CN105594073B - 连接器匹配保证系统和方法 - Google Patents
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Abstract
连接器匹配保证系统(100)包括构造成位于用于电连接器(102，104)的匹配区域(112)附近的扬声器(110)。扬声器构造成在电连接器被匹配时检测可听到的声音。输出单元(114)连接到扬声器，并且接收来自扬声器的音频信号。输出单元处理音频信号用于匹配保证。输出单元可以基于音频信号为装配工提供反馈。输出单元可以基于音频信号判定电连接器是否适当匹配。在组装电连接器时，扬声器可以由装配工保持为靠近装配工的手部。
Description
技术领域
本文主题总体上涉及连接器匹配保证系统和方法。确保匹配对的电连接器被适当匹配在电气系统中是重要的，特别是在在操作期间、诸如在汽车应用中表现出振动的电气系统中。例如，电连接器能够在汽车组装处理期间、诸如在汽车组装工厂中被部分匹配，并且能够经过常规电气保证测试，诸如将电信号传送通过电连接器以判定连接器的电连接的测试。但是，一旦在操作中，汽车振动会导致电连接器松动并且引起故障。
背景技术
电连接器的常规装配方法提供在闩锁闩锁到位时产生卡嗒声的匹配机构，诸如闩锁。但是在装配情况中，工人由于环境工厂噪声而可能不能正确听到卡嗒声，或者会将卡嗒声与非常类似于连接器卡嗒声的其它声音混淆。一些已知系统使用双外壳连接器，其中第二外壳仅仅在电连接器正确匹配时适配。但是，这些系统具有关联于第二外壳的加大成本和增多的组装劳动时间。
发明内容
问题的解决方案由如本文所述的连接器匹配保证系统和方法提供。连接器匹配保证系统包括构造成位于用于电连接器的匹配区域附近的扬声器。扬声器构造成在电连接器被匹配时检测可听到的声音(audible sound)。输出单元连接到扬声器，并且接收来自扬声器的音频信号。输出单元处理音频信号用于匹配保证。输出单元可以基于音频信号为装配工提供反馈。可选地，输出单元可以基于音频信号判定电连接器是否正确匹配。在组装电连接器时，扬声器可以由装配工保持为靠近装配工的手部。
附图说明
现在将参考附图举例描述本发明，其中：
图1示出了根据示例性实施方式形成的连接器匹配保证系统。
图2和3示出了不同类型电连接器的示例性实施方式。
图4示出了与不同对电连接器的闩锁或者匹配相对应的音频签名的示例性模板。
图5是使用该连接器匹配保证系统的电连接器的闩锁或者匹配的听觉检测的图表。
图6示出了根据示例性实施方式形成的连接器匹配保证系统。
具体实施方式
图1示出了根据示例性实施方式形成的连接器匹配保证系统100。连接器匹配保证系统100为装配工提供反馈，以确认一对电连接器102、104被正确匹配。在示例性实施方式中，连接器匹配保证系统100在电连接器102、104匹配时检测可听到的声音。连接器匹配保证系统100可以使用实时信号处理用于匹配保证。连接器匹配保证系统100为装配工提供电连接器102、104正确匹配的反馈。连接器匹配保证系统100的听觉验证方面可结合用作辅助验证系统的、测试电连接器102、104之间的电连接的电子验证系统或者其它质量控制系统而使用。
连接器匹配保证系统100包括位于用于电连接器102、104的匹配区域112附近的扬声器110。扬声器110连接到输出单元114，并且输出单元114接收来自扬声器110的音频信号。扬声器可以通过有线或无线连接而连接到输出单元114。输出单元114可以是计算机，其处理音频信号并且基于该音频信号为装配工提供反馈。输出单元114基于音频信号作为正确匹配的听觉验证的形式来判定电连接器102、104是否正确匹配。输出单元114可以过滤背景噪声，以为装配工增强可听到的声音。例如，连接器匹配保证系统100可以包括监听背景噪声的第二扬声器110，并且输出单元114可以比较来自麦克风110的音频信号，以将关联于电连接器102、104匹配的可听到的声音从背景噪声分离。输出单元114可具有过滤由一个或者两个麦克风110检测的背景噪声的其它装置。
在示例性实施方式中，扬声器110可以由装配工保持为靠近装配工的手部。例如，扬声器110可以绑扎到装配工手部，或者可以整合到装配工穿戴的手套中。替代地，扬声器110可以设置在匹配区域112中、在其中装配工匹配电连接器102、104的位置处附近。扬声器110可以嵌入在电连接器102和/或104中，或以其它方式联接到电连接器102和/或104。
在示例性实施方式中，连接器匹配保证系统100可适用于其中匹配区域112的可见性和可接近性受限的区域。例如，电连接器102、104可以是在汽车工厂中装配汽车期间被组装和匹配的线束的一部分。电连接器102、104可以在引擎盖下方的区域、发动机后方的区域、仪表板后方的区域、座椅下方或者在其它难以看到的区域中，在匹配电连接器102、104时利用了听觉上的卡嗒声声音。连接器匹配保证系统100增强了可听到的声音，从而为装配工提供各种形式反馈以确保电连接器102、104正确匹配。另外，电连接器102、104的匹配可能发生在噪声环境中，诸如在装配工厂、制造厂中或者其中当电连接器102、104的闩锁闩锁时形成的听觉上的卡嗒声可能无法被装配工听到的其它地方。
电连接器102、104可以是任何类型电连接器。在示例性实施方式中，连接器匹配保证系统100可以在汽车电连接器的装配期间使用。电连接器102、104可以是密封或者未密封连接器，诸如从Tyco Electronics，Harrisburg Pennsylvania可购得的那些。图2和3示出了不同类型电连接器102、104的示例性实施方式。例如，图2示出了八位置插头和八位置插孔，其具有八个触头和从其延伸的关联导线。图3示出的电连接器102、104是十二位置插头和插孔连接器，具有十二个触头和关联的导线。在替代实施方式中可提供其它类型电连接器102、104，诸如双位置连接器、四位置连接器、六位置连接器、十四位置连接器等等。在其它替代实施方式中，可以提供不同于矩形连接器的其它类型电连接器102、104，诸如圆形连接器。电连接器102和/或104可以是板安装连接器，而非电缆或者导线连接器，诸如集成或联接到车辆中设备或者部件的插头连接器。
连接器匹配保证系统100可用于连接器识别目的，诸如用以识别相比于十二位置连接器(或者其它类型连接器)的八位置连接器的闩锁。插头电连接器102包括可偏转闩锁106，而插孔电连接器104包括用于闩锁106的抓持部108。可选地，十二位置插头连接器(图3)的闩锁106可以不同于八位置插头电连接器102(图2)的闩锁106。例如，闩锁106可具有不同长度，可以由不同材料制成，可具有不同形状等等。抓持部108可具有不同尺寸、形状、齿数等等。在闩锁到相应抓持部108时，不同的闩锁106和/或抓持部108具有不同音频签名。例如，当闩锁106接合抓持部108时，可以形成听觉上的卡嗒声，诸如当闩锁106在抓持部108后方卡接到位时(或者当设有多个齿时，可听到多个卡嗒声)。闩锁106和/或抓持部可设计成具有显著的音频签名。设置不同闩锁106和/或抓持部108在电连接器102、104匹配时提供不同的音频签名。连接器匹配保证系统100可以构造成区分不同类型电连接器102、104的不同音频签名，以识别所匹配的具体电连接器102、104。
返回图1，扬声器110检测当闩锁106被闩锁时产生的闩锁卡嗒声，以表示电连接器102、104被正确匹配。包括与闩锁卡嗒声相对应的音频信号的音频信号被传输到输出单元114。输出单元114处理音频信号，并将反馈提供给装配工。
在示例性实施方式中，输出单元114基于音频信号为装配工提供听觉反馈。例如，扩音器116可以联接到输出单元114，并且从输出单元114的输出可使扩音器116提供听觉反馈。扩音器116可以增强扬声器110检测的卡嗒声，以使装配工更易于听到或能够听到。
在示例性实施方式中，输出单元114在联接到输出单元114的显示屏118处为装配工提供视觉反馈。显示屏118可以是固定监视器，诸如设定在工作台上、集成到计算机或者其它系统、或者安装到墙壁的监视器，或者可以是便携式监视器，诸如构造成由装配工穿戴或者携带的监视器。显示屏118可以基于输出单元114处理的音频信号显示关于已经发生正确匹配的视觉确认，诸如通过显示特定颜色、显示特定图标、显示词语和/或符号等等。输出单元114可以判定所匹配电连接器102、104的类型(例如，八位置对十二位置对另一类型)，并且可以显示与已经匹配的电连接器102、104的特定类型相关的信息。例如，在具体装配期间，装配工可能需要匹配四位置连接器、八位置连接器和十二位置连接器。在装配工执行匹配之后，装配工可参考显示屏118以验证匹配的全部三个连接器。显示屏118可以指出实际上仅仅两个连接器被匹配，使得装配工返回车辆并弄明白哪个连接器未正确匹配。替代地，输出单元114可以基于音频信号识别哪些连接器被匹配，并且在显示屏118上指明三个连接器中的哪些被正确匹配和/或三个连接器中的哪些未被正确匹配。
在示例性实施方式中，输出单元114可以包括或者联接到模板模块120，模板模块120包括不同类型电连接器102、104(例如，2位置、4位置、6位置、8位置、12位置等等)的音频签名的不同模板(图4中所示的示例)。输出单元114可以将从扬声器110接收的音频信号与各种模板比较，以判定哪种类型的电连接器102、104被匹配。例如，模板模块120对于电连接器102、104的不同类型可具有不同的时域特性和/或频域特性。输出单元114可以将音频信号关联于时域模板和/或频域模板，以识别所匹配的电连接器102、104的特定类型。
在示例性实施方式中，输出单元114可以包括或者联接到校准模块122，该校准模块122用以校准输出单元114和/或模板模块120。例如，在校准模式下，电连接器102、104可以匹配，优选地多次匹配以增大数据量以校准输出单元114和/或模板模块120。由扬声器110检测的关联于匹配的音频信号(例如卡嗒声)的时域特性、频域特性和/或其它特性可被记录，并且对于可组装并由连接器匹配保证系统100监测的每种类型电连接器102、104(例如，2位置、4位置、6位置、8位置、12位置等等)可确定中值或者平均时域模板、频域模板和/或其它类型模板。输出单元114可以被校准和编程，以用于任意数目的不同类型电连接器102、104。基于特定类型电连接器102、104匹配时形成的可听到的声音的独特签名，输出单元114能够在任何特定时刻准确识别和判定何种类型电连接器102、104已被匹配。输出单元114在显示屏118上为装配工提供反馈，以识别何种类型电连接器102、104已被匹配。
在示例性实施方式中，输出单元114包括或者电连接到任何的电子验证模块124。电子验证模块124发送信号通过电连接器102、104，以验证电连接器102、104被电连接。输出单元114可以验证哪些电连接器102、104已经肯定通过电子验证模块124，并将这些列表的电连接器102、104与已经肯定通过听觉验证的电连接器102、104列表比较。来自输出单元114和/或电子验证模块124的数据可被发送到车辆上或者装配工厂处的主机质量控制数据库或者系统，用于检查和/或验证电连接器102、104的成功装配。这些信息可与来自其它模块或者系统的信息组合。
如本文使用的，术语“系统”、“单元”或者“模块”可以包括操作以执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元或者系统可以包括基于存储在实体且非暂态计算机可读存储介质、诸如计算机存储器上的指令执行操作的计算机处理器、控制器或者其它逻辑性器件。替代地，模块、单元或者系统可以包括基于硬连线逻辑器件执行操作的硬连线器件。附图中所示的各种模块或单元可表示基于软件或者硬连线指令操作的硬件、指令硬件执行操作的软件或者它们的组合。
“系统”、“单元”或者“模块”可以包括或者表示执行本文所述一个或多个操作的硬件和关联指令(例如，存储在实体且非暂态计算机可读存储介质、诸如计算机硬盘、ROM、RAM等等上的软件)。硬件可包括如下电子电路，该电子电路包括和/或连接到一个或多个逻辑性器件，诸如微处理器、处理器、控制器等等。这些器件可以是被适当编程或指示以根据上述指令执行本文所述操作的现成装置。附加地或替代地，这些器件中的一个或多个可以与逻辑电路硬连线以执行这些操作。
应该注意，所示的实施方式的部件的具体布置(例如，数目、类型、位置等等)在各种替代实施方式可进行修改。在各种实施方式中，可采用不同数目的给定模块或单元，可采用不同类型或多类型的给定模块或单元，可组合若干模块或单元(或其方面)，给定模块或单元可分成多个模块(或子模块)或单元(或子单元)，可添加给定模块或单元，或者可省略给定模块或单元。
应该注意，可以硬件、软件或其组合实现各种实施方式。各种实施方式和/或部件，例如在其中的单元、模块或部件和控制器也可实现为一个或多个计算机或者处理器的一部分。计算机或者处理器可以包括计算装置、输入装置、显示器单元和接口，例如，用以访问因特网。计算机或者处理器可以包括微处理器。微处理器可以连接到通信总线。计算机或者处理器还可以包括存储器。存储器可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或者处理器进一步可以包括存储装置，该存储装置可以是硬盘驱动器或者可移动存储驱动器，诸如固态驱动器、光驱动器等等。存储装置也可以是用于将计算机程序或者其它指令加载到计算机或者处理器中的其它类似装置。
如本文使用的，术语“计算机”和“控制器”均可以包括任何处理器依赖性或微处理器依赖性系统，包括使用微控制器、精简指令系统计算机(RISC)、专用集成电路(ASICs)、逻辑电路、GPUs、FPGAs和能够执行本文所述功能的任何其它电路或者处理器的系统。上述示例仅是示例性的，由此不旨在以任何方式限制术语“控制器”或者“计算机”的定义和/或含义。
计算机、模块或者处理器执行存储在一个或多个存储元件中的一组指令，以处理输入数据。存储元件也可以根据要求或需要存储数据或其它信息。存储元件可以是信息源或者处理机中物理存储器元件的形式。
指令组可以包括如下的各种指令，这些指令指示计算机、模块或者处理器作为处理机执行具体操作，诸如本文所述和/或示出的各种实施方式的方法和过程。指令组可以为软件程序的形式。软件可以为各种形式，诸如系统软件或者应用软件，且可以实现为实体且非暂态计算机可读介质。另外，软件可以为单独程序或者模块的集合、较大程序中的程序模块、或者程序模块一部分的形式。软件也可包括为面向对象程序设计形式的模块程序设计。处理机对输入数据的处理可以是响应于操作员命令，或响应于先前处理的结果，或者响应于另一处理机的请求的结果。
如本文使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器中用于由计算机执行的任何计算机程序，所述存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。上述存储器类型仅是示例性的，由此不限制可用于存储计算机程序的存储器的类型。各种实施方式中的各个部件可通过云类型计算环境来虚拟化和托管，例如用以允许计算能力的动态分配，而不要求用户关心计算机系统的位置、配置和/或具体硬件。
图4示出了与不同对电连接器130、132、134、136、138的闩锁或者匹配相对应的音频签名(例如，听觉上的卡嗒声)的示例性模板。成对电连接器130、132、134、136、138分别可以是2位置、4位置、6位置、8位置和12位置电连接器；但是，在其它实施方式中可形成其它类型连接器的模板。图4示出了分别五个不同对电连接器130、132、134、136、138的时域模板140、142、144、146、148。每一时域模板140、142、144、146、148具有独特签名。图4示出了分别五个不同对电连接器130、132、134、136、138的频域模板150、152、154、156、158。每一频域模板150、152、154、156、158具有独特签名。时域模板140、142、144、146、148和/或频域模板150、152、154、156、158可以与在连接器匹配保证系统100(见图1)处接收的任何音频信号比较，以检测卡嗒声声音并且判定匹配的连接器的类型。
图5是示出使用连接器匹配保证系统100(见图1)对连接器的闩锁或者匹配的听觉检测的图表。记录的数据160由输出单元114随时间处理。输出单元114检测可与连接器的闩锁或者匹配相对应的事件162，以及可在扬声器110接触到某物时、当连接器接触到一些其它部件(诸如如果连接器接触在一起但未匹配或者如果连接器跌落)、当在装配设施中发生其它噪声(诸如在装配工厂中使用其它工具或机器)等等时可能发生的虚假事件164。虚假事件164可由输出单元114识别，诸如通过分析这些虚假事件164的音频签名并将音频签名与模板比较来识别。事件162通过将记录的数据160的音频签名与模板比较来验证。时域模板140、142、144、146、148和/或频域模板150、152、154、156、158可用以与记录的数据比较。当检测到事件162时，输出单元114可以为装配工提供听觉、视觉或者其它反馈输出166，以确认连接器正确匹配。
图6示出了根据示例性实施方式形成的连接器匹配保证系统200。连接器匹配保证系统200为装配工提供听觉反馈，以确认一对电连接器202、204正确匹配。在示例性实施方式中，连接器匹配保证系统200在电连接器202、204匹配时检测可听到的声音。
连接器匹配保证系统200包括位于用于电连接器202、204的匹配区域212附近的扬声器210。在示例性实施方式中，扬声器210可以由装配工保持为靠近装配工的手部。例如，扬声器210可以被绑扎到装配工手部，或者可以集成到装配工穿戴的手套。替代地，扬声器210可以设置在匹配区域212中、在其中装配工匹配电连接器202、204位置处附近。扬声器210可以嵌入在在电连接器202和/或204中，或以其它方式联接到电连接器202和/或204。
扬声器210连接到输出单元214，并且输出单元214接收来自扬声器210的音频信号。输出单元214处理音频信号并且提供听觉输出或者反馈。在示例性实施方式中，输出单元214是提供听觉输出的扩音器。输出单元214可以是装配工佩带的耳塞或头戴式耳机，以基于音频信号为装配工提供听觉反馈。连接器匹配保证系统200增强可听到的声音，以为装配工提供各种类型反馈，以确保电连接器202、204正确匹配。输出单元214可以过滤背景噪声，以增强用于装配工的可听到的声音。
在附图示出各种实施方式功能块的示意图的范围上，功能块不必然指示硬件电路之间的划分。由此，例如，一个或多个功能块(例如，处理器或者存储器)可以实现为单件硬件(例如，通用型信号处理器或者随机存取存储器、硬盘等等)或多件硬件。类似地，程序可以是独立程序，可以整合为操作系统中的子例程，可以是所安装软件包中的功能，等等。就理解，各种实施方式不局限于附图所示的布置和手段。
将理解，以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此组合使用。另外，可进行许多修改以使具体情形或材料适于本发明的教导，但不偏离本发明的范围。本文所述各种部件的尺寸、材料类型、定向以及各种部件的数目和位置旨在限定一些实施方式的参数，决不是限制性的且仅是示例性实施方式。在权利要求精神和范围内的许多其它实施方式和修改在阅读以上说明的基础上将对本领域技术人员变得明显。因此，本发明范围应参考所附权利要求以及这些权利要求等同物的完整范围来确定。
Claims (10)
1.一种连接器匹配保证系统(100)，包括：
扬声器(110)，所述扬声器(110)构造成位于用于电连接器(102,104)的匹配区域(112)附近，并且构造成在所述电连接器被匹配时检测可听到的声音；和
输出单元(114)，所述输出单元(114)连接到所述扬声器并且接收来自所述扬声器的音频信号，并且处理所述音频信号用于匹配保证，
其中，所述输出单元(114)构造成基于来自所述扬声器(110)的音频信号区分所述电连接器(102,104)的不同类型。
2.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)基于所述音频信号为装配工提供反馈。
3.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)过滤背景噪声，以增强所述音频信号。
4.根据权利要求3所述的连接器匹配保证系统(100)，进一步包括第二扬声器(110)用以检测所述背景噪声，所述输出单元比较来自所述扬声器的音频信号，以将与电连接器(102,104)的匹配相关联的可听到的声音从所述背景噪声分离。
5.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述扬声器(110)检测在一个电连接器的闩锁(106)闩锁到相应电连接器(104)时发生的可听到的声音。
6.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)基于所述音频信号在显示屏(118)处为装配工提供视觉反馈。
7.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)基于所述音频信号为装配工提供音频反馈。
8.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)将所述音频信号与一个或多个模板比较，以判定被匹配电连接器的类型。
9.根据权利要求1所述的连接器匹配保证系统(100)，其中所述输出单元(114)构造成基于被匹配电连接器的不同类型提供不同反馈。
10.一种检测电连接器匹配的方法，所述方法包括：
将扬声器设置在用于所述电连接器的匹配区域附近；
当所述电连接器被匹配时，用所述扬声器检测可听到的声音；
将基于所述扬声器检测的可听到的声音的音频信号传输到输出单元；
在所述输出单元处处理所述音频信号，从而基于所述音频信号区分所述电连接器的不同类型；以及
基于所述音频信号为装配工提供反馈。
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