專(zhuān)利名稱(chēng)：試驗(yàn)頭操縱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子試驗(yàn)頭定位器。
背景技術(shù)：
在集成電路(IC)和其它電子元器件的自動(dòng)試驗(yàn)中，已使用特殊的元器件機(jī)械手在適當(dāng)?shù)臏囟认伦ト≡骷?，并將元器件置于試?yàn)的位置上。通過(guò)一個(gè)大型且昂貴的自動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)可自行進(jìn)行電子試驗(yàn)，該自動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)包括一個(gè)需要與元器件機(jī)械手連接且對(duì)接的試驗(yàn)頭。為進(jìn)行有效試驗(yàn)，處于試驗(yàn)中的元器件(DUT)需要精確、高速度的信號(hào)；因此，電路必須位于盡可能靠近DUT的位置。這使試驗(yàn)頭非常苯重。
試驗(yàn)頭定位器系統(tǒng)可用于確定試驗(yàn)頭與元器件機(jī)械手的位置。當(dāng)試驗(yàn)頭相對(duì)元器件機(jī)械手位于準(zhǔn)確的位置上時(shí)，試驗(yàn)頭和元器件機(jī)械手叫作“對(duì)準(zhǔn)”。當(dāng)試驗(yàn)頭和元器件機(jī)械手對(duì)準(zhǔn)時(shí)，脆弱的試驗(yàn)頭和元器件機(jī)械手的電連接器能夠一起(即相連接)用來(lái)在試驗(yàn)頭和元器件機(jī)械手之間傳導(dǎo)試驗(yàn)信號(hào)。在相接之前，脆弱的試驗(yàn)頭和元器件機(jī)械手的電連接器必須精確地對(duì)準(zhǔn)以避免脆弱的電連接器損壞。
試驗(yàn)頭定位器系統(tǒng)也可以作為試驗(yàn)頭定位器或試驗(yàn)頭操縱器提供。該技術(shù)在例如試驗(yàn)公司(inTEST Corporation)的試驗(yàn)手冊(cè)中描述。該技術(shù)也在例如美國(guó)專(zhuān)利US5,608,334，5,450,766，5,030,869，4,893,074和4,715,574中描述，對(duì)于它們?cè)谠囼?yàn)頭定位器系統(tǒng)領(lǐng)域的教導(dǎo)都在此作為參考。
為說(shuō)明的目的，處于試驗(yàn)中的元器件(DUT)是本進(jìn)行試驗(yàn)的元器件(IC)。測(cè)試臺(tái)裝置(TSA)同時(shí)提供了晶片檢測(cè)器，元器件機(jī)械手和人工試驗(yàn)臺(tái)。
為與現(xiàn)有技術(shù)中試驗(yàn)頭定位器的描述一致，圖1中圖示了所用的坐標(biāo)系統(tǒng)100，其中·Y＝垂直坐標(biāo)，上-下軸102·X＝水平坐標(biāo)，面對(duì)面或左右軸104·Z＝水平坐標(biāo)，進(jìn)-出軸106
當(dāng)從操縱器的正面看時(shí)，形成笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)。
下面指示坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)·θY＝繞Y軸旋轉(zhuǎn)(下面叫作“擺動(dòng)”)108·θZ＝繞進(jìn)-出軸旋轉(zhuǎn)(下面叫作“滾動(dòng)”或“扭動(dòng)”)110·θX＝繞X軸旋轉(zhuǎn)(下面叫作“翻轉(zhuǎn)”或“縱搖”)測(cè)試臺(tái)200的參考模型在圖2所示的平面圖中顯示。如圖所示，包括主試驗(yàn)裝置機(jī)柜(試驗(yàn)柜)202，一個(gè)TSA204，一個(gè)操縱器206，和一個(gè)試驗(yàn)頭208。
圖3所示為一個(gè)矩形框狀試驗(yàn)頭300的方位，其頂表面302和底表面304與X-Z平面平行，側(cè)面308與Y-Z平面平行，及前和后面306與X-Y平面平行。
試驗(yàn)頭在一個(gè)表面上包括一個(gè)試驗(yàn)接觸面。該試驗(yàn)接觸面除了有其它作用，通常包含一個(gè)試驗(yàn)接觸面板，為試驗(yàn)裝置中的探測(cè)器、機(jī)械手或手控試驗(yàn)臺(tái)提供連接點(diǎn)。帶有試驗(yàn)接觸面的該表面在后面稱(chēng)作“接觸表面”(IS)310。IS限定了平面和方向；方向是通過(guò)垂直于IS平面和指向遠(yuǎn)離試驗(yàn)頭的矢量描述的。圖3所示，IS310在水平表面中具有向上的方向。在使用時(shí)，試驗(yàn)頭的方向由于與不同類(lèi)型的裝置連接將變化。因此，IS310的平面和方向也將變化。
指示試驗(yàn)頭關(guān)于接觸面的尺寸是有用的。根據(jù)圖3中(IS面向上)所示的方向，可用下面定義·T＝試驗(yàn)頭的厚度＝在上-下方向312的尺寸。
·W＝試驗(yàn)頭的寬度＝在左-右方向314的尺寸。
·L＝試驗(yàn)頭的長(zhǎng)度＝在進(jìn)-出方向316的尺寸。
在使用時(shí)，試驗(yàn)頭可向上與元器件機(jī)械手中的DUT接觸。在這種情況下，接觸面面朝上(IS向上)。
另外也可以是試驗(yàn)頭向下與探測(cè)器中的元器件接觸，在這種情況下，接觸表面面朝下(IS向下)。
第三，DUT和IS都可以位于垂直面方向(垂直IS)。
第四，DUT和IS都可以以任意角度位于向上的IS和向下的IS之間。
當(dāng)試驗(yàn)頭從一個(gè)裝置移動(dòng)到另一個(gè)裝置時(shí)，很明顯，試驗(yàn)頭必須在向上的IS，向下的IS和垂直IS的位置中旋轉(zhuǎn)。依靠操縱器，這可以通過(guò)翻轉(zhuǎn)(縱搖)或等同的滾動(dòng)(扭動(dòng))實(shí)現(xiàn)其旋轉(zhuǎn)。
試驗(yàn)頭通過(guò)一捆大而厚的電纜與試驗(yàn)機(jī)柜連接。電纜的尺寸，重量和阻值及其彎曲和扭轉(zhuǎn)都妨礙和限制了試驗(yàn)頭的移動(dòng)。試驗(yàn)頭從上述各因素的角度出發(fā)以保護(hù)電纜的方式移動(dòng)是理想的，例如美國(guó)專(zhuān)利US5,608,334中所述。
多數(shù)試驗(yàn)頭，尤其是大的一種，用“電纜樞軸”裝置與操縱器連接。在電纜樞軸模式中，電纜從試驗(yàn)頭的旋轉(zhuǎn)中心并以與旋轉(zhuǎn)軸平行(通常是滾動(dòng)或扭動(dòng)軸)的方式出來(lái)。這一結(jié)構(gòu)例如在美國(guó)專(zhuān)利US5,030,869，5,450,766和5,608,334中被描述。
以最小的干擾試驗(yàn)頭移動(dòng)的方式來(lái)支撐電纜是理想的。以壓力的方式來(lái)保護(hù)電纜也是理想的。為這個(gè)目的，可用如圖4所示的，套管式電纜支撐結(jié)構(gòu)400。這種結(jié)構(gòu)例如美國(guó)專(zhuān)利US4,893,074所描述的。
參照?qǐng)D5A，顯示了傳統(tǒng)的試驗(yàn)頭定位器系統(tǒng)500。
試驗(yàn)頭定位器系統(tǒng)500例如可包括主臂511和美國(guó)專(zhuān)利US5,450,766描述的凸出的支架組件520。
如圖5A所示，主臂511與線(xiàn)性導(dǎo)軌510連接，主臂511可沿線(xiàn)性導(dǎo)軌510垂直地來(lái)回移動(dòng)。一個(gè)鎖定裝置(未示出)允許主臂511的位置相對(duì)線(xiàn)性導(dǎo)軌510固定。定位器組件501通過(guò)在柱545后面垂直地來(lái)回移動(dòng)的配重組件(未示出)垂直地依靠在線(xiàn)性導(dǎo)軌510上，配重組件能夠使試驗(yàn)頭以最小的力垂直地移動(dòng)。另外，試驗(yàn)頭依照其重心安裝。電纜512從試驗(yàn)機(jī)柜514延伸進(jìn)試驗(yàn)頭502的后部。
支架組件520與主臂511連接，支架組件520有一個(gè)與試驗(yàn)頭502連接的“C”形的前部，這樣試驗(yàn)頭502可繞通過(guò)其重心的軸搖擺。與支架組件520有關(guān)的操作和細(xì)節(jié)全部都在美國(guó)專(zhuān)利US5,450,766中得到說(shuō)明，這里不再重復(fù)。
柱545安置在轉(zhuǎn)換臺(tái)521上，轉(zhuǎn)換臺(tái)包括左右板522，進(jìn)出板524，旋轉(zhuǎn)臺(tái)526和基座530。柱545與左右板522連接，在左右板522中的導(dǎo)向裝置523和在進(jìn)出板524中的軌(未示出)把左右板522與進(jìn)出板524連接在一起。進(jìn)出板524的導(dǎo)向裝置525與旋轉(zhuǎn)臺(tái)526的軌527連接。旋轉(zhuǎn)臺(tái)526由軸承受面(未示出)旋轉(zhuǎn)地與基座530連接。當(dāng)需要時(shí)柱545可沿X和Z軸相應(yīng)通過(guò)移動(dòng)左右板522和進(jìn)出板524改變位置。柱545也可以繞y軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)與基座530連接的旋轉(zhuǎn)臺(tái)526旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，當(dāng)柱545沿這些軸移動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)頭502被改變位置。
圖5B除了與轉(zhuǎn)換臺(tái)521有關(guān)的相對(duì)位置部分外與圖5A類(lèi)似。特別是，旋轉(zhuǎn)臺(tái)526設(shè)在柱545和左右板522之間，另外，進(jìn)出板524的導(dǎo)向裝置525直接與基座530的軌531連接。在所有其它方面，圖5A和5B類(lèi)似。因此，圖5B的其余細(xì)節(jié)不再重復(fù)。
可在操縱器基座中設(shè)置水平運(yùn)動(dòng)的其它結(jié)合。如果這樣的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有設(shè)置在基座中，典型地它們是設(shè)置在臂組件中。例如在TEST公司的in2(inTESTCorp.in2)操縱器首次在美國(guó)專(zhuān)利US4,527,942中描述，沒(méi)有在其基座中設(shè)置水平運(yùn)動(dòng)；以關(guān)節(jié)形式聯(lián)接的臂組件提供了所有的水平運(yùn)動(dòng)。另外，具有設(shè)置擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)基座的操縱器是公知，如已轉(zhuǎn)讓給Teradyne的美國(guó)專(zhuān)利US5,606,262中描述的系統(tǒng)。
有些操縱器在其基座中提供兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。由Teradyne生產(chǎn)和在美國(guó)專(zhuān)利US5,931,048和5,949,002中描述的操縱器，在其底部具有擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的基座中提供擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)和左右移動(dòng)；在臂和支架組件中提供操縱器中的進(jìn)-出運(yùn)動(dòng)。由Reid-Ashman MFG公司生產(chǎn)的其它操縱器，在基座中提供了帶有擺動(dòng)的左右和進(jìn)-出運(yùn)動(dòng)，該擺動(dòng)由臂繞與柱連接的軸的旋轉(zhuǎn)提供。
由Schulmberger生產(chǎn)的操縱器在其基座中設(shè)有左右運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并在左右結(jié)構(gòu)的頂部帶有擺動(dòng)裝置。進(jìn)-出和滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)置在臂組件中。該操縱器的電纜從機(jī)柜穿過(guò)旋轉(zhuǎn)中心上面的柱的中心到達(dá)試驗(yàn)頭是獨(dú)特的。另外，該操縱器的獨(dú)特點(diǎn)還在于一個(gè)彈簧裝置作為平衡對(duì)重，它首次公開(kāi)在已轉(zhuǎn)讓給Schulmberger的美國(guó)專(zhuān)利US4,943,020和US4,973,015中。
最后，另一操縱器，也由Reid-Ashman MFG公司生產(chǎn)，它在底部具有擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的基座中設(shè)置了所有三個(gè)運(yùn)動(dòng)。
在操作時(shí)，用上述轉(zhuǎn)換臺(tái)中的部分操縱試驗(yàn)頭502移向相接位置，當(dāng)試驗(yàn)頭在距最終相接位置1cm到2cm時(shí)，對(duì)準(zhǔn)裝置開(kāi)始接合。在這點(diǎn)處，連接一個(gè)相接執(zhí)行裝置，它將試驗(yàn)頭拉向最終對(duì)準(zhǔn)的試驗(yàn)位置并與DUT試驗(yàn)夾具和/或插件接合。當(dāng)試驗(yàn)頭被拉入其位置時(shí)，對(duì)準(zhǔn)裝置，如錐形銷(xiāo)孔和與其配合的孔接合，減少任何初始誤差在小的允許誤差內(nèi)。在相接的動(dòng)作中，試驗(yàn)頭需要以任意組合的軸自由地移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，以保證最終的對(duì)準(zhǔn)和平行度。這樣，所有軸在相接的動(dòng)作中應(yīng)是自由的。
類(lèi)似地，當(dāng)不相接時(shí)，所有軸應(yīng)是自由的，因?yàn)橄嘟拥膭?dòng)作過(guò)程是相反的。此時(shí)，相接裝置推動(dòng)試驗(yàn)頭遠(yuǎn)離與試驗(yàn)座/組件裝置接合的位置。一旦不相接，所選擇的軸能夠固定，如果需要，僅用一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸使試驗(yàn)頭作遠(yuǎn)離探測(cè)器/機(jī)械手的移動(dòng)。
目前半導(dǎo)體工業(yè)的進(jìn)步已產(chǎn)生下述結(jié)果1.DUT變得更加復(fù)雜；每一元器件晶體管的數(shù)量從數(shù)千個(gè)到數(shù)百萬(wàn)個(gè)穩(wěn)步地增加。
2.DUT愈加復(fù)雜混合了數(shù)字電路，模擬電路，和混合的信號(hào)電路。
3.每一元器件的I/O的數(shù)量，電源和信號(hào)接地參照引線(xiàn)從不到一百個(gè)增加到幾百個(gè)。
4.DUT時(shí)鐘頻率從幾十MHz到至少1GHz。
5.數(shù)據(jù)，地址和控制信號(hào)因此在幾百M(fèi)bps的范圍內(nèi)。
6.每一引線(xiàn)的帶寬頻率要求至少在幾十GHz的范圍內(nèi)。
結(jié)果，下面試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變化成為理想的1.在試驗(yàn)頭中更多，更快及更復(fù)雜電子引腳。
2.由于高速開(kāi)關(guān)，可在試驗(yàn)頭中每一引腳電路的功率消耗較大。
3.用循環(huán)水的水冷卻系統(tǒng)已加到試驗(yàn)頭中，增加了它們的重量并在試驗(yàn)頭電纜中需要包括柔性的管道。
4.多個(gè)電源和大尺寸接地導(dǎo)線(xiàn)互聯(lián)的試驗(yàn)頭電纜中。
5.將電路從系統(tǒng)機(jī)柜移到試驗(yàn)頭，以降低信號(hào)線(xiàn)的總量和在電纜中的附加的滯后。
這些因素導(dǎo)致試驗(yàn)頭的尺寸和重量大幅度增加，而同時(shí)需要1.試驗(yàn)頭實(shí)現(xiàn)近距離接近DUT的需求日益重要。
2.電纜從試驗(yàn)頭到試驗(yàn)器機(jī)柜要保持盡可能短，而同時(shí)使其更緊密和堅(jiān)固。
這樣，試驗(yàn)頭和其相關(guān)的電纜變得相當(dāng)大和笨重。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)用于負(fù)載如試驗(yàn)頭定位的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)支撐負(fù)載和沿第一垂直軸移動(dòng)的臂。該系統(tǒng)還包括一個(gè)用于使第一垂直軸繞距離第一垂直軸一定間隔的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元。該系統(tǒng)還包括一個(gè)電纜支撐器，它沿第三垂直軸移動(dòng)并且支撐與負(fù)載連接的電纜。


本發(fā)明可通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明，并參照閱讀附圖最好地理解。要強(qiáng)調(diào)的是，按照慣例，附圖的各個(gè)部件是不成比例的。相反，為了清楚起見(jiàn)各個(gè)部件的尺寸被自行放大或縮小。下面的圖是所包含的附圖圖1是試驗(yàn)頭操縱器坐標(biāo)系統(tǒng)的示意圖；圖2是典型的試驗(yàn)頭操縱器系統(tǒng)試驗(yàn)場(chǎng)地布置的平面圖；圖3是試驗(yàn)頭位于圖1所示坐標(biāo)系統(tǒng)中的示意圖；圖4是傳統(tǒng)套管式電纜支撐結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5A和5B是典型傳統(tǒng)試驗(yàn)頭操縱器的透視圖；圖6是試驗(yàn)頭的傳統(tǒng)裝配局部頂視圖；圖7A和7B是按照本發(fā)明示范性的試驗(yàn)頭操縱器部分的透視圖；圖8是圖7A和7B所示試驗(yàn)頭操縱器的平面圖；圖9是圖7A和7B所示試驗(yàn)頭操縱器顯示了各個(gè)自由度角度的平面圖；圖10是用于圖7A和7B所示試驗(yàn)頭操縱器的基座組件的透視圖；圖11A-11C是圖10所示基座組件底板的詳細(xì)視圖；圖12A-12C是基座組件的擺動(dòng)板部分的詳細(xì)視圖；圖13A-13C是基座組件的進(jìn)-出板部分的詳細(xì)視圖；圖14A-14C是基座組件的左右板部分的詳細(xì)視圖；圖15A-15C是基座組件的平面圖和側(cè)視圖；圖16A-16C是分度擺動(dòng)的鎖定組件的各種示意圖；圖17A-17D是進(jìn)-出軸鎖定組件的各種示意圖；圖18A-18C是左右軸鎖定組件的各種示意圖；圖19A-19B是左右軸鎖定組件的詳細(xì)示意圖；圖20是用于繞滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)頭的滾動(dòng)電動(dòng)機(jī)和相關(guān)硬件的主視圖；圖21是滾動(dòng)電動(dòng)機(jī)和相關(guān)硬件的局部側(cè)視圖；圖22是滾動(dòng)式電動(dòng)機(jī)和相關(guān)硬件的后視圖；圖23是用于抬起和降落試驗(yàn)頭的垂直電動(dòng)機(jī)和相關(guān)硬件的側(cè)視圖；圖24是垂直電動(dòng)機(jī)和相關(guān)硬件的頂視圖；圖25是單軸控制電路的簡(jiǎn)圖；圖26是雙軸控制電路的簡(jiǎn)圖；圖27A-27C是用于試驗(yàn)頭組件的鎖定系統(tǒng)；
圖28A，28B和29是圖27A-27C所示鎖的各個(gè)詳細(xì)部件的示意圖；和圖30和31是用于圖27A-27C所示的鎖定系統(tǒng)的故障自動(dòng)防護(hù)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖7A和7B是構(gòu)成本發(fā)明試驗(yàn)頭操縱器系統(tǒng)700的透視圖。在圖7A和7B中，試驗(yàn)頭操縱器系統(tǒng)700包括通過(guò)電纜706與主試驗(yàn)系統(tǒng)機(jī)柜704相互連接的操縱器組件702。電纜706與試驗(yàn)頭802連接。電纜706可給機(jī)柜704提供控制信號(hào)和從機(jī)柜得到數(shù)據(jù)信號(hào)。電纜706還包括電源線(xiàn)和地線(xiàn)。電纜706可選擇性地包括冷卻劑供給管。電纜706由套管式電纜支撐臂708支撐，該支撐如圖4所示，并且全部在美國(guó)專(zhuān)利US4,893,074中描述。套管式電纜支撐臂活塞410的一端與安裝塊716連接；并且套管式電纜支撐臂缸420與電纜軸740連接，該電纜軸740又與支持試驗(yàn)頭802(在｀074專(zhuān)利中有更多的描述)的托架739連接。自試驗(yàn)頭802，電纜706通過(guò)電纜軸740并且沿套管式電纜支撐臂缸420布置。在套管式電纜支撐臂缸420和其進(jìn)/出機(jī)柜704點(diǎn)之間，在電纜706中設(shè)有一個(gè)“用戶(hù)分支線(xiàn)”705。用戶(hù)分支線(xiàn)705在電纜706中足夠松弛地設(shè)置，以允許試驗(yàn)頭802在整個(gè)所需要的移動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)。
安裝塊716通過(guò)支撐臂718與柱形結(jié)構(gòu)712連接，線(xiàn)性導(dǎo)軌720安裝在設(shè)在柱形結(jié)構(gòu)712上的安裝板722上，并且提供一個(gè)機(jī)構(gòu)，當(dāng)試驗(yàn)頭802改變垂直位置時(shí)，套管式電纜支撐臂708可由此機(jī)構(gòu)垂直移動(dòng)。一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的線(xiàn)性執(zhí)行裝置724可用于提供支撐臂718沿線(xiàn)性導(dǎo)軌720的垂直移動(dòng)。結(jié)果，電纜支撐臂708的端部可以被抬起和降落。這樣，當(dāng)試驗(yàn)頭802沿垂直軸移動(dòng)時(shí)，電纜706可以，在操作者的控制下，保持水平或大致相對(duì)水平面保持恒定的角度。在這樣方式中，電纜706施加在試驗(yàn)頭802上的垂直分量力可以大致保持一個(gè)恒值，其能夠使試驗(yàn)頭802維持自由移動(dòng)，平衡狀態(tài)。
柱結(jié)構(gòu)712與基座組件710連接，除使整個(gè)操縱器組件702在支點(diǎn)734處繞Y軸以順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的性能外，提供沿X和Z坐標(biāo)移動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)允許操縱器組件702離開(kāi)任意TSA而改變位置，因此，可以在探測(cè)器或試驗(yàn)頭上進(jìn)行維修。
柱形結(jié)構(gòu)712可以具有固定的高度或者可變(可伸縮)高度。
圖7A所示柱712移動(dòng)到Z軸靠近機(jī)柜704的一端，圖7B所示柱712移動(dòng)到遠(yuǎn)離機(jī)柜704的Z軸的相反端，兩圖在其它方面相同。顯然，圖7A中用戶(hù)分支線(xiàn)705是緊密的和靠近地板下垂的；而圖7B中的用戶(hù)分支線(xiàn)705一定程度地伸直以適應(yīng)柱712和機(jī)柜704之間距離的增大。在圖7B中用戶(hù)分支線(xiàn)705沒(méi)有完全伸直；剩余的松弛度允許試驗(yàn)頭802的垂直移動(dòng)。在圖7A中，另一個(gè)明顯的是，盡管套管式電纜支撐臂活塞410的一端接近機(jī)柜704，用戶(hù)分支線(xiàn)705與套管式電纜支撐臂缸420的連接點(diǎn)大致是在支點(diǎn)734之上?？梢钥吹街c(diǎn)734和機(jī)柜704之間距離與用戶(hù)分支線(xiàn)705所需要的距離一致。
基座710包括幾個(gè)以層疊的方式布置的副板，以使每一副板與相鄰的副板連接。具體說(shuō)，底板組件726與擺動(dòng)板組件728連接，該擺動(dòng)板組件728又與進(jìn)-出板組件730連接，進(jìn)-出板組件730又與左右板組件732連接，左右板組件732又與柱形結(jié)構(gòu)712連接。下面詳細(xì)討論試驗(yàn)板如何互相連接的。
試驗(yàn)頭802通過(guò)上臂組件737和托架739與主臂736連接。試驗(yàn)頭作為負(fù)載。一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(在該圖中未示出)可選擇地與柱形結(jié)構(gòu)712連接，并且提供驅(qū)動(dòng)力以在垂直方向移動(dòng)主臂736。當(dāng)主臂736在Y軸上沿由線(xiàn)性導(dǎo)軌738提供的第一垂直軸移動(dòng)時(shí)，在線(xiàn)性執(zhí)行裝置724推動(dòng)下，用電纜支撐臂708支撐的各個(gè)電纜沿由線(xiàn)性導(dǎo)軌720提供的第二垂直軸上下移動(dòng)。
參照?qǐng)D8，其是試驗(yàn)頭操縱器系統(tǒng)700的平面圖。在工作時(shí)，試驗(yàn)頭802位于晶片檢測(cè)器804上“a”的位置，以測(cè)試晶片(未示出)上的DUT。如上述討論的，為在試驗(yàn)頭802或檢測(cè)器804上進(jìn)行維修，理想的是擺動(dòng)試驗(yàn)頭802離開(kāi)檢測(cè)器804。本發(fā)明人通過(guò)提供一個(gè)支點(diǎn)734使旋轉(zhuǎn)板728相對(duì)底板726繞該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖8所示，支點(diǎn)734允許柱712和試驗(yàn)頭802離開(kāi)檢測(cè)器804擺動(dòng)到“b”位置。為防止試驗(yàn)接觸部分損壞，較好是在擺動(dòng)試驗(yàn)頭離開(kāi)檢測(cè)器804之前，抬起試驗(yàn)頭802使其離開(kāi)試驗(yàn)接觸面。組件擺動(dòng)的角度806可為約30°或允許使它們足夠分開(kāi)的其它任意角度。為防止過(guò)分扭轉(zhuǎn)電纜706(如圖7A和7B所示)而損傷電纜706，需要限制角度806以將電纜的損傷減小到最小的可能。因此，理想的是支點(diǎn)734直接位于電纜706伸出機(jī)柜704如圖7A和7B所示點(diǎn)的下面。在本發(fā)明的示范性的實(shí)施例中，支點(diǎn)734位于大致盡可能接近電纜706伸出機(jī)柜704點(diǎn)的下面。根據(jù)電纜706的硬度，當(dāng)試驗(yàn)頭移動(dòng)到最接近機(jī)柜704的位置時(shí)，用戶(hù)分支線(xiàn)705需要有兩個(gè)到三個(gè)電纜厚度的距離。該因素由支點(diǎn)734和機(jī)柜704之間最可能近的距離最終確定。
再來(lái)參照?qǐng)D8，在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)柱形結(jié)構(gòu)712位于X軸的中心和Z軸的中心時(shí)，電纜支撐708的一端位于支點(diǎn)734上。應(yīng)該注意，由于基座組件710的移動(dòng)為沿X軸或Z軸，電纜支撐708的一端相對(duì)支點(diǎn)734移動(dòng)。無(wú)論如何，如圖8所示，在旋轉(zhuǎn)角度806期間，或當(dāng)柱形結(jié)構(gòu)712沿x或z坐標(biāo)移動(dòng)時(shí)，電纜支撐708的長(zhǎng)度不會(huì)延伸或收縮。這樣，降低電纜706的移動(dòng)，磨損和疲勞。當(dāng)試驗(yàn)頭802沿y軸相對(duì)支撐臂718移動(dòng)，和/或繞z軸縱搖時(shí)，電纜支撐708伸長(zhǎng)或收縮。注意，與現(xiàn)有技術(shù)比較其增加了有效移動(dòng)范圍，該現(xiàn)有技術(shù)為電纜支撐器的一端與如試驗(yàn)機(jī)柜的固定位置連接。
參照?qǐng)D9，其是試驗(yàn)頭操縱器系統(tǒng)700的另一平面圖，其中顯示了試驗(yàn)頭操縱器700的各個(gè)自由度的角度。如圖9所示，試驗(yàn)頭802和電纜支撐臂708通過(guò)繞以支點(diǎn)734為中心的第二垂直軸擺過(guò)一個(gè)弧度902，可繞y軸擺動(dòng)。在優(yōu)選實(shí)施例中，弧度902可包括試驗(yàn)頭與元器件機(jī)械手相接的位置(下面稱(chēng)作“相接位置”)相對(duì)的角度范圍。例如，如果相接位置被定義為0°，弧度902從相接位置可包括-10°到+30 °的角度。
圖9還顯示了試驗(yàn)頭802可繞z軸904旋轉(zhuǎn)。在示范性實(shí)施例中，繞軸904的旋轉(zhuǎn)可以是自接觸面(IS)垂直位置的±95°。試驗(yàn)頭802有一個(gè)重心(CG)912。由通過(guò)CG912的垂直軸，支點(diǎn)734，和線(xiàn)性導(dǎo)軌738結(jié)合形成三角形914。每一個(gè)軸相應(yīng)形成三角形914的頂點(diǎn)。
圖9顯示試驗(yàn)頭802可繞x軸縱搖。軸906表示試驗(yàn)頭802縱搖的程度。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，試驗(yàn)頭802可自水平位置繞x軸搖動(dòng)±4°。
圖9顯示試驗(yàn)頭802可沿x軸移動(dòng)。軸908表示試驗(yàn)頭操縱器700沿x軸的移動(dòng)。在示范性實(shí)施例中，預(yù)計(jì)x軸從一端到另一端的移動(dòng)在25cm在范圍內(nèi)。
圖9顯示試驗(yàn)頭802可沿z軸移動(dòng)。軸910表示試驗(yàn)頭操縱器700沿z軸的移動(dòng)。在示范性實(shí)施例中，預(yù)計(jì)z軸從一端到另一端的移動(dòng)在50cm范圍內(nèi)。
參照?qǐng)D10，圖示了基座組件710的透視圖。圖11-19圖示各個(gè)基座組件710的詳細(xì)圖。在圖10和11中，支撐腿1004與底板組件726連接。支撐腿1004對(duì)由試驗(yàn)頭組件的重量施加在基座組件710上的力起穩(wěn)定的反向作用。水平腳(未示出)可與支撐腿1004的一端連接并且根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。水平墊1000也與底板組件726連接，可用任意的傳統(tǒng)裝置連接，來(lái)補(bǔ)償試驗(yàn)區(qū)域地板的不平整，并且允許試驗(yàn)操縱器702處于水平狀態(tài)。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置了9個(gè)水平墊1000，根據(jù)環(huán)境需要可設(shè)置任何數(shù)量的水平墊1000。鎖定踏板1014和1016與左右板732連接以分別抑制沿x和z軸的移動(dòng)。鎖定踏板1014和1016與它們的結(jié)構(gòu)一起在下面將得到詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D11A-11C，進(jìn)一步詳細(xì)示出了底板組件726。在圖11A中，軸承組件1100安裝在底板1120的頂表面上。擺動(dòng)板組件728(圖中未示出)與軸承組件1100連接并且繞軸承組件1100旋轉(zhuǎn)。板1104，1105和滾輪1108用連接裝置1112(如螺釘)連接在底板1120的頂表面上，并且對(duì)擺動(dòng)板組件728提供支撐。設(shè)置板1104，1105以使與擺動(dòng)板組件728的底表面連接的滾輪1202(圖12中所示)，通過(guò)所示相應(yīng)的弧度1106，1107置于板1104，1105表面上，以避免磨損底板1120。板1104，1105可由堅(jiān)固的材料如滲碳鋼制成并且根據(jù)需要可以更換。類(lèi)似地，在優(yōu)選實(shí)施例中設(shè)置6個(gè)滾輪1108，當(dāng)它磨損時(shí)，也可以進(jìn)行更換。在示范性實(shí)施例中，滾輪1108安裝在軸承托架1109上，軸承托架1109又安裝在底板1120的頂表面上。
為限制擺動(dòng)板組件728相對(duì)底板組件726的轉(zhuǎn)動(dòng)，橡膠緩沖器1110設(shè)在底板1120的頂部上。橡膠緩沖器1110對(duì)擺動(dòng)板組件728提供正向端部制動(dòng)，它是通過(guò)擺動(dòng)板728的邊緣碰撞設(shè)在底板1120上的橡膠緩沖器1110實(shí)現(xiàn)的。另外，還提供正向鎖定位置，可在底板1120的表面上沿?cái)[動(dòng)板組件728行程1116的弧度設(shè)置部件1114，如凸輪從動(dòng)件。在優(yōu)選實(shí)施例中，部件1114對(duì)擺動(dòng)板728從上述圖示的操作位置提供逆時(shí)針10°到順時(shí)針30°的轉(zhuǎn)位。當(dāng)然，可沿行程1116的弧度設(shè)置另外的部件1114，以提供所需要的更大或更小的正面制動(dòng)。預(yù)計(jì)可加入兩個(gè)另外的部件1114，每一個(gè)相互隔開(kāi)10°，因此，從操作位置提供順時(shí)針10 °到20°的轉(zhuǎn)位。
參照?qǐng)D11B，為允許操縱器組件702在試驗(yàn)區(qū)地板上置于所需要的位置，在底板1120的底面上設(shè)置腳輪1118。在優(yōu)選實(shí)施例中使用4個(gè)腳輪1118，當(dāng)然由于需要還可使用更多數(shù)量的腳輪。
參照?qǐng)D12A-12C，圖示了擺動(dòng)板組件728的各個(gè)視圖。在圖12A中，軸承組件1200與軸承組件1100(圖11A-11B所示)連接，以允許擺動(dòng)板組件728繞支點(diǎn)734(如圖10所示)旋轉(zhuǎn)。滾輪1202通過(guò)連接件1204(如螺釘)連接在擺動(dòng)板1216的頂表面上，當(dāng)它被磨損時(shí)允許更換滾輪1202。如上所述，滾輪1202沿板1104，1105(圖11A所示)的表面滾動(dòng)。由堅(jiān)固的材料如鋼制成的板1206連接在擺動(dòng)板1216的底部，并且為滾輪1108(圖11A所示)提供一個(gè)表面。如圖所示，板1206的位置與滾輪1108的行程1214的軌跡相一致。由堅(jiān)固的材料如鋼制成的板1207設(shè)置在擺動(dòng)板1216的頂部，并且為閘片1704(圖17所示)提供表面。如圖所示，板1207的位置與閘片1704的行程的長(zhǎng)度相一致。
為使試驗(yàn)頭702沿與第一垂直軸正交的水平軸移動(dòng)，在擺動(dòng)板1216的頂面上設(shè)置線(xiàn)性導(dǎo)軌1208，并且與安裝在進(jìn)-出板1310上的滑道1300(如圖13A所示)相配合。導(dǎo)軌1208可拆卸地安裝在擺動(dòng)板1216表面上，因此當(dāng)其磨損時(shí)可以被更換。制動(dòng)塊1210設(shè)在擺動(dòng)板1216的頂面上，對(duì)進(jìn)-出板組件730提供行程的限制。
參照?qǐng)D13A-13C，圖示了進(jìn)-出板組件730的各個(gè)視圖。在圖13A中，滑道1300設(shè)置在進(jìn)-出板1310的底表面上并與線(xiàn)性導(dǎo)軌1208(如圖12A所示)相配合?；?300和線(xiàn)性導(dǎo)軌1208的組合允許柱形結(jié)構(gòu)712沿z軸移動(dòng)?；?300可拆卸地安裝在進(jìn)-出板1310上，因此當(dāng)其磨損時(shí)可以被更換。緩沖塊1302連接在進(jìn)-出板1310的底部并且與連接在擺動(dòng)板組件728上的制動(dòng)塊1210(圖12A)對(duì)接，以防止進(jìn)-出板組件730延伸至相對(duì)擺動(dòng)板組件728的預(yù)定位置以外。在緩沖塊1302的一端是由彈性材料，如橡膠，形成的緩沖器1303。當(dāng)其磨損時(shí)為易于更換，緩沖器1303可拆卸地與緩沖塊1302連接。在進(jìn)-出板組件730的行程極限處緩沖器1303與制動(dòng)塊1210碰撞。
為使柱形結(jié)構(gòu)712沿與第一垂直軸正交的另一水平軸移動(dòng)，并與上述水平軸交叉，線(xiàn)性導(dǎo)軌1306設(shè)置在進(jìn)-出板1310的頂表面上并且與安裝在左右板組件732上的滑道1400(如圖14A所示)相配合。導(dǎo)軌1306可拆卸地安裝在進(jìn)-出板1310的表面上，使當(dāng)其磨損時(shí)可以被更換。制動(dòng)表面1311用連接裝置1312(如螺釘)可拆卸地安裝進(jìn)-出板1310上，制動(dòng)表面1311提供與閘片1810(如圖18A和19A-19B所示)配合的表面。緩沖塊1304連接在進(jìn)-出板1310的頂部并且限制左右板732的行程。在緩沖塊1304的端部是由彈性材料，如橡膠，形成的緩沖器1305。當(dāng)其磨損時(shí)為易于更換，緩沖器1305可拆卸地與緩沖塊1304連接。在左右板組件732的行程極限處緩沖器1305與制動(dòng)塊1404碰撞(圖14A)。套管1308與進(jìn)-出板1310連接，作為進(jìn)-出板的部分鎖定組件，下面將詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D14A-14C，詳細(xì)描述了左右板組件732。在圖14A中，滑道1400設(shè)置在左右板1402的底表面上并與線(xiàn)性導(dǎo)軌1306(如圖13A所示)相配合?；?400可拆卸地安裝在左右板1402上，因此當(dāng)其磨損時(shí)可以被更換。制動(dòng)塊1404設(shè)在左右板1402的底面上，如上所述，并與設(shè)在進(jìn)-出板組件730上的緩沖塊1302對(duì)接(圖13A)，以防止左右板組件732延伸至相對(duì)進(jìn)-出板組件730的預(yù)定位置以外。
柱形結(jié)構(gòu)712(該圖中未示出)設(shè)在左右板1402的頂表面上，如虛框1406所示，在位置1408處用傳統(tǒng)連接裝置，如螺釘(未示出)連接。為允許接觸進(jìn)-出鎖定裝置(下面將描述)通過(guò)左右板1402設(shè)置進(jìn)入孔1410。另外，埋頭孔1412設(shè)在左右板1402的底表面上，它允許套管1308(如圖13A-13C所示)穿入其中。當(dāng)需要時(shí)由可拆卸的蓋板1416覆蓋進(jìn)入孔1410。
如圖14A所示，埋頭孔1412在其每一端有一個(gè)與套管1308形狀相一致的半徑。踏板1016設(shè)在左右板1402的側(cè)面并用于驅(qū)動(dòng)下面將描述的進(jìn)-出鎖。
圖15A-15C是基座組件710的平面圖和側(cè)視圖，它圖示了各個(gè)附件726，728，730，732的內(nèi)部關(guān)系。
圖16A-16C是底板組件726和擺動(dòng)板組件728結(jié)合的各種示意圖。如圖16A所示，分度旋轉(zhuǎn)臂1600設(shè)在擺動(dòng)板1216和傳動(dòng)裝置1606的底面。分度旋轉(zhuǎn)臂1600繞支點(diǎn)1602旋轉(zhuǎn)并且在傳動(dòng)裝置1606的控制下與凸輪從動(dòng)件1114在缺口1604處接合。在示范性實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置1606是氣壓傳動(dòng)裝置，但是，例如用電傳動(dòng)裝置或彈簧操作傳動(dòng)裝置也無(wú)妨。當(dāng)操縱者想要移動(dòng)柱形結(jié)構(gòu)712時(shí)，操作傳動(dòng)裝置從凸輪從動(dòng)件1114處釋放分度旋轉(zhuǎn)臂1600。柱形結(jié)構(gòu)712然后可從上一位置移動(dòng)。一旦缺口1604離開(kāi)在先接合的凸輪從動(dòng)件1114，操縱者可釋放傳動(dòng)裝置1606，允許變址臂移動(dòng)到鎖定位置。當(dāng)然，因?yàn)槿笨陔x開(kāi)凸輪從動(dòng)件1114，柱形結(jié)構(gòu)712仍可自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)擺動(dòng)板組件728接近下一凸輪從動(dòng)件時(shí)，變址臂的前沿(相對(duì)擺動(dòng)板組件728的旋轉(zhuǎn)方向)與凸輪從動(dòng)件接合，并且在凸輪從動(dòng)件的力作用下，繞支點(diǎn)1602旋轉(zhuǎn)，收回傳動(dòng)裝置1606的臂1608，直到缺口1604與凸輪從動(dòng)件接合。在該點(diǎn)處，傳動(dòng)裝置1606的臂1608強(qiáng)迫缺口1604完全與凸輪從動(dòng)件接合，因此將擺動(dòng)板組件728和柱形結(jié)構(gòu)712鎖定在所需要的位置上(至少對(duì)于繞支點(diǎn)734的旋轉(zhuǎn)是這樣)。
圖17A-17D是擺動(dòng)板組件728和進(jìn)-出板組件730的結(jié)合，以描述將進(jìn)-出板組件730與擺動(dòng)板組件728鎖定的各種示意圖。如圖17A所示，軸1700上設(shè)有鎖定裝置1710，該鎖定裝置1710設(shè)在進(jìn)-出板組件730上鄰近軸1700的一端。軸1700的第二端附近設(shè)有一個(gè)軸承附件1702，該附件設(shè)在左右板組件732(圖中未示出)的底表面上。軸承附件1702對(duì)軸提供支撐并允許軸1700繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)左右板組件732相對(duì)進(jìn)-出板組件730移動(dòng)時(shí)，鎖定裝置1710沿軸1700移動(dòng)。為鎖定進(jìn)-出板組件730與擺動(dòng)板組件728，軸1700與鎖定踏板1016一起繞其縱軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)軸1700在偏心鎖傳動(dòng)裝置1708中旋轉(zhuǎn)時(shí)，后者與塞柱1706連接，該塞柱使得閘墊1704與安裝在擺動(dòng)板1216頂表面1712上的板1207接觸，因此，可防止進(jìn)-出板組件730沿導(dǎo)軌1208前后移動(dòng)。為釋放閘墊1704，軸1700向相反方向旋轉(zhuǎn)，因此，允許進(jìn)-出板組件730在導(dǎo)軌1208上自由移動(dòng)。
圖18A-18C是進(jìn)-出板組件730和左右板組件732結(jié)合，以描述將左右板組件732與進(jìn)-出板組件730鎖定的各種示意圖。圖19詳細(xì)圖示了左右鎖定組件1900。如圖18A，19A和19B所示，腳踏板1014通過(guò)軸1806，正齒輪1804和渦輪1802在其第一端與連桿1800連接。腳踏板1014的旋轉(zhuǎn)使連桿1800沿其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿1800的第二端通過(guò)楔形部件1808與閘墊1810連接。安裝支架1807和1809設(shè)置在左右板1402的頂表面上。連桿1800的旋轉(zhuǎn)使連桿1800沿其縱軸移動(dòng)，連桿又對(duì)著楔形部件1811推動(dòng)楔形部件1808。楔形部件1808對(duì)著楔形部件1811的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使閘墊1810(與楔形部件1811連接)與設(shè)置在進(jìn)-出板組件730側(cè)面的閘表面1311(如圖13A和13C所示)接觸，因此抑制了左右板組件732相對(duì)進(jìn)-出板組件730沿導(dǎo)軌1306的運(yùn)動(dòng)。為從閘表面1311收回閘墊1810，腳踏板1014以相反方向旋轉(zhuǎn)。設(shè)置回復(fù)彈簧(未示出)并與軸1804連接，以提供彈簧力，使腳踏板1014位于通常的鎖定位置，因此，為不鎖定左右板組件，對(duì)腳踏板1014需要一個(gè)正面。制動(dòng)器1812與踏板1014連接，通過(guò)接觸左右板1402的表面來(lái)限制旋轉(zhuǎn)的范圍。這防止了由于過(guò)大的壓力而使閘組件損壞，或連桿1800和渦輪1802從正齒輪1806脫出。在類(lèi)似結(jié)構(gòu)中，制動(dòng)器1820可與踏板1016連接。
圖20和22分別是試驗(yàn)頭連接器740的主視圖和后視圖。試驗(yàn)頭連接器740與試驗(yàn)頭802和主臂736連接，提供連接裝置，在此試驗(yàn)頭802可繞Z軸旋轉(zhuǎn)(滾動(dòng))。在圖20中，試驗(yàn)頭連接器包括輥式電機(jī)組件2006，同步皮帶2010，和接合環(huán)2000。接合環(huán)2000在帶同步皮帶2010的皮帶輪2016處與輥式電機(jī)組件2006連接，并且在驅(qū)動(dòng)電機(jī)2008(圖21所示)的控制下相對(duì)輥式電機(jī)組件2006旋轉(zhuǎn)。在圖20所示的示范性實(shí)施例中，同步皮帶2010用壓板2011與接合環(huán)2000連接，以降低接合環(huán)2000和同步皮帶2010之間的打滑現(xiàn)象。壓板2011可位于同步皮帶2010的表面上，并且用連接裝置2013(如螺釘)把同步皮帶2010夾在壓板2011和接合環(huán)2000之間。盡管圖20所示是設(shè)有兩個(gè)壓板2011，如果需要壓板2011的數(shù)量可以是任意的，包括單一壓板。另外，在示范性實(shí)施例中，同步皮帶2010在同步皮帶2010與壓板2011接合的端部設(shè)計(jì)為不連續(xù)的(即一個(gè)分開(kāi)的皮帶)。鑒于電纜樞軸元件的結(jié)構(gòu)，這樣做是為了簡(jiǎn)化同步皮帶2010的安裝。當(dāng)然，如果需要和機(jī)械條件許可同步皮帶也可以是連續(xù)的。
圖21是輥式電機(jī)組件和相關(guān)硬件的局部側(cè)視圖。圖21所示，輥式電機(jī)組件2006包括電纜樞軸殼體2002，框架組件2004，驅(qū)動(dòng)電機(jī)/齒輪箱2008，框架安裝支架2012，離合器2014，離合器旋轉(zhuǎn)限制部分2015，皮帶輪2016和調(diào)節(jié)器2018。蓋2020用于覆蓋驅(qū)動(dòng)電機(jī)/齒輪箱2008，離合器2014，限制器2015和框架安裝支架2012，以保護(hù)它們避免灰塵，潮氣等。
接下來(lái)，詳細(xì)描述旋轉(zhuǎn)組件2006和接合環(huán)2000相對(duì)旋轉(zhuǎn)組件2006的旋轉(zhuǎn)，再一次參照?qǐng)D21。當(dāng)接通電源時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)/齒輪箱2008通電并且離合器2014接合。由驅(qū)動(dòng)電機(jī)/齒輪箱2008產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩通過(guò)離合器2014傳動(dòng)引起皮帶輪2016旋轉(zhuǎn)。與同步皮帶2010連接的皮帶輪2016的旋轉(zhuǎn)使環(huán)2000繞其軸(在示范性實(shí)施例中是z軸)旋轉(zhuǎn)。施加在同步皮帶2010上的皮帶輪2016具有的張力可由調(diào)節(jié)器2018調(diào)節(jié)。在示范性實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器2018是一個(gè)螺釘，但是也可以是其它方式將張力通過(guò)皮帶輪2016施加在同步皮帶2010上，如彈簧組件。順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)調(diào)節(jié)器2018，例如，拉動(dòng)框架組件2004。相反，框架組件2004繞框架安裝支架2012(其起支點(diǎn)作用)旋轉(zhuǎn)，沿一弧度移動(dòng)皮帶輪2016，反過(guò)來(lái)拉動(dòng)同步皮帶2010，因此，增加了同步皮帶2010的張力。
離合器2014連接在同步皮帶2010和皮帶輪2016之間。在示范性實(shí)施例中，離合器2014是電控制的并且在離合器接通電源時(shí)接合。當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)，離合器2014將脫離接觸，這樣防止驅(qū)動(dòng)電機(jī)/齒輪箱2008的旋轉(zhuǎn)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)皮帶輪2016。在離合器2014脫離接觸下，試驗(yàn)頭可容易地和正常地手動(dòng)，或通過(guò)連接驅(qū)動(dòng)器繞z軸旋轉(zhuǎn)。
圖23和24分別是垂直電機(jī)和相關(guān)硬件(驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2400)的側(cè)視圖和頂視圖，該垂直電機(jī)用于抬起和降低試驗(yàn)頭，沿線(xiàn)性導(dǎo)軌738(如圖7A和713所示)移動(dòng)試驗(yàn)頭802，定義了一個(gè)對(duì)于試驗(yàn)頭802的垂直(y)軸。如圖23和24所示，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2400的主要元件包括皮帶輪2406，電纜2410，電機(jī)/齒輪箱2416，離合器2426，小皮帶輪2412，同步皮帶2420和大皮帶輪2421。電纜2410在第一端2411與主臂736(如圖7A和7B所示)連接，在第二端與配重2413連接。主臂736與線(xiàn)性導(dǎo)軌738連接并且在電纜2410控制下沿線(xiàn)性導(dǎo)軌738移動(dòng)。在示范性實(shí)施例中圖示兩個(gè)電纜2410和兩個(gè)皮帶輪2406，當(dāng)需要時(shí)可增加或減少皮帶輪和電纜。
皮帶輪2406可旋轉(zhuǎn)地與帶軸2408的柱2402接合，它形成了柱形結(jié)構(gòu)712的側(cè)面部件(如圖7A和7B所示)，在示范性實(shí)施例中，軸2408是皮帶輪2406共用的。一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件，包括電機(jī)/齒輪箱2416和離合器2426與框架組件2422連接，框架組件又通過(guò)安裝支架2414與安裝棒2418連接。安裝棒2418連接在柱2402的后面和皮帶輪2406背后之間。
小皮帶輪2412通過(guò)同步皮帶2420與大皮帶輪2421連接。大皮帶輪2421由連接裝置2407，如螺釘，與其中一個(gè)皮帶輪2606連接。給電機(jī)/齒輪箱2416通電提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)力給離合器2426，離合器2426又驅(qū)動(dòng)小皮帶輪2412。當(dāng)小皮帶輪2412旋轉(zhuǎn)時(shí)，由同步皮帶2420通過(guò)與其連接的大皮帶輪2421帶動(dòng)皮帶輪2606旋轉(zhuǎn)。
離合器2426的作用與離合器2014的作用相似，這里不再重復(fù)描述。為在同步皮帶2420上由小皮帶輪2412保持適當(dāng)?shù)膹埩?，可使用調(diào)節(jié)器2428，例如它為設(shè)置螺釘。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用兩個(gè)分別設(shè)在框架2422的兩個(gè)相對(duì)端的調(diào)節(jié)器2428。使用兩個(gè)調(diào)節(jié)器2428幫助避免任何可能的框架組件2422的扭轉(zhuǎn)偏向，并可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)同步皮帶2420上的張力。在示范性實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器2428當(dāng)按預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，穿過(guò)安裝棒2418并在框架組件2422的后部施加向下的壓力。該向下的壓力使框架組件2422繞轉(zhuǎn)軸2430旋轉(zhuǎn)，框架組件2422又增加小皮帶輪2412加在同步皮帶2420表面上的張力。當(dāng)然，可以理解反方向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器2428就減少小皮帶輪2412加在同步皮帶2420表面上的張力。一旦調(diào)好，調(diào)節(jié)器2428可用螺帽2432鎖定在安全位置上，例如，在安裝棒2418的底部擰緊，以防止調(diào)節(jié)器2428改變位置。在示范性實(shí)施例中，框架組件2422的一端部與安裝支架2414連接的螺釘提供了轉(zhuǎn)軸2430。在示范性實(shí)施例中，安裝支架2414用螺釘2436與安裝棒2418連接，該螺釘2436凹進(jìn)安裝板2414的表面下。
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，軸這樣設(shè)置，即其能夠大致無(wú)阻礙地、在相當(dāng)?shù)突虼笾潞愣ǖ牧ο略谡麄€(gè)沿或繞所述軸移動(dòng)的范圍內(nèi)移動(dòng)。特別地，達(dá)到下述效果是理想的a)在垂直，上-下方向中，試驗(yàn)頭軸大致是在失重的條件下并且可以手動(dòng)操縱，能夠容易地和精確地相接和不相接。
b)在水平軸的擺動(dòng)，進(jìn)-出，和左右運(yùn)動(dòng)中，低摩擦軸承和組件可用于使試驗(yàn)頭由手動(dòng)操縱。不管水平運(yùn)動(dòng)在基座中或在以關(guān)節(jié)連接的臂組件中或兩者的結(jié)合中確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)。
c)在縱搖和滾動(dòng)軸中，試驗(yàn)頭沿通過(guò)其重心的軸安裝是理想的，能夠使試驗(yàn)頭用手動(dòng)操縱。對(duì)于電纜，電纜樞軸和電纜支撐器的使用幫助保持該效果。
d)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)的軸的位置和電纜支撐器的垂直運(yùn)動(dòng)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)幫助達(dá)到高質(zhì)量大致無(wú)阻礙的有效運(yùn)動(dòng)。
這樣，在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用動(dòng)力推動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模式可加到任意的單一所用的運(yùn)動(dòng)中，或者所用運(yùn)動(dòng)繞軸旋轉(zhuǎn)和沿軸移動(dòng)中的任意組合中。換句話(huà)說(shuō)，為對(duì)每一所用的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，與其相應(yīng)的控制電路和操縱器的接觸面一起設(shè)置電機(jī)或傳動(dòng)裝置，并以這樣一種方式布置，即使當(dāng)不使用時(shí)，它能夠與定位器運(yùn)動(dòng)機(jī)械脫離，以保持大致無(wú)阻礙的運(yùn)動(dòng)的有效和不受影響。如果所有的所用運(yùn)動(dòng)僅需用較小的相對(duì)恒定的力實(shí)現(xiàn)，那么可用低能量傳動(dòng)裝置。因此，可用下述裝置a)傳動(dòng)裝置可以是一個(gè)電機(jī)。
b)齒輪可作為電機(jī)或傳動(dòng)裝置相應(yīng)的輸出。
c)傳動(dòng)裝置/電機(jī)與運(yùn)動(dòng)軸的連接和脫連接裝置可以是離合器。
d)如果適當(dāng)限制所用的力，可用轉(zhuǎn)差離合器或機(jī)構(gòu)。
e)通過(guò)控制電路可控制由傳動(dòng)裝置施加的力，以產(chǎn)生足夠的運(yùn)動(dòng)力，該力限制在如果產(chǎn)生對(duì)無(wú)阻礙運(yùn)動(dòng)的阻礙，引起傳動(dòng)裝置停止的范圍。
f)如果傳動(dòng)裝置是直流電機(jī)，那么通過(guò)限制供給電機(jī)的電流而達(dá)到調(diào)節(jié)力的作用，力又限制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
大致無(wú)障礙運(yùn)動(dòng)在動(dòng)力軸中用于相接。運(yùn)動(dòng)所需要的力可以是一個(gè)恒力，并且當(dāng)進(jìn)行相接時(shí)不需要隨位置或移動(dòng)而變化。這需要復(fù)雜的控制方案和合理的構(gòu)造。另外，大致無(wú)障礙運(yùn)動(dòng)使得在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)可由人定位。
上述描述包括垂直移動(dòng)、滾動(dòng)的具體描述。其它軸也是可以的，并遵守相同的規(guī)則。
圖25是單軸控制電路的簡(jiǎn)圖；電壓源(未示出)通過(guò)開(kāi)關(guān)2902和過(guò)載保護(hù)裝置2904提供給電源2906，過(guò)載保護(hù)裝置如一個(gè)保險(xiǎn)絲或一個(gè)斷路器。電源2906的輸出可以是一個(gè)例如依照所驅(qū)動(dòng)電路的需要預(yù)先設(shè)定的電壓。電源2906的輸出與一個(gè)恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924和方向選擇器2910連接。當(dāng)需要時(shí)恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924的輸出電流2925可以固定或者可以調(diào)節(jié)。在示范性實(shí)施例中，電源2906的輸出電壓約為24伏直流電和輸出電流2925可高達(dá)2.5安培。在示范性實(shí)施例中，方向選擇器2910是三位瞬時(shí)動(dòng)作開(kāi)關(guān)，其中心位置是常態(tài)位置。選擇器2910的一組輸出端2924與可選擇限位開(kāi)關(guān)2920和2922連接，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)又與抑制電路2912和電機(jī)2914連接。該第一組輸出端2924給電機(jī)2914提供輸出電流2925，如直流齒輪電機(jī)。
第二組輸出端2926從電源2906給抑制電路2918和離合器線(xiàn)圈2916提供輸出電壓。當(dāng)選擇器2910在中心位置時(shí)，能量不提供給電機(jī)2914，離合器2916或它們的相關(guān)元件。選擇器2910的輸出端相互交叉連接，當(dāng)在第一非中心位置時(shí)，選擇器2910以第一極性向抑制電路2912和電機(jī)2914提供恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924的輸出，允許電機(jī)以預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。由于上述的交叉連接，移動(dòng)選擇器2910到第二非中心位置，向抑制電路2912和電機(jī)2914提供恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924的輸出，其極性與第一極性相反。又，電機(jī)2914將以相反的方向旋轉(zhuǎn)，為當(dāng)?shù)谝粯O性電壓加在電機(jī)2914上的相反方向。每當(dāng)選擇器2910不在中心位置時(shí)，離合器線(xiàn)圈2916即被通電并且接合。
由電機(jī)2914產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與通過(guò)選擇器2910由恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924提供的電流成比例。該轉(zhuǎn)矩通過(guò)離合器2928傳遞給機(jī)械負(fù)載(未示出)。如上所述，當(dāng)選擇器2910在中心位置時(shí)，電機(jī)2914不通電，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，離合器2918不接合。因此，機(jī)械負(fù)載是浮動(dòng)的(即，自由移動(dòng)，不管是通電，還是不通電，沒(méi)有由需要反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪箱而施加的約束)。另一方面，當(dāng)選擇器2910不在中心位置時(shí)電機(jī)2914通電并且離合器2918接合。因?yàn)樘峁┙o電機(jī)2914的電流是恒定的，所以由電機(jī)2914輸出的轉(zhuǎn)矩同樣是恒定的。但是，如上所述，恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924輸出的電流是可以調(diào)節(jié)的。照此，由電機(jī)2914輸出的轉(zhuǎn)矩同樣可以調(diào)節(jié)，并且理想調(diào)節(jié)是與位于電機(jī)要驅(qū)動(dòng)的特殊運(yùn)動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載相配。為了提高安全性和提供最優(yōu)化的運(yùn)行，需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。在示范性實(shí)施例中，機(jī)械負(fù)載也可允許浮動(dòng)，當(dāng)例如相接或在控制方向或以恒定轉(zhuǎn)矩被驅(qū)動(dòng)時(shí)是需要的。
當(dāng)限制行程時(shí)，如到達(dá)上/下，順時(shí)針/逆時(shí)針，進(jìn)/出和左右邊界時(shí)，可選擇的限位開(kāi)關(guān)2920和2922中斷電機(jī)2914的電流。由限位開(kāi)關(guān)2920和2922中斷電流防止在限制的方向上進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)，而與限制的方向相反的運(yùn)動(dòng)不受影響。例如，如果電機(jī)2914在順時(shí)針?lè)较蚴艿较拗?，電機(jī)2914在逆時(shí)針?lè)较虻倪\(yùn)動(dòng)不被禁止。同樣的道理能可靠控制所有其它軸的運(yùn)動(dòng)。如果不安裝限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)選擇器2910不在中心位置時(shí)，電流從選擇器2910將直接提供給電機(jī)2914。
圖26是雙軸控制電路的簡(jiǎn)圖。在圖26中，恒定電流驅(qū)動(dòng)器2924，選擇器2910，電機(jī)2914，離合器2916，可選擇的限位開(kāi)關(guān)(圖26中所示3004，3006，3008，3010)和抑制電路2912，2918都是一樣的。在圖26的示范性實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)電路3000提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和第二驅(qū)動(dòng)電路3002提供垂直動(dòng)力，分別如圖20和23所討論的。
在示范性實(shí)施例中，為容易和精確定位，試驗(yàn)頭將保持失重狀態(tài)。設(shè)置一個(gè)安全鎖定裝置，通過(guò)將主臂固定到垂直導(dǎo)軌738上而使試驗(yàn)頭保持在一給定的垂直位置上。鑒于試驗(yàn)頭的重量和/或配重，如果系統(tǒng)失去平衡而在垂直鎖定狀態(tài)中時(shí)，如果操縱者試圖釋放鎖定裝置，主臂仍將保持鎖定狀態(tài)是理想的。
參照?qǐng)D27A-31，圖示了示范性的鎖定系統(tǒng)3100。在圖27A-27C中，圖示了鎖定系統(tǒng)3100與主臂736和垂直導(dǎo)軌738內(nèi)部關(guān)系的各個(gè)視圖。鎖定系統(tǒng)3100通過(guò)連接裝置3128，如螺釘，與主臂736的后表面連接。另外主臂736的后表面連接著允許主臂736沿垂直導(dǎo)軌738運(yùn)動(dòng)的滑道3112。
鎖定系統(tǒng)3100包括與軸3116的一端連接的鎖定手柄3102，帶有一個(gè)使軸3116通過(guò)的孔的安全塊3110，與卡鉗3122連接的軸承3113并且為軸3112提供軸承受面，以使軸可在其中沿其縱軸旋轉(zhuǎn)，帶有一個(gè)使軸3116通過(guò)的孔3105的鎖定塊3104，和一個(gè)連接在軸3116另一端的螺紋圓筒3120。軸3116的螺紋3117沿軸3116的長(zhǎng)度延伸一部分。螺紋圓筒3120在孔3105中適配，當(dāng)軸3116沿其縱軸通過(guò)手柄3120旋轉(zhuǎn)時(shí)，依照軸3116的旋轉(zhuǎn)方向安全塊3110和鎖定塊3104之間的距離增大或者減小。例如，當(dāng)軸3116順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，安全塊3110和鎖定塊3104相對(duì)移動(dòng)，共同使鎖定塊3104加到垂直導(dǎo)軌738側(cè)壁上的壓力增加，下面將詳細(xì)討論。相反地，當(dāng)軸3116逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，安全塊3110和鎖定塊3104反向移動(dòng)，釋放由鎖定塊3104加到線(xiàn)性導(dǎo)軌738側(cè)壁上的壓力。
在示范性實(shí)施例中，軸3116位于與線(xiàn)性導(dǎo)軌738和鎖定手柄3120棘輪的軸垂直的樞軸中，使用手以最小的力達(dá)到快速鎖定和釋放。
參照?qǐng)D28A，28B和29，圖示了鎖定裝置3100。在圖28A中，鎖定塊3104包括連接在支點(diǎn)3124上的卡鉗3122?？ㄣQ3122中的每一個(gè)位于線(xiàn)性導(dǎo)軌738的相對(duì)側(cè)，每一個(gè)具有使軸3116通過(guò)的間隙孔。當(dāng)軸3116面對(duì)鎖定塊3104繃緊時(shí)，靠近安全塊3110的卡鉗3122旋轉(zhuǎn)，以順時(shí)針?lè)较?，如上所示，繞支點(diǎn)3124旋轉(zhuǎn)，并且與垂直導(dǎo)軌738接觸。同樣地，靠近鎖定塊3104的卡鉗3122以順時(shí)針?lè)较颍缟纤?，繞支點(diǎn)3124旋轉(zhuǎn)并且與垂直導(dǎo)軌738接觸。面對(duì)垂直導(dǎo)軌738擰緊卡鉗3122的組合，將主臂736鎖在垂直導(dǎo)軌738上。
參照?qǐng)D30和31，描述對(duì)安全鎖3100的防故障的結(jié)構(gòu)，在圖30中，棘爪系統(tǒng)3130包括一個(gè)安全塊3110。圖31中更詳細(xì)地表示，一個(gè)棘爪機(jī)構(gòu)3118包括一個(gè)與軸3116連接的齒輪3130和安裝在安全塊3110中的棘爪3132，位于齒輪3130的上和下。細(xì)長(zhǎng)孔3136，如伸長(zhǎng)的錐口孔，在安全塊3110中形成，其與螺釘3134一起提供安全塊3110與鎖定塊3104的連接。在示范性實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)孔3136是伸長(zhǎng)的錐口孔，螺釘3134是有肩螺釘。另外偏置彈簧3126與安全塊3110連接，其使得安全塊3110沿細(xì)長(zhǎng)孔3136相對(duì)鎖定塊3104垂直移動(dòng)。
在通常的條件下，就是當(dāng)試驗(yàn)頭與試驗(yàn)頭安裝裝置連接并且配重(未示出)與電纜2410連接時(shí)，試驗(yàn)頭的重量和配重互相補(bǔ)償，因此，螺釘3134約在細(xì)長(zhǎng)孔3136的中心且棘爪3132不與產(chǎn)3130連接，因此允許操作者隨意鎖定或不鎖定主臂736。通過(guò)鎖定系統(tǒng)3100將試驗(yàn)頭鎖定在其位置上后試驗(yàn)頭被移去時(shí)，試圖釋放主臂736可引起主臂736猛烈地向上運(yùn)動(dòng)，可能傷害操作者和/或損壞儀器。為避免這種情形，當(dāng)移去試驗(yàn)頭時(shí)，偏置彈簧3126強(qiáng)迫安全塊3110沿垂直軸向下移動(dòng)，因此，上棘爪3132與齒輪3130嚙合，因此，防止操作者用手柄3102旋轉(zhuǎn)軸3116而釋放主臂736。操作者，當(dāng)認(rèn)識(shí)到試驗(yàn)頭被移去時(shí)，可重新安裝試驗(yàn)頭，使得安全塊移回到中間位置，再使主臂736從垂直導(dǎo)軌738被釋放。相反地，如果配重(未示出)從電纜2410上撤除，或如果電纜折斷，偏置彈簧3126將強(qiáng)迫安全塊3110沿垂直軸向上移動(dòng)，因此，上棘爪3132與齒輪3130嚙合，避免操作者用手旋轉(zhuǎn)軸3116而開(kāi)鎖主臂736，從而避免傷害操作者和/或損壞設(shè)備。
當(dāng)圖示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選的示范性的實(shí)施例后，可以理解這樣的實(shí)施例只是示范性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒(méi)有脫離本發(fā)明構(gòu)的條件下可進(jìn)行各種改進(jìn)、變化和替代。因此，所附權(quán)利要求覆蓋落在本發(fā)明構(gòu)思和范圍中的所有這樣的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，所述負(fù)載與電纜連接，所述系統(tǒng)包括一個(gè)限定第一垂直軸的柱；一個(gè)支撐所述負(fù)載和沿所述第一垂直軸移動(dòng)的臂元件；一個(gè)用于使所述第一垂直軸繞與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件；所述柱定位于使它比所述第二垂直軸更靠近所述負(fù)載；所述負(fù)載通過(guò)所述臂元件定位，使所述電纜與所述第二垂直軸交叉并且所述電纜位于所述柱的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載有一個(gè)重心，并且所述重心，所述第一軸和所述第二軸分別位于三角形的頂點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述柱在所述第二垂直軸的前方向著所述負(fù)載，并且在所述第二軸的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，另外還包括電纜支撐器，用于支撐與負(fù)載連接的電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器沿第三垂直軸移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括一個(gè)底板，和一個(gè)與所述臂元件連接的擺動(dòng)板，并且該擺動(dòng)板相對(duì)所述底板繞所述第二垂直軸旋轉(zhuǎn)，以使所述負(fù)載繞所述第二垂直軸旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括一個(gè)左右板，它使所述負(fù)載沿與所述第一垂直軸正交的第一水平軸水平移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括進(jìn)-出板，它使所述負(fù)載沿第二水平軸水平移動(dòng)，該第二水平軸與所述第一水平軸相交并且與所述第一垂直軸正交。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜伸出試驗(yàn)機(jī)柜之后由所述電纜支撐器容納并支撐，其中所述負(fù)載是電子試驗(yàn)頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括多個(gè)分度元件用于所述擺動(dòng)板繞所述第二垂直軸的分度旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器為套管式。
12.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，所述負(fù)載與電纜連接，所述系統(tǒng)包括一個(gè)限定第一垂直軸的柱；一個(gè)沿一個(gè)第三垂直軸移動(dòng)的電纜支撐器，其支撐與所述負(fù)載連接的電纜；和一個(gè)沿所述第一垂直軸移動(dòng)并且支撐所述負(fù)載的臂元件；所述柱定位于使它比所述第二垂直軸更靠近所述負(fù)載；所述負(fù)載通過(guò)所述臂元件定位，使所述電纜與所述第二垂直軸交叉并且所述電纜位于所述柱的一側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，另外還包括旋轉(zhuǎn)元件，用于將所述第一垂直軸繞一個(gè)與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器在其一端沿所述第三垂直軸移動(dòng)，并且所述電纜離開(kāi)該端向所述負(fù)載方向延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，另外還包括一個(gè)與所述臂元件連接的基底，所述基底包括一個(gè)底板，和一個(gè)擺動(dòng)板，該擺動(dòng)板為了使所述試驗(yàn)頭繞所述第一垂直軸旋轉(zhuǎn)，與所述臂元件連接并相對(duì)所述底板繞所述第一垂直軸旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括一個(gè)左右板，它使所述試驗(yàn)頭沿與所述第一垂直軸正交的第一水平軸水平移動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括進(jìn)-出板，它使所述試驗(yàn)頭沿第二水平軸水平移動(dòng)，該第二水平軸與所述第一水平軸相交并且與所述第一垂直軸正交。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜伸出試驗(yàn)機(jī)柜之后由所述電纜支撐器容納并支撐，其中所述負(fù)載是電子試驗(yàn)頭。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括多個(gè)分度元件，用于所述擺動(dòng)板繞所述第一垂直軸的分度旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器為套管式。
21.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，包括一個(gè)支撐所述負(fù)載并且沿一個(gè)限定了第一垂直軸的垂直柱移動(dòng)的臂元件，一個(gè)用于使所述第一垂直軸繞與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組件；一個(gè)沿一個(gè)第三垂直軸移動(dòng)的電纜支撐器，其支撐與所述負(fù)載連接的電纜。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，臂元件沿所述柱向上或向下移動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器在其一端沿所述第三垂直軸移動(dòng)，并且所述電纜離開(kāi)該端向所述負(fù)載方向延伸。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括一個(gè)底板，和一個(gè)與所述臂元件連接的擺動(dòng)板，并且該擺動(dòng)板相對(duì)所述底板繞所述第二垂直軸旋轉(zhuǎn)，以使所述負(fù)載繞所述第二垂直軸旋轉(zhuǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括一個(gè)左右板，它使所述負(fù)載沿與所述第一垂直軸正交的第一水平軸水平移動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)元件包括進(jìn)-出板，它使所述負(fù)載沿第二水平軸水平移動(dòng)，該第二水平軸與所述第一水平軸相交并且與所述第一垂直軸正交。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜伸出試驗(yàn)機(jī)柜之后由所述電纜支撐器容納并支撐，其中所述負(fù)載是電子試驗(yàn)頭。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件包括多個(gè)分度元件用于所述擺動(dòng)板繞所述第二垂直軸的分度旋轉(zhuǎn)。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜支撐器為套管式。
30.一個(gè)用于用驅(qū)動(dòng)手柄移動(dòng)試驗(yàn)頭到對(duì)準(zhǔn)位置的定位器，所述定位器包括一個(gè)用于沿或繞至少一個(gè)軸移動(dòng)所述試驗(yàn)頭的臂元件；和一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)部分的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，用于選擇地驅(qū)動(dòng)所述臂元件，以使所述試驗(yàn)頭沿或繞所述至少一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)部分大致可移動(dòng)地使所述驅(qū)動(dòng)部分脫嚙合，以使所述驅(qū)動(dòng)部分的旋轉(zhuǎn)不能有效地使所述臂元件沿或繞所述至少一個(gè)軸移動(dòng)。
31.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，包括一個(gè)用于沿或繞至少一個(gè)軸移動(dòng)所述負(fù)載的臂元件；一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)部分的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，用于選擇地驅(qū)動(dòng)所述臂元件，以使所述負(fù)載沿或繞所述至少一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)部分可脫嚙合，以使當(dāng)不使用所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，所述負(fù)載可沿或繞所述的軸自由移動(dòng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)移動(dòng)所述負(fù)載時(shí)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置提供恒定的轉(zhuǎn)矩。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，控制所述恒定的轉(zhuǎn)矩使其值能夠充分地移動(dòng)所述負(fù)載。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)，減速齒輪系，和通過(guò)滑輪和皮帶與系統(tǒng)的可移動(dòng)部分連接的電磁離合器。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述離合器是一個(gè)轉(zhuǎn)矩限制的滑動(dòng)離合器。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)是一個(gè)直流電機(jī)，并且所述恒定轉(zhuǎn)矩通過(guò)控制所述直流電機(jī)供給的電流來(lái)被控制。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)，減速齒輪系，和通過(guò)一個(gè)摩擦驅(qū)動(dòng)滾筒與系統(tǒng)的可移動(dòng)部分連接的電磁離合器。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述自由移動(dòng)沿所述至少一個(gè)垂直軸產(chǎn)生。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，其特征在于，所述自由移動(dòng)沿所述至少一個(gè)水平軸產(chǎn)生。
40.一個(gè)用于防止平衡負(fù)載元件脫離鎖定的安全鎖定系統(tǒng)，包括當(dāng)所述負(fù)載元件失去平衡時(shí)，安裝并鎖定到垂直導(dǎo)軌上的一載荷，所述安全鎖定系統(tǒng)包括多個(gè)卡鉗，位于所述導(dǎo)軌的相對(duì)側(cè)，用于在所述導(dǎo)軌的相對(duì)側(cè)面上同時(shí)施加壓力；鎖塊，用于將所述負(fù)載與至少一個(gè)卡鉗連接，使所述負(fù)載沿所述導(dǎo)軌移動(dòng)；一個(gè)通過(guò)軸與所述卡鉗連接的旋轉(zhuǎn)手柄，當(dāng)所述手柄向一方旋轉(zhuǎn)時(shí)，其可通過(guò)所述卡鉗向所述導(dǎo)軌施加壓力，以鎖定所述鎖塊沿所述軸的相對(duì)垂直移動(dòng)，以及當(dāng)所述手柄以相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，可通過(guò)所述卡鉗降低對(duì)所述導(dǎo)軌的壓力；和一個(gè)與所述負(fù)載元件連接的安全鎖，并隨所述負(fù)載元件移動(dòng)，以防止當(dāng)所述負(fù)載元件相對(duì)所述鎖塊有一預(yù)設(shè)的移動(dòng)時(shí)，使所述手柄旋轉(zhuǎn)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的安全鎖定系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)第一軸從所述導(dǎo)軌延伸到所述負(fù)載；和所述軸與所述第一軸和所述導(dǎo)軌正交。
42.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全鎖定系統(tǒng)，其特征在于，所述卡鉗面對(duì)所述導(dǎo)軌施加壓力，但沒(méi)有完全環(huán)繞所述導(dǎo)軌。
43.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，所述負(fù)載與電纜連接，所述系統(tǒng)包括一個(gè)限定第一垂直軸的柱；一個(gè)支撐所述負(fù)載和沿所述第一垂直軸移動(dòng)的臂元件；一個(gè)用于使所述第一垂直軸繞與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件；所述第二垂直軸位于距離所述試驗(yàn)柜不超過(guò)3個(gè)所述電纜寬度的位置上；所述負(fù)載通過(guò)所述臂元件定位，以使所述電纜與所述第二垂直軸相交，并且所述電纜位于所述柱的一側(cè)。
44.一種用于負(fù)載定位的系統(tǒng)，所述負(fù)載與電纜連接，所述系統(tǒng)包括一個(gè)限定第一垂直軸的柱；一個(gè)支撐所述負(fù)載和沿所述第一垂直軸移動(dòng)的臂元件；一個(gè)用于使所述第一垂直軸繞與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件；所述電纜沿與所述負(fù)載的重心相交的一軸設(shè)置；所述負(fù)載由所述臂元件定位，以使所述電纜與所述第二垂直軸相交并且所述電纜位于所述柱的一側(cè)。
全文摘要
一個(gè)用于定位負(fù)載的系統(tǒng)，如試驗(yàn)頭。該系統(tǒng)包括一個(gè)支撐所述負(fù)載和沿一個(gè)第一垂直軸移動(dòng)的臂元件；該系統(tǒng)還包括一個(gè)用于使所述第一垂直軸繞與第一垂直軸隔開(kāi)一定距離的第二垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)元件。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1564946SQ00802658
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2000年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月13日
發(fā)明者阿利恩·R·霍爾特, 克里斯托弗·L·韋斯特, 布賴(lài)恩·R·穆?tīng)? 小理查德·C·鮑威爾, I·馬文·韋勒斯坦 申請(qǐng)人:因泰斯特Ip公司