一种接触件保持力测试装置的制作方法

1.本发明涉及接触件测试装置技术领域，尤其涉及一种接触件保持力测试装置。


背景技术：

2.目前，对于连接器内接触件(插针/插孔)保持力的测试都是通过人手动进行测试，测试效率低，并且手动测试不能够保证测试力的一致性。虽然也存在一些辅助测试的工具，但是这类工具只能提供测试力，不能保证力的一致性，并且使用此类工具时，劳动强度大。
3.鉴于此，本技术发明人发明了一种接触件保持力测试装置。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的不足，现设计一种新的结构装置，能够实现自动对连接器内的接触件进行定位，并且自动完成接触件保持力的测试的一种接触件保持力测试装置。
5.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种接触件保持力测试装置，包括：机械手臂、定位识别模块、保持力提供模块、测试头转换机构、位移传感器、控制模块；
6.所述机械手臂连接轴固定连接有安装架，所述定位识别模块固定在安装架一侧，所述保持力提供模块固定在安装架另一侧，所述测试头转换机构固定在安装架内；所述机械手臂可驱动定位识别模块、保持力提供模块、测试头转换机构在水平方向以及竖直方向移动；
7.所述定位识别模块获取接触件的位置坐标；
8.所述控制模块根据位置坐标控制机械手臂驱动保持力提供模块至接触件正上方；
9.所述测试头转换机构转动端固定有安装盘，安装盘上设置有至少一个测试头测试件，测试件位于保持力提供模块升降端正下方；
10.所述保持力提供模块升降端下压时驱动测试头测试件与接触件接触；
11.所述位移传感器与保持力提供模块升降端连接，位移传感器用于获取保持力提供模块升降端下压距离值，将获取的距离值发送至控制模块，控制模块根据距离预设值与距离值比对，若距离值等于距离预设值，控制模块控制保持力提供模块停止下压。
12.进一步地，所述安装架通过法兰连接板、所述法兰锁紧板与机械手臂连接轴固定，所述法兰连接板固定在安装架顶部，所述法兰锁紧板固定在法兰连接板顶部，所述法兰锁紧板与机械手臂连接轴固定。
13.进一步地，所述定位识别模块为工业相机，所述工业相机包括镜头、光源，镜头安装在工业相机图像输入端底部，所述工业相机与安装架之间设置有相机安装板，所述相机安装板分别与工业相机、安装架固定，所述相机安装板固定在安装架一侧顶部，所述镜头底部设置有光源固定板，所述光源固定板一侧与安装架一侧固定，所述光源固定在光源固定板底部，所述光源固定板中部具有圆孔。
14.进一步地，所述光源固定板与安装架连接处两侧均固定有光源加劲肋。
15.进一步地，所述保持力提供模块为顶出气缸，所述顶出气缸固定在安装架远离定位识别模块一侧，所述位移传感器固定在顶出气缸升降端，所述位移传感器通过位移传感器固定板与保持力提供模块升降端固定，所述顶出气缸伸缩端还固定有衬套，所述衬套位于位移传感器固定板顶部，所述衬套内穿设有弹簧导向轴，所述弹簧导向轴底端向下延伸贯穿位移传感器，且所述弹簧导向轴位于测试件正上方。
16.进一步地，所述弹簧导向轴表面穿设有第一弹簧，所述第一弹簧位于衬套与位移传感器之间，所述衬套和弹簧导向轴实现对第一弹簧的限位与导向，所述弹簧导向轴上移时，能够压缩第一弹簧，所述第一弹簧在压缩时通过弹簧导向轴为接触件提供保持力。
17.进一步地，所述测试头转换机构包括伺服电机与减速机，所述伺服电机固定在安装架内，所述减速机固定在伺服电机底部，所述伺服电机转动端与减速机转动输入端连接，所述安装盘固定在减速机转动输出端。
18.进一步地，所述减速机外侧固定有减速机固定板，所述减速机固定板与安装架固定，所述安装盘包括转盘与限位块，所述转盘固定在减速机转动输出端，所述转盘位于减速机固定板下方，所述限位块数量至少为一个，所述限位块固定在转盘外周面。
19.进一步地，所述测试件包括测试头、弹簧限位环、测试头安装柱、第二弹簧，所述测试头安装柱贯穿限位块，所述弹簧限位环固定测试头安装柱顶端，所述测试头安装柱表面穿设有第二弹簧，所述第二弹簧限制在弹簧限位环与限位块之间，所述测试头安装柱实现对第二弹簧的导向；所述第二弹簧能够将测试头安装柱、弹簧限位环顶起复位，所述测试头固定在弹簧限位环底端。
20.进一步地，所述定位识别模块还用于识别接触件的型号；所述控制模块驱动测试头转换机构转动，将与接触件的型号相对应的测试件移动至保持力提供模块伸缩端正下方。
21.本发明的有益效果：
22.1、本发明由定位识别模块先计算出接触件的位置坐标，将位置坐标信息发送至控制模块，控制模块控制机械手臂将保持力提供模块、测试件移动至接触件正上方，再启动保持力提供模块，保持力提供模块升降端同时带动位移传感器、弹簧导向轴下移，弹簧导向轴底部下压测试头安装柱，测试头安装柱下压测试头，测试头与接触件接触时，产生反弹力，使弹簧导向轴上移压缩第一弹簧，第一弹簧在压缩时通过弹簧导向轴为测试接触件的保持力提供压力，位移传感器获取的下移距离值发送至控制模块，由控制模块将距离值与距离预设值比对分析，当距离值等于距离预设值，控制模块控制保持力提供模块停止下压，通过位移传感器的下移距离值匹配测试力，测试效率高，测试力大小更加精确，保障测试力的一致性，避免测试力过大或过小达不到测试要求，或测试力过大对接触件造成损伤。
23.2、本发明通过第一弹簧和位移传感器来提供测试力，力的大小更加精确；并且具有一定的缓冲作用，在检测力异常时，有一定的缓冲空间，能够对接触件起到保护作用
24.3、本发明通过定位识别模块对接触件的规格型号进行自动识别，由控制模块匹配调用相匹配的测试件，实现自动切换相匹配的测试件，对不同型号的接触件进行测试，进一步提升接触件保持力测试装置测试效率，降低测试人员的劳动强度。
附图说明
25.图1为本发明的接触件保持力测试装置整体结构示意图；
26.图2为本发明的机械手臂整体结构示意图；
27.图3为本发明的定位识别模块结构示意图；
28.图4为本发明的保持力提供模块整体结构示意图；
29.图5为本发明的测试头转换机构结构示意图；
30.图6为本发明的控制模块控制流程示意图。
31.图中：1、机械手臂；2、法兰连接板；3、法兰锁紧板；4、定位识别模块；5、保持力提供模块；6、测试头转换机构；7、测试件；8、位移传感器；9、安装架；
32.401、镜头；402、光源固定板；403、光源；404、光源加劲肋；405、相机安装板；
33.501、顶部加劲肋；502、衬套；503、第一弹簧；504、弹簧导向轴；505、位移传感器固定板；507、底部加劲肋；
34.601、伺服电机；602、减速机；603、限位块；604、减速机固定板；605、光电开关；606、光电开关固定钣金；607、转盘；
35.700、测试头；701、弹簧限位环；702、测试头安装柱；703、第二弹簧。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
38.实施例一
39.请参阅图1、2所示，本实施例所述一种接触件保持力测试装置，包括机械手臂1、定位识别模块4、保持力提供模块5、测试头转换机构6、测试件7、位移传感器8、控制模块，机械手臂1连接轴固定连接有安装架9，定位识别模块4固定在安装架9一侧，保持力提供模块5固定在安装架9另一侧，测试头转换机构6固定在安装架9内。
40.机械手臂1可驱动定位识别模块4、保持力提供模块5、测试头转换机构6在水平方向以及竖直方向移动，水平方向包括水平横向移动、水平纵向移动，如图1中所示，y轴纵向，x轴方向横向，z轴方向为竖直方向，定位识别模块4、保持力提供模块5、测试头转换机构6、位移传感器8均与控制模块信号连接或导线连接，定位识别模块4获取接触件的位置坐标，将坐标发送至控制模块，控制模块根据位置坐标控制机械手臂1驱动保持力提供模块5至接触件正上方，测试头转换机构6转动端固定有安装盘，安装盘上设置有至少一个测试头测试件7，测试件7位于保持力提供模块5升降端正下方；保持力提供模块5升降端下压时驱动测试头测试件7与接触件接触。
41.位移传感器8与保持力提供模块5升降端连接，位移传感器8用于获取保持力提供模块5升降端下压距离值，将获取的距离值发送至控制模块，控制模块根据距离预设值与距
离值比对，若距离值等于距离预设值，控制模块控制保持力提供模块5停止下压；距离预设值设置应与接触件对应的测试力对应，具体可以由工作人员现场调试进行相应设置，在此不做具体限定。
42.通过位移传感器8的获取的距离值来判断是否到达测试力的大小，当距离值等于距离预设值，控制模块控制保持力提供模块5停止下压，测试力大小更加精确，保障测试力的一致性，避免测试力过大或过小达不到测试要求，或测试力过大对接触件造成损伤。
43.请参阅图1、2所示，安装架9通过法兰连接板2、法兰锁紧板3与机械手臂1连接轴固定，法兰连接板2固定在安装架9顶部，法兰锁紧板3固定在法兰连接板2顶部，法兰锁紧板3与机械手臂1连接轴固定。
44.本实施例中，定位识别模块4为工业相机，工业相机包括镜头401、光源403，镜头401安装在工业相机图像输入端底部，工业相机与安装架9之间设置有相机安装板405，相机安装板405分别与工业相机、安装架9固定，相机安装板405固定在安装架9一侧顶部，镜头401底部设置有光源固定板402，光源固定板402一侧与安装架9一侧固定，光源403固定在光源固定板402底部，光源固定板402中部具有圆孔，镜头401通过圆孔对目标物进行拍照，光源403为目标物进行补光。
45.为防止光源403在移动过程中发生晃动，光源固定板402与安装架9连接处两侧均固定有光源加劲肋404，光源加劲肋404用于提升光源固定板402与安装架9连接稳定性，使得光源固定板402与安装架9连接的更加稳定，使工业相机获得更清晰的图像。
46.请参阅图4所示，保持力提供模块5为顶出气缸，顶出气缸固定在安装架9远离定位识别模块4一侧，位移传感器8固定在顶出气缸升降端，位移传感器8通过位移传感器固定板505与保持力提供模块5升降端固定，位移传感器固定板505设置在位移传感器8与顶出气缸升降端之间，位移传感器固定板505分别与位移传感器8、顶出气缸升降端固定，顶出气缸伸缩端还固定有衬套502，衬套502位于位移传感器固定板505顶部，衬套502内穿设有弹簧导向轴504，弹簧导向轴504底端向下延伸贯穿位移传感器8，且弹簧导向轴504位于测试件7正上方。
47.弹簧导向轴504表面穿设有第一弹簧503，第一弹簧503位于衬套502与位移传感器8之间，衬套502和弹簧导向轴504实现对第一弹簧503的限位与导向，弹簧导向轴504上移时，能够压缩第一弹簧503，第一弹簧503在压缩时通过弹簧导向轴504为接触件提供保持力。
48.为提升了安装架9与保持力提供模块5连接一侧的结构稳定性，安装架9远离安装架9与保持力提供模块5连接一侧上端固定有顶部加劲肋501、下端固定有底部加劲肋507，顶部加劲肋501另一端、底部加劲肋507另一端均与安装架9与定位识别模块4连接一侧固定，实现整体测试结构的稳定。
49.请参阅图5所示，测试头转换机构6包括伺服电机601与减速机602，伺服电机601固定在安装架9内，减速机602固定在伺服电机601底部，伺服电机601转动端与减速机602转动输入端连接，安装盘固定在减速机602转动输出端，伺服电机601驱动减速机602转动，减速机602驱动安装盘转动，安装盘带动测试件7移动至保持力提供模块5升降端正下方。
50.减速机固定板604一侧设置有光电开关605，光电开关605与减速机固定板604之间设置有光电开关固定钣金606，光电开关605通过光电开关固定钣金606与减速机固定板604
固定，光电开关605对减速机固定板604原点定位。
51.请参阅图5所示，减速机602外侧固定有减速机固定板604，减速机固定板604与安装架9固定，如图2所示，安装盘包括转盘607与限位块603，转盘607固定在减速机602转动输出端，转盘607位于减速机固定板604下方，限位块603数量至少为一个，限位块603固定在转盘607外周面。
52.测试件7包括测试头700、弹簧限位环701、测试头安装柱702、第二弹簧703，测试头安装柱702贯穿限位块603，弹簧限位环701固定测试头安装柱702顶端，测试头安装柱702表面穿设有第二弹簧703，第二弹簧703限制在弹簧限位环701与限位块603之间，测试头安装柱702实现对第二弹簧703的导向，测试头安装柱702也与限位块603精密配合，限位块603为对测试头安装柱702起到导向作用，并且能够防止测试头安装柱702发生旋转，例如，测试头安装柱702为六棱柱，限位块603内开设有与六棱柱相适配的六棱腔，六棱柱贯穿六棱腔；第二弹簧703为宝塔弹簧，第二弹簧703为能够将测试头安装柱702、弹簧限位环701顶起，即便于测试头700复位，测试头700固定在弹簧限位环701底端，测试头700在工作时与接触件直接接触，为方便对测试头700进行更换，测试头700通过螺纹旋合在弹簧限位环701底端。
53.本实施例所述一种接触件保持力测试装置，工作原理：由定位识别模块4先计算出接触件的位置坐标，将位置坐标信息发送至控制模块，控制模块控制机械手臂1将保持力提供模块5、测试件7移动至接触件正上方，再启动保持力提供模块5，保持力提供模块5升降端同时带动位移传感器8、弹簧导向轴504下移，弹簧导向轴504底部下压测试头安装柱702，测试头安装柱702下压测试头700，测试头700与接触件接触时，产生反弹力，使弹簧导向轴504上移压缩第一弹簧503，第一弹簧503在压缩时通过弹簧导向轴504为测试接触件的保持力提供压力，位移传感器8获取的下移距离值发送至控制模块，由控制模块将距离值与距离预设值比对分析，当距离值等于距离预设值，控制模块控制保持力提供模块5停止下压，通过位移传感器8的下移距离值匹配测试力，测试效率高，测试力大小更加精确，保障测试力的一致性，避免测试力过大或过小达不到测试要求，或测试力过大对接触件造成损伤。
54.其次，通过第一弹簧503和位移传感器8来提供测试力，力的大小更加精确；并且具有一定的缓冲作用，在检测力异常时，有一定的缓冲空间，能够对接触件起到保护作用。
55.本实施例中，定位识别模块4定位接触件，可通过常用的工业部件定位算法实现即可。
56.实施例二
57.本实施例在实施例一的基础上，进一步改进设计，当接触件有多个型号时，定位识别模块4还用于识别接触件的型号，并将型号发送至控制模块，控制模块驱动测试头转换机构6转动，将与接触件的型号相对应的测试件7移动至保持力提供模块5伸缩端正下方。本实施例中，定位识别模块4识别不同型号的接触件，可通过图像识别算法，如dijkstra；bellman-ford；floyd-warshall；prim；kruskal等等，此为现有技术，故再次不做赘述。
58.具体地，请参阅图1、5所示，转盘607外周面固定有若干个限位块603，若干个与接触件的型号相应的测试件7一一对应设置不同的限位块603内，测试件7的数量为与限位块603数量一致，伺服电机601转动带动减速机602转动，减速机602带动转盘607转动，转盘607将相应的测试件7移动至弹簧导向轴504正下方。
59.本实施例一种接触件保持力测试装置，工作原理：
60.控制模块用于对若干个限位块603进行顺序编号，并将限位块603内设置的不同型号的测试件7与顺序编号进行关联，如顺序编号为1、2、3、4...等，顺序编号与限位块603的数量一致。
61.控制模块还用于记录相邻设置的限位块603之间的间距值s，本实施例限位块603以转盘607的圆心等环距固定在转盘607的外周面上，相邻设置的限位块603之间间距值s一致。
62.控制模块将顺序编号为n对应的测试件7设置为初始位置，初始位置位于保持力提供模块5伸缩端正下方，即测试头安装柱702位于弹簧导向轴504正下方。
63.定位识别模块4用于识别接触件的型号，并将型号发送至控制模块，控制模块根据接触件型号与不同型号的测试件7进行匹配，将接触件型号与其相一致型号的测试件7，作为本次使用，并调取与该型号相对应的限位块603顺序编号，并将该调取限位块603顺序编号作为初始位置，方便后续继续选择不同型号的测试件7，对伺服电机601的行程s进行计算。
64.控制模块根据调取的顺序编号计算伺服电机601行程y，计算逻辑如下：
65.若调取的顺序编号为n+3，y＝n+3-n*s，控制模块根据行程y、伺服电机601转速，控制伺服电机601的运行时间，将作为本次使用的测试件7驱动至保持力提供模块5伸缩端正下方。
66.通过定位识别模块4对接触件的规格型号进行自动识别，由控制模块匹配调用相匹配的测试件7，实现自动切换相匹配的测试件7，对不同型号的接触件进行测试，进一步提升接触件保持力测试装置测试效率，降低测试人员的劳动强度。
67.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
68.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。