立式飛針測試機夾具及其設(shè)計方法
【專利摘要】一種立式飛針測試機夾具，用于夾持PCB板，包括固定板、活動板、第一夾具條、第二夾具條、導(dǎo)向組件、輔助彈簧、連接桿組件、限位組件及驅(qū)動組件。當(dāng)處于打開狀態(tài)時，輔助彈簧及限位彈簧均處于壓縮狀態(tài)，驅(qū)動組件帶動連接桿組件向靠近固定板的方向移動，連接桿組件帶動限位組件向靠近固定板的方向移動，限位彈簧給活動板施加壓力，使活動板向靠近固定板的方向移動，固定板與活動板之間的距離逐漸減小直到夾緊PCB板，限位彈簧施加的壓力均勻分散于固定在活動板上，給PCB板施加一均勻夾持力。當(dāng)不需夾持該物品時，驅(qū)動組件僅需往相反方向運動即可卸下該物品，操作方便。同時提供一種立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法。
【專利說明】立式飛針測試機夾具及其設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印制電路板(Printed circuit board, PCB)固定裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】,特別是涉及一種立式飛針測試機夾具及其設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛針測試機是在X-Y軸上安裝由電機驅(qū)動的可獨立快速移動的探針，利用探針在Z方向的可控移動和固定在機器上的印制電路板(PCB)的焊點進(jìn)行接觸，并進(jìn)行電氣測量的設(shè)備。
[0003]立式飛針測試機的PCB板在固定時一般由上夾具固定PCB板的上端，下夾具固定PCB板的下端。上下夾具的主體結(jié)構(gòu)一般一樣，下夾具通常相當(dāng)于將上夾具倒過來放置。
[0004]但是傳統(tǒng)的立式飛針測試機夾具中，夾具的夾持力不夠均勻，導(dǎo)致夾持不可靠，并且操作不方便，夾具的開發(fā)周期長，制作成本偏高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對傳統(tǒng)夾具夾持力不均勻、操作不方便及制作成本高的問題，提供一種夾持力均勻、操作方便且成本較低的立式飛針測試機夾具及其設(shè)計方法。
[0006]一種立式飛針測試機夾具，用于夾持PCB板，包括:
[0007]固定板，其上開設(shè)有第一通孔；
[0008]活動板，與所述固定板平行相對設(shè)置，所述活動板上開設(shè)有導(dǎo)向孔及與所述導(dǎo)向孔間隔設(shè)置的定位孔；
[0009]第一夾具條，固定于所述固定板上；及
[0010]第二夾具條，固定于所述活動板上，且所述第一夾具條與所述第二夾具條平行相對設(shè)置；
[0011]導(dǎo)向組件，包括導(dǎo)向軸及軸承，所述導(dǎo)向軸的一端垂直固定于所述固定板上，所述導(dǎo)向軸的另一端依次穿設(shè)于所述導(dǎo)向孔及所述軸承；
[0012]輔助彈簧，設(shè)置于所述固定板與所述活動板之間，且其一端抵接于所述固定板，另一端抵接于所述活動板；
[0013]連接桿組件，依次穿設(shè)于所述第一通孔及所述定位孔；
[0014]限位組件，包括限位彈簧及限位壓緊蓋，所述限位彈簧及所述限位壓緊蓋套設(shè)于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述固定板的一端，所述限位彈性元件的一端抵持于所述活動板，其另一端抵持于所述限位壓緊蓋；及
[0015]驅(qū)動組件，連接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述驅(qū)動組件可帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動。
[0016]在其中一個實施例中，還包括壓條，所述壓條上開設(shè)有夾持槽，所述夾持槽用于卡住所述PCB板，所述壓條被夾持于所述第一夾具條與第二夾具條之間。
[0017]在其中一個實施例中，所述夾持槽為V形階梯槽，用于夾持不同厚度的PCB板。[0018]在其中一個實施例中，還包括補償條，所述補償條可拆卸地安裝于所述第二夾具條上。
[0019]在其中一個實施例中，所述驅(qū)動組件包括偏心輪及接觸板，所述偏心輪樞接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述偏心輪繞垂直于所述固定板方向轉(zhuǎn)動時可帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動，所述接觸板固定于所述固定板上，所述偏心輪的周緣抵接于所述接觸板。
[0020]在其中一個實施例中，還包括手柄及手柄座，所述手柄的一端固定于所述偏心輪上，所述偏心輪的兩側(cè)均設(shè)置有所述手柄座，所述手柄座固定于所述固定板上，所述手柄座上開設(shè)有定位槽，所述定位槽對應(yīng)于所述手柄。
[0021]在其中一個實施例中，所述連接桿組件包括第一連接桿、第二連接桿及第三連接桿，所述第一連接桿垂直穿設(shè)于所述第一通孔，所述第二連接桿平行于所述固定板且其中部與所述第一連接桿固定連接，所述第二連接桿的兩端均固定有第三連接桿，所述第三連接桿的一端穿設(shè)于所述定位孔，所述限位組件套設(shè)于所述第三連接桿遠(yuǎn)離所述固定板的一端。
[0022]在其中一個實施例中，所述限位組件還包括底板及螺紋緊固件，所述第三連接桿的周緣設(shè)置有螺紋，所述限位壓緊蓋開設(shè)有螺孔，所述底板、限位彈簧、限位壓緊蓋及螺紋緊固件沿遠(yuǎn)離所述固定板的方向依次套設(shè)于所述第三連接桿。
[0023]一種立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法，包括以下步驟:
[0024]根據(jù)需要夾持的PCB板的厚度Hz確定夾持方式及最大夾持力F:確定直接夾持所述PCB板所需的夾持力Fz與PCB板的厚度Hz之間的關(guān)系，根據(jù)所述PCB板的厚度Hz確定壓條的厚度％及夾持槽的寬度D，確定夾持所述壓條所需的夾持力。；比較Fz與。后可知最大夾持力F的取值為Fj ；
[0025]根據(jù)所述PCB板的寬度Dz預(yù)設(shè)第一夾具條與第二夾具條的寬度、固定板與活動板的寬度、受力點個數(shù)a、受力點位置、活動板的導(dǎo)向位置、導(dǎo)向組件結(jié)構(gòu)及處于開啟狀態(tài)時所述第一夾具條與第二夾具條之間的距離J ;
[0026]設(shè)定所述固定板及活動板所允許的變形大小、變形均勻度及制造成本，對所述固定板及活動板進(jìn)行有限元仿真，并確定受力點個數(shù)a的最佳值，受力點位置以及導(dǎo)向位置的最佳位置，導(dǎo)向組件、第一夾具條、第二夾具條及固定板與活動板的最佳結(jié)構(gòu)；
[0027]確定輔助彈簧及限位組件的具體結(jié)構(gòu):當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，限位彈簧的彈性系數(shù)為h，壓縮量為X1，輔助彈簧的彈性系數(shù)為k2，數(shù)量為b，壓縮量為yi，預(yù)緊力f=aklXl=bk2yi ；當(dāng)?shù)诙A具條移動行程S時，所述限位彈簧增加的壓縮量為S-(bk2/ak1+1) (J-Hp，最大夾持力 F 取值為 Fj,此時 F=Fj=(S-ODkyak+l) (J-HjDaki,而 Bk1=Cbk2,即可確定 k1 和 k2 ；
[0028]根據(jù)受力點個數(shù)a的最佳值及受力點位置的最佳位置確定連接桿組件的一端通過限位組件與活動板相接觸，另一端與驅(qū)動組件相連接，驅(qū)動組件與固定板相接觸。
[0029]在其中一個實施例中，步驟確定輔助彈簧及限位組件的具體結(jié)構(gòu)后還包括步驟確定補償條的具體結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述PCB板的厚度Hz與夾持力Fz的關(guān)系可知補償條的厚度與PCB板的厚度Hz的關(guān)系。
[0030]在其中一個實施例中，所述驅(qū)動組件包括偏心輪及接觸板，所述偏心輪樞接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述偏心輪可繞垂直于所述固定板方向轉(zhuǎn)動以帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動，所述接觸板固定于所述固定板上，所述偏心輪的周緣抵接于所述接觸板，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于所述接觸板的切點的距離為％，當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，所述偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于所述接觸板的切點的距離為m2，Hi1-Hi2=S0
[0031]上述立式飛針測試機夾具及其設(shè)計方法至少包括以下優(yōu)點:
[0032](I)當(dāng)立式飛針測試機夾具處于打開狀態(tài)時，輔助彈簧及限位彈簧均處于壓縮狀態(tài)，驅(qū)動組件帶動連接桿組件向靠近固定板的方向移動，連接桿組件進(jìn)而帶動限位組件向靠近固定板的方向移動，限位彈簧給活動板施加壓力，使活動板向靠近固定板的方向移動，固定板與活動板之間的距離逐漸減小直到第一夾具條與第二夾具條夾緊PCB板，限位彈簧施加的壓力均勻分散于固定在活動板上，當(dāng)?shù)谝粖A具條與第二夾具條直接或間接夾持住PCB板時，給PCB板施加一均勻夾持力。當(dāng)不需夾持該物品時，驅(qū)動組件僅需往相反方向運動即可卸下該物品，操作方便。該立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法采用有限元仿真，可以縮短開發(fā)周期，降低制造成本。
[0033](2)還包括補償條，補償條可拆卸地安裝于第二夾具條上，不同厚度的補償條可以適應(yīng)不同厚度的PCB板，使該立式飛針測試機夾具可以夾持不同厚度的PCB板。
[0034](3)還包括壓條，壓條被夾持在第一夾具條與第二夾具條之間，且夾持槽上開設(shè)有夾持槽，使得該立式飛針測試機夾具可以間接夾持PCB板，且夾持槽為V形階梯槽，故而可以夾持不同厚度的PCB板。
[0035](4)驅(qū)動組件包括偏心輪，偏心輪上還設(shè)置有手柄，通過轉(zhuǎn)動手柄來轉(zhuǎn)動偏心輪，操作更方便。同時偏心輪的兩側(cè)還設(shè)置有手柄座，手柄座上開設(shè)有與手柄對應(yīng)的定位槽，當(dāng)立式飛針測試機夾具處于打開或夾緊狀態(tài)時，手柄可卡入定位槽中，防止偏心輪隨意轉(zhuǎn)動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為第一實施方式中立式飛針測試機夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為圖1所示立式飛針測試機夾具另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為圖1中固定板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為圖1中活動板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5為第二實施方式中立式飛針測試機夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖6為圖5中A處的局部放大圖；
[0042]圖7為圖5所示立式飛針測試機夾具的另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖8為一實施方式中立式飛針測試機夾具的設(shè)計流程圖。
【具體實施方式】
[0044]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0045]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0046]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0047]請參閱圖1及圖2，為第一實施方式中的立式飛針測試機夾具100的結(jié)構(gòu)示意圖。立式飛針測試機夾具100主要用于在立式飛針測試機測試時直接夾緊PCB板，可通過在第二夾具條132上可拆卸地安裝不同厚度的補償條133來適應(yīng)不同厚度的PCB板。具體地，立式飛針測試機夾具100包括固定板110、活動板120、第一夾具條131、第二夾具條132、補償條133、導(dǎo)向組件140、輔助彈簧150、連接桿組件160、限位組件170、驅(qū)動組件180、手柄191及手柄座192。
[0048]請一并參閱圖3，固定板110大致為狹長形，固定板110的中部開設(shè)有第一通孔112，固定板110的相對兩端還開設(shè)有螺紋孔114，螺紋孔114用于通過螺釘固定于飛針測試機上。固定板110上與活動板120相對的表面還開設(shè)有第一階梯槽116。
[0049]請一并參閱圖4,活動板120大致為狹長形,與固定板110平行相對設(shè)置?；顒影?20上開設(shè)有導(dǎo)向孔122及與導(dǎo)向孔122間隔設(shè)置的定位孔124。具體到本實施方式中，開設(shè)兩個導(dǎo)向孔122及兩個定位孔124，兩個定位孔124位于兩個導(dǎo)向孔122之間?；顒影?20上與固定板110相對的表面還開設(shè)有與第一階梯槽116對應(yīng)的第二階梯槽126。
[0050]請參閱圖1，第一夾具條131大致為狹長形，固定于固定板110上。具體地，可以通過多顆螺釘固定于固定板110上的第一階梯槽116的槽底。
[0051]第二夾具條132大致為狹長形，固定于活動板120上。具體地，可以通過多顆螺釘固定于活動板120上的第二階梯槽126的槽底。第二夾具條132與第一夾具條131平行相對設(shè)置。第一夾具條131及第二夾具條132可以為塑料形成，防止直接夾持住PCB板時刮傷PCB板。
[0052]具體地，所需要夾持的PCB板厚度范圍可以為0.5mm?8mm。當(dāng)PCB板的厚度在
0.5_?2_之間時，采用直接夾持方式，此時可在第二夾具條132上安裝補償條133，補償條133大致為狹長形，可通過螺釘?shù)染o固件固定于第二夾具條132上。當(dāng)需要夾持不同厚度的PCB板時，可設(shè)計不同厚度的補償條133，并將補償條133通過螺釘固定于第二夾具條132上，來改變處于開啟狀態(tài)時的第一夾具條131與第二夾具條132之間的夾持距離J，以適應(yīng)不同厚度的PCB板。當(dāng)然，在其它的實施方式中，還可以通過改變偏心輪驅(qū)動活動板移動的距離，即第二夾具條132移動行程S來適應(yīng)不同厚度的PCB板，此時補償條可以省略。
[0053]請再參閱圖2，導(dǎo)向組件140包括導(dǎo)向軸141及軸承142。導(dǎo)向軸141的一端垂直固定于固定板110上，導(dǎo)向軸141的另一端依次穿設(shè)于導(dǎo)向孔122及軸承142?；顒影?20可以沿導(dǎo)向軸141向靠近或遠(yuǎn)離固定板110的方向移動。具體地，軸承142為直線軸承。
[0054]請再參閱圖2，輔助彈簧150設(shè)置于固定板110及活動板120之間，且其一端抵接于固定板110，另一端抵接于活動板120。輔助彈簧150在立式飛針測試機夾具100的打開狀態(tài)時處于壓縮狀態(tài)。輔助彈簧150的數(shù)量可以為四個，四個輔助彈簧150兩兩分設(shè)于連接桿組件160兩側(cè)。[0055]請一并參閱圖2，連接桿組件160依次穿設(shè)于第一通孔112及定位孔124。具體地，連接桿組件160包括第一連接桿161、第二連接桿162及第三連接桿163。第一連接桿161垂直穿設(shè)于第一通孔112，第二連接桿162平行于固定板110且其中部與第一連接桿161固定連接，第二連接桿162不與固定板110及活動板120相接觸，第二連接桿162的兩端均固定有第三連接桿163，第三連接桿163的一端穿設(shè)于定位孔124，限位組件170套設(shè)于第三連接桿163遠(yuǎn)離固定板110的一端。當(dāng)然，在其它的實施方式中，連接桿組件也可以僅包括一根連接桿，該連接桿的一端穿設(shè)于第一通孔，另一端穿設(shè)于定位孔。
[0056]請參閱圖2，固定板110的第一通孔112內(nèi)還嵌設(shè)有襯套117，以使第一連接桿161與第一通孔112間隙配合。具體地，第一連接桿161穿設(shè)于襯套117以穿設(shè)于第一通孔112進(jìn)行導(dǎo)向。第一連接桿161遠(yuǎn)離活動板120的一端呈板狀結(jié)構(gòu)，且其上開設(shè)有第二通孔1612。
[0057]請參閱圖2，限位組件170包括底板171、限位彈簧172、限位壓緊蓋173及螺紋緊固件174。底板171直接與活動板120相接觸，第三連接桿163的周緣設(shè)置有螺紋，限位壓緊蓋173開設(shè)有螺孔，底板171、限位彈簧172、限位壓緊蓋173及螺紋緊固件174沿遠(yuǎn)離固定板110的方向依次套設(shè)于第三連接桿163遠(yuǎn)離固定板110的一端。限位彈簧172的一端直接抵持于底板171上，間接抵持于活動板120上，其另一端抵持于限位壓緊蓋173。在立式飛針測試機夾具100為打開狀態(tài)時，限位彈簧172為壓縮狀態(tài)。限位彈簧172的彈性系數(shù)大于輔助彈簧150的彈性系數(shù)，限位彈簧172的彈性系數(shù)大概比輔助彈簧150的彈性系數(shù)大十倍左右。螺紋緊固件174具體可以為螺母，限位壓緊蓋173及螺母依次螺接于第三連接桿163上，組成雙螺母結(jié)構(gòu)，能隨意調(diào)節(jié)其在第三連接桿163的位置，并具有自鎖、防松的功能。
[0058]請參閱圖1及圖2，驅(qū)動組件180具體地可以包括偏心輪181及接觸板182。偏心輪181樞接于連接桿組件160遠(yuǎn)離活動板120的一端，偏心輪181可繞垂直于固定板110方向轉(zhuǎn)動以帶動連接桿組件160沿靠近或遠(yuǎn)離固定板110方向移動。具體地，偏心輪181的周緣開設(shè)有凹槽1812，第一連接桿161遠(yuǎn)離活動板120的一端可卡入凹槽1812內(nèi)，凹槽1812的相對兩槽壁上均開設(shè)有第三通孔1814，可通過轉(zhuǎn)動銷183依次穿過其中一第三通孔1814、第二通孔1612及另一第三通孔1814將偏心輪181樞接于第一連接桿161上，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。接觸板182固定于固定板110上，具體地，可通過螺釘固定。偏心輪181的周緣抵接于接觸板182。當(dāng)然，在其它的實施方式中也可以不開設(shè)凹槽，直接在偏心輪上開設(shè)一第三通孔，然后通過轉(zhuǎn)動銷依次穿過第二通孔及第三通孔來實現(xiàn)。當(dāng)然，在其它的實施方式中，驅(qū)動組件還可以為氣缸或電機，氣缸或電機直接與第三連接桿一端連接，驅(qū)動連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離固定板的方向移動。還可以采用蝸桿傳動方式來實現(xiàn)活動板沿靠近或遠(yuǎn)離固定板的方向往復(fù)移動。
[0059]手柄191的一端固定于偏心輪181上，通過轉(zhuǎn)動手柄191來帶動偏心輪181轉(zhuǎn)動，操作方便。手柄座192固定于固定板110上,且偏心輪181的兩側(cè)均固定有手柄座192。手柄座192上開設(shè)有定位槽1922，定位槽1922對應(yīng)于手柄191，當(dāng)立式飛針測試機夾具100處于打開或夾緊狀態(tài)時，手柄191卡入定位槽1922內(nèi)，防止偏心輪181隨意轉(zhuǎn)動。
[0060]當(dāng)立式飛針測試機夾具100在打開狀態(tài)且偏心輪181不動作時，由于輔助彈簧150與限位彈簧172作用在活動板120上的彈力的方向相反且大小相等，通過調(diào)節(jié)限位壓緊蓋173在第三連接桿163上的位置可以改變限位彈簧172的預(yù)緊程度，此時輔助彈簧150需要產(chǎn)生相應(yīng)的變形來抵消限位彈簧172彈力的變化，為此活動板120的初始位置會發(fā)生改變。同時，限位彈簧172的預(yù)緊力也能令偏心輪181與接觸板182產(chǎn)生相應(yīng)的接觸力，進(jìn)而使偏心輪181能夠時刻與接觸板182相接觸。
[0061]上述立式飛針測試機夾具100至少包括以下優(yōu)點:
[0062](I)當(dāng)立式飛針測試機夾具100處于打開狀態(tài)時，輔助彈簧150及限位彈簧172均處于壓縮狀態(tài)，驅(qū)動組件180帶動連接桿組件160向靠近固定板110的方向移動，連接桿組件160進(jìn)而帶動限位組件170向靠近固定板110的方向移動，限位彈簧172給活動板120施加壓力，使活動板120向靠近固定板110的方向移動，固定板110與活動板120之間的距離逐漸減小直到第一夾具條131與第二夾具條132夾緊PCB板，限位彈簧172施加的壓力均勻分散于固定在活動板120上，當(dāng)?shù)谝粖A具條131與第二夾具條132直接夾持住PCB板時,給PCB板施加一均勻夾持力。當(dāng)不需夾持該物品時,驅(qū)動組件僅需往相反方向運動即可卸下該物品，操作方便。
[0063](2)還包括補償條133，補償條133可拆卸地安裝于第二夾具條132上，不同厚度的補償條133可以適應(yīng)不同厚度的PCB板，使該立式飛針測試機夾具100可以夾持不同厚度的PCB板。
[0064](3)驅(qū)動組件180包括偏心輪181，偏心輪181上還設(shè)置有手柄191，通過轉(zhuǎn)動手柄191來轉(zhuǎn)動偏心輪181，操作更方便。同時偏心輪181的兩側(cè)還設(shè)置有手柄座192，手柄座192上開設(shè)有與手柄191對應(yīng)的定位槽1922，當(dāng)立式飛針測試機夾具100處于打開或夾緊狀態(tài)時，手柄191可卡入定位槽1922中，防止偏心輪181隨意轉(zhuǎn)動。
[0065]請參閱圖5至圖7，為第二實施方式中立式飛針測試機夾具200的結(jié)構(gòu)示意圖。該立式飛針測試機夾具用于間接夾持PCB板，可先將壓條233夾持在第一夾具條231與第二夾具條232之間，然后在壓條233上開設(shè)夾持槽2332用來夾持PCB板，夾持槽2332可以為V形階梯槽，以適應(yīng)不同厚度的PCB板。
[0066]具體地，所需要夾持的PCB板厚度范圍為0.5mm?8mm。當(dāng)PCB板的厚度為2mm或2mm以上時，采用間接夾持方式。具體到本實施方式中，壓條233的厚度可以為9mm。在夾持PCB板時，通過一立式飛針測試機夾具200固定PCB板的上端，再通過另一立式飛針測試機夾具200固定PCB板的下端，以固定PCB板。
[0067]具體地，立式飛針測試機夾具200包括固定板210、活動板220、第一夾具條231、第二夾具條232、壓條233、導(dǎo)向組件240、輔助彈簧250、連接桿組件260、限位組件270、驅(qū)動組件280、手柄291及手柄座292。
[0068]其中，固定板210、活動板220、第一夾具條231、第二夾具條232、導(dǎo)向組件240、輔助彈簧250、連接桿組件260、限位組件270、驅(qū)動組件280、手柄291及手柄座292分別與第一實施方式中的固定板110、活動板120、第一夾具條131、第二夾具條132、導(dǎo)向組件140、輔助彈簧150、連接桿組件160、限位組件170、驅(qū)動組件180、手柄191及手柄座192結(jié)構(gòu)相同，這里不再贅述。與第一實施方式中不同的是該立式飛針測試機夾具200不包括補償條133，而是通過在第一夾具條231與第二夾具條232之間先夾持厚度不變的壓條233，壓條233上開設(shè)有夾持槽2332，夾持槽2332用于卡住PCB板。夾持槽2332可以為V形階梯槽，以適應(yīng)不同厚度的PCB板。[0069]請參閱圖8，為一實施方式的立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法流程圖。該設(shè)計方法具體包括以下步驟:
[0070]步驟SI 10，根據(jù)需要夾持的PCB板的厚度Hz確定夾持PCB板所采用的夾持方式及最大夾持力F。具體到本實施方式中，當(dāng)PCB板的厚度Hz的范圍為0.5mm~2mm之間時，采用直接夾持方式，并確定夾持PCB板所需的夾持力Fz與PCB板的厚度的Hz之間的關(guān)系。具體地，F(xiàn)Z=25HZ，所以，當(dāng)采用直接夾持方式夾持PCB板時，F(xiàn)zmax=25*2=50N。當(dāng)PCB板的厚度Hz的范圍為2mm或2mm以上時，采用間接夾持方式。根據(jù)PCB板的厚度Hz確定壓條的厚度H」、夾持槽的寬度D。壓條的厚度Hj具體可以為9_，寬度Dj可以與PCB板的寬度Dz相等，也可以大于PCB板的寬度Dz。夾持槽可以為V形階梯槽，階梯槽的寬度不等，可以卡住不同厚度的PCB板。夾持壓條的夾持力h為80N。故而比較Fz和。后可知立式飛針測試機夾具的最大夾持力F的取值為F」=80N。
[0071]步驟S120，根據(jù)PCB板的寬度Dz預(yù)設(shè)第一夾具條和第二夾具條的寬度、固定板與活動板的寬度、受力點個數(shù)a、受力點位置、活動板的導(dǎo)向位置、導(dǎo)向組件結(jié)構(gòu)及處于開啟狀態(tài)時第一夾具條與第二夾具條之間的距離J。具體到本實施方式中，預(yù)設(shè)受力點個數(shù)a為2，受力點的位置即為定位孔的開設(shè)位置，活動板的導(dǎo)向位置為導(dǎo)向孔的開設(shè)位置，導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向軸和軸承。第一夾具條、第二夾具條、活動板和固定板的寬度可以等于PCB板的寬度Dz，也可以大于PCB板的寬度Dz。具體到本實施方式中，J>&+2，處于開啟狀態(tài)時第一夾具條與第二夾具條之間的距離J為12_，而壓條的厚度％為9_，故而符合條件。
[0072]步驟S130，設(shè)定固定板及活動板所允許的變形大小、變形均勻度及制造成本，對固定板及活動板進(jìn)行有限元仿真，并確定受力點個數(shù)a的最佳值，受力點位置以及導(dǎo)向位置的最佳位置，導(dǎo)向組件、第一夾具條、第二夾具條及固定板與活動板的最佳結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向軸及軸承，軸承可以為直線軸承。受力點個數(shù)最佳值取值為2，受力點位置的最佳位置即為定位孔的開設(shè)位置，導(dǎo)向位置的最佳位置為導(dǎo)向孔的開設(shè)位置，導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向軸和軸承，軸承可以為直線軸承。第一夾具條固定于固定板上，第二夾具條固定于活動板上。
[0073]步驟S140，確定輔助彈簧及`限位組件的具體結(jié)構(gòu)。限位組件包括底板、限位彈簧、限位壓緊蓋及螺紋緊固件。當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，第一夾具條與第二夾具條之間的間距J為12mm，此時限位彈簧的彈性系數(shù)為Ic1，壓縮量為X1，輔助彈簧的彈性系數(shù)為k2，數(shù)量為b，b取4,壓縮量為y1;預(yù)緊力fzal^xfbl^yfZON ;當(dāng)?shù)诙A具條移動行程S時，S取值Ilmm,所述限位彈簧增加的壓縮量為S-O^k2AikJl) (J-H」)，則最大夾持力F=Fj=(S-Oik2Aik^l)(J-Hj) Mk1,而 Sk1=Cbk2, c 取值為 10,可知 Zk1=IO5Kk2,即可確定 Ic1 和 k2。Fj=80N, Hj=9mm,S=Ilmm, J=12mm, a=2, b=4, c=10,可知1^=5.19, k2=0.26。校核輔助彈簧和限位彈簧直到滿足要求。最終確定限位彈簧的彈性系數(shù)匕=5，允許的最大變形量為15;輔助彈簧的彈性系數(shù)為k2=0.25，允許的最大變形量為30。
[0074]步驟S150，當(dāng)需要采用直接夾持方式夾持PCB板時，還包括設(shè)計補償條的步驟，具體地，可根據(jù)所述PCB板的厚度Hz與夾持力Fz可知厚度Hz與J或S的關(guān)系，設(shè)計補償條。因為FZ=25HZ，又根據(jù)Fz= (S- (bkyak^l) (J-Hz)) al^，可知PCB板厚度Hz與J或S的關(guān)系。具體到本實施方式中，S為固定值11_，而改變J的大小來適應(yīng)不同厚度的PCB板。而要改變處于開啟狀態(tài)時第一夾具條與第二夾具條之間的間距J，則通過設(shè)計不同厚度的補償條來改變。25ΗΖ=(11-1.1(J-HZ))*2*5，可知 J=10-2.17HZ。而補償條的厚度 Hb=12_J=2+l.27HZ。因此，當(dāng)采用直接夾持方式時，可將相應(yīng)厚度的補償條通過螺釘固定于第二夾具條上即可改變J，以適應(yīng)不同厚度的PCB板需要不同的夾持力Fz。當(dāng)然，在其它的實施方式中，也可以將J設(shè)定為固定值，而通過改變S的大小以改變夾持力的大小，以適應(yīng)不同厚度的PCB板。當(dāng)采用間接加持方式夾持PCB板時，步驟S150可省略。
[0075]步驟S160，根據(jù)受力點個數(shù)a的最佳值及受力點位置的最佳位置確定連接桿組件的一端通過限位組件與活動板相接觸，另一端與驅(qū)動組件相連接，驅(qū)動組件與固定板相接觸。具體地，驅(qū)動組件包括偏心輪及接觸板，偏心輪樞接于連接桿組件遠(yuǎn)離活動板的一端，偏心輪可繞垂直于固定板方向轉(zhuǎn)動以帶動連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離固定板方向移動，接觸板固定于固定板上，偏心輪的周緣抵接于接觸板，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于接觸板的切點的距離為Hi1,當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于接觸板的切點的距離為驅(qū)動組件采用偏心輪和接觸板，可以降低成本及提高操作的便利性。當(dāng)然，在其它的實施方式中，也可以采用其它可以將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動的結(jié)構(gòu)，如采用氣缸或電機直接驅(qū)動，蝸桿傳動等等。
[0076]具體地，連接桿組件包括第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿，且其直徑均可以為8mm?14mm之間。第三連接桿為兩個，兩個第三連接桿分別穿設(shè)于活動板上的定位孔中。導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向軸和軸承，導(dǎo)向軸穿設(shè)于導(dǎo)向孔中。限位組件包括底板、限位彈簧、限位壓緊蓋及螺紋緊固件，并依次沿遠(yuǎn)離活動板的方向穿設(shè)于第三連接桿上。
[0077]上述立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法至少包括以下優(yōu)點:
[0078]設(shè)計出的立式飛針測試機夾具處于打開狀態(tài)時，輔助彈簧及限位彈簧均處于壓縮狀態(tài)，驅(qū)動組件帶動連接桿組件向靠近固定板的方向移動，連接桿組件進(jìn)而帶動限位組件向靠近固定板的方向移動，限位彈簧給活動板施加壓力，使活動板向靠近固定板的方向移動，固定板與活動板之間的距離逐漸減小直到第一夾具條與第二夾具條直接或間接夾緊PCB板，限位彈簧施加的壓力均勻分散于固定在活動板上，當(dāng)?shù)谝粖A具條與第二夾具條直接或間接夾持住PCB板時，給PCB板施加一均勻夾持力。當(dāng)不需夾持該物品時，驅(qū)動組件僅需往相反方向運動即可卸下該物品，操作方便。該立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法通過有限元仿真，可以縮短開發(fā)周期，降低制造成本。
[0079]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種立式飛針測試機夾具，用于夾持PCB板，其特征在于，包括: 固定板，其上開設(shè)有第一通孔； 活動板，與所述固定板平行相對設(shè)置，所述活動板上開設(shè)有導(dǎo)向孔及與所述導(dǎo)向孔間隔設(shè)置的定位孔； 第一夾具條，固定于所述固定板上；及 第二夾具條，固定于所述活動板上，且所述第一夾具條與所述第二夾具條平行相對設(shè)置； 導(dǎo)向組件，包括導(dǎo)向軸及軸承，所述導(dǎo)向軸的一端垂直固定于所述固定板上，所述導(dǎo)向軸的另一端依次穿設(shè)于所述導(dǎo)向孔及所述軸承； 輔助彈簧，設(shè)置于所述固定板與所述活動板之間，且其一端抵接于所述固定板，另一端抵接于所述活動板； 連接桿組件，依次穿設(shè)于所述第一通孔及所述定位孔； 限位組件，包括限位彈簧及限位壓緊蓋，所述限位彈簧及所述限位壓緊蓋套設(shè)于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述固定板的一端，所述限位彈性元件的一端抵持于所述活動板，其另一端抵持于所述限位壓緊蓋；及 驅(qū)動組件，連接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述驅(qū)動組件可帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，還包括壓條，所述壓條上開設(shè)有夾持槽，所述夾持槽用于卡住所述PCB板，所述壓條被夾持于所述第一夾具條與第二夾具條之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，所述夾持槽為V形階梯槽，用于夾持不同厚度的PCB板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，還包括補償條，所述補償條可拆卸地安裝于所述第二夾具條上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括偏心輪及接觸板，所述偏心輪樞接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述偏心輪繞垂直于所述固定板方向轉(zhuǎn)動時可帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動，所述接觸板固定于所述固定板上，所述偏心輪的周緣抵接于所述接觸板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，還包括手柄及手柄座，所述手柄的一端固定于所述偏心輪上，所述偏心輪的兩側(cè)均設(shè)置有所述手柄座，所述手柄座固定于所述固定板上，所述手柄座上開設(shè)有定位槽，所述定位槽對應(yīng)于所述手柄。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，所述連接桿組件包括第一連接桿、第二連接桿及第三連接桿，所述第一連接桿垂直穿設(shè)于所述第一通孔，所述第二連接桿平行于所述固定板且其中部與所述第一連接桿固定連接，所述第二連接桿的兩端均固定有第三連接桿，所述第三連接桿的一端穿設(shè)于所述定位孔，所述限位組件套設(shè)于所述第三連接桿遠(yuǎn)離所述固定板的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的立式飛針測試機夾具，其特征在于，所述限位組件還包括底板及螺紋緊固件，所述第三連接桿的周緣設(shè)置有螺紋，所述限位壓緊蓋開設(shè)有螺孔，所述底板、限位彈簧、限位壓緊蓋及螺紋緊固件沿遠(yuǎn)離所述固定板的方向依次套設(shè)于所述第三連接桿。
9.一種立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟: 根據(jù)需要夾持的PCB板的厚度氏確定夾持方式及最大夾持力F:確定直接夾持所述PCB板所需的夾持力Fz與PCB板的厚度Hz之間的關(guān)系，根據(jù)所述PCB板的厚度Hz確定壓條的厚度民及夾持槽的寬度D，確定夾持所述壓條所需的夾持力匕；比較Fz與匕后可知最大夾持力F的取值為Fj ； 根據(jù)所述PCB板的寬度Dz預(yù)設(shè)第一夾具條與第二夾具條的寬度、固定板與活動板的寬度、受力點個數(shù)a、受力點位置、活動板的導(dǎo)向位置、導(dǎo)向組件結(jié)構(gòu)及處于開啟狀態(tài)時所述第一夾具條與第二夾具條之間的距離J ； 設(shè)定所述固定板及活動板所允許的變形大小、變形均勻度及制造成本，對所述固定板及活動板進(jìn)行有限元仿真，并確定受力點個數(shù)a的最佳值，受力點位置以及導(dǎo)向位置的最佳位置，導(dǎo)向組件、第一夾具條、第二夾具條及固定板與活動板的最佳結(jié)構(gòu)； 確定輔助彈簧及限位組件的具體結(jié)構(gòu):當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，限位彈簧的彈性系數(shù)為k1;壓縮量為X1，輔助彈簧的彈性系數(shù)為k2，數(shù)量為b，壓縮量為yi，預(yù)緊力f=akA=bk2yi ;當(dāng)?shù)诙A具條移動行程S時，所述限位彈簧增加的壓縮量為S-O^/aVl) (J-Hp，最大夾持力F 取值為 F,此時 F=Fj= (S-ODkj/ak^+l) (J-HjDak^,而 Sk1=Cbk2,即可確定 Ic1 和 k2 ； 根據(jù)受力點個數(shù)a的最佳值及受力點位置的最佳位置確定連接桿組件的一端通過限位組件與活動板相接觸,另一端與驅(qū)動組件相連接，驅(qū)動組件與固定板相接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法，其特征在于，步驟確定輔助彈簧及限位組件的具體結(jié)構(gòu)后還包括步驟確定補償條的具體結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述PCB板的厚度Hz與夾持力Fz的關(guān)系可知補償條的厚度與PCB板的厚度Hz的關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的立式飛針測試機夾具的設(shè)計方法，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括偏心輪及接觸板，所述偏心輪樞接于所述連接桿組件遠(yuǎn)離所述活動板的一端，所述偏心輪可繞垂直于所述固定板方向轉(zhuǎn)動以帶動所述連接桿組件沿靠近或遠(yuǎn)離所述固定板方向移動，所述接觸板固定于所述固定板上，所述偏心輪的周緣抵接于所述接觸板，當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于所述接觸板的切點的距離為m1;當(dāng)處于開啟狀態(tài)時，所述偏心輪的轉(zhuǎn)動中心與偏心輪相切于所述接觸板的切點的距離為m2，Hi1-1n2=So
【文檔編號】G01R1/04GK103616534SQ201310617020
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】譚艷萍, 王星, 宋福民, 翟學(xué)濤, 楊朝輝, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族數(shù)控科技有限公司