專利名稱：一種電動探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子儀器儀表領域使用的測試工具，具體涉及一種連接儀器
儀表和被測試電路或器件的探頭。
背景技術：
現有測試電子器件的測試工具為兩個獨立的表筆或探頭，進行電子元件的測量過 程中，使用者需要兩手握持兩個表筆或探頭，并將兩個表筆或探頭與待測電子器件的端點 接觸，進行測量。由于待測電子元件的規格不同，需要在測量的同時調整儀表的參數，此種 表筆或探頭分體設計的測試工具給電子器件的測量帶來諸多不便。 針對以上的問題，又出現了一種兩個探頭連接在一起的測試工具，可以一只手進 行操作，以手和手指為動力調整兩個探頭間的距離，以適應不同距離的被測電子器件的兩 個端點。但是此種測試工具雖然在操作上與上述的測試工具相比更為方便，不需用兩只手 調整兩個探頭之間的距離，但是對于連續測量電路板上多個不同規格的電子器件，需要頻 繁的手動調節探頭間的距離，測量起來十分不便，對于規格較小的電子器件，由于其測量端 點之間的距離很小，單手操作不容易調整到合適距離，不能保證探針調整的精確度，容易出 現誤操作。
實用新型內容針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種單手以電動方式控制，可以精確 調整探頭探針之間的距離，能夠方便、快捷的對待測電子器件進行測量的電動探頭。 為實現上述目的，本實用新型的電動探頭，包括探頭本體、探頭調節機構和動力機 構，探頭本體上具有至少兩組探針，探頭本體與探頭調節機構相連，通過動力機構對探頭調 節機構提供動力，調整探頭上探針之間的距離。 進一步，所述動力機構為旋轉電機，所述探頭本體包括兩只調節臂，兩只調節臂連
接在所述探頭調節機構上，所述探頭調節機構包括調節臂上連接的驅動輪和所述動力機構
連接的傳動輪，兩只調節臂上的驅動輪相互嚙合，傳動輪與其中一個驅動輪嚙合，通過所述
動力機構驅動傳動輪旋轉帶動兩個驅動輪旋轉，進而調節兩只調節臂上探針之間的距離。 進一步，所述動力機構為旋轉電機，所述探頭本體包括兩只由第一擺桿和第二擺
桿鉸接組成的調節臂，其中第一擺桿的一端設置有探針，調節臂連接在所述探頭調節機構
上，所述探頭調節機構包括第二擺桿的一端連接的驅動輪、第三擺桿和所所述動力機構連
接的傳動輪，兩只調節臂上的驅動輪相互嚙合，傳動輪與其中一個驅動輪嚙合，第三擺桿的
一端與第一擺桿的中部鉸接，另一端固定，通過所述動力機構驅動傳動輪旋轉帶動兩個驅
動輪旋轉，進而調節探針之間的距離。 進一步，所述驅動輪上連接有角度傳感器，用于實時檢測所述驅動輪的旋轉角度， 并將檢測的信號數據發送給所述電動探頭的控制系統，經控制系統對信號數據分析處理， 控制所述旋轉電機的工作方式，精確調整所述探針的距離。[0009] 進一步，所述動力機構為直線電機，所述探頭本體包括兩只調節臂，兩只調節臂的 一端鉸接，其中部連接在所述探頭調節機構上，該探頭調節機構為兩根鉸接的支撐臂，兩根 支撐臂分別鉸接在兩調節臂的中部，通過所述動力機構驅動兩支撐臂鉸接點上、下移動，調 整兩支撐臂之間的開度，進而調節兩調節臂上探針之間的距離。 進一步，所述兩支撐臂的鉸接點處設置有位置傳感器，用于檢測該鉸接點上下移 動的位置，并將檢測的信號數據發送給所述電動探頭的控制系統，經控制系統對信號數據 分析處理，控制所述直線電機的工作方式，精確調整所述探針的距離。 進一步，所述動力機構為壓電陶瓷，所述探頭本體包括兩只調節臂，分別與壓電陶 瓷的兩極相連，兩只調節臂連接在所述探頭調節機構上，該探頭調節機構為兩根支撐臂，兩 根支撐臂分別一端鉸接在兩調節臂的中部，兩根支撐臂另一端固定，通過所述動力機構驅 動兩只調節臂之間的開度，進而調節兩調節臂上探針之間的距離。 進一步，所述探針表面設置絕緣層，絕緣層表面設置金屬層，金屬層與電氣地連 接，對所述探針形成屏蔽保護。 進一步，所述探頭本體連接在外殼上，所述探頭調節機構和動力機構設置在外殼 內，外殼上設置有用于顯示所述探針之間距離的顯示器，所述探針上連接導線與測試儀表 相連，其中測試儀表與外殼為一體或者分體設置。 進一步，所述外殼上設置有控制開關，用于控制所述動力機構的工作或者停止，控 制開關為手控、腳控、聲控中的一種或多種組合控制方式。 本實用新型的電動探頭以電力為驅動探針間距離的動力機構，代替現有的以手和 手指調整探頭探針距離的探頭。具有調整方便，控制準確的優點。該電動探頭可以與各種 常用的測試儀表連接后組成新型測試儀表，如示波器、LRC元件測試儀、電路分析儀等。
圖1為本實用新型的電動探頭結構框圖； 圖2為本實用新型的電動探頭示意圖； 圖3為實施例1中電動探頭的示意圖； 圖4為實施例2中電動探頭的示意圖； 圖5為實施例3中電動探頭的示意圖； 圖6為實施例4中電動探頭的示意圖； 圖7為本實用新型的電動探頭操作示意圖。
具體實施方式
實施例1 : 如圖3所示，本實用新型的電動探頭，包括調節臂1、2、傳動輪31、驅動輪32、33和 旋轉電機5，調節臂1、2上分別對應設置驅動輪32、33，驅動輪32和驅動輪33之間互相嚙 合，驅動輪32與傳動輪31相嚙合，傳動輪31與旋轉電機5相連，由旋轉電機5提供動力旋 轉，并帶動驅動輪32、33旋轉，進而調節與其相連的調節臂1、2之間的開度來調整調節臂1、 2上設置的探針11的距離。如圖2所示，傳動輪31、驅動輪32、33和旋轉電機5均裝于外殼 6中，外殼6中還設置有與旋轉電機相連的變速箱5，旋轉電機5通過變速箱7減速，通過蝸
4桿輸出動力。蝸桿把動力傳遞到傳動輪31，電源通過開關51、52與旋轉電機5連接。開關 51開，旋轉電機5正轉，對應于增大探針11間距離，開關52開，旋轉電機5反轉，對應于減 少探針11間距離，停止則不變。開關為三位開關，使用時，極為方便，左推開關則旋轉電機 5正轉，增大探針1間距離，右推開關旋轉電機5反轉，減小探針見距離，保持開關位置在中 間，下壓后松開開關則啟動"鑷子模式"。探頭的電源可以由電池或通過導線8與探針11相 連的測試儀表9提供。旋轉電機軸裝有蝸桿，探針支撐半輪為渦輪結構，探針支撐半輪固定 在機體上，蝸桿與渦輪連接，蝸桿把動力傳給渦輪，并且有自鎖功能，即渦輪無法把動力傳 給蝸桿。其中旋轉電機5采用步進電機作為動力，可以精確的控制轉動角度，能夠保證調整 探針間距離的準確度。另外，也可以用角度傳感器4測驅動輪32、33的轉動，并將檢測到的 信號反饋到控制系統中，經控制系統對信號數據分析處理，控制旋轉電機5的工作方式(啟 動、停止)。 如圖1所示，本實用新型的電動探頭控制系統由CPU作為主要控制裝置，控制系統 的主要功能是(l)控制電機的啟動、停止。步進值的大小，即探針距離的步進大小。步進 速度的快慢，即探針距離改變速度的快慢。(2)控制鍵的定義，有三種定義連續改變探針 距離模式，步進改變探針距離模式，鑷子模式。(3)存儲不同的功能程序和模式。(4)接受 功能設置。(5)顯示功能設置。(6)與測試儀表的通信功能。手持電動探針依靠控制系統 的這些基本功能，完成整體的功能，這些功能是(l)模式選擇，有三種連續改變探針距離 模式，步進改變探針距離模式，鑷子模式，其中鑷子模式指電動探頭在控制開關不動作時， 探針之間的開度為一定值，這一定值為控制系統中程序預先確定的，按下開關后，兩探針之 間合攏，到夾持到待測元件端子間受力至某一預定值時停止，可以將待測元件夾起，松開開 關兩探針之間的距離恢復為原始的開度，以實現鑷子的功能，顯示時顯示實際距離值(毫 米)和改變速度(毫米/秒)，也可以以英制顯示。(2)工作模式下的參數設定對于連續
改變探針距離模式，鍵61定義為增加探針距離，鍵62定義為減少探針距離，選擇開關63，選 擇步進值，步進值被定義為，集成電路和連接件的標準值0. 125mm，0. 2mm，0. 25mm，0. 5mm， lmm，l. 25mm。顯示時，顯示管腳間距和管腳個數值。表面貼元件封裝的標準值0105,0201， 0402， 0603， 0804， 1206， 1806共8種，顯示時，顯示元件封裝和實際距離。鍵61和62為手 控、腳控、聲控中的一種或多種組合控制方式。 電動探頭也可以和測試儀表9做成一體。測試儀表9可以為各種常用的測試儀表 與電動探頭組成新型測試儀表，例如示波器，LRC元件測試儀，電路分析儀等。本實施例中 以萬用表為例說明，萬用表測試電路由CPU控制，并由CPU讀取數據。萬用表測試電路和IC 采用常規電路和方法，在此不做詳細論述。電動探頭由同一個CPU控制，控制方法與軟件與 前述相同。(其控制方法均采用的現有技術，在此不詳細論述)。 實施例2 : 如圖4所示，本實用新型的電動探頭，包括調節臂1'、2'、傳動輪31'、驅動輪32'、 33'和旋轉電機5'，調節臂l'、2'為兩根擺桿鉸接連接的二連桿機構，其中一跟桿上分別對 應設置驅動輪32'、33'，驅動輪32'和驅動輪33'之間互相嚙合，驅動輪32'與傳動輪31' 相嚙合，傳動輪31'與旋轉電機5'相連，調節臂l'、2'上的另一跟連桿端頭設置探針，其中 部與擺桿34、36鉸接連接，擺桿34、36另一端鉸接固定在電動探頭外殼上，傳動輪31'由旋 轉電機5提供動力旋轉，并帶動驅動輪32、33旋轉，進而調節與其相連的調節臂1、2之間的開度來調整調節臂1、2上設置的探針11的距離。其中旋轉電機5'采用步進電機作為動力， 可以精確的控制轉動角度，能夠保證調整探針間距離的準確度。另外，也可以用角度傳感器 4'測驅動輪32' 、33'的轉動，并將檢測到的信號反饋到控制系統中，經控制系統對信號數據 分析處理，控制旋轉電機5'的工作方式(啟動、停止)。 本實施例中只是在電動探頭的角度調節機構的形式上做了改變，電動探頭的控制
系統等其它部分均與實施例1中相同。 實施例3 : 如圖5所示，本實用新型的電動探頭包括調節臂1"、2"和壓電陶瓷致動器5"，調節 臂l"和2"接壓電陶瓷電機5"的兩極，調節臂l"和2"中部鉸接擺桿35"、37"，擺桿35"、 37"的另一端分別鉸接固定在電動探頭的外殼上，壓電陶瓷致動器5"兩端伸縮帶動其上的 調節臂l"和2"之間的距離增大或減小。 本實施例中的動力機構采用壓電陶瓷致動器，使探針的之間距離調節更加細微， 并通過在調節臂l"、2"中部設置擺桿35"、37"適當提高調節臂l"、2"之間的調節開度范圍， 能夠有效測量較小規格的電子元件，本實施例中電動探頭的控制系統等其它部分均與實施 例l和2中相同。 實施例4 : 如圖6所示，本實用新型的電動探頭包括調節臂r"、2"'、支撐桿34"'、36"'和直 線電機5"'，調節臂r"、2"'之間鉸接連接，其中部分別鉸接連接有支撐桿34"'、36"'，支撐 桿34"'、36"'另一端鉸接連接在一起，支撐桿34"'和36"'的鉸接點處設置直線電機5"'， 通過直線電機5"'驅動鉸接點上、下移動，控制調節臂l'"、2'"之間的開度，進而調節兩調 節臂上探針11"'之間的距離。 如圖7所示，本實用新型的電動探頭在使用時只需要單手操作，通過電動機提供 動力，手指控制電動機控制系統，進而簡單方便的調節探針之間的距離。在機體上還設置了 顯示器62，用于顯示測試時的各種參數。 本實施例中在支撐桿34"'、36"'鉸接點處設置有位置傳感器，用于檢測該鉸接點 上下移動的位置，并將檢測的信號數據發送給電動探頭的控制系統，經控制系統對信號數 據分析處理，控制直線電機的工作方式(啟動、停止)，精確調整探針11'"的距離。 本實施例中只是在電動探頭的角度調節機構的形式上做了改變，電動探頭的控制 系統等其它部分均與實施例1中相同。 上述實施例1、2、3和4中電動探頭上的探針表面設置絕緣層，絕緣層表面設置金 屬層，金屬層與電氣地連接，對探針形成屏蔽保護。可以根據需要，設置每組兩個探針，以便 采用四線制，對電路作精密測量。遇到電子元件測試點表面有氧化、污物或保護層時，可能 會導致測試時接觸不良，無法測試，此時可以開啟電動探頭的振動模式，此模式下探頭探針 作微量張開合攏的反復動作(動作距離為幾十微米到幾百微米，但是始終保持兩探針間的 距離不變，具體通過控制系統控制)，通過探針劃碾被測元件表面，使其接觸良好，使得測試 更加準確。 本實用新型具體實施方式
中介紹了幾種常見的動力機構和角度調節機構的形式， 其中壓電陶瓷致動器具有動作精細，結構簡單，動作可以提到微米水平，甚至可以在顯微 鏡下操作，缺點是動作距離有限。電動機(含電動機，直線電機，陶瓷電機)，機構復雜，控制距離大，為常用方案。電磁致動器處于上述兩者的中間狀態。 需要指出的是根據本實用新型具體實施方式
所做出的任何變形，均不脫離本實用 新型的精神以及權利要求記載的范圍。
權利要求一種電動探頭，其特征在于，包括探頭本體、探頭調節機構和動力機構，探頭本體上具有至少兩組探針，每組包括至少一根探針，探頭本體與探頭調節機構相連，通過動力機構對探頭調節機構提供動力，調整探頭本體上探針之間的距離。
2. 如權利要求1所述的電動探頭，其特征在于，所述動力機構為旋轉電機，所述探頭本 體包括兩只調節臂，兩只調節臂連接在所述探頭調節機構上，所述探頭調節機構包括調節 臂上連接的驅動輪和所述動力機構連接的傳動輪，兩只調節臂上的驅動輪相互嚙合，傳動 輪與其中一個驅動輪嚙合，通過所述動力機構驅動傳動輪旋轉帶動兩個驅動輪旋轉，進而 調節兩只調節臂上探針之間的距離。
3 如權利要求1所述的電動探頭，其特征在于，所述動力機構為旋轉電機，所述探頭本 體包括兩只由第一擺桿和第二擺桿鉸接組成的調節臂，其中第一擺桿的一端設置有探針， 調節臂連接在所述探頭調節機構上，所述探頭調節機構包括第二擺桿的一端連接的驅動 輪、第三擺桿和所述動力機構連接的傳動輪，兩只調節臂上的驅動輪相互嚙合，傳動輪與其 中一個驅動輪嚙合，第三擺桿的一端與第一擺桿的中部鉸接，另一端鉸接固定，通過所述動 力機構驅動傳動輪旋轉帶動兩個驅動輪旋轉，進而調節探針之間的距離。
4. 如權利要求2-3任一項所述的電動探頭，其特征在于，所述驅動輪上連接有角度傳 感器，用于實時檢測所述驅動輪的旋轉角度，并將檢測的信號數據發送給所述電動探頭的 控制系統，經控制系統對信號數據分析處理，控制所述旋轉電機的工作方式，精確調整所述 探針的距離。
5. 如權利要求1所述的電動探頭，其特征在于，所述動力機構為直線電機，所述探頭本 體包括兩只調節臂，兩只調節臂的一端鉸接，其中部連接在所述探頭調節機構上，該探頭調 節機構為兩根鉸接的支撐臂，兩根支撐臂分別鉸接在兩調節臂的中部，通過所述動力機構 驅動兩支撐臂鉸接點上、下移動，調整兩支撐臂之間的開度，進而調節兩調節臂上探針之間 的距離。
6. 如權利要求5所述的電動探頭，其特征在于，所述兩支撐臂的鉸接點處設置有位置 傳感器，用于檢測該鉸接點上下移動的位置，并將檢測的信號數據發送給所述電動探頭的 控制系統，經控制系統對信號數據分析處理，控制所述直線電機的工作方式，精確調整所述 探針的距離。
7. 如權利要求1所述的電動探頭，其特征在于，所述動力機構為壓電陶瓷，所述探頭本 體包括兩只調節臂，分別與壓電陶瓷的兩極相連，兩只調節臂連接在所述探頭調節機構上， 該探頭調節機構為兩根支撐臂，兩根支撐臂分別一端鉸接在兩調節臂的中部，兩根支撐臂 另一端鉸接固定，通過所述動力機構驅動兩只調節臂之間的開度，進而調節兩調節臂上探 針之間的距離。
8. 如權利要求l-3任一項所述的電動探頭，其特征在于，所述探針表面設置絕緣層，絕 緣層表面設置金屬層，金屬層與電氣地連接，對所述探針形成屏蔽保護。
9. 如權利要求1所述的電動探頭，其特征在于，所述探頭本體連接在外殼上，所述探頭 調節機構和動力機構設置在外殼內，外殼上設置有用于顯示所述探針之間距離的顯示器， 所述探針上連接導線與測試儀表相連，其中測試儀表與外殼為一體或者分體設置。
10. 如權利要求9所述的電動探頭，其特征在于，所述外殼上設置有控制開關，用于控制 所述動力機構的工作或者停止，控制開關為手控、腳控、聲控中的一種或多種組合控制方式。
專利摘要本實用新型公開了一種電動探頭，包括探頭本體、探頭調節機構和動力機構，探頭本體上具有至少兩組探針，每組包括至少一根探針，探頭本體與探頭調節機構相連，通過動力機構對探頭調節機構提供動力，調整探頭本體上探針之間的距離。本實用新型的電動探頭以電力為驅動探針間距離的動力機構，代替現有的以手和手指調整探頭探針距離的探頭。具有調整方便，控制準確的優點。該電動探頭可以與各種常用的測試儀表連接后組成新型測試儀表，如示波器、LRC元件測試儀、電路分析儀等。
文檔編號G01R31/26GK201532401SQ20092022275
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月22日 優先權日2009年9月22日
發明者劉海先 申請人:劉海先