CN1107231C - 使一测试头与一装置运送器自动对接的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种可使电子测试头与装置运送器进行对接及脱离对接的定位装置，该装置可使测试头绕一第一轴线旋转。该定位装置包括一连接结构，用于使测试头沿一垂直于第一轴线的第二轴线运动。通过马达，传感器及信息处理装置，该连接臂结构使电子测试头与装置运送器实现准确对接。

Description

使一测试头与一装置 运送器自动对接的方法及设备
本发明涉及电子测试头定位器的技术领域。
在集成电路(IC)及其他电子装置的自动测试中，采用了一种特殊的装置运送器，它能将该装置带入一个适当的温度环境中，并将该被测装置放置到所需的位置上。电子测试本身是通过一种大型昂贵的自动测试系统进行的，该系统包括一个测试头，需将之与所述的装置运送器相连接并实现对接。在这种测试系统中，其测试头通常非常笨重一大约在40至300公斤的范围内。之所以如此笨重，是因为该测试头采用了精密的高频控制及数据信号，所以在测试时其电子线路应尽可能地靠近该装置。这样，为了实现对复杂设备的高速精密测试，需将测试头与电子线路紧密地包装在一起。
测试头定位系统可以用来使测试头相对该装置运送器定位。当测试头相对装置运送器准确定位时，测试头与装置运送器被称作对齐。当二者对齐时，可以使易损的测试头与装置运送器的电连接件结合在一起(即实现对接)。从而实现测试头与装置运送器之间的测试信号的传送。为了避免损坏易损的电连接件，在对接之前必须使易损的测试头与装置运送器的电连接件准确地对齐。
一种定位器，它能够沿一支承结构运动，它携带着测试头抵达一个理想的位置，在此位置上将测试头定位，以便与装置运送器相连接并实现对接。测试头被连接在该定位器上，以便测试头能实现六个自由度的运动(X，Y，Z，θX，θY，θZ)。
测试头及其相应的定位器通常用于一种超洁净的室内环境中。然而，这种超洁净的室内环境通常都十分昂贵。因此，这种在超洁净条件下的可用空间只有高级条件下才使用。
现在，有许多种测试头操纵器可以在超洁净的室内环境中使用。虽然某些这类测试头操纵器具有各种各样理想的特性，但为了适当地进行操作，每种测试头操纵器所需要的空间大小可能并不理想。
作为一般性的装置测试以及测试头及装置运送器的特殊应用，其运作已越来越成为更加复杂的课题。测试头的体积也不断变得越来越大。这一增大既涉及其外形尺寸，也涉及测试头的重量。然而，随着测试头体积的不断增加，采用全人工、全平衡的方法对于硬件的实际操作来说变得越来越困难了。
本发明可以简化电子测试头与装置运送器的对接和脱离。这种定位器可使测试头绕第一轴线旋转。该定位器包括一根连接臂结构，它可使测试头沿与第一轴线相垂直的第二轴线移动。借助于马达、传感器以及一台信息处理装置，该连接臂结构可使电子测试头与装置运送器实现精确地对接。
图1是一幅透视图，它描述了本发明的一个示例性的实施例。
图2是一幅透视图，它描述了一个台架，该台架构成了本发明一个示例性实施例的一部分。该透视图为从台架底部看去的视图。
图3是一幅透视图，它描述了一台托架背部(供滚动用)与一支架底座的结合关系。
图4是一幅透视图，它描述了一个摆臂与一支架底座间的结合关系。
图5也是一幅透视图，它描述了本发明的一个示例性的实施例。
图6a是一幅透视图，它描述了本发明另一个示例性实施例中一摆臂支承件的连接关系。
图6b和6c是图6a所示的托架支承件的侧视图。
图7a是本发明一个示例性实施例的透视图。
图7b是一分解透视图，它描述了连接臂结构与一支架导轨间的连接关系。
图8描述了本发明一个示例性实施例中的Y轴向驱动组件。
图9是一幅透视图，示出了在本发明的一个示例性实施例中一测试头与一装置运送器的对接。该透视图为从测试头及装置运送器的底部看去所得的视图。
图10是一幅透视图，它描述了装置运送器上的定位销与测试头防护板中的定位孔对接的情形。
图11是一外壳的透视图，它包含有一些电子部件，这些部件是根据本发明的一个示例性的实施例，用于使测试头与装置运送器进行对接。
图12是一方块图，它描述了本发明一个示例性实施例中使用的电子部件的操作情况。
图13a及13b是两幅透视图，它们分别描述装置运送器与测试头的对齐结构的校准情况。
图13c是一流程图，它描述了用于实现自动对接的信息处理系统的编程。
图14是一流程图，它描述了自动对接过程中测试头的操作。
图15～30是一些流程图，它们说明了信息处理系统的操作过程。
图31a～c描述了本发明的另一个实施例。
图32描述了本发明另一个实施例中线性可变的位移转换器的安置情况。
图33概括性地表示了如图1，4和5所示的系统的六个自由度。
本发明涉及一种定位系统200，它可使一电子测试头110相对一台集成电路运送器120实现自动对接。当测试头110与装置运送器120对接时，位于测试头110上的易损电接触件14与装置运送器120上的连接件15非常精密地对齐并结合在一起。在马达的控制下，定位系统200通过精细的移动测试头110而使电接触件14与连接件15实现结合。此外，各种定位传感器(在下面将叙述)可确保在实现结合之前，使电接触件14与连接件15进行对齐。
如图1所示，测试头110(用部分剖视图表示)与托架112相结合。倾斜测量仪512可产生一个信号，它指明测试头110环绕Y轴(见图33)的位置。托架112与测试头驱动组件130相结合。如图3所示，测试头驱动组件130包括步进马达132，它使托架112绕Y轴旋转。支承元件46将测试头驱动组件130耦合到摆臂37上。肘节轴36穿过摆臂37中的一个开口，并与肘节块34相耦合(能绕Z轴转动)。如图5所示，并排轴35a，35b穿过支架底座26中的开口，以便沿着及环绕着X轴运动。如图7a所示，支架底座26沿进——出轴25a，25b滑动，从而实现沿Y轴的运动。进——出轴25a，25b与支架导轨22a，22b相耦合，支架导轨22a，22b位于连接臂20的底部。支架臂20分别结成一个剪刀形的元件。当马达212转动球形螺丝41时，连接臂结构20a，20a的顶部朝向或背离连接臂结构20b，20d的顶部移动。这样，当连接臂结构20的底部上下摆动时(借助于连接臂结构20顶部的相互靠近及分离)，支架导轨22a、22b便上、下移动。从而使测试头110上下运动。
如图9所示，防护板1012安装在测试头110上。当防护板1012上的定位孔1020为连接在装置运送器120上的定位销1005所插入时，测试头110便与装置运送器120准确对正了。这样，在不损坏测试头110中电接触件14的前提下，测试头110便可与装置运送器120实现对接。
线性可变位移转换器(LVDT)1015也与防护板1012相连接。当测试头110朝装置运送器120移动时，从每个线性可变位移转换器中伸出的灵敏“销”便被向内压缩。然后，每个线性可变位移转换器便可产生一个信号，用以指示每个灵敏销被压缩的距离。
在安装过程中(在测试头110与装置运送器120首次对接之前)，利用校准组件1313，1314(见图13a，b)来使定位销1005以及定位孔1020相互间精确对正，同时也使电接触件14与连接件15相互对正。每个校准组件都是首次相对于其相应测试头110及装置运送器120上的一个机械目标进行定位。然后，定位销1005及定位孔便相对于校准组件中的对正结构实现了定位。再将每个线性可变位移转换器就位，使每个线性可变位移转换器的灵敏销向内压缩，直至每个线性可变位移转换器都产生一个预定的读数。该读数被看作测试头110与装置运送器120相互定位时，电接触件14与连接件15之间刚刚实现接触时的读数。
这样，测试头110与装置运送器120便耦合在一起(即利用定位系统200中的自动或手动运动)，定位孔1020容纳了定位销1005，每个线性可变位移转换器都产生出一个上述的预定读数。定位系统200的非自动化的自由度是固定的。再通过马达使测试头110朝装置运送器120移动一段预定的距离，该距离由线性可变位移转换器进行指示，例如，使之达到电接触件14插入连接件15中一段理想的距离(如果电接触件14是一种弹簧式的单高跷销，则为电接触件14的一段理想压缩距离)。然后存储由线性可变位移转换器产生的信号。
在马达的自动对接过程中，测试头的初始位置可由倾斜测量仪510和512产生的信号预以确定。在测试头110被马达212降低以便充分靠近装置运送器120使线性可变位移转换器进行探测之后，该线性可变位移转换器信号便被用来精确测定测试头110相对于装置运送器120之间的位置。如果在对接之前测试头110未绕Y轴与装置运送器120实现准确对正，由线性可变位移转换器产生的信号将会预以指明。这时，马达132将启动，直至实现对正为止，这样，测试头110与装置运送器120便可以进行对接了。
参照附图1，图中示出了本发明一个示例性实施例的测试头定位器系统200。如图所示，定位器系统200带有一个测试系统接触器14的测试头110，使之可与一集成(电路)装置运送器120的连接件15相对接。接触器14可以是弹簧单高跷式销(活动的，如同弹簧一样的销)，或者固定销(例如类似一种Hypertac连接器的装置)。应当明白，其他形式的电子装置也可以采用这种装置运送器进行传送，例如晶体管，集成电路片，或模片等。在操作过程中，定位器系统200可精密准确地对测试头110进行移动。使之与运送器120相对接。对接过程的完成，例如在先前由Smith获得的美国专利4,705,447，以及由Holt获得的美国专利4,893,074中都作了充分的说明，这些专利在此被用作参考。下面将作详细说明的是，该测试头110的位置可以通过六个自由度X，Y，Z，θX，θY，θZ被精确操作至另一个位置，如图33所示。
对于测试头110的恰当放置来说，使之具有六个处由度是十分重要的。这样，它便可以相对运送器120精确定位。此外，测试头110的运动可被限制，这样它便可在马达的控制下仅以二个移动度(例如θY，Z)自动运动。这样，测试头110便可以很容易与运送器120实现脱离及重新对接，从而可以对测试头110进行维护保养。
在本发明的一个示例性实施例中，测试头110可以经由一个支架112安装在测试头驱动组件130上。通过采用测试头驱动组件130，测试头110可以绕一根轴(该轴可被定义为X轴)至少旋转180°。测试头110绕Y轴的旋转能力将有利于对测试头110的保养，这一点在后面将作详细说明。
定位系统200包括一个台架300，其细节示于图2中，其中有两根梁42a和42b，还有二个支架导轨9和10，它们构成台架的顶部。二根腿43b和43d分别连在梁42b的二端，从而将梁42b支承在离地面一预定的距离上。此外，还有二根腿43a和43c分别连在梁42a的两端，将梁42a支承在离地面一预定的距离上。在每根腿43a，43b，43c，和43d的底部，可以设置一个水平垫脚(未示出)，以便调整该台架的水平。该台架也可以是不带腿而从天花板悬吊在集成电路运送器120的上方。其中还可以包括一个操作终端48。在本发明的一个示例性实施例中，其操作终端48是由Allen Bradley公司生产的550型终端。通过吊挂件49可将该操作终端安装在梁42b上。
还设置了一块挡光板，该挡光板部件包括(红外线)传送器91，镜组合件92，93，以及接收器94。当由传送器91产生并由接收器94所接收的光束受阻时，全部自动化的功能都将停止。这样，该自动系统对操作者构成伤害的危险就减小了。
如图3所示，测试头驱动装置130被安装在支承件46上。支承件46可以是一矩形的梁，或是鹅颈形，如图3所示(这取决于连接测试头缆线的路径)。支承件46可进而与摆臂37耦合。摆臂37最好具有适当的长度，以便当测试头110连到定位系统中时，相对于非自动自由度来说，该测试头110处于一种平衡状态(即位于其重心附近)。摆臂37以大致垂直的角度与支承件46耦合。
测试头驱动部件130包括步进马达132，与该马达相连的(电磁)制动器131，其齿轮(未示出)由步进马达132驱动的齿轮箱133，与齿轮箱133相接合并由其驱动的斜齿轮134，以及与斜齿轮134相连接的限制开关135。在本发明的一个示例性实施例中，其马达132是由ElectricCorporation生产的M111-FF-206E型马达。
相对而置的轴35a和35b分别与肘节34的开口端相接。这样，肘节34就相对于对置的轴35a和35b成静止状态。在肘节34的底部还有一个开口，肘关节轴36从肘节34的底部开口伸过摆臂37的另一个开口，肘关节轴36与肘节34相连接。在支承摆臂37的肘关节36的另一端可以安置一块凸缘136。肘关节轴36构成了一条Z轴。摆臂37通过相对于肘关节轴36的旋转而实现了绕Z轴的转动。推力轴承80(未示出)安置在肘关节轴36与摆臂37之间，以便于摆臂37的旋转。摆臂37绕Z轴的运动可以由致动锁搬手3进行阻止。
肘关节轴36与支架底部26相连，肘关节轴36与支架底部26的配合关系如图4所示。
如图4所示，支架底座26包括矩形开口103和104，肘关节轴36穿越了矩形开口103，从而在肘节34与摆臂37之间延伸。延伸件502(从肘节34延伸出来)穿过矩形开口的支架壁29a，29b，29c，和29d(未示出)而延伸，这四块壁面可以作为支架底座26的整体部件，它们围绕在矩形开口103的周围。支承顶面29e(未示出)可位于支架底座29a-d的上部，从而构成一个局部封闭的空间。对置轴35a穿过支架壁29a延伸，同样，对置轴35b穿过支架壁29b延伸。
对置的轴35a和35b构成了一条X轴，这样，肘节34就可以借助于对置轴35a和35b的滑动而沿X轴运动。肘节34还可以绕由对置轴35a和35b所限定的X轴转动。肘节34沿着及绕着X轴的运动是借助于轴承72a和72b而实现的，它们可以分别设置在支架壁29a和29b的附近。
如图5所示，延伸件502从肘节34向外伸出。该延伸件502穿过开口104而与锁定环508相配合。锁定螺丝503与延伸件502及锁定环508相接合。如前所述，测试头110可以绕由对置轴35a和35b所限定的X轴旋转，测试头110绕X轴的转动可以通过操作锁定扳手503而予以制止。
锁定环508也被用来阻止测试头110沿X轴的运动。如上所述，肘节34可以沿由对置轴35a和35b所限定的X轴运动。锁定扳手512从支架底座26的底部延伸，穿过支架底座26中的一条缝隙而进入锁定环508中。当锁定扳手512不动作时，锁定环508与肘节34(也包括测试头110)沿X轴的运动是借助于凸轮推杆514(它安装在锁定环508上)沿凸轮推杆接受器518(它安装在支架底座26的顶面上)的滑动而实现的。测试头110沿X轴的运动可以通过操作锁定扳手512而制止。
图6a描述了本发明的另一个实施例。通过一个适当的紧固件(未示出)将Y向平移锁定支架610a和601b装配到水平导轨51上。所述的紧固件穿过水平导轨51上的缝隙605而伸进Y向平移锁定支架610a和610b中(在图7a将有更为详细的描述)。后支架610a和610b能够沿相应的缝隙605运动，然后被紧固在某一位置。θX方向锁定支架620a装配在Y向平移锁定支架610a上，它们也借助于一个适当的紧固件(未示出)而实现连接，该紧固件穿过Y向平移锁定支架61a上的缝隙612而延伸至θX方向锁定支架620a中。同样，θX方向锁定支架620b也通过紧固件628而装配在Y向平移锁定支架610b上。θZ向锁定元件650包括侧部652，654，及底部656。侧部652通过一紧固件(未示出)而装配到θX锁定支架620a上，该紧固件穿过θX向锁定支架620a上的一道缝隙而延伸。侧部654通过紧固件628而连接到θX方向锁定支架620b上，紧固件穿过θX方向锁定支架620b上的一道缝隙而延伸。摆臂37停靠在底部656上。紧固件(未示出)从底部656的下底伸出，穿过底部656中的缝隙651而伸入摆臂37中。摆臂37连接在一轴垫块34上，同时与测试头驱动部件130相连，如同参照附图3所作的说明。
节距调节螺丝615a和615b穿过延伸件630中的螺纹孔。延伸件连接在侧部652和654上并从其上伸出。节距调节螺丝615a和615b的底端与从θX锁定支架620a和620b上伸出的突出部640a和640b的底面相接触。
上述各部件相互之间能够进行各种类型的相对运动。这些不同的运动导致了摆臂37的移动，摆臂37的运动进而引起测试头110的运动。依靠这种方式，测试头110就可以与装置运送器120对齐，实现测试头110与装置运送器120之间的对接及脱离。例如，松开穿过开口605的螺栓可以使测试头110沿X轴运动。松开螺栓612就能使测试头110沿Y轴运动。松开螺栓630并转动距调节螺丝615a和615b可使测试头110绕X轴运动(当轴35a和35b在轴承72a和72b内作枢轴运动时)。松开穿过缝隙651并伸入摆臂37中的螺栓可以使测试头110绕Z轴转动(当摆臂37绕肘关节轴36旋转时)。
图6b和6c描述了当节距调节螺丝615a和615b被调节时，摆臂37是如何绕X轴作枢轴运动的。图6b描述了节距调节螺丝615a尽可能远地延伸穿过延伸件630。由于延伸件630与突出部640a的底面之间距离比较大，摆臂37的后部向下倾斜而摆臂37的前部则向上倾斜。因为测试头110是连在前部摆臂37上，测试头110也向上倾斜(即向上摆动或反时针转向图6b所示的位置)。图6c描述了节距调节螺丝615a尽可能短地穿越延伸件630。由于延伸件630与突出部640a的底面间距离较小，摆臂37的后部向上倾斜，而摆臂37的前部则向下倾斜，由此引起测试头110的下倾(即向下或沿顺时针方向转向图6c所示的位置)。
如图7a所示，轴承座30a，30b，30c，和30d(包括在支架底座26中)能使支架底座26与支架导轨22a和22b相连接。具体说，垫板24a和24b分别从支架导轨22a的表面伸出，形成与支架导轨22a的连接。同样，垫板24c和24d分别从支架导轨22b的表面伸出，形成与支架22b的连接。进——出轴25a从垫板24a伸向垫板24b，并借助于保持环69a和69b(未示出)进行定位。进——出轴25b从垫板24c伸向垫板24d，并借助于保持环69c和69d(未示出)进行定位。进——出轴25a穿过锁定环32，它也与支架底座26相连。支架导轨22a和22b通过水平导轨51而连接在一起。
进——出轴25a和25b分别限定了Y轴。这样，由于轴承座30a，30b，30c，和30d沿进——出轴25a和25b的滑动，支架底座26就可以移动。这种沿Y轴的运动是借助于安装在轴承座30a，30b，30c，和30d内的轴承79而实现的。支架底座26沿Y轴的运动可以借助启动夹紧旋钮4b而进行制止，图中示出了它与锁定环32相连的情形。
如图7a所示，连接臂20(图中左方所示)包括连接臂构件20a及连接臂构件20b。连接臂20(示于图中右侧)包括连接臂构件20c及20d。连接轴33包括缩径的端部，它穿过连接臂构件20a和20c中的开口而连在支架导轨22a和22b上。这样，连接臂构件20a和20c便与支架导轨22a和22b相连了。
连接轴21也包括缩径的端部，在图7b中对此有更清楚的描述。连接轴21的一端穿过臂部件20b底部附所的一个开口，还穿过滑车17a中的开口。在连接轴21的另一端也可以看到类似的结构，此时轴21穿过连接臂构件20d中的一个开口，还穿过另一个滑车17b(未示出)中的一个开口。滑车17a和17b分别包括凸轮推杆76，它们与支架导轨22a和22b中的沟槽相结合。还与止推轴承75相结合，该轴承与支架导轨22a和22b相接触。凸轮推杆75和76促使滑车17a和17b相对支架导轨22a和22b移动。由于最左端与最右端的连接臂的运转及与其他部件的配合方式相似，在此将仅对连接臂构件20a和20b的操作进行说明。
连接臂构件20a与连接臂构件20b是通过枢轴销18连在一起的。借助于滚动轴承84(未示出)使连接臂构件20a相对连接臂构件20b产生运动。
连接臂构件20a可以绕连接轴33作有限量的转动。进而言之，连接臂构件20b也可绕连接轴21作有限量的转动。如下所述，这一转动对于测试头110沿Z轴的垂直运动是非常有用的。
如图8所示，其中还包括马达21。在本发明的一个示例性实施例中，马达212是Superior Electric Corporation生产的型号为M1113-FF-4011的马达。马达212使齿轮箱113转动。采用制动器115可以对齿轮箱113的转动进行选择性的制止。齿轮箱113转动球螺杆41(经由轴耦合器42)。当球螺杆41转动时，球螺母114沿球螺杆41所限定的轴移动，球螺母114被连在球螺杆轴16上。如图7a所示，球螺杆轴16包括一个位于各端部的肩部，每个端部穿过各自连接臂构件20a和20b及滑车17c和17d中的相应的孔眼。滑车17c和17d分别包括凸轮推杆76，它们与相应的轨道相接并沿轨道运动，这些轨道支架在导轨9及水平元件8上(图1中支架导轨9和10之间)形成。限制开关80a和80b安装在支架导轨9的内垂直面上，用来探测滑车17c是否已抵达导轨的极限点。滑车17c和17d分别包括凸轮推杆75，它与支架导轨8和9相接触并便于相对支架导轨8和9运动，如以下将要谈到的。连接臂构件20b绕枢轴销19旋转。每个枢轴销19被分别固定在水平元件8及支架导轨9上。这种旋转运动可使测试头110沿工轴作垂直方向运动，如以下所述。
倾斜仪510连接在连接臂构件20b的一个垂直面上。倾斜仪512连接在支架512地一个立面上(见图1)。在本发明的一个示例性实施例中，采用的倾斜仪510及512是美国Digital Corporation生产的型号为A2-A-1的倾斜仪。
测试头110的垂直运动(即沿Z轴的运动)是如下完成的。当马达212转动时，球螺杆41也转动，从而使球螺母114沿由球螺杆41所限定的轴线移动。随着球螺母114沿由球螺杆41所限定的轴的移动，球螺杆轴16(通过滑车17c，17d及凸轮推杆76)沿水平件8及支架导轨9运动。从而导致了连接臂构件20a和20c的上部沿水平件8及支架导轨9的运动。随着连接臂构件20a，20a的上部沿水平件8及支架导轨9的运动，连接构件20a和20c也一起运动。连接臂构件20a和20c底部的运动是垂直方向的。连接臂构件20a和20c的垂直运动引起支架导轨22a和22b的垂直运动。随着支架导轨22a和22b前部的垂直运动，支架导轨22a和22b的后部也作垂直运动。随着支架导轨22a和22b的垂直运动，测试头110也同样作垂直运动。这样，连接臂构件20a，20b，20c，和20d就形成了一种提升机构，同时也确定了测试头110的运动路径。
测试头110的倾斜(即绕Y轴的运动)是通过啮合测试头驱动机构130而完成的。当测试头驱动部件130中的马达132转动时，支架112(当然也包括测试头110)便绕Y轴转动。
图9和图10描述了测试头110与装置运送器120相对接的情况。如图9所示，对接是通过测试头110朝装置运送器120(例如朝下)的运动而完成的，这样，位于测试头110上的易损电接触件14便与装置运送器120上的连接器15精确接触，此时测试头110已通过定位销1005及定位孔1020而对准目标。
多个定位销底座1007被安装在装置运送器120上(例如，安在装置运送器120的上表面)。一根相应的定位销1005被安在每个定位销底座1007的上表面。每根定位销1005都具有一个锥形的上端。
每块防护板1012被安放在测试头110上(例如安放在测试头110的接触侧面附近)。每块防护板1012都包括自己的定位孔1020，它们与相应的定位销1005相咬合。
在每根定位销1005的正下方放置着相应的测力传感器1010。在本发明的一个示例性实施例中，测力传感器1010为Entran Corporation生产的型号为ELF-TC-1000-250型传感器。如果测试头110与装置运送器120实现精确对接，每根定位销1005都将相对各自的定位孔1020中心对正。如果定位销1005未与相应的定位孔1020中心对正(表明测试头110未与装置运送器120精确对正)，则测力传感器1010将指示出对接过程中的负荷。每个测力传感器1010都起到一种安全予防的作用。
每个防护板1012都还连有一个线性可变的位移转换器1015。为了便于区别，线性可变的位移转换器1015被标为LVDT1，LVDT2，LVDT3及LVDT4。在本发明的一个示例性实施例中，每个线性可变的位移转换器1015都采用Schaevitz Corporation生产的型号为GCD-121-250型转换器。当每个线性可变的位移转换器1015与相应的定位销底座1007相接触且测试头110还相对于装置运送器120继续下降时，放置在“销”上的、从每个线性可变的位移转换器1015的底部伸出的弹簧被压入线性可变的位移转换器1015的内部。换句话说，每个线性可变的位移转换器1015都被压缩了。当每个线性可变的位移转换器1015被压缩时，每个线性可变的位移转换器1015都会产生一个距离指示信号，即指明每个线性可变的位移转换器1015被压缩距离的信号(即压缩—距离)。每个线性可变的位移转换器1015被压缩的距离提供出测试头110与装置运送器120之间距离的指示，以便指引准确地对接。
在最初的机械安装过程中，在测试头110及装置运送器120进行第一次对接之前(即在任何用来使测试头110与装置运送器120实现自动对接的电子程序“教导”开始之前，以及在测试头110与装置运送器120的第一次实际自动对接之前)，装置运送器校准装置1313(图13a所示)及测试头校准装置1314(图13b所示)被用来校准定位销1005与定位孔1020的相互位置。采用这种方式可以使测试头110与装置运送器120对正，以防在对接过程中损坏易损的电接触点14。
装置运送器校准装置1313被用来使定位销1005相对定位孔1020适当地定位。为了使定位销1005恰当定位，将每个定位销底座1007固定在装置运送器120上的螺丝都被松开，从而使每个定位销底座1007与装置运送器120之间可以有一定的运动间距。再将装置运送器校准装置1313装在装置运送器120的顶部。装置运送器校准装置1313包括参照部件1320(例如销)，它可以与包括在装置运送器120中的参照部件1321(例如开口)对齐(或咬合)。这样，当装置运送器校准装置1313被安装在该装置运送器120的顶部时，总能实现相同的定位。
装置运送器校准装置1313包括每个校准开口1322，每个定位销底座1007都是活动的，从而使每个定位销1005都能准确地与相应的校准孔相结合。由于每个定位销1005的端部呈锥形，所以一旦任何一个定位销1005相对于其相应的校准孔1322不能准确定位，测力传感器1010就会指明负荷。这样，可以对每个测力传感器1010的输出信号进行检验，从而确认每个定位销1005是否准确定位。一旦每个定位销1005都准确定位了，便可将固定每个定位销底座1007的螺丝拧紧，然后将装置运送器校准装置1313去掉。
测试头校准装置1314用来使定位孔1020相对于先前已定位的定位销1005进行恰当定位。为了使定位孔1020准确定位，测试头110被转动，以便使电接触件14一表面向上。把每块防护板1012紧固于测试头110上的螺丝都拧松，这样就可以使每块防护板1012与测试头110之间有可能进行一定量的运动。然后将测试头校准装置1314安装在测试头110的顶部。测试头校准装置1314包括参照件1322(例如开口)，它们可以与安装在测试头110上的参照件1323(例如销)相对齐(或咬合)。采用这种方式，当测试头校准装置1314被装在测试头120的顶部时，它总能同样得到定位。
测试头校准装置1314包括若于个校准销1324，它们与定位销1005的位置相对应。移动每块防护板1012，以便使每个定位孔1020能准确地与相应的校准销1324相结合。一旦每块防护板1012准确就位，便可以将每块防护板紧固在测试头110上的螺丝拧紧。
当每块防护板1012准确定位之后，每个线性可变的位移转换器便相对电接触件14的顶面被校正。这种校正可以将由每个线性可变的位移转换器1015所产生的信号提供给一些电子线路(例如信息处理系统1090，这将在下面讲述)，这些信号代表了当每个线性可变的位移转换器的弹簧负荷销处于与电接触件14同一高度时，每个线性可变的位移转换器的弹簧负荷销被向线性可变的位移转换器内压缩了多远距离。如前所述，电接触件14例如可以是弹簧单高跷式销(可压缩的如同弹簧一样的销子)或者固定销(例如一种在Hypertac连接装置中所使用的)。每个线性可变的位移转换器1015都可以在防护板1012内作上下物理运动，然后被紧固在某一位置，使每个线性可变的位移转换器的弹簧负荷销与测试头校准装置1314相接触，然后向内被压入每个线性可变的位移转换器内(例如十分之一英寸的距离)，这样，每个线性可变的位移转换器的销便在该线性可变的位移转换器内的操作范围之内，而且每个线性可变的位移转换器都开始探测。这样，每个线性可变的位移转换器的弹簧负荷销都与每个弹簧单高跷销(在一种非压缩状态)的顶部对齐。由每个线性可变的位移转换器探测到的信号(相当于每个线性可变的位移转换器的销向内压缩的量)再被存储到电子线路中去(例如信息处理系统1090)。这一信号被定义为在测试头110与装置运送器120相对接的过程中，电接触件14与连接器15相结合之前的一瞬间每个线性可变的位移转换器的销被向内的压力。测试头校准装置1314被移开。
由于校准销1324及校准孔1322被位于校准装置1313，1314中相应的位置，上述的校准程序使定位销1007与定位孔1020相互重合，从而有利于电接触件14与连接件15之间的准确对接。
一旦定位销1007与定位孔1020合适就位，包含在定位器系统200内的各种固定螺丝都被松开，以便定位器系统200可以沿六个运动方向(X，Y，Z，θX，θY，θZ)移动测试110，从而使测试头110上的定位孔1020与装置运送器120上的定位销1005相咬合。沿Z方向的运动是由致动马达212定成的。沿θX方向的运动是通过拧松锁定螺丝503(或拧松锁定螺丝628及旋转节距调整螺丝615a和615b)而实现的。沿X方向的运动是通过拧松锁定螺丝512(或拧松安装在水平导轨51上的锁定螺丝)而实现的。沿Y方向的运动是通过拧松锁定手柄4b而实现的。沿θZ方向的运动是通过拧松锁定手柄3(或拧松穿过缝隙651的螺丝)而实现的。
在安装完毕之后，该测试头110在四个方向的运动(即非自动化的运动度)将受到限制，直到需要建立一种新的状态(即改变测试头110与装置运送器120之间的对准关系)为止。依靠这种方法，当测试头110进行实际操作时，测试头110与装置运送器120之间的精确对接在马达的控制之下，例如由前进马达132及212的作用下，被精确地完成。这样，如同下述的那样，测试头110与装置运送器120之间的全自动对接便可以实现。
在自动对接过程中，对测试头110与装置运送器120之间的不对正将会造成定位孔1020与相应的定位销1005之间的不对正，定位孔与相应的定位销1005间的不对正，如前所述，将会造成来自于测力传感器1010的负荷探测。这样，来自于测力传感器1010的负荷探测便表明了测试头110与装置运送器120之间的不对正性，此时对接应中止，直到这种不对正的状态得到纠正为止。
图11是一幅透视图，它表示了电子线路机壳及其各种电器元件的情况，这些电器元件可以使测试头110与装置运送器120之间实现自动对接。继电器1122和1124使各台马达致动。升压自动变压器1070将115伏的交流电转化成230伏的交流电(再供马达使用，或者说，如果所供的电压为230伏的交流电，则可以包括一台降压变压器，以提供115伏的交流电)。电源1060提供一个24伏的直流输出。该24伏的直流电是用于驱动限定开关80a和80b的(在水平件8上)，还用于限定开关135(在辊轴上)，以及测试头上的一个开关(未示出)。还有制动器115，131以及光屏中的一个继电接触器。驱动器1121用来驱动前进马达132。驱动器1123用来驱动前进马达212。电源1065用来给线性可变的位移转换器1015，测力传感器1010，倾斜测定仪512以及510供电。信息处理系统1090也被包括在其内。
图12对图11所示的各种电器部件间的相互关系作了更为清楚地描述。如图12所述，信息处理系统1090包括处理组件1110(例如由AllenBradley Corporation生产的SLC5/03型)，输入组件1101，输入组件1102，输入组件1103，输出组件1104，以及输入组件1105(例如，它们都可以是由Allen Bradley Corporation所生产)。输入组件1101接收来自于倾斜测试仪510及512的输入信号。输入组件1102接收来自于测力传感器1010的输入信号。输入组件1103接收来自于线性可变的位移转换器1015的信号。还包括监视器48(示于图2中)。信息处理组件1110接收来自于监视器48的输入数据，并将显示数据传送给监视器48。输入组件1105接收来自电接触件80a和80b以及限定开关135的输入数据。输出组件1104将信号传送给分度器1120。分度器1120与驱动器1121相连通，它可使步进马达132致动。分度器1120还将信号传递给使步进马达212致动的驱动器1123。输出组件1104将信号传送给固态继电器1130，以便使制动器131用115松开或抱紧。光路94的光学回路可以向控制器1140传送一个光阻断信号，控制器1140再将一信号传送给固态继电器1130，从而使制动器131及115动作。输出组件1104还将信号传给继电器1122及1124，以便在现定位器系统(步骤1)与另一定位系统(步骤2)之间切换驱动器1121及1124的输出信号。
分度器1120还能传送一个信号，指明步进马达132及212的旋转。由分度器1120产生的指明步进马达旋转的信号可以被送入输入组件1105，以供信息处理系统1090使用。
这样，为了确定测试头110的实际位置，采用了各种各样的机构。采用数种方式中的一种来探测其垂直位置。当测试头110开始朝装置运送器120下降时，测试头110的(粗略)垂直位置被初步确定，即由倾斜度测试仪510产生一组信号。具体说，通过测试头110的垂直位置与连接构件20b的角度位置之间的相互关系而对信息处理系统1090编程。这样，当信息处理系统1090接到来自于倾斜测试仪510的信号时，信息处理系统1090将这些信号转换成测试头110的垂直位置。当测试头110抵达装置运送器120时，试测头110的位置用线性可变的位移转换器1015进行确定。随着每个线性可变的位移转换器1015与相应的定位销底座1007相接触，以及测试头110继续移向装置运送器120，从每个线性可变的位移转换器1015中伸出的销子便被内推。于是每个线性可变的位移转换器便将一个信号传送给处理器系统1090，对每个线性可变的位移转换器弹簧负荷销被内压的距离进行显示。每个线性可变的位移转换器的弹簧负荷销就内压的越多(即每个线性可变的位移转换器的压力——距离越大)，测试头110就越靠近装置运送器120。
线性可变的位移转换器(被标为LVDT1，LVDT2，LVDT3以及LVDT4)可以被用来测量测试头的转动，节距(pitch)，以及压缩。
转动所测量的是测试头110的右侧110a与装置运送器120之间的距离差，以及测试头110的左侧110b与装置运送器120之间的距离之差，当右侧110a低于左侧110b时，其转动为正值。在本发明的一个示例性实施例中，该测量是用毫英寸表示的，转动的计算方式按等式(1)进行。
转动＝[(LVDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2                (1)
节距所测量的是测试头110后侧110d与装置运送器120之间的全距离之差以及测试头110的前侧110c与装置运送器120之间的全距离之差。当后侧110d高于前侧110c时，斜度为正值。在本发明的一个示例性实施例中，其测量值用毫英寸表示。节距的计算按等式(2)进行。
节距＝[(LVDT2+LVDT3)-(LVDT1+LVDT3)]/2                (2)一种可使电子测试头与装置运送器进行对接及脱离对接的定位装置，该装置可使测试头绕一第一轴线旋转。该定位装置包括-连接结构，用于使测试头沿一垂直于第一轴线的第二轴线运动。通过马达，传感器及一信息处理装置，该连接臂结构使电子测试头与装置运送器实现准确对接。
压缩所测量的是测试头110的每侧110a-110d与装置运送器120之间的平均距离，(即线性可变的位移转换器的平均压缩——距离)。在本发明的一个示例性实施例中该测量所采用的是毫英寸。压缩的计算是根据等式(3)进行的。
压缩＝(LVDT1+LVDT2+LVDT3+LVDT4)/4                       (3)
利用线性可变的位移转换器以及倾斜测量仪，可以得知测试头相对于装置运送器来说位于几个位置中的某一位置上，这些位置可以作如下定义：
已对接：测试头的对接表面对准并与装置运送器的对接表面相接触；
脱离对接：测试头的对接表面正对着装置运送器的对接表面，但是与之相分离；
手动：测试头与装置运送器相分离，测试头的对接表面与装置运送器的对接表面相垂直；
维护：测试头与装置运送器相分离，测试头的对接表面从装置运送器的对接表面转离180°。
为了使测试头110相对装置运送器120实现自动对接，在初步的机械安装已完成，以及测试头110与装置运送器120的对正(如前所述)已完成之后，信息处理组件1010被“告知”测试头110的对接位置。在如上所述的定位销1005与定位孔1020的校准以及如下所述的相对于装置运送器120的校准完成之后，信息处理组件1010被“告知”测试头110的对接位置。
如图13c所示，在步骤1300中，上述的定位销1005与定位孔1020的定位已完成。在步骤1301，每个线性可变的位移转换器相对电接触件14的高度被校准，如同上边参照图13a所作的说明。在步骤1302，为了使测试头110大致平行于装置运送器120，步进马达132和212被人工致动。为了启动这些马达，操作终端48由上移、下移、反时针转(ccw)以及顺时针转(cw)等按钮所编程，以便沿适当的方向启动相应的马达。然后将测试头下降，直至每个线性可变的位移转换器开始与装置运送器接触并且每个线性可变的位移转换器开始被压缩。当测试头110下降时，步进马达212的速度被降低。接下来在步骤1303，下移按钮被压下，测试头降低，直至所有的线性可变的位移转换器都进入操作区域内(例如正负0.2500英寸)。在步骤1304，反时针转及顺时针转的按钮被压下，直至转动值为零。反时针转时其转动越偏向负值，顺时针转时，其转动越偏向正值。在步骤1305，测试头110靠人工操作沿X移动，以便使节距减至零。这是通过松开锁定组件503而实现的。然后对其转动进行检验并根据需要进行重调。在步骤1306，下移按钮被压下，使测试头110下降。这样，包括电接触件14的弹簧单高跷销便被压缩(如由线性可变的位移转换器产生的信号所确定的那样)一个理想的距离(或者测试头110上的突出连接件插入装置运送器120上的凹进连接件内一理想距离)。然后根据需要对转动和节距进行调节。在步骤1307，当理相的对接位置已经达到时，操作终端48上“对接指令”的按钮被压下。这时，便将线性可变的位移转换器的转动，节距，以及压缩的定位存入信息处理器组件1110的一存储元件中。
至于步骤1306(如上所述)，其中具有各种技术方面的教导，它们涉及测试头110与装置运送器120应当多么靠近。这一距离被细心测量，因为该距离涉及弹簧单高跷销(如果电接触件14是弹簧单高跷销时)被压缩的总距离，或者突出连接件插入凹进配对连接件内的总距离(如果电接触件14是突出/凹进连接件时)。弹簧单高跷销被压缩(或突出连接件插入凹进连接件内)的距离根据该弹簧单高跷销(或阴/阳连接件)的制造及尺寸而有很大的不同。然而，弹簧单高跷销一般被压缩总可变行程的80％(或者突出连接件插入凹进连接件深度的80％)这样，通过利用每个线性可变的位移转换器1015测出测试头110与装置运送器120之间的距离，便可使测试头110降低，使弹簧单高跷销压缩理想的距离(或利用阴/阳连接件插入理想的深度)。
一旦测试头110相对装置运送器120的对接位置已被“告知”给信息处理器组件1110，测试头110便能自动地与装置运送器120对接。这一点通过以下参照附图14所作的说明来完成。在步骤1401，操作终端48上的一个“对接”按钮被压下。如果根据倾斜测量仪510的指示，测试头低于一予定的水平，应将测试头升起。当测试头110转动时，这可避免测试头110与装置运送器120的接触。在步骤1402，信息处理系统1090将一适当的信号传给分度器1120，以便使步进马达132旋转测试头110，使之到达一个初始的转动位置。在步骤1403，信息处理系统1090将信号传给分度器1120，以便使步进马达212将测试头110下移，直至所有的线性可变的位移转换器都实现接触，并且位于其操作范围之内。在步骤1404，信息处理系统1090使测试头110按照需要沿顺时针或逆时针转动，直至其转动状态与所“教导”的转动位置相比，误差在一个予业的正负值之内(例如0.002″)。在步骤1405，信息处理系统1090为步进马达212提供一些适当的信号，使测试头110下移，直至其压缩量与所教导的压缩量相比，误差在一予定的正负值之内(例如0.002″)。步骤1403～1405可重复进行，直至其转动及压缩与所教导的值相比，都在一予定的正负误差之内(例如0.002″)。
在自动对接过程中，测试头110与装置运送器120之间的不对正将造成定位孔1020与相应的定位销1005间的不对正。如前所述，定位孔1020与相应定位销1005间的不对正将造成来自于测力传感器1010的负荷指示。所以，来自于测力传感器1010的负荷指示就表示出测试头110与装置运送器120间的不对正，此时应中止对接，直至该不对正的状况被修正。
如上所述，测试头可以处于手动或维持位置。一种”脱离对接”的位置，其测试头110从装置运送器120中移开的位置也是存在的。这些位置中的每一个都可以从终端48被“告知”给信息处理器，具体说，利用“上移”、“下移”、“逆时针转”、“顺时针转”按钮，可以将测试头升至一理想的高度并转至一理想的方位。“指示脱离对接”，“指示手动”以及“指示维持”的按钮可以被压下，以便将测试110相应位置存入信息处理系统1090内。一旦信息处理系统被“告知”脱离对接，手动，以及维持的位置，通过压下监视器48上的相应按钮，即可自动地实现这种位置。在每种情况下，当适合的按钮被压下时，测试头通常升至其最高位，旋转至所“教导”的方位，然后再降至所“教导”的高度。在转动测试头之前，最好先将测试头升至其最高点(或最高点附近)，这样便可确保测试头与装置运送器之间有适当的间隙。
图15～30是一些流程图，它们在一定程度上详细说明了信息处理系统1090内的处理组件1110的工作情况。图15描述了更新位置信息子程序，更新在监视器48上的位置显示的子程序，测试测力传感器1010的子程序，测试主要故障的子程序，测试光屏故障的子程序，以及测试限定故障的子程序。图16涉及在监视器48内的屏幕管理。图17a及17b也涉及监视器48内的屏幕管理。图18涉及当测试头移动时步进马达212及132的控制。图191涉及监视器48上的屏幕管理。图20涉及监视器48的显示以及将监视器48上某个按钮的压下转化成测试头的物理运动。图21涉及显示最新资料以及监视器48的按钮管理。图22涉及探测监视器48中按钮的压下以及存储所“教导”的位置。图23也涉及探测监视器48中按钮的压下。图24涉及从倾斜测量仪512中得到的数据。图25及图26分别涉及上、下移动测试头。图27a，27b涉及存储与更新的线性可变的位移转换器1010，节距，压缩，以及倾斜测量仪510有关的数值。图28～30涉及马达132的致动。
如前所述，为了避免对操作者的伤害以及对仪器的损坏，还采用了多种安全机构，例如，当交流电源被从系统中撤掉时，制动器115和131被锁定。在沿Z轴的垂直运动开始之前，以及沿Z轴的垂直运动刚一结束之后，制动器115便被锁定。在绕Y轴的运动开始之前，以及绕Y轴的运动刚一结束之后，制动器131便被锁定。
如上所述，还设置了一个光屏，如果光屏被透过，制动器115和131立即锁定。
如上所述，还设置了限定开关80a和80b。这些限定开关可探测出滑车17c可容许移动的端部。限定开关80a和80b的输出信号经过输入组件1105而被信息系统1090检测到。如果探测到一个限定状态，则程序中任何自动移动都将中止，这时将会有一个故障情报被显示，从而禁止该限定状态的进一步运动。还有一些比开关限定的范围更窄的软件限定。还可以设置一个外部紧急状况停止开关。启动外部紧急状态停止开关可以将所有的制动器锁定，并且断开交流线，将交流电从设备中撤除。
现已通过每个安装在装置运送器120上的定位销底座1007(它们分别带有一个定位销1005)以及每块安装在测试头110上的防护板1012(它们分别带有一个定位孔1020)对本发明进行了描述。但是，对于本领域的普通技术人员来说是很明显的，即上述的顺序是可以倒置的，即每个定位销底座1007(带有定位销1005)被安装在测试头110上，而每块防护板1012(带有定位孔1020)则被安装在装置运送器120上。而一个测力传感器1010则位于每个定位销1005的下方，并与测试头110相耦合。每个线性可变的位移转换器1015都保持与测试头110的结合，每个线性可变的位移转换器1015都保持与测试头110的结合，每个线性可变的位移转换器的销都在与防护板1012接触之后被压入其线性可变的位移转换器的内部。该实施例可以是如同图31a所描述的那样。也可以如同图31b所描述的那个实施例，其中每个线性可变的位移转换器1015可以被安装在装置运送器120的每块防护板1012之内。在与定位销底座1007接触之后，每个线性可变的位移转换器的销都被压入其线性可变的位移转换器的内部。
在另外一个替换实施例中，例如由图31c所描述的，其中每个定位孔1020都位于与测试头110相连的防护板1012上，而每个带有定位销1005的定位销底座1007都连在装置运送器120上。每个线性可变的位移转换器1015不是连接在测试头110上，而是连接在装置运送器120上。在与防护板1012接触之后，每个线性可变的位移转换器销都被压入其线性可变的位移转换器的内部。
现已通过一个位于每个定位销1005下方的测力传感器1010对本发明进行了描述。但是，对于本领域的普通技术人员来说，应当承认，该测力传感器1010也可以被用来与定位孔1020相连接。例如，定位孔1020可以不设在防护板1012内，而成为一个浮动衬套(floating bushing)中的开口。测力传感器1010可相对于该浮动衬套适当定位，从而使该浮动衬套相对防护板1012的运动能引起一个施加于测力传感器1010上的负荷。这样，例如当定位销1005不能准确地插入定位孔1020中(即销1005以某一角度插入孔1020中或完全不能入孔)时，测力传感器1010将发出一个负荷信号(表明不能精确对接)。这样，就可以再次确保电接触件14与连接件15之间的精确对接。
虽然采用线性可变的位移转换器来确定测试头110相对于装置运送装置120的位置而对本发明进行描述。但是，其他类型的邻接传感器(非线性的但是可重复的传感器)也可以被采用，用之取代线性可变的位移转换器。例如，可以采用一种光学传感器来确定测试头110相对于装置运送器120的位置。进而言之，还可以将一种角位编码器(例如Allen BradleyBulletin 845C)装在由马达132和212驱动旋转的任何部件(例如齿轮，导杆)上，用以取代倾斜测量仪。由角位编码器传感到的旋转量被转化成测试头110的移动距离，从而确定该测试头110的位置。进而言之，还可以用各种线性位置编码器取代倾斜测量仪，该仪器利用连接臂结构20b的角度来测量垂直位置。上述的各种取代都很容易被本领域的普通技术人员完成。
除此之外，虽然本发明是采用四个线性可变的位移转换器进行描述的，但根据本发明的另外一个示例性实施例，也可以采用三个线性可变的位移转换器。如图32所示，其线性可变的位移转换器例如可以被安放成一种三角形结构，其中两个线性可变的位移转换器朝向测试头110的前端，一个线性可变的位移转换器朝向测试头110的后部。当然，这种构形也可以被反置(一个线性可变的位移转换器朝前，两个线性可变的位移转换器朝后)。就图32的安排方式而言，其线性可变的位移转换器(标作LVDT1，LVDT2，以及LVDT3)可以根据等式4，5，6被用来确定前述的测试头110相对于装置运送器120的节距，转动，以及压缩值：
节距＝[(LVDT1+LVDT2-2*LVDT3)/2]                      (4)
转动＝LVDT2-LVDT1                                     (5)
压缩＝[(LVDT1+LVDT2+LVDT3)/3]                         (6)
另外，还可以设置第四个线性可变的位移转换器，以便进一步确保其他的线性可变的位移转换器能提供正确的读数。
本发明是通过外接于测试头110上的线性可变的位移转换器进行描述的。但是，作为本领域的一个普通技术人员很容易理解，这些线性可变的位移转换器也可以被组合进测试头110的内部(即成为其一个整体部分)。这样，通过使这些线性可变的位移转换器有效的小型化，就可以将它们放置在测试头110的周边之内。例如，可将之放在电接触件14之间。
为了实现自动化的移动，本发明结合步进马达进行了描述。但在本发明的一些示例性的实施例中，也可以采用一种气动马达或液压马达，然而，作为本领域的一个普通技术人员应当承认，该马达还可以带有一种补偿系统，用以承担连有测试头110的支架底座26的负荷。采用该方式，可以增强操作作者及设备的安全性。
本发明是结合一种单定位器系统进行描述的。然而，另外的定位器系统，例如与支撑件9和10相配合，也可以被采用，将之放置于以结合附图所描述的定位器系统的附近。
虽然以示例性实施例的方式对本发明进行了描述，但是，还应当说明，在所附权利要求限定的原理及范围之内，还可以通过对上述内容的改进来完成本发明。

Claims (29)

1.一种使一电子测试头与一装置运送器进行对接及脱离对接的定位装置，其特征在于包括：
a)使所述的电子测试头绕第一轴线旋转的测试头旋转装置；
b)垂直运动装置，它包括若干个在所述电子测试头上面与所述的测试头旋转装置连在一起的臂结构；
c)所述多个臂结构中的第一臂结构与所述多个臂的第二臂结构相耦合，组成一个长度可增大及减小的剪刀形元件，以便沿一条垂直于上述第一轴线的第二轴线垂直移动所述的电子测试头；
d)一个倾斜测试仪，它与所述多个臂结构中的第一臂结构相接合，以便提供一个与该第一臂结构的角度方向相对应的信号；还有一个信息处理装置，它将上述信号转换成所述测试头与所述装置运送器之间距离的尺度。
2.权利要求1所述的定位装置，其中在所述电子测试头及所述的装置运送器其中之一上固定有定位销，而所述电子测试头及装置运送器中的另一个之上设有定位孔，当所述的电子测试头与所述的装置运送器对接时，这些定位销中的每一个都伸入到相应的一个定位孔中。
3.权利要求1所述的定位装置，还包括传感器装置，它可以确定该电子测试头表面的每个位置与该装置运送品表面的每个相应位置之间的距离，以便产生一些与所测距离相对应的信号。
4.权利要求3所述的定位装置，其中所述的传感装置产生四个信号，即LVDT1、LVDT2、LVDT3以及LVDT4，这四个信号中的每一个都对应于一个相应的距离，即该电子测试头表面的每个位置与所述的每个相应位置之间的一个距离。
5.权利要求3所述的定位装置，其中所述的测试头旋转装置使该电子测试头绕所述的第一轴线旋转，所述的垂直移动装置使该测试头沿所述的第二轴线移动，这些运动都与所述传感器装置发出的信息相对应。
6.权利要求3所述的定位装置，其中所述与所测距离相对应的信号分别是LVDT1、LVDT2、LVDT3以及LVDT4，且其中所述的测试头旋转装置使该电子测试头绕所述第一轴线旋转，所述垂直移动装置使所述测试头沿所述第二轴线移动，这些运动都以该电子测试头相对于装置运送器的节距及转动的值为基础，其中，节距的计算公式是：
节距＝[(LVDT2+LVDT3)-(LVDT1+LVDT2)]/2，转动值的计算公式为：
转动＝[(LVDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2。
7.权利要求2所述的定位装置，还包括若干个传感器，它们分别位于每个相应的定位销的下方，当所述的每个定位销与每个定位孔未对正时，所述的传感器将产生信息对这种未对正予以指明。
8.权利要求1所述的定位装置，还包括用于下述至少一种运动的移动装置：
a)使所述的测试头沿所述的第一轴线运动；
b)使所述的测试头沿所述的第二轴线转动；
c)使所述的测试头沿垂直于第一及第二轴线的第三轴线运动；以及
d)使所述的测试头绕所述的第三轴线转动。
9.权利要求1所述的定位装置，其中所述的测试头旋转装置及所述的垂直运动装置是用动力驱动的。
10.权利要求3所述的定位装置，其中所述的传感器装置包括若干个传感器，它还包括校准装置，用于对所述的每个传感器进行校准，当所述的电子测试头与所述的装置运送器对接时，它可以产生相应的予定信号。
11.权利要求3所述的定位装置，还包括一校准定位器，用于对所述定位销及所述定位孔中的一个定位元件相对于该定位销及定位孔中的另一个定位元件的定位。
12.如权利要求10所述的定位装置，还包括一个校准定位器，用于对所述定位销及所述定位孔中的一个定位元件相对于该定位销及定位孔中的另一个定位元件的定位。
13.权利要求3所述的定位装置，其中所述的电子测试头与所述的装置运送器分别包括相应的电接触件，所述的传感器装置包括多个传感器，其中每个传感器都位于所述电子测试头及所述装置运送器之一的二个相对应的电接触件之间。
14.权利要求3所述的定位装置，其中所述的传感器装置可产生三个信号，即LVDT1、LVDT2、及LVDT3，每个信号都对应一段距离，即在所述电测试头表面上的每个位置与所述的相对应的每个位置之间的距离。
15.权利要求14所述的定位装置，其中所述与所测距离相对应的信号分别是LVT1、LVT2、LVDT3以及LVDT4，且其中所述的垂直运动装置使所述的测试头沿一垂直方向运动，所述的测试头旋转装置使所述的电子测试头绕所述的第一轴线转动，这些运动都是以该电子测试头相对于该装置运送器的节距及转动值为基础的，其中，节距的计算公式如下：
节距＝(LVDT1+LVDT2)-2LVDT3)/2，转动的计算公式如下：
转动＝LVDT2-LVDT1。
16.一种使电子测试头与一装置运送器进行对接的定位装置，它包括：
测试头旋转装置，用于使所述的电子测试头绕一第一轴线旋转；
垂直运动装置，在所述电子测试头上面用于使所述的电子测试头沿一与第一轴线相垂直的第二轴线垂直运动；
传感器装置，用以测定所述电子测试头表面上的每个位置与所述装置运送器表面上的多个相应位置之间的距离；
还包括起如下作用的装置：
a)对所述测试头旋转装置选择性地发出信号，以便使电子测试头供所述第一轴线转动；以及
b)对所述垂直运动装置选择性地发出信号，以便使电子测试头沿所述的第二轴线运动；上述运动是与由所述传感器装置所测定的相应距离相对应的，以便使所述的电子测试头与所述的装置运送器相对接。
17.权利要求16所述的定位述装置，其中，其中在所述电子测试头及所述的装置运送器其中之一上固定有定位销，而所述电子测试头及装置运器中的另一个之上设有定位孔，当所述电子测试头与所述装置运送对接时，其中的每个定位销都伸入到相应的一个定位孔的内部。
18.权利要求16所述的定位装置，其中所述的传感器装置产生四个信号，即LVDT1、LVDT2、LVDT3以及LVDT4，四个信号中的每个信号都对应于所述电子测试头表面上若干位置与所述若干对应位置之间的一个距离。
19.权利要18所述的定位装置，其中所述与所测距离相对应的信号分别是LVDT1、LVDT2、LVDT3以及LVDT4，且其中所述的测试头旋转装置使所述的电子测试头绕所述的第一轴线转动，所述的垂直运动装置使所述的测试头沿所述第二轴线运动，这些运动是以该电子测试头相对于所述装置运送器的节距及转动值为基础的，其中，节距的计算公式为：
节距＝[(LVDT2+LVDT3)-(LVDT1+LVDT2)]/2，转动的计算公式为：
转动＝[(LVDT3+LVDT4)-(LVDT1+LVDT2)]/2。
20.权利要求16所述的定位装置，还包括若干个传感器，每个传感器部位于多个定位销中的一个对应销的下方，当所述的每个定位销与所述的每个定位孔未对齐时，所述传感器可产生信号，对这种不对齐进行指明。
21.权利要求16所述的定位装置，还包括可进行下列运动中至少一种运动的装置：
a)使所述的测试头沿所述的第一轴线运动；
b)使所述的测试头绕所述的第二轴线转动；
c)使所述的测试头沿垂直于第一及第二轴线的第三轴线运动；以及
d)使所述的测试头绕第三轴线转动。
22.权利要求16所述的定位装置，其中所述的传感器装置包括多个传感器，它还包括校准装置，用于对所述的每个传感器进行校准，当所述的电子测试头与所述的装置运送器进行对接时，可产生出相应的测试信号。
23.权利要求16所述的定位装置，还包括一个校准定位器，用于对所述定位销及定位孔中的一个相对于它们中的另一个进行定位。
24.权利要求22所述的定位装置，还包括一个校准定位器，用于对所述定位销及定位孔中的一个相对于它们中的另一个进行定位。
25.权利要求17所述的定位装置，其中所述的电子测试头与所述的装置运送器分别包括各自的电接触件，所述的传感器装置包括多个传感器，其中的每个传感器都位于所述电子测试头及装置运送器之一的二个相应电接触件之间。
26.权利要求17所述的定位装置，其中所述的传感器装置产生三个信号，即LVDT1、LVDT2、及LVDT3，三个信号中的每一个都对应于一段距离，该距离是所述电子测试头表面上的若干位置与所述若干对应位置之间的距离。
27.权利要求26所述的定位装置，其中所述与所测距离相对应的信号分别是LVDT1、LVDT2和LVDT3，且其中所述的垂直运动装置使所述的测试头沿一垂直方向运动，而所述测试头旋转装置则使所述的电子测试头绕所述的第一轴线转动，这些运动是以电子测试头相对于装置运送器之间的节距及转动值为基础的，其中，节距的计算公式是：
节距＝(LVDT1+LVDT2-2×LVDT3)/2，转动的计算方式是：
转动＝LVDT2-LVDT1
28.通过一种定位系统可使固定在一个测试头表面上的第一电接触件与固定在一装置运送器表面上的第二电接触件相结合的方法，该方法包括以下步骤：
朝所述装置运送器的方向移动所述的测试头，直至位于该测试头及该装置运送器之一上的一组传感器对测试头与装置运送器间的相应距离给予了指明为止，其中所述的测试头表面与装置运送器表面相互间成一定角度；
围绕多个轴转动所述的测试头，以改变测试头的所述表面与装置运送器的所述表面间的角度，使该二表面相互平行；以及
朝装置运送器的方向移动测试头至使所述的第一电接触件与第二电接触件相结合。
29.对每个固定在电子测试头上的传感器进行校准的方法，该电子测试头与一装置运送器相对接，所述的测试头包括电接触件，所述的传感器用于测量测试头表面上的若干位置与装置运送器表面上的若干相应位置之间的距离，该方法的特征在于包括以下步骤：
设置一个具有一平坦表面的校准定位器；
将校准定位品的平坦表面放置于电接触件上，使该校准定位器恰好位于所述的多个传感器的上方；以及
相对于所述电子测试头改变每个传感器的位置，使之与所述的校准定位器相接触，并产生一个相应的校准信号，用以确定测试头与装置运送器之间的对接。
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