CN210323270U - 一种基于示波器的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于示波器的测试装置，包括探棒夹具、与探棒夹具固定连接的机械手、以及与机械手连接的用于控制机械手带动探棒夹具按照预定轨迹运动的控制器，其中，探棒夹具包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头以及分别与探棒夹持头和机械手固定连接的夹持头主轴。通过本实用新型提供的基于示波器的测试装置可以实现基于示波器的自动测试，相比于现有技术中需要测试人员手动操作示波器探棒，更能准确固定示波器探棒的位置，节省了人力，提高了测试效率。

Description

一种基于示波器的测试装置

技术领域

本实用新型涉及电路测试技术领域，特别涉及一种基于示波器的测试装置。

背景技术

随着电子组装技术的发展，PCB的密度越来越高，测试点的间距越来越小，而测试点的数量越来越多，这一切都给传统手持示波器探棒的电路测试方法带来了挑战。测试人员手持示波器探棒进行主板测试时，需要一边用手将示波器探棒放置于定点位置，还需要一边操作示波器来观察记录波形。在一些测点间距较小的位置，手持示波器探棒的姿势要求较高，且需要保持一定时间来保持波形，有的测试点甚至需要两个人配合才能完成作业。

以芯片电源噪声测试为例。芯片电源噪声测试是指测试芯片电源与地之间的波形，一般选取电源引脚侧所加入滤波电容两端的电压为测试依据，需要测试人员一手将差分探头定点于电容两端，由于有的电容封装为0201(长 0.6mm)，尺寸较小，一次探准的难度较大，需要靠不断观测示波器波形来调节探头的位置来达到要求，再加上器件位置、测试环境、主板尺寸的影响，手稍微一抖动往往需要重新测量。有些特殊的位置，往往需要双手配合来夹持示波器探棒，这时就需要第二个人来操作示波器，完成测试工作。由于一个主板上需要测试的芯片众多，且所需要测试的主板数量也很大，这对测试的效果和效率都有了更高的要求。

因此，提高示波器测试的效率是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于示波器的测试装置，用于提高示波器测试的效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于示波器的测试装置，包括：

探棒夹具，与所述探棒夹具固定连接的机械手，以及与所述机械手连接的用于控制所述机械手带动所述探棒夹具按照预定轨迹运动的控制器；

其中，所述探棒夹具包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头以及分别与所述探棒夹持头和所述机械手固定连接的夹持头主轴。

可选的，还包括与所述控制器连接的用于获取被测主板的位置的位置传感器。

可选的，所述位置传感器具体为激光传感器。

可选的，还包括：

设于所述夹持头主轴与所述探棒夹持头之间且与所述控制器连接的力传感器，以及与所述力传感器设置于同一轴线上、一端固设于所述力传感器、另一端固设于所述夹持头主轴的弹簧；

其中，所述轴线不平行于所述示波器探棒的法平面。

可选的，所述力传感器具体为轮辐式力传感器。

可选的，所述探棒夹持头具体为固设于所述夹持头主轴的可调节固定件。

可选的，所述机械手具体包括用于与所述夹持头主轴连接的三维运动机构和用于承载所述三维运动机构的支座。

可选的，所述机械手还包括设于所述夹持头主轴和所述三维运动机构之间的主轴运动机构。

可选的，所述支座具体包括用于承载所述支架和所述三维运动机构的测试台以及固设于所述测试台的主板夹具。

可选的，还包括设于所述三维运动机构的限位装置。

本实用新型提供的基于示波器的测试装置包括探棒夹具、与探棒夹具固定连接的机械手、以及与机械手连接的用于控制机械手带动探棒夹具按照预定轨迹运动的控制器，其中，探棒夹具包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头以及分别与探棒夹持头和机械手固定连接的夹持头主轴。通过本实用新型提供的基于示波器的测试装置可以实现基于示波器的自动测试，相比于现有技术中需要测试人员手动操作示波器探棒，更能准确固定示波器探棒的位置，节省了人力，提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于示波器的测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种探棒夹具的结构示意图；

图3(a)为本实用新型实施例提供的另一种基于示波器的测试装置的侧视图；

图3(b)为本实用新型实施例提供的另一种基于示波器的测试装置的正视图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种基于示波器的测试装置，用于提高示波器测试的效率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于示波器的测试装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种探棒夹具的结构示意图。

如图1所示，基于示波器的测试装置包括：

探棒夹具1，与探棒夹具1固定连接的机械手2，以及与机械手2连接的用于控制机械手2带动探棒夹具1按照预定轨迹运动的控制器3；

其中，探棒夹具1包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头101以及分别与探棒夹持头101和机械手2固定连接的夹持头主轴102。

基于示波器的测试需要将示波器探棒以一定的力度和角度对准被测主板的预定位置，如将差分探头定位于电容两端，这不仅需要定位准确，还需要在测点处持续固定一段时间，避免抖动。将被测主板固定于预设位置后，通过控制器3控制机械手2带动夹持示波器探棒的探棒夹具1按照预定轨迹运动，即可避免人工造成的定位不准、手持示波器探棒抖动等问题。

在具体实施中，如图2所示，探棒夹具1包括探棒夹持头101和夹持头主轴102，用于将示波器探棒4固定于机械手2的活动端上。探棒夹持头101 具体为固设于夹持头主轴102的可调节固定件，该可调节固定件的一端固定于夹持头主轴102上，一端为可调节夹头，用于根据示波器探棒4的粗细进行调节。

与固定被测主板相应的，机械手2可以采用一维机械手、二维机械手或三维机械手，包括运动机构和电机，其中，为了提高控制速度和位置的准确性，可以采用伺服电机，控制器3相应的采用伺服控制器。

控制器3根据预设的程序，控制机械手2带动探棒夹具1按照预定轨迹运动，具体可以参考现有技术，在此不再赘述。

为了保证定位准确，基于示波器的测试装置还可以包括与控制器3连接的用于获取被测主板的位置的位置传感器5，如图2所示，可以将位置传感器 5设置于探棒夹具1上。具体的，位置传感器5可以采用激光传感器或光电传感器，如采用NPN型光电传感器，通过支架固定于探棒夹具1上。相应的，控制器3根据位置传感器5所获取的被测主板的位置信息确定或调整机械手2 的运动轨迹。

由于示波器测试往往对示波器探棒4与被测主板的测点之间的接触压力有一定的要求，仅仅通过控制示波器探棒的运动轨迹，可能不足以满足示波器测试的要求，因此如图2所示，基于示波器的测试装置还可以包括：

设于夹持头主轴102与探棒夹持头101之间且与控制器3连接的力传感器6，以及与力传感器6设置于同一轴线上、一端固设于力传感器6、另一端固设于夹持头主轴102的弹簧7；

其中，弹簧7的轴线不平行于示波器探棒4的法平面。

力传感器6可以设于夹持头主轴102与探棒夹持头101之间，也可以如图2所示嵌入夹持头主轴102中，以活塞形式与夹持头主轴102在轴线上滑动连接，当示波器探棒4开始接触被测主板的测点并逐渐加大接触压力时，力传感器6沿轴线向弹簧7侧产生位移，通过弹簧7的压力传递示波器探棒4 与被测主板的测点之间的接触压力信息。力传感器6具体可以采用轮辐式力传感器或S型力传感器，安装方式均为通过法兰固定于夹持头主轴102上。

弹簧7具体采用柔性弹簧，在安装时，可以以夹持头主轴102为轴，一端固定于力传感器6上，一端固定于夹持头主轴102上。

相应的，控制器3根据力传感器6测得的示波器探棒4与被测主板的测点之间的接触压力信息对机械手2带动探棒夹具1进行微调。

本实用新型提供的基于示波器的测试装置包括探棒夹具、与探棒夹具固定连接的机械手、以及与机械手连接的用于控制机械手带动探棒夹具按照预定轨迹运动的控制器，其中，探棒夹具包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头以及分别与探棒夹持头和机械手固定连接的夹持头主轴。通过本实用新型提供的基于示波器的测试装置可以实现基于示波器的自动测试，相比于现有技术中需要测试人员手动操作示波器探棒，更能准确固定示波器探棒的位置，节省了人力，提高了测试效率。

图3(a)为本实用新型实施例提供的另一种基于示波器的测试装置的侧视图；图3(b)为本实用新型实施例提供的另一种基于示波器的测试装置的正视图。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例提供了一种较好的实施方式。

在本实用新型实施例中，机械手2具体可以包括用于与夹持头主轴连接的三维运动机构和用于承载三维运动机构的支座。

采用三维运动机构，可以降低对被测主板的位置要求，在三维空间上灵活调整示波器探棒4的位置，满足测试要求。

为进一步增加机械手2带动示波器探棒4的灵活性，机械手2还包括设于夹持头主轴和三维运动机构之间的主轴运动机构。

另外，支座具体可以包括用于承载支架和三维运动机构的测试台以及固设于测试台的主板夹具。

进一步的，基于示波器的测试装置还包括设于三维运动机构的限位装置装置。

在具体实施中，如图3(a)及图3(b)所示，机械手2包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和支座；

其中，支座包括工作台201、立柱202、脚垫203和支架204；

X轴运动机构位于支架204正下方，支架204以上的机构由X轴运动机构驱动沿X轴方向运动；X轴运动机构包括X轴电机211、X轴丝杆212、X 轴滑轨213、X轴滑块214、X轴负方向限位装置215、X轴正方向限位装置 216、X轴滑台217，其中，支架204连接X轴运动机构的螺母副，X轴电机 211驱动X轴丝杆212，X轴丝杆212驱动X轴运动机构的螺母副带动X轴滑块214以及其上的支架204沿设于工作台201上的X轴滑台217中的X轴滑轨213运动；

Y轴运动机构位于支架204上方，包括Y轴电机221、Y轴丝杆222、Y 轴滑轨223、Y轴滑块224、Y轴负方向限位装置225、Y轴正方向限位装置 226、Y轴滑台227，其中，支架204连接Y轴滑台227，Y轴滑台227连接 Y轴运动机构的螺母副，Y轴电机221驱动Y轴丝杆222，Y轴丝杆222驱动 Y轴运动机构的螺母副带动Y轴滑块224以及其上的Z轴运动机构沿设于Y 轴滑台227上的Y轴滑轨223运动；

Z轴运动机构位于Y轴滑块224上，包括Z轴电机231、Z轴丝杆232、 Z轴滑块233、Z轴限位装置234，其中，Z轴电机231带动Z轴丝杆232，Z 轴丝杆232带动Z轴运动机构的螺母副以带动Z轴滑块233上的主轴运动机构沿z轴方向运动；

主轴运动机构包括主轴滑块241和主轴电机242，其中，主轴滑块241位于Z轴滑块233上，主轴电机242驱动探棒夹具1作顺时针或逆时针旋转运动。

可选的，三维运动机构的有效工作空间为500mm×1500mm×600mm。

基于上述实施例提供的基于示波器的测试装置，一种测试流程如下所示：

装置上电后，各轴运动机构自动回归零点位置；

位置传感器5分别沿X轴方向和Y轴方向检测，确定被测主板的位置；

探棒夹具1带动示波器探棒4沿XY平面移动到被测主板上待测电容两端的上方，并沿Z轴方向缓慢靠近；

待接近待测电容时，主轴运动机构旋转夹持头主轴102调整示波器探棒4 的方向和位置；

Z轴运动机构由位置模式切换至力矩模式，示波器探棒4接触待测电容两端位置，并且达到指定接触压力要求，恒力保持10s，此期间用以记录示波器波形；

Z轴运动机构退出力模式，Z轴滑块233上升；

判断是否完成所有测试过程，如果是，则完成加工，各轴回零；如果否，转至探棒夹具1带动示波器探棒4沿XY平面移动到被测主板上待测电容两端的上方的步骤。

其中，根据控制器3的设定，一个完整的测试过程可以包括测试被测主板上的所有电容，也可以包括测试多个被测主板上的多个电容。

以上对本实用新型所提供的基于示波器的测试装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不用之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种基于示波器的测试装置，其特征在于，包括：

探棒夹具，与所述探棒夹具固定连接的机械手，以及与所述机械手连接的用于控制所述机械手带动所述探棒夹具按照预定轨迹运动的控制器；

其中，所述探棒夹具包括用于夹持示波器探棒的探棒夹持头以及分别与所述探棒夹持头和所述机械手固定连接的夹持头主轴。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括与所述控制器连接的用于获取被测主板的位置的位置传感器。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述位置传感器具体为激光传感器。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：

设于所述夹持头主轴与所述探棒夹持头之间且与所述控制器连接的力传感器，以及与所述力传感器设置于同一轴线上、一端固设于所述力传感器、另一端固设于所述夹持头主轴的弹簧；

其中，所述轴线不平行于所述示波器探棒的法平面。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述力传感器具体为轮辐式力传感器。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述探棒夹持头具体为固设于所述夹持头主轴的可调节固定件。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述机械手具体包括用于与所述夹持头主轴连接的三维运动机构和用于承载所述三维运动机构的支座。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述机械手还包括设于所述夹持头主轴和所述三维运动机构之间的主轴运动机构。

9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述支座具体包括用于承载支架和所述三维运动机构的测试台以及固设于所述测试台的主板夹具。

10.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，还包括设于所述三维运动机构的限位装置。

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