CN102680152A - 高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，它包括用于夹持插孔的带隔热功能的左机械夹持装置和夹持插针的带隔热功能的右机械夹持装置、用于测试接触件插拔力的测力装置、用于带动测力装置往复运动的机械传动装置、用于驱动机械传动装置的驱动装置、用于调节接触件对准精度的调节平台和用于模拟工作环境温度的电磁感应加热装置。利用电磁感应加热装置将接触件加热到指定温度；驱动装置通过机械传动装置带动右机械夹持装置运动，实现接触件的插拔运动；测力装置随之采集数据。该装置采用直接在高温环境下进行接触件插拔力测量的方法，能够真实的反应接触件在高温下的工作情况，适用于各电连接器厂和研究机构，保证了测量数据的准确性。

Description

高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置

技术领域

本发明属于插拔力测试领域，尤其涉及一种高温环境下电连接器接触件(一般指插针、插孔)插拔力的测试装置。

背景技术

电连接器作为一种基础元件，其主要功能是实现各种元件、电路、设备、系统等之间的电路、信号导通和控制，在航空、航天、通信、机电等行业中应用范围大、数量可观、地位重要。随着我国新一代武器以及运载技术的发展，特别是高速、超高速巡航弹、大运载火箭的研制，要求系统能够在复杂的空间环境、电磁环境中正常工作，对安装在系统级间、发动机四周的电连接器提出了耐高温环境、耐更高力学环境的要求，对耐高温电连接器的需求显得特别迫切。

实现电连接器连接功能的是集成在电连接器绝缘体内部的多对接触件，接触件的接触电阻是衡量电连接器接触性能的关键性指标，直接影响电连接器信号传输的稳定性。接触件的可靠接触是由接触件间的弹性变形提供的接触正压力来保证的，而接触正压力的测量比较困难，在实际的生产制造过程中，通常采取控制由此压力产生的接触件摩擦力来实现对接触电阻的控制，即需进行接触件的插拔力测试。因此，准确而及时的测得电连接器内部接触件插拔力的大小，对于发现接触件潜在的缺陷、准确评估和提高其可靠性水平是很有意义的。

目前，电连接器接触件插拔力的测量多采用常温下测量的方法，即测量常温下的插拔力，或从实验设备中取出经过环境试验的接触件，在实验室环境下进行插拔力测试，该测试方法主要有如下缺点：

1、在常温下测量插拔力，不能真正的模拟接触件的实际工作情况，不能充分考虑高温对插拔力的影响；用常温下测试结果替代或推测高温下插拔力大小，不能反映真实情况。

2、现有测试方法多采用手动插拔的方式，不能精确的控制分离速度和插入量，且插拔时不能保证接触件精确对准，人为因素对插拔力的测量结果影响较大。

3、电连接器插拔力的大小不仅和温度相关，而且与插拔次数（机械寿命）密切相关，现有的试验装置不能用于测量插拔力随温度的变化情况，也不能实现多次插拔并检查插拔力的变化情况。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，该装置不仅能测试不同温度环境下的插拔力，而且可以用于测试接触件的机械寿命和分析机械插拔次数对插拔力的影响。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，所述电连接器接触件包括插孔和插针，该测试装置包括：用于夹持插孔的带隔热功能的左机械夹持装置、用于夹持插针的带隔热功能的右机械夹持装置、用于测试接触件插拔力的测力装置、用于带动测力装置往复运动的机械传动装置、用于驱动所述机械传动装置的驱动装置、用于调节接触件对准精度的调节装置、用于模拟工作环境温度的电磁感应加热装置和试验台；所述左机械夹持装置固定在调节装置上，右机械夹持装置与测力装置相连，测力装置固定在机械传动装置上，机械传动装置和驱动装置相连，电磁感应加热装置、调节装置、机械传动装置和驱动装置均固定在试验台上。

进一步地，所述驱动装置包括步进电机控制器、步进电机驱动器和步进电机，步进电机控制器与步进电机驱动器相连，步进电机驱动器与步进电机相连，步进电机固定在试验台上。

进一步地，所述机械传动装置包括联轴器、滚珠丝杠、滑动导轨和测力计固定台。滚珠丝杠通过联轴器连接步进电机，滚珠丝杠的螺母与测力计固定台连接，测力计固定台固定在滑动导轨的运动滑块上，滑动导轨固定在实验台上。

进一步地，所述调节装置包括调节平台和调节平台支架，调节平台通过调节平台支架固定在试验台上。

进一步地，所述测力装置为推拉测力计，其安装在所述测力计固定台上。

进一步地，所述右机械夹持装置包括陶瓷棒固定套、第一隔热陶瓷棒和插针夹具；其中，第一隔热陶瓷棒的一端通过陶瓷棒固定套与测力装置连接，另一端连接插针夹具的一端，插针夹具的另一端夹紧插针末端。为适应不同插针末端直径，采用不同内径的对分半圆柱垫片来实现二级夹持。

进一步地，所述左机械夹持装置包括插孔夹具、第二隔热陶瓷棒和陶瓷棒固定板；其中，陶瓷棒固定板与调节平台固定连接，第二隔热陶瓷棒的一端与陶瓷棒固定板连接，另一端与插孔夹具的一端连接，插孔夹具的另一端夹紧插孔末端。为适应不同插孔末端直径，采用不同内径的对分半圆柱垫片来实现二级夹持。

进一步地，所述电磁感应加热装置包括温度传感器、电磁加热线圈、金属圆筒和电磁加热控制板；温度传感器置于金属圆筒内，金属圆筒置于电磁加热线圈内，温度传感器和电磁加热线圈均与电磁加热控制板相连，左机械夹持装置和右机械夹持装置均置于金属圆筒内，电磁加热线圈通过电磁线圈固定架固定在实验台上。

本发明与现有技术相比，有益效果为：

1、可以测量接触件在高温环境下的插拔力，不需要将接触件从高温环境中取出，能真正的模拟接触件的实际工作情况；可以控制不同的试验温度、操作方便，测试结果更加精确可靠。

2、可以通过调节平台来调节插孔的相对位置，实现接触件的精确对准，减少由于接触件不对准对试验结果产生的影响。

3、可以实现多次插拔，并测量机械插拔后的插拔力，反映插拔力随插拔次数（机械寿命）的变化。通过控制器，可实现自动插拔。

4、可以精确控制插入量和插拔速度。

5、可在千克、牛、磅等计量单位之间自由切换，无需人工换算。

6、通过改变对分半圆柱垫片内径尺寸，用于对不同尺寸的接触件进行测试。

附图说明

图1为本发明机械结构示意图。

图中：步进电机控制器1、步进电机驱动器2、步进电机3、联轴器4、滚珠丝杠5、滑动导轨6、测力计固定台7、测力装置8、陶瓷棒固定套9、第一隔热陶瓷棒10、插针夹具11、对分半圆柱垫片12、插孔夹具13、第二隔热陶瓷棒14、陶瓷棒固定板15、调节平台16、调节平台支架17、电磁感应加热装置18、电磁线圈固定架19、试验台20、插孔21、插针22。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图所示，本发明提供一种高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，所述电连接器接触件包括包括插孔21和插针22，该测试装置包括：用于夹持插孔21的带隔热功能的左机械夹持装置、用于夹持插针22的带隔热功能的右机械夹持装置、用于测试接触件插拔力的测力装置8、用于带动测力装置8往复运动的机械传动装置、用于驱动所述机械传动装置的驱动装置、用于调节接触件对准精度的调节装置、用于模拟工作环境温度的电磁感应加热装置18和试验台20。左机械夹持装置固定在调节装置上，右机械夹持装置与测力装置8相连，测力装置8固定在机械传动装置上，机械传动装置和驱动装置相连，电磁感应加热装置18、调节装置、机械传动装置和驱动装置均固定在试验台20上。

驱动装置包括步进电机控制器1、步进电机驱动器2和步进电机3，步进电机控制器1与步进电机驱动器2相连，步进电机驱动器2与步进电机3相连，步进电机3固定在试验台20上。步进电机控制器1向步进电机驱动器2输出脉冲信号，信号经过步进电机驱动器2放大，驱动步进电机3运动，步进电机3的转速和转向可由步进电机控制器1控制。

机械传动装置包括联轴器4、滚珠丝杠5、滑动导轨6和测力计固定台7。滚珠丝杠5通过联轴器4连接步进电机3，滚珠丝杠5的螺母与测力计固定台7连接，测力计固定台7固定在滑动导轨6的运动滑块上，滑动导轨6固定在实验台上。联轴器4将步进电机3的旋转运动传递到滚珠丝杠5，滚珠丝杠5的旋转运动转化为测力计固定台7的直线运动。

调节装置包括调节平台16和调节平台支架17，调节平台16通过调节平台支架17固定在试验台20上。调节平台16为XY轴滑动平台，可以实现沿两个相互垂直轴的移动，其滑动平面与左机械夹持装置的陶瓷棒固定板15通过螺栓连接，其固定平面与调节平台支架17固定在一起。

测力装置8为推拉测力计，其安装在所述测力计固定台7上，随着测力计固定台7作直线运动。测力装置8通过数据线与计算机连接，将测试数据传递到计算机上进行处理和分析。测力装置8可以选择不同的量程和单位，以满足不同的测试要求。

右机械夹持装置包括陶瓷棒固定套9、第一隔热陶瓷棒10和插针夹具11；其中，第一隔热陶瓷棒10的一端通过陶瓷棒固定套9与测力装置8连接，另一端连接插针夹具11的一端，插针夹具11的另一端夹紧插针22末端。为适应不同插针末端直径，采用不同内径的对分半圆柱垫片12来实现二级夹持。

左机械夹持装置包括插孔夹具13、第二隔热陶瓷棒14和陶瓷棒固定板15；其中，陶瓷棒固定板15与调节平台16固定连接，第二隔热陶瓷棒14的一端与陶瓷棒固定板15连接，另一端与插孔夹具13的一端连接，插孔夹具13的另一端夹紧插孔21末端。为适应不同插孔末端直径，采用不同内径的对分半圆柱垫片来实现二级夹持。

所述电磁感应加热装置18包括温度传感器、电磁加热线圈、金属圆筒和电磁加热控制板，温度传感器置于金属圆筒内，金属圆筒置于电磁加热线圈内，温度传感器和电磁加热线圈均与电磁加热控制板相连，左机械夹持装置和右机械夹持装置均置于金属圆筒内，电磁加热线圈通过电磁线圈固定架19固定在实验台上。金属圆筒作为发热体，根据电磁感应作用产热，对接触件进行加热。电磁加热线圈的接线端与电磁加热控制板输出端连接，温度传感器输出端与电磁加热控制板的继电器连接，以控制和显示试验过程中的工作温度。

本发明所述的插拔力测试装置的具体工作流程为：将夹持着接触件的左机械夹持装置和右机械夹持装置放置在金属圆筒内部，并通过调节平台16调节插孔21的相对位置，将插针22和插孔21轴向对准；根据试验要求，设定电磁加热控制板上的加热温度，控制电磁加热线圈将接触件加热到指定温度；通过步进电机控制器1和步进电机驱动器2控制步进电机3运转，并带动机械传动装置上的测力装置8和右机械夹持装置做往复直线运动，实现接触件试样进行插合和分离，随之产生插拔摩擦力，摩擦力通过插针夹具11和第一隔热陶瓷棒10传递到测力装置8；测力装置8采集的测试数据通过数据线传输到计算机，在计算机上进行计算处理。第一隔热陶瓷棒10和第二隔热陶瓷棒14分别实现了右机械夹持装置和左机械夹持装置的隔热功能。

以上所述具体实施方式，对本发明作了进一步详细的说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，所述电连接器接触件包括包括插孔（21）和插针（22），其特征在于，该测试装置包括：用于夹持插孔（21）的带隔热功能的左机械夹持装置、用于夹持插针（22）的带隔热功能的右机械夹持装置、用于测试接触件插拔力的测力装置（8）、用于带动测力装置（8）往复运动的机械传动装置、用于驱动所述机械传动装置的驱动装置、用于调节接触件对准精度的调节装置、用于模拟工作环境温度的电磁感应加热装置（18）和试验台（20）等；所述左机械夹持装置固定在调节装置上，右机械夹持装置与测力装置（8）相连，测力装置（8）固定在机械传动装置上，机械传动装置和驱动装置相连，电磁感应加热装置（18）、调节装置、机械传动装置和驱动装置均固定在试验台（20）上。

2.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述驱动装置包括步进电机控制器（1）、步进电机驱动器（2）和步进电机（3）等，所述步进电机控制器（1）与步进电机驱动器（2）相连，步进电机驱动器（2）与步进电机（3）相连，步进电机（3）固定在试验台（20）上。

3.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述机械传动装置包括联轴器（4）、滚珠丝杠（5）、滑动导轨（6）和测力计固定台（7）等；所述滚珠丝杠（5）通过联轴器（4）连接步进电机（3），滚珠丝杠（5）的螺母与测力计固定台（7）连接，测力计固定台（7）固定在滑动导轨（6）的运动滑块上，滑动导轨（6）固定在实验台上。

4.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述调节装置包括调节平台（16）和调节平台支架（17），调节平台（16）通过调节平台支架（17）固定在试验台（20）上。

5.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述测力装置（8）为推拉测力计，其安装在所述测力计固定台（7）上。

6.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述右机械夹持装置包括陶瓷棒固定套（9）、第一隔热陶瓷棒（10）和插针夹具（11）等；其中，所述第一隔热陶瓷棒（10）的一端通过陶瓷棒固定套（9）与测力装置（8）连接，另一端连接插针夹具（11）的一端，插针夹具（11）的另一端夹紧插针（22）末端；插针夹具（11）上垫有对分半圆柱垫片（12）。

7.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述左机械夹持装置包括插孔夹具（13）、第二隔热陶瓷棒（14）和陶瓷棒固定板（15）；其中，陶瓷棒固定板（15）与调节平台（16）固定连接，第二隔热陶瓷棒（14）的一端与陶瓷棒固定板（15）连接，另一端与插孔夹具（13）的一端连接，插孔夹具（13）的另一端夹紧插孔（21）末端；插孔夹具（13）上垫有对分半圆柱垫片（12）。

8.根据权利要求1所述高温环境下电连接器接触件插拔力测试装置，其特征在于，所述电磁感应加热装置（18）包括温度传感器、电磁加热线圈、金属圆筒和电磁加热控制板；所述温度传感器置于金属圆筒内，金属圆筒置于电磁加热线圈内，温度传感器和电磁加热线圈均与电磁加热控制板相连，左机械夹持装置和右机械夹持装置均置于金属圆筒内，电磁加热线圈通过电磁线圈固定架（19）固定在实验台上。

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