CN114074337B - 插卡保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种插卡保护装置，连接于机械手臂，以在机械手臂的带动下将板卡插入连接器内。插卡保护装置包括单动缸及夹爪组件。单动缸包括缸体、位于缸体内的弹性件、沿第一轴线可移动地设置于缸体内的活塞及连接于活塞的轴杆，其中缸体连接机械手臂，弹性件连接缸体与活塞，弹性件随活塞移动而变形，轴杆随着活塞在上方位置与下方位置之间移动。夹爪组件配置于单动缸的下方且连接于轴杆，夹爪组件包括沿第二轴线开阖的两夹持部，两夹持部用于夹持板卡。本发明的插卡保护装置可降低插卡过程中板卡与连接器受损的机率。

Description

插卡保护装置

技术领域

本发明涉及一种保护装置，尤其涉及一种插卡保护装置。

背景技术

目前，在电脑设备生产组装阶段，板卡是通过自动化设备来插设在电路板的连接器上。然而，自动化设备在板卡插入连接器的过程中，若板卡未能正确地对位于连接器，自动化设备将板卡下压时会施以过大的力量，而造成板卡或连接器受损，要如何避免上述状况是本领域研究的方向。

发明内容

本发明是针对一种插卡保护装置，其可降低插卡过程中板卡与连接器受损的机率。

根据本发明的插卡保护装置，连接于机械手臂，以在机械手臂的带动下将板卡插入连接器内，插卡保护装置包括单动缸及夹爪组件。单动缸包括缸体、位于缸体内的弹性件、沿第一轴线可移动地设置于缸体内的活塞及连接于活塞的轴杆，其中缸体连接机械手臂，弹性件连接缸体与活塞，弹性件随活塞移动而变形，轴杆随着活塞在上方位置与下方位置之间移动。夹爪组件配置于单动缸的下方且连接于轴杆，夹爪组件包括沿第二轴线开阖的两夹持部，两夹持部用于夹持板卡。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，活塞的顶端抵接于弹性件，活塞的底端连接于轴杆。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，缸体包括靠近底部的气口，气体从气口进入缸体而推动活塞上移至上方位置，且压缩弹性件，缸体内的气体从气口离开，而使活塞对应地下移至下方位置，而释放弹性件。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，气口为缸体的单一气口。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，轴杆位于下方位置时弹性件的弹性势能小于轴杆位于上方位置时弹性件的弹性势能。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，当插卡保护装置将板卡插入连接器内时，活塞与轴杆位于下方位置，以使弹性件处于弹性势能较小的状态，以适于被压缩而提供缓冲。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，活塞的过压位置位于下方位置与上方位置之间，单动缸还包括第一传感器，设置于缸体，且对应于活塞的过压位置。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，夹爪组件还包括第二传感器，设置于两夹持部之间，用于感测板卡相对于两夹持部是否位于异常位置。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，当板卡相对于两夹持部上移至异常位置时，板卡遮蔽第二传感器。

在根据本发明的实施例的插卡保护装置中，轴杆于下方位置伸出于缸体的下方。

本发明的插卡保护装置会被机械手臂带动而下移，以将夹持组件所夹持的板卡插入连接器内。当板卡未能正确地对位于连接器时，机械手臂带动插卡保护装置的单动缸的缸体下移的力道对板卡而言会变得过大。此时，由于插卡保护装置的单动缸内设有弹性件，弹性件可变形而作为缓冲，以避免机械手臂的过大力道完全转移至板卡上，而可有效避免板卡与连接器受损。

附图说明

图1A是依据本发明的一实施例的插卡保护装置的示意图；

图1B是图1A的插卡保护装置的另一视角示意图；

图1C是图1A的插卡保护装置的局部放大示意图；

图2A是图1A的插卡保护装置的活塞移动至下方位置的示意图；

图2B是图2A的插卡保护装置的局部放大示意图；

图3是机械手臂使图1A的插卡保护装置下移而将板卡接触至连接器的示意图；

图4A是机械手臂使图1A的插卡保护装置下移而将板卡插入连接器的示意图；

图4B是图4A的其他视角示意图；

图4C是机械手臂下压力量过大而使板卡相对于图1A的插卡保护装置位于异常位置的示意图；

图5是图1A的插卡保护装置的夹持组件扩开的示意图；

图6是机械手臂使图1A的插卡保护装置上移的示意图。

附图标记说明

A1：第一轴线；

A2：第二轴线；

P1：上方位置；

P2：下方位置；

10：机械手臂；

20：板卡；

30：连接器；

100：插卡保护装置；

110：单动缸；

111：缸体；

112：气口；

113：弹性件；

114：活塞；

115：轴杆；

116：第一传感器；

120：夹爪组件；

122：夹持部；

124：第二传感器；

126：夹爪缸。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是依据本发明的一实施例的插卡保护装置的示意图。图1B是图1A的插卡保护装置的另一视角示意图。图1C是图1A的插卡保护装置的局部放大示意图。要说明的是，在附图中仅示出出局部的机械手臂10，且以虚线表示。

请参阅图1A至图1C，本实施例的插卡保护装置100连接于机械手臂10，且可被机械手臂10带动，以在机械手臂10的带动下将板卡20插入连接器30内。本实施例的插卡保护装置100具有特殊的结构可对板卡20与连接器30提供缓冲与保护，以避免因为板卡20没有插到连接器30的正确位置和/或因为机械手臂10下压的力量过大而使板卡20弯曲，造成板卡20内部锡裂、板卡20折断或是连接器30损毁的状况。下面将详细地说明本实施例的插卡保护装置100。

本实施例的插卡保护装置100包括单动缸110及夹爪组件120。如图1C所示，单动缸110包括缸体111、位于缸体111内的弹性件113、沿第一轴线A1可移动地设置于缸体111内的活塞114及连接于活塞114的轴杆115。机械手臂10连接于单动缸110的缸体111，而使得缸体111随着机械手臂10运动。

弹性件113设置于缸体111的顶部与活塞114之间，而连接缸体111与活塞114，弹性件113随活塞114移动而变形。在本实施例中，活塞114的顶端抵接于弹性件113，活塞114的底端连接于轴杆115。缸体111还包括靠近底部的气口112，气口112例如是位于缸体111的侧壁上且靠近底部，但在其他实施例中，气口112也可以是在缸体111的底部，气口112的位置不以此为限制。在本实施例中，气口112为缸体111的单一气口112。气体从气口112进入缸体111而推动活塞114上移至上方位置P1，且压缩弹性件113。

此外，如图1A所示，夹爪组件120配置于单动缸110的下方且连接于轴杆115。夹爪组件120可随着轴杆115沿着第一轴线A1上下移动。夹爪组件120包括夹爪缸126及配置于夹爪缸126的下方的两夹持部122。两夹持部122用于夹持板卡20。夹爪缸126可以是复动缸，气体由两气管进出夹爪缸126，以使两夹持部122沿第二轴线A2开阖。当两夹持部122朝向靠近于彼此的方向移动时，两夹持部122可将板卡20夹住，以使板卡20随着两夹持部122一起移动。当两夹持部122朝向远离于彼此的方向移动时，两夹持部122可松开而不带动板卡20。

下面将说明机械手臂10如何通过图1A的插卡保护装置来将板卡20插设于连接器30上。

图2A是图1A的插卡保护装置的活塞移动至下方位置的示意图。图2B是图2A的插卡保护装置的局部放大示意图。请参阅图1A至图2B，单动缸110的轴杆115可随着活塞114从上方位置P1(图2A)移动至下方位置P2(图2B)，且轴杆115于下方位置P2会伸出于缸体111的下方。

在本实施例中，活塞114、轴杆115、夹爪组件120由于不会相对移动而可被视为一体，机械手臂10与缸体111不会相对移动而可被视为一体。因此，由图1A与图2A的变化可知，随着活塞114相对于缸体111下移，夹爪组件120会相对于机械手臂10与缸体111下移。

此外，如图1C与图2B的变化，缸体111内的气体从气口112离开，而使活塞114对应地下移至下方位置P2，而释放弹性件113，弹性件113由压缩状态恢复成自由长度。

图3是机械手臂使图1A的插卡保护装置下移而将板卡接触至连接器的示意图。图4A是机械手臂使图1A的插卡保护装置下移而将板卡插入连接器的示意图。请参阅图3与图4A，在本实施例中，当活塞114与轴杆115移动到下方位置P2之后，机械手臂10可带动插卡保护装置100一起下移至图3中板卡20接触至连接器30的位置。此时，板卡20会轻微受到连接器30在开口端旁的壁面所提供的阻力。机械手臂10可继续带动插卡保护装置100下移，以使板卡20的金手指插入连接器30内。

图4B是图4A的其他视角示意图。在图4B中，缸体111以虚线表示，图4B示出出板卡20插到连接器30的正确位置且机械手臂10下压的力量适中时，各元件之间的相对位置。

请参阅图4B，单动缸110还包括第一传感器116，设置于缸体111且当活塞114位于下方位置P2时，第一传感器116位于略高于活塞114的位置。第一传感器116可为磁传感器。活塞114可具有磁性，或者，磁性件(未示出)可设置于活塞114上。当活塞114位于下方位置P2时，第一传感器116尚未感测到活塞114或是位于活塞114上的磁性件。

此外，夹爪组件120还包括第二传感器124，设置于两夹持部122之间。第二传感器124例如是红外线传感器，但第二传感器124的种类不以此为限制。当板卡20相对于两夹持部122位于一般位置时，板卡20不遮蔽第二传感器124。

图4C是机械手臂下压力量过大而使板卡相对于图1A的插卡保护装置位于异常位置的示意图。在图4C中，缸体111以虚线表示，图4C示出出板卡20没插到连接器30的正确位置和/或机械手臂10下压的力量过大时，各元件之间的相对位置。

请参阅图4C，若板卡20没有插到连接器30的正确位置时，举例来说，板卡20插偏了或是角度不对而被连接器30阻挡(例如是被连接器30在插槽旁的结构阻挡)或是向下的阻力太大导致无法再下移，机械手臂10原本预定的下压力量在此状况下会变得过大，若直接下压板卡20，会使得板卡20或连接器30受损。

在本实施例中，机械手臂10与缸体111一起运动，机械手臂10在下压时会连同缸体111向下，由于板卡20已被连接器30阻挡而无法下移，在此状况下，位于缸体111顶部与活塞114之间的弹性件113可被压缩，而使缸体111与活塞114之间能有相对运动。因此，即便机械手臂10与缸体111下移，夹持板卡20的夹爪组件120、轴杆115、活塞114仍可相对于连接器30维持不动，而不会随着机械手臂10与缸体111下移。

如此一来，机械手臂10向下的力道不会完全转移到板卡20上，可有效避免板卡20或连接器30受损，而起到缓冲的效果。换句话说，位于缸体111顶部与活塞114之间的弹性件113可作为第一重防护。

此外，在本实施例中，当插卡保护装置100将板卡20插入连接器30内时，活塞114与轴杆115位于下方位置P2，轴杆115位于下方位置P2时弹性件113的弹性势能小于轴杆115位于上方位置P1时弹性件113的弹性势能，而使弹性件113能够提供更多的变形量。当然，活塞114位置与弹性势能之间的关系不限于此。

另外，在本实施例中，当板卡20没插到连接器30的正确位置和/或机械手臂10下压的力量过大时，因为连接器30给板卡20的阻力太大，相较于板卡20往连接器30的方向下移，单动缸110的弹性件113会先被压缩，活塞114会往上移动至过压位置(图4C)，其中过压位置位于下方位置P2与上方位置P1之间。第一传感器116对应于活塞114的过压位置。因此，当所述活塞114移动至所述过压位置时可被所述第一传感器116感测。第一传感器116可将此讯号回传至机械手臂10的控制器(未示出)，以控制机械手臂10不继续下移，而作为第二重防护。

此外，若机械手臂10下压的力量太大时，板卡20由于被下方的连接器30限制无法再下移，两夹持部122会滑脱而与板卡20产生相对移动，而相对于板卡20下移。在此状况下，板卡20会位于两夹持部122之间较上方的位置(如图4C下方所示的异常位置)时，而遮蔽第二传感器124。此时，第二感测器也可将此讯号回传至机械手臂10的控制器(未示出)，以控制机械手臂10不继续下移，而作为第三重防护。

上述的多重防护可以分阶段进行。举例来说，若连接器30可承受的插入力为600克至700克，当机械手臂10的下压力大约为700克至800克时，单动缸110的弹性件113可先被压缩，而使活塞114往上移动至过压位置，以被所述第一传感器116感测。

当机械手臂10的下压力大约为800克至900克时，除了单动缸110的弹性件113被压缩之外，两夹持部122会相对于板卡20滑脱而下移，使板卡20遮蔽第二传感器124，以被所述第二传感器124感测，以确保机械手臂10可有效地被暂停，且于机械手臂10暂停之前能够保护板卡20与连接器30不受损。

图5是图1A的插卡保护装置的夹持组件扩开的示意图。图6是机械手臂使图1A的插卡保护装置上移的示意图。请参阅图5与图6，若机械手臂10以适中的力道带动插卡保护装置100而将板卡20插入连接器30，在板卡20正确地被插入之后，插卡保护装置100的两夹持部122可如图5所示地扩开而分离于板卡20，接着，如图6所示地，机械手臂10带动插卡保护装置100上移，而完成插卡程序。

本发明的插卡保护装置会被机械手臂带动而下移，以将夹持组件所夹持的板卡插入连接器内。当板卡未能正确地对位于连接器时，机械手臂带动插卡保护装置的单动缸的缸体下移的力道对板卡而言会变得过大。此时，由于插卡保护装置的单动缸内设有弹性件，弹性件可变形而作为缓冲，以避免机械手臂的过大力道完全转移至板卡上，而可有效避免板卡与连接器受损。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种插卡保护装置，连接于机械手臂，以在所述机械手臂的带动下将板卡插入连接器内，其特征在于，所述插卡保护装置包括：

单动缸，包括缸体、位于所述缸体内的弹性件、沿第一轴线可移动地设置于所述缸体内的活塞及连接于所述活塞的轴杆，其中所述缸体连接所述机械手臂，所述弹性件连接所述缸体与所述活塞，所述弹性件随所述活塞移动而变形，所述轴杆随着所述活塞在上方位置与下方位置之间移动，所述活塞的过压位置位于所述下方位置与所述上方位置之间，所述单动缸还包括第一传感器，设置于所述缸体，且对应于所述活塞的所述过压位置；以及

夹爪组件，配置于所述单动缸的下方且连接于所述轴杆，所述夹爪组件包括沿第二轴线开阖的两夹持部，所述两夹持部用于夹持所述板卡。

2.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，所述活塞的顶端抵接于所述弹性件，所述活塞的底端连接于所述轴杆。

3.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，所述缸体包括靠近底部的气口，气体从所述气口进入所述缸体而推动所述活塞上移至所述上方位置，且压缩所述弹性件，所述缸体内的所述气体从所述气口离开，而使所述活塞对应地下移至所述下方位置，而释放所述弹性件。

4.根据权利要求3所述的插卡保护装置，其特征在于，所述气口为所述缸体的单一气口。

5.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，所述轴杆位于所述下方位置时所述弹性件的弹性势能小于所述轴杆位于所述上方位置时所述弹性件的弹性势能。

6.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，当所述插卡保护装置将所述板卡插入所述连接器内时，所述活塞与所述轴杆位于所述下方位置，以使所述弹性件处于弹性势能较小的状态，以能够被压缩而提供缓冲。

7.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，所述夹爪组件还包括第二传感器，设置于所述两夹持部之间，用于感测所述板卡相对于所述两夹持部是否位于异常位置。

8.根据权利要求7所述的插卡保护装置，其特征在于，当所述板卡相对于所述两夹持部上移至所述异常位置时，所述板卡遮蔽所述第二传感器。

9.根据权利要求1所述的插卡保护装置，其特征在于，所述轴杆于所述下方位置伸出于所述缸体的下方。