專利名稱：一種法向壓力施加裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及弱電電接觸測試領域，特別涉及一種法向壓力施加裝置。
背景技術：
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。進行相關的實驗是電接觸研究中必不可少的環(huán)節(jié)。在電接觸領域，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，貫穿整個結構，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 的一端設置在滾花圓螺母102上，另一端設置在導柱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構，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、結構側(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構(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構示意圖。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，用于承載整個結構；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?。挥|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—、結構外形尺寸過大，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，此種結構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，提高了整體結構的緊湊性；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，從根本上消除了結構之間的側(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)施加裝置結構示意圖。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構示意圖。圖3為本發(fā)明法向壓力施加裝置的剖面結構示意圖。圖4為本發(fā)明法向壓力施加裝置的膜片彈簧結構示意圖。圖5為本發(fā)明法向壓力施加裝置裝配的立體結構示意圖。圖6為本發(fā)明法向壓力施加裝置的立體結構爆炸示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(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構示意面；圖5為本發(fā)明法向壓力施加裝置裝配的立體結構示意圖；圖6為本發(fā)明法向壓力施加裝置的立體結構爆炸示意圖。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先設置的位置，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構示意圖。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))，分別設置預定數(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，實際應用中，砝碼301可以設置為中心開孔，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)，分別設置預定數(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)上端設置與中心軸302的第二階梯軸設置的外螺紋連接固定的內(nèi)螺紋，內(nèi)側(cè)下端開設與中心軸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，實際應用中，壓緊螺母304的整個內(nèi)側(cè)也可以只開設與中心軸302的第二階梯軸設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，為對稱結構，在此不再贅述。套筒306，上、下兩端內(nèi)側(cè)開設有與壓緊環(huán)303外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，外開設有與支撐板307內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，并在內(nèi)側(cè)設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，水平設置于支撐柱314上，支撐柱314上端開設有螺紋，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固定在預先設置的位置，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，開設有容置觸頭313的孔，并在下端開設縫隙槽，例如，在下端外側(cè)開設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構設計，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，結構緊湊，減少了空間的占用，在多通道滑動實驗臺的布局設計中具有很大的優(yōu)勢。
以上舉較佳實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，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，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)， 本發(fā)明所主張的權利范圍應以發(fā)明申請范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
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先設置的位置以保證膜片彈簧產(chǎn)生預先設置的變形量；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)的預設的第一剛度，膜片彈簧徑向剛度為預設的第二剛度，且膜片彈簧兩片為一組進行使用，上、下膜片彈簧按法向預先設置的距離分隔安裝，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先設置的位置，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。應用本發(fā)明，可以大幅降低實驗中側(cè)向剪切力對實驗結果的影響，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