专利名称：一种电动探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子仪器仪表领域使用的测试工具，具体涉及一种连接仪器
仪表和被测试电路或器件的探头。
背景技术：
现有测试电子器件的测试工具为两个独立的表笔或探头，进行电子元件的测量过 程中，使用者需要两手握持两个表笔或探头，并将两个表笔或探头与待测电子器件的端点 接触，进行测量。由于待测电子元件的规格不同，需要在测量的同时调整仪表的参数，此种 表笔或探头分体设计的测试工具给电子器件的测量带来诸多不便。 针对以上的问题，又出现了一种两个探头连接在一起的测试工具，可以一只手进 行操作，以手和手指为动力调整两个探头间的距离，以适应不同距离的被测电子器件的两 个端点。但是此种测试工具虽然在操作上与上述的测试工具相比更为方便，不需用两只手 调整两个探头之间的距离，但是对于连续测量电路板上多个不同规格的电子器件，需要频 繁的手动调节探头间的距离，测量起来十分不便，对于规格较小的电子器件，由于其测量端 点之间的距离很�。ナ植僮鞑蝗菀椎髡胶鲜示嗬耄荒鼙Ｖぬ秸氲髡木范龋菀壮� 现误操作。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种单手以电动方式控制，可以精确 调整探头探针之间的距离，能够方便、快捷的对待测电子器件进行测量的电动探头。 为实现上述目的，本实用新型的电动探头，包括探头本体、探头调节机构和动力机 构，探头本体上具有至少两组探针，探头本体与探头调节机构相连，通过动力机构对探头调 节机构提供动力，调整探头上探针之间的距离。 进一步，所述动力机构为旋转电机，所述探头本体包括两只调节臂，两只调节臂连
接在所述探头调节机构上，所述探头调节机构包括调节臂上连接的驱动轮和所述动力机构
连接的传动轮，两只调节臂上的驱动轮相互啮合，传动轮与其中一个驱动轮啮合，通过所述
动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转，进而调节两只调节臂上探针之间的距离。 进一步，所述动力机构为旋转电机，所述探头本体包括两只由第一摆杆和第二摆
杆铰接组成的调节臂，其中第一摆杆的一端设置有探针，调节臂连接在所述探头调节机构
上，所述探头调节机构包括第二摆杆的一端连接的驱动轮、第三摆杆和所所述动力机构连
接的传动轮，两只调节臂上的驱动轮相互啮合，传动轮与其中一个驱动轮啮合，第三摆杆的
一端与第一摆杆的中部铰接，另一端固定，通过所述动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱
动轮旋转，进而调节探针之间的距离。 进一步，所述驱动轮上连接有角度传感器，用于实时检测所述驱动轮的旋转角度， 并将检测的信号数据发送给所述电动探头的控制系统，经控制系统对信号数据分析处理， 控制所述旋转电机的工作方式，精确调整所述探针的距离。[0009] 进一步，所述动力机构为直线电机，所述探头本体包括两只调节臂，两只调节臂的 一端铰接，其中部连接在所述探头调节机构上，该探头调节机构为两根铰接的支撑臂，两根 支撑臂分别铰接在两调节臂的中部，通过所述动力机构驱动两支撑臂铰接点上、下移动，调 整两支撑臂之间的开度，进而调节两调节臂上探针之间的距离。 进一步，所述两支撑臂的铰接点处设置有位置传感器，用于检测该铰接点上下移 动的位置，并将检测的信号数据发送给所述电动探头的控制系统，经控制系统对信号数据 分析处理，控制所述直线电机的工作方式，精确调整所述探针的距离。 进一步，所述动力机构为压电陶瓷，所述探头本体包括两只调节臂，分别与压电陶 瓷的两极相连，两只调节臂连接在所述探头调节机构上，该探头调节机构为两根支撑臂，两 根支撑臂分别一端铰接在两调节臂的中部，两根支撑臂另一端固定，通过所述动力机构驱 动两只调节臂之间的开度，进而调节两调节臂上探针之间的距离。 进一步，所述探针表面设置绝缘层，绝缘层表面设置金属层，金属层与电气地连 接，对所述探针形成屏蔽保护。 进一步，所述探头本体连接在外壳上，所述探头调节机构和动力机构设置在外壳 内，外壳上设置有用于显示所述探针之间距离的显示器，所述探针上连接导线与测试仪表 相连，其中测试仪表与外壳为一体或者分体设置。 进一步，所述外壳上设置有控制开关，用于控制所述动力机构的工作或者停止，控 制开关为手控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。 本实用新型的电动探头以电力为驱动探针间距离的动力机构，代替现有的以手和 手指调整探头探针距离的探头。具有调整方便，控制准确的优点。该电动探头可以与各种 常用的测试仪表连接后组成新型测试仪表，如示波器、LRC元件测试仪、电路分析仪等。
图1为本实用新型的电动探头结构框图； 图2为本实用新型的电动探头示意图； 图3为实施例1中电动探头的示意图； 图4为实施例2中电动探头的示意图； 图5为实施例3中电动探头的示意图； 图6为实施例4中电动探头的示意图； 图7为本实用新型的电动探头操作示意图。
具体实施方式
实施例1 : 如图3所示，本实用新型的电动探头，包括调节臂1、2、传动轮31、驱动轮32、33和 旋转电机5，调节臂1、2上分别对应设置驱动轮32、33，驱动轮32和驱动轮33之间互相啮 合，驱动轮32与传动轮31相啮合，传动轮31与旋转电机5相连，由旋转电机5提供动力旋 转，并带动驱动轮32、33旋转，进而调节与其相连的调节臂1、2之间的开度来调整调节臂1、 2上设置的探针11的距离。如图2所示，传动轮31、驱动轮32、33和旋转电机5均装于外壳 6中，外壳6中还设置有与旋转电机相连的变速箱5，旋转电机5通过变速箱7减速，通过蜗
4杆输出动力。蜗杆把动力传递到传动轮31，电源通过开关51、52与旋转电机5连接。开关 51开，旋转电机5正转，对应于增大探针11间距离，开关52开，旋转电机5反转，对应于减 少探针11间距离，停止则不变。开关为三位开关，使用时，极为方便，左推开关则旋转电机 5正转，增大探针1间距离，右推开关旋转电机5反转，减小探针见距离，保持开关位置在中 间，下压后松开开关则启动"镊子模式"。探头的电源可以由电池或通过导线8与探针11相 连的测试仪表9提供。旋转电机轴装有蜗杆，探针支撑半轮为涡轮结构，探针支撑半轮固定 在机体上，蜗杆与涡轮连接，蜗杆把动力传给涡轮，并且有自锁功能，即涡轮无法把动力传 给蜗杆。其中旋转电机5采用步进电机作为动力，可以精确的控制转动角度，能够保证调整 探针间距离的准确度。另外，也可以用角度传感器4测驱动轮32、33的转动，并将检测到的 信号反馈到控制系统中，经控制系统对信号数据分析处理，控制旋转电机5的工作方式(启 动、停止)。 如图1所示，本实用新型的电动探头控制系统由CPU作为主要控制装置，控制系统 的主要功能是(l)控制电机的启动、停止。步进值的大�。刺秸刖嗬氲牟浇笮�。步进 速度的快慢，即探针距离改变速度的快慢。(2)控制键的定义，有三种定义连续改变探针 距离模式，步进改变探针距离模式，镊子模式。(3)存储不同的功能程序和模式。(4)接受 功能设置。(5)显示功能设置。(6)与测试仪表的通信功能。手持电动探针依靠控制系统 的这些基本功能，完成整体的功能，这些功能是(l)模式选择，有三种连续改变探针距离 模式，步进改变探针距离模式，镊子模式，其中镊子模式指电动探头在控制开关不动作时， 探针之间的开度为一定值，这一定值为控制系统中程序预先确定的，按下开关后，两探针之 间合拢，到夹持到待测元件端子间受力至某一预定值时停止，可以将待测元件夹起，松开开 关两探针之间的距离恢复为原始的开度，以实现镊子的功能，显示时显示实际距离值(毫 米)和改变速度(毫米/秒)，也可以以英制显示。(2)工作模式下的参数设定对于连续
改变探针距离模式，键61定义为增加探针距离，键62定义为减少探针距离，选择开关63，选 择步进值，步进值被定义为，集成电路和连接件的标准值0. 125mm，0. 2mm，0. 25mm，0. 5mm， lmm，l. 25mm。显示时，显示管脚间距和管脚个数值。表面贴元件封装的标准值0105,0201， 0402， 0603， 0804， 1206， 1806共8种，显示时，显示元件封装和实际距离。键61和62为手 控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。 电动探头也可以和测试仪表9做成一体。测试仪表9可以为各种常用的测试仪表 与电动探头组成新型测试仪表，例如示波器，LRC元件测试仪，电路分析仪等。本实施例中 以万用表为例说明，万用表测试电路由CPU控制，并由CPU读取数据。万用表测试电路和IC 采用常规电路和方法，在此不做详细论述。电动探头由同一个CPU控制，控制方法与软件与 前述相同。(其控制方法均采用的现有技术，在此不详细论述)。 实施例2 : 如图4所示，本实用新型的电动探头，包括调节臂1'、2'、传动轮31'、驱动轮32'、 33'和旋转电机5'，调节臂l'、2'为两根摆杆铰接连接的二连杆机构，其中一跟杆上分别对 应设置驱动轮32'、33'，驱动轮32'和驱动轮33'之间互相啮合，驱动轮32'与传动轮31' 相啮合，传动轮31'与旋转电机5'相连，调节臂l'、2'上的另一跟连杆端头设置探针，其中 部与摆杆34、36铰接连接，摆杆34、36另一端铰接固定在电动探头外壳上，传动轮31'由旋 转电机5提供动力旋转，并带动驱动轮32、33旋转，进而调节与其相连的调节臂1、2之间的开度来调整调节臂1、2上设置的探针11的距离。其中旋转电机5'采用步进电机作为动力， 可以精确的控制转动角度，能够保证调整探针间距离的准确度。另外，也可以用角度传感器 4'测驱动轮32' 、33'的转动，并将检测到的信号反馈到控制系统中，经控制系统对信号数据 分析处理，控制旋转电机5'的工作方式(启动、停止)。 本实施例中只是在电动探头的角度调节机构的形式上做了改变，电动探头的控制
系统等其它部分均与实施例1中相同。 实施例3 : 如图5所示，本实用新型的电动探头包括调节臂1"、2"和压电陶瓷致动器5"，调节 臂l"和2"接压电陶瓷电机5"的两极，调节臂l"和2"中部铰接摆杆35"、37"，摆杆35"、 37"的另一端分别铰接固定在电动探头的外壳上，压电陶瓷致动器5"两端伸縮带动其上的 调节臂l"和2"之间的距离增大或减小。 本实施例中的动力机构采用压电陶瓷致动器，使探针的之间距离调节更加细微， 并通过在调节臂l"、2"中部设置摆杆35"、37"适当提高调节臂l"、2"之间的调节开度范围， 能够有效测量较小规格的电子元件，本实施例中电动探头的控制系统等其它部分均与实施 例l和2中相同。 实施例4 : 如图6所示，本实用新型的电动探头包括调节臂r"、2"'、支撑杆34"'、36"'和直 线电机5"'，调节臂r"、2"'之间铰接连接，其中部分别铰接连接有支撑杆34"'、36"'，支撑 杆34"'、36"'另一端铰接连接在一起，支撑杆34"'和36"'的铰接点处设置直线电机5"'， 通过直线电机5"'驱动铰接点上、下移动，控制调节臂l'"、2'"之间的开度，进而调节两调 节臂上探针11"'之间的距离。 如图7所示，本实用新型的电动探头在使用时只需要单手操作，通过电动机提供 动力，手指控制电动机控制系统，进而简单方便的调节探针之间的距离。在机体上还设置了 显示器62，用于显示测试时的各种参数。 本实施例中在支撑杆34"'、36"'铰接点处设置有位置传感器，用于检测该铰接点 上下移动的位置，并将检测的信号数据发送给电动探头的控制系统，经控制系统对信号数 据分析处理，控制直线电机的工作方式(启动、停止)，精确调整探针11'"的距离。 本实施例中只是在电动探头的角度调节机构的形式上做了改变，电动探头的控制 系统等其它部分均与实施例1中相同。 上述实施例1、2、3和4中电动探头上的探针表面设置绝缘层，绝缘层表面设置金 属层，金属层与电气地连接，对探针形成屏蔽保护。可以根据需要，设置每组两个探针，以便 采用四线制，对电路作精密测量。遇到电子元件测试点表面有氧化、污物或保护层时，可能 会导致测试时接触不良，无法测试，此时可以开启电动探头的振动模式，此模式下探头探针 作微量张开合拢的反复动作(动作距离为几十微米到几百微米，但是始终保持两探针间的 距离不变，具体通过控制系统控制)，通过探针划碾被测元件表面，使其接触良好，使得测试 更加准确。 本实用新型具体实施方式
中介绍了几种常见的动力机构和角度调节机构的形式， 其中压电陶瓷致动器具有动作精细，结构简单，动作可以提到微米水平，甚至可以在显微 镜下操作，缺点是动作距离有限。电动机(含电动机，直线电机，陶瓷电机)，机构复杂，控制距离大，为常用方案。电磁致动器处于上述两者的中间状态。 需要指出的是根据本实用新型具体实施方式
所做出的任何变形，均不脱离本实用 新型的精神以及权利要求记载的范围。
权利要求一种电动探头，其特征在于，包括探头本体、探头调节机构和动力机构，探头本体上具有至少两组探针，每组包括至少一根探针，探头本体与探头调节机构相连，通过动力机构对探头调节机构提供动力，调整探头本体上探针之间的距离。
2. 如权利要求1所述的电动探头，其特征在于，所述动力机构为旋转电机，所述探头本 体包括两只调节臂，两只调节臂连接在所述探头调节机构上，所述探头调节机构包括调节 臂上连接的驱动轮和所述动力机构连接的传动轮，两只调节臂上的驱动轮相互啮合，传动 轮与其中一个驱动轮啮合，通过所述动力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转，进而 调节两只调节臂上探针之间的距离。
3 如权利要求1所述的电动探头，其特征在于，所述动力机构为旋转电机，所述探头本 体包括两只由第一摆杆和第二摆杆铰接组成的调节臂，其中第一摆杆的一端设置有探针， 调节臂连接在所述探头调节机构上，所述探头调节机构包括第二摆杆的一端连接的驱动 轮、第三摆杆和所述动力机构连接的传动轮，两只调节臂上的驱动轮相互啮合，传动轮与其 中一个驱动轮啮合，第三摆杆的一端与第一摆杆的中部铰接，另一端铰接固定，通过所述动 力机构驱动传动轮旋转带动两个驱动轮旋转，进而调节探针之间的距离。
4. 如权利要求2-3任一项所述的电动探头，其特征在于，所述驱动轮上连接有角度传 感器，用于实时检测所述驱动轮的旋转角度，并将检测的信号数据发送给所述电动探头的 控制系统，经控制系统对信号数据分析处理，控制所述旋转电机的工作方式，精确调整所述 探针的距离。
5. 如权利要求1所述的电动探头，其特征在于，所述动力机构为直线电机，所述探头本 体包括两只调节臂，两只调节臂的一端铰接，其中部连接在所述探头调节机构上，该探头调 节机构为两根铰接的支撑臂，两根支撑臂分别铰接在两调节臂的中部，通过所述动力机构 驱动两支撑臂铰接点上、下移动，调整两支撑臂之间的开度，进而调节两调节臂上探针之间 的距离。
6. 如权利要求5所述的电动探头，其特征在于，所述两支撑臂的铰接点处设置有位置 传感器，用于检测该铰接点上下移动的位置，并将检测的信号数据发送给所述电动探头的 控制系统，经控制系统对信号数据分析处理，控制所述直线电机的工作方式，精确调整所述 探针的距离。
7. 如权利要求1所述的电动探头，其特征在于，所述动力机构为压电陶瓷，所述探头本 体包括两只调节臂，分别与压电陶瓷的两极相连，两只调节臂连接在所述探头调节机构上， 该探头调节机构为两根支撑臂，两根支撑臂分别一端铰接在两调节臂的中部，两根支撑臂 另一端铰接固定，通过所述动力机构驱动两只调节臂之间的开度，进而调节两调节臂上探 针之间的距离。
8. 如权利要求l-3任一项所述的电动探头，其特征在于，所述探针表面设置绝缘层，绝 缘层表面设置金属层，金属层与电气地连接，对所述探针形成屏蔽保护。
9. 如权利要求1所述的电动探头，其特征在于，所述探头本体连接在外壳上，所述探头 调节机构和动力机构设置在外壳内，外壳上设置有用于显示所述探针之间距离的显示器， 所述探针上连接导线与测试仪表相连，其中测试仪表与外壳为一体或者分体设置。
10. 如权利要求9所述的电动探头，其特征在于，所述外壳上设置有控制开关，用于控制 所述动力机构的工作或者停止，控制开关为手控、脚控、声控中的一种或多种组合控制方式。
专利摘要本实用新型公开了一种电动探头，包括探头本体、探头调节机构和动力机构，探头本体上具有至少两组探针，每组包括至少一根探针，探头本体与探头调节机构相连，通过动力机构对探头调节机构提供动力，调整探头本体上探针之间的距离。本实用新型的电动探头以电力为驱动探针间距离的动力机构，代替现有的以手和手指调整探头探针距离的探头。具有调整方便，控制准确的优点。该电动探头可以与各种常用的测试仪表连接后组成新型测试仪表，如示波器、LRC元件测试仪、电路分析仪等。
文档编号G01R31/26GK201532401SQ20092022275
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者刘海先 申请人:刘海先
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
