TW202206239A - 插卡保護裝置 - Google Patents

Abstract

一種插卡保護裝置，連接於機械手臂，以在機械手臂的帶動下將板卡插入連接器內。插卡保護裝置包括單動缸及夾爪元件。單動缸包括缸體、位於缸體內的彈性件、沿第一軸線可移動地設置於缸體內的活塞及連接於活塞的軸杆。缸體連接機械手臂，彈性件連接缸體與活塞，彈性件隨活塞移動而變形，軸杆隨著活塞在上方位置與下方位置之間移動。夾爪元件配置於單動缸的下方且連接於軸杆，夾爪元件包括沿第二軸線開闔的兩夾持部，兩夾持部用於夾持板卡。本發明的插卡保護裝置可降低插卡過程中板卡與連接器受損的機率。

Description

插卡保護裝置

本發明是有關於一種保護裝置，且特別是有關於一種插卡保護裝置。

目前，在電腦設備生產組裝階段，板卡是通過自動化設備來插設在電路板的連接器上。然而，自動化設備在板卡插入連接器的過程中，若板卡未能正確地對位於連接器，自動化設備將板卡下壓時會施以過大的力量，而造成板卡或連接器受損，要如何避免上述狀況是本領域研究的方向。

本發明是針對一種插卡保護裝置，其可降低插卡過程中板卡與連接器受損的機率。

本發明的一種插卡保護裝置，連接於機械手臂，以在機械手臂的帶動下將板卡插入連接器內，插卡保護裝置包括單動缸及夾爪元件。單動缸包括缸體、位於缸體內的彈性件、沿第一軸線可移動地設置於缸體內的活塞及連接於活塞的軸杆，其中缸體連接機械手臂，彈性件連接缸體與活塞，彈性件隨活塞移動而變形，軸杆隨著活塞在上方位置與下方位置之間移動。夾爪元件配置於單動缸的下方且連接於軸杆，夾爪元件包括沿第二軸線開闔的兩夾持部，兩夾持部用於夾持板卡。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，活塞的頂端抵接於彈性件，活塞的底端連接於軸杆。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，缸體包括靠近底部的氣口，氣體從氣口進入缸體而推動活塞上移至上方位置，且壓縮彈性件，缸體內的氣體從氣口離開，而使活塞對應地下移至下方位置，而釋放彈性件。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，氣口為缸體的單一氣口。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，軸杆位於下方位置時彈性件的彈性位能小於軸杆位於上方位置時彈性件的彈性位能。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，當插卡保護裝置將板卡插入連接器內時，活塞與軸杆位於下方位置，以使彈性件處於彈性位能較小的狀態，以適於被壓縮而提供緩衝。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，活塞的過壓位置位於下方位置與上方位置之間，單動缸還包括第一感測器，設置於缸體，且對應於活塞的過壓位置。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，夾爪元件還包括第二感測器，設置於兩夾持部之間，用於感測板卡相對於兩夾持部是否位於異常位置。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，當板卡相對於兩夾持部上移至異常位置時，板卡遮蔽第二感測器。

本發明的一實施例的插卡保護裝置中，軸杆於下方位置伸出於缸體的下方。

本發明的插卡保護裝置會被機械手臂帶動而下移，以將夾持元件所夾持的板卡插入連接器內。當板卡未能正確地對位於連接器時，機械手臂帶動插卡保護裝置的單動缸的缸體下移的力道對板卡而言會變得過大。此時，由於插卡保護裝置的單動缸內設有彈性件，彈性件可變形而作為緩衝，以避免機械手臂的過大力道完全轉移至板卡上，而可有效避免板卡與連接器受損。

圖1A是依據本發明的一實施例的插卡保護裝置的示意圖。圖1B是圖1A的插卡保護裝置的另一視角示意圖。圖1C是圖1A的插卡保護裝置的局部放大示意圖。要說明的是，在附圖中僅示出局部的機械手臂10，且以虛線表示。

請參閱圖1A至圖1C，本實施例的插卡保護裝置100連接於機械手臂10，且可被機械手臂10帶動，以在機械手臂10的帶動下將板卡20插入連接器30內。本實施例的插卡保護裝置100具有特殊的結構可對板卡20與連接器30提供緩衝與保護，以避免因為板卡20沒有插到連接器30的正確位置和/或因為機械手臂10下壓的力量過大而使板卡20彎曲，造成板卡20內部錫裂、板卡20折斷或是連接器30損毀的狀況。下面將詳細地說明本實施例的插卡保護裝置100。

本實施例的插卡保護裝置100包括單動缸110及夾爪元件120。如圖1C所示，單動缸110包括缸體111、位於缸體111內的彈性件113、沿第一軸線A1可移動地設置於缸體111內的活塞114及連接於活塞114的軸杆115。機械手臂10連接於單動缸110的缸體111，而使得缸體111隨著機械手臂10運動。

彈性件113設置於缸體111的頂部與活塞114之間，而連接缸體111與活塞114，彈性件113隨活塞114移動而變形。在本實施例中，活塞114的頂端抵接於彈性件113，活塞114的底端連接於軸杆115。缸體111還包括靠近底部的氣口112，氣口112例如是位於缸體111的側壁上且靠近底部，但在其他實施例中，氣口112也可以是在缸體111的底部，氣口112的位置不以此為限制。在本實施例中，氣口112為缸體111的單一氣口112。氣體從氣口112進入缸體111而推動活塞114上移至上方位置P1，且壓縮彈性件113。

此外，如圖1A所示，夾爪元件120配置於單動缸110的下方且連接於軸杆115。夾爪元件120可隨著軸杆115沿著第一軸線A1上下移動。夾爪元件120包括夾爪缸126及配置於夾爪缸126的下方的兩夾持部122。兩夾持部122用於夾持板卡20。夾爪缸126可以是複動缸，氣體由兩氣管進出夾爪缸126，以使兩夾持部122沿第二軸線A2開闔。當兩夾持部122朝向靠近於彼此的方向移動時，兩夾持部122可將板卡20夾住，以使板卡20隨著兩夾持部122一起移動。當兩夾持部122朝向遠離於彼此的方向移動時，兩夾持部122可鬆開而不帶動板卡20。

下面將說明機械手臂10如何通過圖1A的插卡保護裝置來將板卡20插設於連接器30上。

圖2A是圖1A的插卡保護裝置的活塞移動至下方位置的示意圖。圖2B是圖2A的插卡保護裝置的局部放大示意圖。請參閱圖1A至圖2B，單動缸110的軸杆115可隨著活塞114從上方位置P1（圖2A）移動至下方位置P2（圖2B），且軸杆115於下方位置P2會伸出於缸體111的下方。

在本實施例中，活塞114、軸杆115、夾爪元件120由於不會相對移動而可被視為一體，機械手臂10與缸體111不會相對移動而可被視為一體。因此，由圖1A與圖2A的變化可知，隨著活塞114相對於缸體111下移，夾爪元件120會相對於機械手臂10與缸體111下移。

此外，如圖1C與圖2B的變化，缸體111內的氣體從氣口112離開，而使活塞114對應地下移至下方位置P2，而釋放彈性件113，彈性件113由壓縮狀態恢復成自由長度。

圖3是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置下移而將板卡接觸至連接器的示意圖。圖4A是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置下移而將板卡插入連接器的示意圖。請參閱圖3與圖4A，在本實施例中，當活塞114與軸杆115移動到下方位置P2之後，機械手臂10可帶動插卡保護裝置100一起下移至圖3中板卡20接觸至連接器30的位置。此時，板卡20會輕微受到連接器30在開口端旁的壁面所提供的阻力。機械手臂10可繼續帶動插卡保護裝置100下移，以使板卡20的金手指插入連接器30內。

圖4B是圖4A的其他視角示意圖。在圖4B中，缸體111以虛線表示，圖4B示出板卡20插到連接器30的正確位置且機械手臂10下壓的力量適中時，各元件之間的相對位置。

請參閱圖4B，單動缸110還包括第一感測器116，設置於缸體111且當活塞114位於下方位置P2時，第一感測器116位於略高於活塞114的位置。第一感測器116可為磁感測器。活塞114可具有磁性，或者，磁性件（未示出）可設置於活塞114上。當活塞114位於下方位置P2時，第一感測器116尚未感測到活塞114或是位於活塞114上的磁性件。

此外，夾爪元件120還包括第二感測器124，設置於兩夾持部122之間。第二感測器124例如是紅外線感測器，但第二感測器124的種類不以此為限制。當板卡20相對於兩夾持部122位於一般位置時，板卡20不遮蔽第二感測器124。

圖4C是機械手臂下壓力量過大而使板卡相對於圖1A的插卡保護裝置位於異常位置的示意圖。在圖4C中，缸體111以虛線表示，圖4C示出板卡20沒插到連接器30的正確位置和/或機械手臂10下壓的力量過大時，各元件之間的相對位置。

請參閱圖4C，若板卡20沒有插到連接器30的正確位置時，舉例來說，板卡20插偏了或是角度不對而被連接器30阻擋（例如是被連接器30在插槽旁的結構阻擋）或是向下的阻力太大導致無法再下移，機械手臂10原本預定的下壓力量在此狀況下會變得過大，若直接下壓板卡20，會使得板卡20或連接器30受損。

在本實施例中，機械手臂10與缸體111一起運動，機械手臂10在下壓時會連同缸體111向下，由於板卡20已被連接器30阻擋而無法下移，在此狀況下，位於缸體111頂部與活塞114之間的彈性件113可被壓縮，而使缸體111與活塞114之間能有相對運動。因此，即便機械手臂10與缸體111下移，夾持板卡20的夾爪元件120、軸杆115、活塞114仍可相對於連接器30維持不動，而不會隨著機械手臂10與缸體111下移。

如此一來，機械手臂10向下的力道不會完全轉移到板卡20上，可有效避免板卡20或連接器30受損，而起到緩衝的效果。換句話說，位於缸體111頂部與活塞114之間的彈性件113可作為第一重防護。

此外，在本實施例中，當插卡保護裝置100將板卡20插入連接器30內時，活塞114與軸杆115位於下方位置P2，軸杆115位於下方位置P2時彈性件113的彈性位能小於軸杆115位於上方位置P1時彈性件113的彈性位能，而使彈性件113能夠提供更多的變形量。當然，活塞114位置與彈性位能之間的關係不限於此。

另外，在本實施例中，當板卡20沒插到連接器30的正確位置和/或機械手臂10下壓的力量過大時，因為連接器30給板卡20的阻力太大，相較於板卡20往連接器30的方向下移，單動缸110的彈性件113會先被壓縮，活塞114會往上移動至過壓位置（圖4C），其中過壓位置位於下方位置P2與上方位置P1之間。第一感測器116對應於活塞114的過壓位置。因此，當所述活塞114移動至所述過壓位置時可被所述第一感測器116感測。第一感測器116可將此訊號回傳至機械手臂10的控制器（未示出），以控制機械手臂10不繼續下移，而作為第二重防護。

此外，若機械手臂10下壓的力量太大時，板卡20由於被下方的連接器30限制無法再下移，兩夾持部122會滑脫而與板卡20產生相對移動，而相對於板卡20下移。在此狀況下，板卡20會位於兩夾持部122之間較上方的位置（如圖4C下方所示的異常位置）時，而遮蔽第二感測器124。此時，第二感測器也可將此訊號回傳至機械手臂10的控制器（未示出），以控制機械手臂10不繼續下移，而作為第三重防護。

上述的多重防護可以分階段進行。舉例來說，若連接器30可承受的插入力為600克至700克，當機械手臂10的下壓力大約為700克至800克時，單動缸110的彈性件113可先被壓縮，而使活塞114往上移動至過壓位置，以被所述第一感測器116感測。

當機械手臂10的下壓力大約為800克至900克時，除了單動缸110的彈性件113被壓縮之外，兩夾持部122會相對於板卡20滑脫而下移，使板卡20遮蔽第二感測器124，以被所述第二感測器124感測，以確保機械手臂10可有效地被暫停，且於機械手臂10暫停之前能夠保護板卡20與連接器30不受損。

圖5是圖1A的插卡保護裝置的夾持元件擴開的示意圖。圖6是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置上移的示意圖。請參閱圖5與圖6，若機械手臂10以適中的力道帶動插卡保護裝置100而將板卡20插入連接器30，在板卡20正確地被插入之後，插卡保護裝置100的兩夾持部122可如圖5所示地擴開而分離於板卡20，接著，如圖6所示地，機械手臂10帶動插卡保護裝置100上移，而完成插卡程式。

本發明的插卡保護裝置會被機械手臂帶動而下移，以將夾持元件所夾持的板卡插入連接器內。當板卡未能正確地對位於連接器時，機械手臂帶動插卡保護裝置的單動缸的缸體下移的力道對板卡而言會變得過大。此時，由於插卡保護裝置的單動缸內設有彈性件，彈性件可變形而作為緩衝，以避免機械手臂的過大力道完全轉移至板卡上，而可有效避免板卡與連接器受損。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

A1:第一軸線 A2:第二軸線 P1:上方位置 P2:下方位置 10:機械手臂 20:板卡 30:連接器 100:插卡保護裝置 110:單動缸 111:缸體 112:氣口 113:彈性件 114:活塞 115:軸杆 116:第一感測器 120:夾爪元件 122:夾持部 124:第二感測器 126:夾爪缸

圖1A是依據本發明的一實施例的插卡保護裝置的示意圖。 圖1B是圖1A的插卡保護裝置的另一視角示意圖。 圖1C是圖1A的插卡保護裝置的局部放大示意圖。 圖2A是圖1A的插卡保護裝置的活塞移動至下方位置的示意圖。 圖2B是圖2A的插卡保護裝置的局部放大示意圖。 圖3是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置下移而將板卡接觸至連接器的示意圖。 圖4A是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置下移而將板卡插入連接器的示意圖。 圖4B是圖4A的其他視角示意圖。 圖4C是機械手臂下壓力量過大而使板卡相對於圖1A的插卡保護裝置位於異常位置的示意圖。 圖5是圖1A的插卡保護裝置的夾持元件擴開的示意圖。 圖6是機械手臂使圖1A的插卡保護裝置上移的示意圖。

20:板卡

30:連接器

100:插卡保護裝置

110:單動缸

111:缸體

112:氣口

113:彈性件

114:活塞

115:軸杆

116:第一感測器

120:夾爪元件

122:夾持部

124:第二感測器

126:夾爪缸

Claims (10)

1. 一種插卡保護裝置，連接於機械手臂，以在所述機械手臂的帶動下將板卡插入連接器內，所述插卡保護裝置包括： 單動缸，包括缸體、位於所述缸體內的彈性件、沿第一軸線可移動地設置於所述缸體內的活塞及連接於所述活塞的軸杆，其中所述缸體連接所述機械手臂，所述彈性件連接所述缸體與所述活塞，所述彈性件隨所述活塞移動而變形，所述軸杆隨著所述活塞在上方位置與下方位置之間移動；以及 夾爪元件，配置於所述單動缸的下方且連接於所述軸杆，所述夾爪元件包括沿第二軸線開闔的兩夾持部，所述兩夾持部用於夾持所述板卡。
2. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述活塞的頂端抵接於所述彈性件，所述活塞的底端連接於所述軸杆。
3. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述缸體包括靠近底部的氣口，氣體從所述氣口進入所述缸體而推動所述活塞上移至所述上方位置，且壓縮所述彈性件，所述缸體內的所述氣體從所述氣口離開，而使所述活塞對應地下移至所述下方位置，而釋放所述彈性件。
4. 如請求項3所述的插卡保護裝置，其中所述氣口為所述缸體的單一氣口。
5. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述軸杆位於所述下方位置時所述彈性件的彈性位能小於所述軸杆位於所述上方位置時所述彈性件的彈性位能。
6. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中當所述插卡保護裝置將所述板卡插入所述連接器內時，所述活塞與所述軸杆位於所述下方位置，以使所述彈性件處於彈性位能較小的狀態，以能夠被壓縮而提供緩衝。
7. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述活塞的過壓位置位於所述下方位置與所述上方位置之間，所述單動缸還包括第一感測器，設置於所述缸體，且對應於所述活塞的所述過壓位置。
8. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述夾爪元件還包括第二感測器，設置於所述兩夾持部之間，用於感測所述板卡相對於所述所述兩夾持部是否位於異常位置。
9. 如請求項8所述的插卡保護裝置，其中當所述板卡相對於所述兩夾持部上移至所述異常位置時，所述板卡遮蔽所述第二感測器。
10. 如請求項1所述的插卡保護裝置，其中所述軸杆於所述下方位置伸出於所述缸體的下方。

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