔與支撐住配合使用；由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的一種法向壓力施加裝置，通過雙膜片彈簧及其固定和定位部件，將膜片彈簧固定在準確的位置，膜片彈簧產(chǎn)生適當?shù)淖冃瘟繉㈨来a施加的壓力準確傳至接觸點，并可抑制動態(tài)實驗中觸頭向上彈跳，保證所施加力的穩(wěn)定性； 中心軸及其固定和定位部件，將中心軸和膜片彈簧固連在一起，可隨膜片彈簧做豎直方向的運動，減少了零件數(shù)量，提高了整體結(jié)構(gòu)的緊湊性；觸頭固定及定位部件，將觸頭沿豎直方向準確的固定在中心軸下端，并保證觸頭與機械系統(tǒng)之間的高絕緣性，提供了使用的方便性、科學性；套筒及其鎖緊部件，用于將套筒調(diào)節(jié)至合適的位置并固定不變，消除套筒和支撐板之間的相對晃動，從根本上消除了結(jié)構(gòu)之間的側(cè)向間隙，消除了動態(tài)實驗中有相對運動的零部件之間周期性的撞擊，進一步提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。


圖1為現(xiàn)有的電接觸測試系統(tǒng)中法向壓力(接觸壓力)施加裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有的電接觸測試系統(tǒng)中法向壓力施加裝置另一結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明法向壓力施加裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明法向壓力施加裝置的膜片彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明法向壓力施加裝置裝配的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明法向壓力施加裝置的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖3是本發(fā)明法向壓力施加裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意面；圖5為本發(fā)明法向壓力施加裝置裝配的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明法向壓力施加裝置的立體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。如圖3、圖5及圖6所示，該裝置包括雙膜片彈簧及其固定和定位部件、中心軸及其固定和定位部件、觸頭固定及定位部件和套筒及其鎖緊部件，各部件介紹如下雙膜片彈簧及其固定和定位部件，用于將膜片彈簧固定在預(yù)先設(shè)置的位置，保證膜片彈簧產(chǎn)生適當?shù)淖冃瘟恳詫㈨来a301施加的壓力準確傳至接觸點，抵抗側(cè)向剪切力， 并抑制觸頭在動態(tài)接觸電阻測試實驗中向上彈跳。雙膜片彈簧及其固定和定位部件包括 膜片彈簧305和壓緊環(huán)303，其中，
膜片彈簧305，一端設(shè)置于套筒306的定位臺上，另一端與壓緊環(huán)303相接處，用于將砝碼301經(jīng)壓緊環(huán)303產(chǎn)生的壓力通過自身的彈性變形傳遞至接觸點(觸頭313)，兩片膜片彈簧305作為一組，分別安裝于中心軸302的上、下兩端，并同時使用，為了有效防止實驗中觸頭313向上彈跳，設(shè)置的膜片彈簧徑向剛度可以較大，例如，根據(jù)保持觸頭不脫離接觸面的距離范圍以及接觸面粗糙度情況等設(shè)置膜片彈簧徑向剛度。通過在中心軸302的上、下兩端分別安裝膜片彈簧，這樣，上、下兩片膜片彈簧可將中心軸302的徑向可靠固定， 從而可可靠的抵抗側(cè)向剪切力，保證觸頭在受剪切力時仍能垂直于接觸材料，提高裝置穩(wěn)定性。圖4為本發(fā)明法向壓力施加裝置的膜片彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖4，膜片彈簧中心 (內(nèi)環(huán))開孔，用于與中心軸302相配合，在膜片彈簧中心孔的外部(外環(huán))，分別設(shè)置預(yù)定數(shù)量的扇形孔，扇形孔的數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定，例如，根據(jù)膜片彈簧的厚度以及側(cè)向剛度等因素確定，本發(fā)明中，扇形孔的數(shù)量設(shè)置為6個。壓緊環(huán)303，與膜片彈簧305的外環(huán)相接觸，用于將膜片彈簧305的外環(huán)固定在套筒306的定位臺上，壓緊環(huán)303外緣開有螺紋，與套筒306的內(nèi)螺紋相配合，為方便用戶使用工具對壓緊環(huán)303進行旋轉(zhuǎn)以與套筒306配合，壓緊環(huán)303的頂端開有兩個中心對稱的孔，通過將工具插入壓緊環(huán)303開設(shè)的孔中，旋轉(zhuǎn)壓緊環(huán)303，就可以改變壓緊環(huán)303底端端面與套筒306定位臺之間的距離，當膜片彈簧305的外環(huán)放置于套筒306的定位臺上后，就可以通過工具插入壓緊環(huán)303開設(shè)的孔中，旋轉(zhuǎn)壓緊環(huán)303，壓緊環(huán)303就可以準確并牢固的將膜片彈簧305固定在套筒306的定位臺上。本發(fā)明法向壓力施加裝置的第二組成部件為中心軸及其固定和定位部件，用于將中心軸302和膜片彈簧305固連在一起，中心軸302可隨膜片彈簧305做豎直方向的運動。 中心軸及其固定和定位部件包括中心軸302和壓緊螺母304，其中，中心軸302，用于將砝碼301施加的壓力準確傳遞至接觸點，并使觸頭沿垂直線固定，中心軸302穿過膜片彈簧305內(nèi)孔，中心軸302的上、下兩端加工有定位臺，用于與膜片彈簧305的內(nèi)環(huán)配合，使用中，使膜片彈簧305的內(nèi)環(huán)處于定位臺上，中心軸302的上、下兩端各裝有一片膜片彈簧，兩片為一組進行使用；壓緊螺母304，用于將膜片彈簧305的內(nèi)環(huán)固定在中心軸302的定位臺上，壓緊螺母304內(nèi)側(cè)上端通過內(nèi)螺紋與中心軸302連接固定，內(nèi)側(cè)下端開設(shè)沉孔，沒有螺紋，沉孔直徑與中心軸302定位臺直徑尺寸相近似，使用間隙配合。本發(fā)明法向壓力施加裝置的第三組成部件為觸頭固定及定位部件，用于將觸頭沿豎直方向準確的固定在中心軸302下端，并保證觸頭與機械系統(tǒng)(觸頭固定及定位部件) 之間的高絕緣性。觸頭固定及定位部件包括觸頭卡爪組件I 312和觸頭卡爪組件II 311， 其中，觸頭卡爪組件I 312，用于卡緊觸頭卡爪組件II 311，促使觸頭卡爪組件II 311 變形收縮，進而固定插入觸頭卡爪組件II 311的觸頭313，觸頭卡爪組件I 312通過內(nèi)螺紋與中心軸302底部的外螺紋相配合；觸頭卡爪組件II 311，用于定位觸頭313，并保持觸頭與機械系統(tǒng)之間的絕緣性。 觸頭卡爪組件II 311的材料為膠木等絕緣材料，用于將插入其頂端的觸頭313和機械系統(tǒng)之間絕緣，觸頭卡爪組件II 311的底端插入中心軸302的底端孔內(nèi)，觸頭313插入觸頭卡爪組件II 311的頂端孔內(nèi)。觸頭卡爪組件II 311的底端開兩條相互垂直過其中軸線的縫隙，這樣觸頭卡爪組件II311的底端四瓣卡爪就能夠產(chǎn)生一定的變形量，在觸頭卡爪組件I 312的作用下就可以促使其向內(nèi)收緊，進而卡緊插入觸頭卡爪組件II 311的頂端孔內(nèi)的觸頭313，使其內(nèi)孔與觸頭313之間為過盈配合以保證觸頭中軸線與觸頭卡爪組件II 311中軸線的重合，從而將觸頭準確定位。本發(fā)明法向壓力施加裝置的第三組成部件為套筒及其鎖緊部件，用于將套筒調(diào)節(jié)至合適的位置并固定不變，消除套筒306和支撐板307之間的相對晃動。套筒及其鎖緊部件包括套筒306、鎖緊螺母310和支撐板307，其中，套筒306，用于調(diào)節(jié)觸頭313與樣片之間的距離，并提供上、下兩片膜片彈簧305外環(huán)的固定與定位。套筒306可以通過T型螺紋與支撐板307進行配合，套筒306的內(nèi)壁的上下兩端通過螺紋與壓緊環(huán)303進行配合，壓緊環(huán)303被旋轉(zhuǎn)擰緊后將膜片彈簧305的外環(huán)固定在套筒306的定位臺上；鎖緊螺母310，用于將套筒306固定在合適的位置，消除套筒306與支撐板307之間的螺紋間隙并輔助定位，鎖緊螺母310通過T型螺紋與套筒306進行配合，使用時，當套筒306移動到進行實驗時合適的位置，就需要擰緊鎖緊螺母310將套筒306、支撐板307和鎖緊螺母310三者固連在一起，從根本上消除三者之間的螺紋間隙；支撐板307，用于支撐套筒306，將整個裝置架起一定的高度，提高需要的工作空間，使套筒306的軸線方向為垂直方向，支撐板的一端通過T型螺紋與套筒306相配合，另一端為通孔或螺紋與支撐柱314配合使用。具體來說，本發(fā)明的法向壓力施加裝置包括砝碼301、中心軸302、壓緊環(huán)303、 壓緊螺母304、膜片彈簧305、套筒306、支撐板307、鎖緊螺母310、觸頭卡爪組件II 311、觸頭卡爪組件I 312、觸頭313以及支撐柱314，其中，中心軸302設(shè)置為階梯軸，由上至下包括第一階梯軸定位臺、第二階梯軸定位臺以及第三階梯軸定位臺，這樣，將中心軸302切分為四個部分，分別為第一階梯軸、第二階梯軸、第三階梯軸以及第四階梯軸，第一階梯軸尺寸小于第二階梯軸尺寸，第二階梯軸尺寸小于第三階梯軸尺寸，第四階梯軸尺寸可以與第二階梯軸定位臺尺寸相同，在第四階梯軸內(nèi)，開設(shè)有容置觸頭卡爪組件Π 311的孔或螺紋；砝碼301放置于第一階梯軸定位臺上，實際應(yīng)用中，砝碼301可以設(shè)置為中心開孔，通過第一階梯軸放置于第一階梯軸定位臺上，當然，也可以不設(shè)置第一階梯軸，直接將砝碼301放置于第一階梯軸定位臺上；膜片彈簧305，放置于第二階梯軸定位臺上，開設(shè)有與中心軸302的第二階梯軸相配合的通孔，在開孔的外環(huán)，分別設(shè)置預(yù)定數(shù)量的扇形環(huán)孔，并置于套筒306的定位臺上， 即外環(huán)內(nèi)側(cè)置于第二階梯軸定位臺上，外環(huán)外側(cè)置于套筒306的定位臺上；壓緊環(huán)303，放置于膜片彈簧305的上部，開設(shè)有與中心軸302的第二階梯軸相配合的通孔，在開孔的外環(huán)，開有螺紋，與套筒306的內(nèi)螺紋相配合，將膜片彈簧305的外環(huán)固定在套筒306的定位臺上；較佳地，壓緊環(huán)303的頂端面開設(shè)有用于容置工具的通孔，方便使用工具旋轉(zhuǎn)壓緊環(huán)303，壓緊環(huán)303的外螺紋與套筒306的內(nèi)螺紋相配合。壓緊螺母304，內(nèi)側(cè)上端設(shè)置與中心軸302的第二階梯軸設(shè)置的外螺紋連接固定的內(nèi)螺紋，內(nèi)側(cè)下端開設(shè)與中心軸302的第二階梯軸間隙配合的沉孔，通過螺紋配合，可以將膜片彈簧305的內(nèi)環(huán)固定在中心軸302的第二階梯軸定位臺上，當然，實際應(yīng)用中，壓緊螺母304的整個內(nèi)側(cè)也可以只開設(shè)與中心軸302的第二階梯軸設(shè)置的外螺紋連接固定的內(nèi)螺紋；本發(fā)明中，在中心軸302上的第三階梯軸定位臺以及第四階梯軸設(shè)置壓緊環(huán) 309、壓緊螺母、膜片彈簧的方法與在中心軸302上的第二階梯軸定位臺以及第二階梯軸設(shè)置壓緊環(huán)303、壓緊螺母304、膜片彈簧305的方法相同，為對稱結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。套筒306，上、下兩端內(nèi)側(cè)開設(shè)有與壓緊環(huán)303外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，外開設(shè)有與支撐板307內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，并在內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于固定和定位膜片彈簧305外環(huán)的定位臺，以提供上、下兩片膜片彈簧305外環(huán)的固定與定位，并通過與支撐板307的配合， 可以調(diào)節(jié)觸頭313與樣片之間的距離；支撐板307，水平設(shè)置于支撐柱314上，支撐柱314上端開設(shè)有螺紋，通過螺母將支撐板307左側(cè)固定于支撐柱314上的定位臺上，右側(cè)設(shè)置有與套筒306外螺紋配合的內(nèi)螺紋；鎖緊螺母310，通過T型螺紋與套筒306外螺紋進行配合，將套筒306固定在預(yù)先設(shè)置的位置，消除套筒306與支撐板307之間的螺紋間隙并輔助定位，以增加裝置的穩(wěn)定性；觸頭卡爪組件II 311，開設(shè)有容置觸頭313的孔，并在下端開設(shè)縫隙槽，例如，在下端外側(cè)開設(shè)兩條相互垂直或多條過其中軸線的縫隙槽，通過第四階梯軸內(nèi)開設(shè)的孔或螺紋與中心軸302固定；較佳地，觸頭卡爪組件II 311采用膠木等絕緣材料，用于將插入的觸頭313與周圍環(huán)境進行絕緣保護。觸頭卡爪組件I 312，內(nèi)孔下段設(shè)置為呈收縮狀，內(nèi)孔上段的內(nèi)螺紋與第四階梯軸上開設(shè)的外螺紋配合，這樣，當觸頭卡爪組件I 312沿第四階梯軸旋動時，可以使觸頭卡爪組件II 311上開設(shè)的縫隙槽發(fā)生收縮變形，從而卡緊觸頭卡爪組件II 311，而當觸頭卡爪組件II 311變形收縮時，可以卡緊其容置的觸頭313，進而固定插入觸頭卡爪組件II 311 的觸頭313;而通過反向旋動觸頭卡爪組件I 312，可以松開觸頭卡爪組件II 311，從而將觸頭313取出。所應(yīng)說明的是，本發(fā)明的法向壓力施加裝置中，觸頭卡爪組件II 311、觸頭卡爪組件I 312、觸頭313以及支撐柱314并不是必需的元件。由上述可見，本發(fā)明法向壓力施加裝置采用獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以從根本上消除力的施加過程中，運動部件之間的間隙對實驗的影響，減少了在動態(tài)接觸電阻測試實驗中周期性的撞擊，從而提高了法向壓力施加裝置的穩(wěn)定性和設(shè)備的使用壽命；此外，本發(fā)明法向壓力施加裝置可以確保在動態(tài)接觸電阻測試實驗中力施加的準確性與穩(wěn)定性，膜片彈簧的應(yīng)用可將砝碼的壓力準確傳遞至接觸區(qū)，因為膜片彈簧與中心軸是固連在一起的，當動態(tài)接觸電阻測試實驗中觸頭向上彈跳的時候，膜片彈簧隨著變形會給中心軸一個反作用力，從而抑制觸頭向上彈跳的發(fā)生，可保持所施加力的穩(wěn)定性；而且，本發(fā)明法向壓力施加裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了空間的占用，在多通道滑動實驗臺的布局設(shè)計中具有很大的優(yōu)勢。
以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)， 本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍應(yīng)以發(fā)明申請范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求
1.一種法向壓力施加裝置，其特征在于，該裝置包括雙膜片彈簧及其固定和定位部件、中心軸及其固定和定位部件、觸頭固定及定位部件和套筒及其鎖緊部件，其中，雙膜片彈簧及其固定和定位部件，用于將砝碼施加的壓力傳至接觸點，在受到阻力時， 抵抗側(cè)向剪切力，并抑制觸頭向上彈跳，并將膜片彈簧固定在預(yù)先設(shè)置的位置以保證膜片彈簧產(chǎn)生預(yù)先設(shè)置的變形量；中心軸及其固定和定位部件，用于將中心軸和膜片彈簧固連在一起，砝碼直接加載在中心軸頂部，中心軸可隨膜片彈簧做豎直方向的運動；觸頭固定及定位部件，用于將觸頭沿豎直方向固定在中心軸下端，并使觸頭保持高絕緣性；套筒及其鎖緊部件，用于帶動雙膜片彈簧及其固定和定位部件、中心軸及其固定和定位部件相對于支撐板垂直運動，以實現(xiàn)觸頭垂直方向的位置調(diào)整，并防止在觸頭和樣片在過程中相對于套筒的晃動，維持滑動接觸對接觸正壓力的穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述雙膜片彈簧及其固定和定位部件包括 上、下膜片彈簧和壓緊環(huán)，其中，上、下膜片彈簧，用于將砝碼產(chǎn)生的壓力通過自身的彈性變形傳遞至接觸點，膜片彈簧法向剛度為對法向壓力抵消小、使砝碼提供的壓力大部分傳遞至接觸區(qū)的預(yù)設(shè)的第一剛度，膜片彈簧徑向剛度為預(yù)設(shè)的第二剛度，且膜片彈簧兩片為一組進行使用，上、下膜片彈簧按法向預(yù)先設(shè)置的距離分隔安裝，以減少中心軸受側(cè)向力影響，在受到阻力時，抵抗側(cè)向剪切力；壓緊環(huán)，用于將膜片彈簧的外環(huán)固定在套筒的定位臺上壓緊環(huán)外緣開有螺紋與套筒的內(nèi)螺紋相配合。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述中心軸及其固定和定位部件包括中心軸和壓緊螺母，其中，中心軸，用于將砝碼施加的壓力傳遞至接觸點，并使觸頭沿垂直線固定，中心軸穿過膜片彈簧內(nèi)孔，使膜片彈簧的內(nèi)環(huán)處于定位臺上，中心軸的上、下兩端各裝有一片膜片彈簧；壓緊螺母，用于將膜片彈簧的內(nèi)環(huán)固定在中心軸的定位臺上，壓緊螺母一端通過螺紋與中心軸連接，另一端開沉孔，與中心軸使用間隙配合。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述觸頭固定及定位部件包括觸頭卡爪組件I和觸頭卡爪組件II，其中，觸頭卡爪組件I，用于卡緊觸頭卡爪組件II促使其變形，進而固定插入觸頭卡爪組件 II的觸頭，觸頭卡爪組件I通過內(nèi)螺紋與中心軸底部的外螺紋相配合；觸頭卡爪組件II，用于定位觸頭，并保持觸頭的絕緣性，觸頭卡爪組件II的底端插入中心軸的底端孔內(nèi)，觸頭插入觸頭卡爪組件II的頂端孔內(nèi)，觸頭卡爪組件II材料為膠木， 其內(nèi)孔與觸頭之間為過盈配合。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述套筒及其鎖緊部件包括套筒、鎖緊螺母和支撐板，其中，套筒，用于調(diào)節(jié)觸頭與樣片之間的距離，套筒通過T型螺紋與支撐板進行配合，套筒的內(nèi)壁的上下兩端通過螺紋與壓緊環(huán)進行配合，壓緊環(huán)旋轉(zhuǎn)擰緊后將膜片彈簧的外環(huán)固定在套筒的定位臺上；鎖緊螺母，用于將套筒固定在預(yù)先設(shè)置的位置，消除套筒與支撐板之間的螺紋間隙，鎖緊螺母通過T型螺紋與套筒進行配合；支撐板，用于支撐套筒，并使套筒的軸線方向為豎直方向，支撐板的一端通過T型螺紋與套筒相配合，另一端為通孔與支撐柱配合使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種法向壓力施加裝置雙膜片彈簧及其固定和定位裝置，包括上、下膜片彈簧和壓緊環(huán)，壓緊環(huán)通過螺紋與套筒相連接；中心軸及其固定和定位部件，包括中心軸和上、下壓緊螺母，中心軸穿過膜片彈簧的內(nèi)孔，壓緊螺母通過螺紋與中心軸配合；觸頭固定及定位部件，包括觸頭卡爪組件I和觸頭卡爪組件II，觸頭卡爪組件I與中心軸通過螺紋連接，旋轉(zhuǎn)觸頭卡爪組件I可擠壓觸頭卡爪組件II；套筒及其鎖緊部件，包括套筒、支撐板和鎖緊螺母，套筒通過T型螺紋與支撐板和鎖緊螺母相連接。應(yīng)用本發(fā)明，可以大幅降低實驗中側(cè)向剪切力對實驗結(jié)果的影響，提高法向壓力施加的準確性，提高裝置的緊湊性和穩(wěn)定性。
文檔編號G01L1/04GK102353480SQ20111019369
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者劉利彪, 周怡琳, 許良軍 申請人:北京郵電大學