CN108188691B - 一种具有杠杆顶压装置的cpu自动取放模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有杠杆顶压装置的CPU自动取放模组，包括：机架、滑动连接座、第一驱动装置、CPU夹持组件、自适应定位装置、锁紧装置，能自适应地调整CPU安装时CPU与CPU安装座的相对位置，使CPU和CPU安装座完全吻合，并且加载压力的时候顶压力始终垂直CPU所在平面，使CPU和CPU安装座的接触力均匀；本发明的杠杆顶压装置采用等臂杠杆的原理，当CPU夹持组件倾斜时，过渡连接板上的两个以过渡连接板对称轴为中心的导力柱始终顶压CPU夹持组件，而压头组件顶压过渡连接板中心，因此两个导力柱施加给CPU夹持组件的力总是一样的，顶压力总是垂直CPU，所以CPU和CPU安装座的接触力总是均匀的。

Description

一种具有杠杆顶压装置的CPU自动取放模组
【技术领域】
本申请是申请日为2016年8月31日、申请号为201610796652.X、发明名称为“一种CPU自动取放模组及CPU自动取放方法”的专利申请的分案申请。
【背景技术】
计算机主板在出厂前需要进行测试，需要将CPU安装在主板上的CPU安装座上，传统的测试过程中需要人手动将CPU安装到主板上，然后进行测试，传统的人工作业的方式效率低；随着自动化水平的提高，出现一些可以自动将CPU安装到CPU安装座上的设备，中国发明专利公开了一种电脑主板测试用CPU自动取放机(公开号：CN103729277B)可以将CPU自动地安装到主板上，然后进行测试，这种CPU自动取放机结构简单，能满足小功率、低运算性能的CPU的自动取放使用，对于高性能的服务器、工作站的CPU不再适用。
例如Intel LGA3647服务器CPU在将其安装在主板上进行主板测试时存在如下问题：
1、CPU的触点高达3647个，在工作时需要将每一个CPU的触点与CPU安装座上的触点接触良好，即CPU底面和CPU安装台完全吻合，然而现实中主板(CPU安装座)不可能100％保持水平，可能会倾斜一个角度，这就需要CPU取放模组能根据主板(CPU安装座)的实际位置自适应地调整精准定位，如果某些点没有接触到则无法正常工作；
2、CPU的触点高达3647个，每一个CPU的触点与CPU安装座上的触点的接触力必须均匀，这就要求CPU取放模组不仅要满足能自适应地调整位置，还需要自适应地跟根据调整之后进行加载压力；
3、CPU的自动取机的体积要小，否则会影响主板上其他设备(比如内存条)的安装；
4、在工作时会产生大量的热量，需要及时对其进行散热否则无法正常工作。
本发明即是针对现有技术的不足而提出的。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种CPU自动取放模组，能自适应地调整CPU安装时CPU与CPU安装座的相对位置，使CPU和CPU安装座完全吻合，并且加载压力的时候顶压力始终垂直CPU所在平面，使CPU和CPU安装座的接触力均匀。
为解决上述技术问题，本发明包括：机架、滑动连接座、第一驱动装置、CPU夹持组件、自适应定位装置、锁紧装置，所述的滑动连接座与机架滑动连接，可在机架上沿竖直方向滑动；所述第一驱动装置设置在机架上用于驱动滑动连接座沿竖直方向运动；所述的CPU夹持组件连接于滑动连接座上并随滑动连接座上下运动，用于夹持CPU；
所述的自适应定位装置设置在滑动连接座和CPU夹持组件之间，使得CPU夹持组件可以自适应调整CPU与CPU安装座的相对位置，使CPU和CPU安装座精准对接；所述的锁紧装置设置在滑动连接座上，用于将CPU夹持组件固定在主板上。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的第一驱动装置的输出端和滑动连接座之间设有用于顶压CPU夹持组件的杠杆顶压装置，所述的第一驱动装置包含转动连接在机架上的丝杆和安装在机架上驱动丝杆转动的第一电机；所述的杠杆顶压装置包含连接在滑动连接座上侧的过渡连接板和连接在过渡连接板上侧的压头组件，所述的压头组件上设有压力传感器，所述的压头组件包含上座和连接在上座底部的下座，所述的上座包含与丝杆滑动连接的空心圆柱和固定连接在空心圆柱下部的连接块，所述的下座底部设有顶压过渡连接板中心的半圆球，所述的过渡连接板底部设有两个以过渡连接板中心轴线为对称轴的用于顶压CPU夹持组件的导力柱。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的连接块和过渡连接板之间以及过渡连接板和滑动连接座之间分别设有当压头组件释放压力后复位的第一复位机构和第二复位机构，所述的第一复位机构包含四个设置在连接块上的第一通孔，四个所述的第一通孔上连接有四个第一螺栓，四个所述的第一螺栓下端与过渡连接板螺纹固接，四个所述的第一螺栓上套有将连接块和过渡连接板分离的第一弹簧。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的滑动连接座下侧连接有中间连接板，所述的中间连接板和滑动连接座之间设有第三复位机构；所述的自适应定位装置包含连接在中间连接板上的两组随动平台组件，所述的CPU夹持组件通过两组随动平台组件活动连接在中间连接板上，每一所述的随动平台组件包含连接在CPU夹持组件上部的中心随动柱和连接在中间连接板底部的圆环套，所述的中心随动柱的中部沿外其壁向外延伸形成有一圆盘，所述的圆环套的底部沿其内壁向内延伸形成有一内圆环，所述的中心随动柱上的圆盘卡在中间连接板和内圆环之间以托住CPU夹持组件，所述的中心随动柱上的圆盘的外径小于圆环套的内径，两所述的导力柱分别顶压中心随动柱上部以对CPU夹持组件进行压紧。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的圆盘上表面与中间连接板下表面之间以及圆盘下表面与内圆环上表面之间分别设有滚珠和限制滚珠运动的滚珠保持块。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的锁紧装置包含两组分别设置在滑动连接座两侧的传动机构，两组所述的传动机构输出端分别连接有与主板上固定框上的螺钉匹配的螺母，所述的机架上设有第二电机，所述的第二电机输出轴连接有两个电磁离合器，两个所述的电磁离合器的输出端分别通过两根软传动轴与两组传动机构相连以驱动螺母的旋转以对CPU夹持组件进行锁紧或松开。
如上所述的一种CPU自动取放模组，传动机构包含沿竖直方向转动连接在滑动连接座上的传动轴，所述的螺母设置在传动轴的下端，所述的传动轴上端设有防止传动轴易位的挡圈，所述的挡圈和滑动连接座之间设有止推轴承，所述的传动轴上还设有随传动轴转动的蜗轮，所述的滑动连接座上转动连接有驱动蜗轮旋转的蜗杆，所述的蜗杆通过软传动轴与电磁离合器的输出端连接。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的CPU夹持组件包含与CPU上表面接触的CPU固定座和连接在CPU固定座上表面的散热翅片，所述的CPU夹持组件两侧分别设有一散热风扇，两所述的散热风扇之间形成有封闭式散热通道，所述的封闭式散热通道包含多个设置在CPU固定座且沿封闭式散热通道方向设置的散热通孔以及设置在散热翅片上且沿封闭式散热通道方向设置的散热间隙。
如上所述的一种CPU自动取放模组，所述的CPU固定座外侧设有CPU定位架，所述的CPU定位架上设有多个定位柱脚，多个所述的定位柱脚与主板的CPU安装座外侧轮廓匹配，所述的CPU固定座上设有用于放置CPU的定位槽，所述的定位槽侧边设有缺口，所述的CPU定位架上铰接有的夹持块，所述的夹持块末端穿过所述缺口夹持CPU的侧边，所述的CPU固定座上设有限制夹持块旋转的限位块。
本发明还提供一种CPU自动取放方法，当主板置于主板测试机的CPU自动取放模组下方时进行自动安装CPU，包括如下步骤：
a、下压：第一驱动装置带动杠杆顶压装置、滑动连接座、自适应定位装置以及CPU夹持组件向下运动；
b、导入CPU安装座：自适应定位装置使CPU夹持组件自动的导入到主板CPU安装座使CPU进入CPU安装座内；
c、精准平面定位：杠杆顶压装置使CPU底面与CPU安装座完全贴合，使得CPU底面每一个触点与CPU安装座的触点完全接触；
d、锁紧：锁紧装置与主板上的螺钉螺固，使滑动连接座与主板固定；
e、加压：杠杆顶压装置继续下压顶压CPU夹持组件，当压力达到预设值时停止下压；
f、测试主板：给主板通电，测试主板，测试完成后断电；
g、松开并复位：锁紧装置与主板上的螺钉松开，第一电机使杠杆顶压装置、滑动连接座、自适应定位装置以及CPU夹持组件向上运动进行复位。
与现有技术相比，本发明所提供的CPU自动取放方法能快速、高效、准确地将CPU安装到主板上的CPU安装座上，提高了主板测试的效率，降低人工成本；本发明提供的一种CPU自动取放模组具有如下优点：
1、CPU夹持组件夹持的CPU能在定位柱脚的引导下进入CPU安装座内，且在自适应定位装置的作用下根据CPU安装座的实际位置，自适应地将CPU调整至与CPU安装座完全匹配，使CPU上的每一触点与CPU安装座上每一个触点完全吻合。
2、杠杆顶压装置采用等臂杠杆的原理，当CPU夹持组件倾斜时，过渡连接板上的两个以过渡连接板对称轴为中心的导力柱始终顶压CPU夹持组件，而压头组件顶压过渡连接板中心，因此两个导力柱施加给CPU夹持组件的力总是一样的，顶压力总是垂直CPU，所以CPU和CPU安装座的接触力总是均匀的。
3、在CPU夹持组件两侧设有两个散热风扇，其中一个风扇抽气，一个风扇吹气，可以增强散热效果，减小CPU夹持组件的体积。
4、本发明结构紧凑，布局合理，自动化程度高，工作效率高。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中所测试的主板的机构示意图；
图3为本发明的爆炸图之一；
图4为本发明的爆炸图之二；
图5为本发明的爆炸图之三；
图6为图5中标记的A部的放大图；
图7为本发明中杠杆顶压装置、自适应定位装置和CPU夹持组件的爆炸图；
图8为本发明中随动平台组件的爆炸图；
图9为本发明中杠杆顶压装置、自适应定位装置和CPU夹持组件连接后的立体剖视图；
图10为图9中标记的B部的放大图；
图11为本发明中CPU夹持组件的爆炸图；
图12为本发明中CPU固定座、CPU定位架的立体图；
图13为本发明中CPU固定座、CPU定位架的俯视图；
图14为图13中沿C-C方向的全剖视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
如说明附图中图1至图5所示，本实施例包括：机架1、滑动连接座2、第一驱动装置6、CPU夹持组件4、自适应定位装置3以及锁紧装置7；滑动连接座2与机架1滑动连接，可在机架1上沿竖直方向滑动；第一驱动装置6设置在机架1上用于驱动滑动连接座2沿竖直方向运动；CPU夹持组件4连接于滑动连接座2上并随滑动连接座2上下运动，用于夹持CPU801；自适应定位装置3设置在滑动连接座2和CPU夹持组件4之间，使得CPU夹持组件4可以自适应调整CPU801与CPU安装座803的相对位置，使CPU801和CPU安装座803精准对接；锁紧装置7设置在滑动连接座2上，用于将CPU夹持组件4固定在主板802上。CPU801夹持在CPU夹持组件4上，CPU夹持组件4通过自适应定位装置3连接在滑动连接座2上使得CPU可以与CPU安装座803精准对接，然后在第一驱动装置6的驱动下使CPU801和CPU安装座吻合。
如图3、图5、图6和图7在第一驱动装置6的输出端和滑动连接座2之间设有用于顶压CPU夹持组件4的杠杆顶压装置5，第一驱动装置6包含转动连接在机架1上的丝杆61和安装在机架1上驱动丝杆61转动的第一电机62；杠杆顶压装置5包含连接在滑动连接座2上侧的过渡连接板51和连接在过渡连接板51上侧的压头组件52，压头组件52上设有压力传感器，压头组件52包含上座521和连接在上座521底部的下座522，上座521包含与丝杆61滑动连接的空心圆柱5211和固定连接在空心圆柱5211下部的连接块5212，下座522底部设有顶压过渡连接板51中心的半圆球523，过渡连接板51底部设有两个以过渡连接板51中心轴线为对称轴的用于顶压CPU夹持组件4的导力柱511，导力柱511的下端也为半圆球结构，本实施了在过渡连接板51上设置两个以过渡连接板51中心轴为对称中心的导力柱511；同样地，本邻域技术人员，很容易想到，在过渡连接板51上设置多个导力柱511，且多个导力柱511均匀分布在以过渡连接板51为圆心的圆上，同样也能达到相同的技术效果，本实施例不再细述。
当CPU夹持组件4倾斜一个角度，CPU夹持组件4在自适应定位装置3的作用下必然也是倾斜的(为了使CPU801和CPU安装座803完全吻合)，但是连接在丝杆61上的压头组件52始终在竖直方向运动的，无法直接提供垂直于CPU801的力。本发明通压头组件52底部的半圆球523顶压过渡连接板51的中心，过渡连接板51可根据CPU夹持组件4的位置自适应的调整，使过渡连接板51上的两个导力柱511同时顶压CPU夹持组件；压头组件52、过渡连接板51和两个导力柱511构成等臂杠杆，即使过渡连接板51是倾斜的，两个导力柱511输出力大小相同且都是垂直CPU801所在平面，这样保证了CPU801和CPU安装座803的受力均匀。
如图9和图10所示，为了使过渡连接板51上的两个导力柱511始终顶压CPU夹持组件4，而且能在完成一次工作之后复位，在连接块5212和过渡连接板51之间以及过渡连接板51和滑动连接座2之间分别设有当压头组件52释放压力后复位的第一复位机构53和第二复位机构54，第一复位机构53包含四个设置在连接块5212上的第一通孔531，四个第一通孔531上连接有四个第一螺栓532，四个第一螺栓532下端与过渡连接板51螺纹固接，四个第一螺栓532上套有将连接块5212和过渡连接板51分离的第一弹簧533。这里特别说明：每一个螺栓的直径小于每一个通孔的直径，才能使过渡连接板51在一定范围内摆动，自适应地调整过渡连接板51的位置，使其在加载压力的时候两个导力柱511始终垂直CPU801所在在平面。
如图7至图10所示，为了使自适应定位装置3可以一定范围内摆动，滑动连接座2下侧连接有中间连接板21，中间连接板21和滑动连接座2之间设有第三复位机构55，第三复位机构55和第一复位机构53的结构一样此处不再重复说明；自适应定位装置3包含连接在中间连接板21上的两组随动平台组件31，CPU夹持组件4通过两组随动平台组件31活动连接在中间连接板21上，每一随动平台组件31包含连接在CPU夹持组件4上部的中心随动柱311和连接在中间连接板21底部的圆环套312，中心随动柱311的中部沿外其壁向外延伸形成有一圆盘3111，圆环套312的底部沿其内壁向内延伸形成有一内圆环3121，中心随动柱311上的圆盘3111卡在中间连接板21和内圆环3121之间以托住CPU夹持组件4，中心随动柱311上的圆盘3111的外径小于圆环套312的内径，所以中心随动柱311可以在圆环套312内移动，加上中间连接板21以及第三复位机构55，CPU夹持组件4可以相对滑动连接座2任意方向摆动，即CPU夹持组件4可以根据CPU安装座803的位置，自适应地调整，保证CPU801与CPU安装座803之间完全吻合。两导力柱511分别顶压中心随动柱311上部以对CPU夹持组件4进行压紧。
如图8所示，为了使中心随动柱311在圆环套312内移动得更加顺畅，在圆盘3111上表面与中间连接板21下表面之间以及圆盘3111下表面与内圆环3121上表面之间分别设有滚珠32和限制滚珠32运动的滚珠保持块33。
如图1和图3所示，锁紧装置7包含两组分别设置在滑动连接座2两侧的传动机构71，两组传动机构71输出端分别连接有与主板802上固定框804上的螺钉805匹配的螺母72，机架1上设有第二电机73，第二电机73输出轴连接有两个电磁离合器74，两个电磁离合器74的输出端分别通过两根软传动轴75与两组传动机构71相连以驱动螺母72的旋转以进行锁紧或松开；本实施例采用一个第二电机73驱动两个电磁离合器74的方案，原因之一为主板802上设有两个螺钉805，需要分别锁紧，原因之二为两个螺钉805的螺纹开始部分不一致，在将螺母72旋进螺钉805时，两个螺母72不能同步，采用两组电磁离合器74可以根据实际情况分别控制两个螺母的拧紧或松开；此外本实施例采用软转动轴75用于扭矩传动，可以减少中间复杂的传动组件，提高传动效率，减小整机的体积。
如图3、图5和图6所示，传动机构71包含沿竖直方向转动连接在滑动连接座2上的传动轴711，螺母72设置在传动轴711的下端，传动轴711上端设有防止传动轴711易位的挡圈712，挡圈712和滑动连接座2之间设有止推轴承713，传动轴711上还设有随传动轴711转动的蜗轮714，滑动连接座2上转动连接有驱动蜗轮714旋转的蜗杆715，蜗杆715通过软传动轴75与电磁离合器74的输出端连接。
如图9和图11所示，CPU夹持组件4包含与CPU801上表面接触的CPU固定座41和连接在CPU固定座41上表面的散热翅片42，CPU夹持组件4两侧分别设有一散热风扇43，两个散热风扇43的出风位置一致，两散热风扇43之间形成有封闭式散热通道44，封闭式散热通道44包含多个设置在CPU固定座41且沿封闭式散热通道44方向设置的散热通孔444以及设置在散热翅片42上且沿封闭式散热通道44方向设置的散热间隙421，采用上述方案能提高散热的效率，减小整机的体积。
如图12至图14所示，在CPU固定座41外侧设有CPU定位架45，CPU定位架45上设有多个定位柱脚46，多个定位柱脚46与主板802的CPU安装座803外侧轮廓匹配用于将CPU801夹持组件导入到CPU安装座803内；CPU固定座41上设有用于放置CPU801的定位槽411，定位槽411侧边设有缺口4112，CPU定位架45上铰接有的夹持块451，夹持块451末端穿过缺口4112夹持CPU801的侧边，CPU固定座41上设有限制夹持块451旋转的限位块452。
本实施例还提供一种CPU自动取放方法，当主板802置于主板测试机的CPU自动取放模组下方时进行自动安装CPU，包括如下步骤：
a、下压：第一驱动装置6带动杠杆顶压装置5、滑动连接座2、自适应定位装置3以及CPU夹持组件4向下运动；
b、导入CPU安装座：自适应定位装置3使CPU夹持组件4自动的导入到主板802CPU安装座803使CPU801进入CPU安装座803内；
c、精准平面定位：杠杆顶压装置5使CPU底面与CPU安装座803完全贴合，使得CPU801底面每一个触点与CPU安装座803的触点完全接触；
d、锁紧：锁紧装置7与主板802上的螺钉805螺固，使滑动连接座2与主板802固定；
e、加压：杠杆顶压装置5继续下压顶压CPU夹持组件4，当压力达到预设值时停止下压；
f、测试主板：给主板通电，测试主板，测试完成后断电；
g、松开并复位：锁紧装置7与主板802上的螺钉805松开，第一电机62使杠杆顶压装置5、滑动连接座2、自适应定位装置3以及CPU夹持组件4向上运动进行复位。
采用如上方法，能自动地将CPU801安装到CPU安装座803内，且对接精确且受力均匀，提高了在主板测试时的工作效率。

Claims (2)

1.一种具有杠杆顶压装置的CPU自动取放模组，其特征在于包括：
机架(1)；
滑动连接座(2)，所述的滑动连接座(2)与机架(1)滑动连接，可在机架(1)上沿竖直方向滑动；
第一驱动装置(6)，所述第一驱动装置(6)设置在机架(1)上用于驱动滑动连接座(2)沿竖直方向运动；
CPU夹持组件(4)，所述的CPU夹持组件(4)连接于滑动连接座(2)上并随滑动连接座(2)上下运动，用于夹持CPU(801)；
自适应定位装置(3)，所述的自适应定位装置(3)设置在滑动连接座(2)和CPU夹持组件(4)之间，使得CPU夹持组件(4)可以自适应调整CPU(801)与CPU安装座(803)的相对位置，使CPU(801)和CPU安装座(803)精准对接；
锁紧装置(7)，所述的锁紧装置(7)设置在滑动连接座(2)上，用于将CPU夹持组件(4)固定在主板(802)上；
所述的第一驱动装置(6)的输出端和滑动连接座(2)之间设有用于顶压CPU夹持组件(4)的杠杆顶压装置(5)，所述的第一驱动装置(6)包含转动连接在机架(1)上的丝杆(61)和安装在机架(1)上驱动丝杆(61)转动的第一电机(62)；所述的杠杆顶压装置(5)包含连接在滑动连接座(2)上侧的过渡连接板(51)和连接在过渡连接板(51)上侧的压头组件(52)，所述的压头组件(52)上设有压力传感器，所述的压头组件(52)包含上座(521)和连接在上座(521)底部的下座(522)，所述的上座(521)包含与丝杆(61)滑动连接的空心圆柱(5211)和固定连接在空心圆柱(5211)下部的连接块(5212)，所述的下座(522)底部设有顶压过渡连接板(51)中心的半圆球(523)，所述的过渡连接板(51)底部设有两个以过渡连接板(51)中心轴线为对称轴的用于顶压CPU夹持组件(4)的导力柱(511)。
2.根据权利要求1所述具有杠杆顶压装置的CPU自动取放模组，其特征在于所述的连接块(5212)和过渡连接板(51)之间以及过渡连接板(51)和滑动连接座(2)之间分别设有当压头组件(52)释放压力后复位的第一复位机构(53)和第二复位机构(54)，所述的第一复位机构(53)包含四个设置在连接块(5212)上的第一通孔(531)，四个所述的第一通孔(531)上连接有四个第一螺栓(532)，四个所述的第一螺栓(532)下端与过渡连接板(51)螺纹固接，四个所述的第一螺栓(532)上套有将连接块(5212)和过渡连接板(51)分离的第一弹簧(533)。
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