电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置与检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置与检测方法。该装置包括上位机、三轴运动单元、监控单元、夹具、测试单元、运动控制单元、机柜。装置可同时对电连接器的机械性能与电气安全性能进行检测，测试单元对电连接器待测插孔的一次插入及拔出，便可测得该插孔的插入力、拔出力及测试电压下的漏电流值。该装置可自动完成电连接器所有插孔的检测，检测效率高，检测结果客观准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测电连接器机械性能与电气安全性能的装置与方法。
技术介绍
电连接器亦称接插件，其主要功能是实现各种元件、电路、设备、系统等之间的电流、信号导通与传输，在机电、通信、航空、航天等行业中应用范围广。插拔力是评价电连接器机械性能的最主要的指标，插拔力分为插入力和拔出力，相关标准已对部分电连接器的插拔力大小做了规定。电连接器依靠集成在绝缘体内的多对接触件实现电流、信号的导通与传输，接触件间是否可靠接触直接影响电连接器传输的可靠性与稳定性。拔出力大小的测量是工程上测试接触件间接触可靠程度的最简单有效的方法。合格的电连接器应具有较大的拔出力与较小的插入力。较大的拔出力使得电连接器连接可靠，而较小的插入力使配对的电连接器间容易插入，方便使用，且插入过程不容易导致接触件的变形而造成电连接器损坏。现有的插拔力测量装置可分为以下两种测量方式：(1)测量电连接器的整体插拔力，这种方式测量速度快，效率高，但整体插拔力是一种整体效应，整体插拔力合格无法保证每个插孔接触良好，且对于复杂的电连接器，插孔数量多，整体插拔力大，要求夹具的夹持力大，但过大的夹持力容易损坏电连接器外壳；(2)测量电连接器的单孔插拔力，这类装置虽然可以避免整体插拔力测量的弊端，但现有的这类装置都是半自动化的设备，测量前需手动对每一个插孔进行对准，测量过程繁琐、效率低。耐压测试是确定电子绝缘材料是否足以抵抗瞬间高电压的一个非破坏性r>的测试，它是电连接器电气安全测试中最常用、最重要的测试项目。对电连接器进行耐压测试，首先是为了检测电连接器在额定工作电压下工作的安全性，其次耐压测试可检测电连接器的某些制造缺陷，例如：制造过程电连接器内部不慎引入金属异物或插座中簧片的装配误差都会导致爬电距离和电气间隙的不足，使得耐压测试时漏电流增大。通过测量漏电流的大小，便可判断电连接器内部是否存在上述缺陷。目前工程上主要采用安规测试仪对电连接器进行耐压测试，测试时需手动逐一测试电连接器上的每一个插孔，测试过程繁琐、效率低。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种检测电连接器机械性能与电气安全性能的装置与方法，该装置可同时对电连接器进行插拔力测量与耐压测试，且整个检测过程自动完成，检测效率高。本专利技术采用的技术方案如下：一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置，设有上位机(1)、三轴运动单元(2)、监控单元(3)、夹具(4)、测试单元(5)、运动控制单元(6)、机柜(7)；所述测试单元(5)安装于三轴运动单元(2)的滑座上，包括控制模块(51)、主测头(55)、第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)、高压输出模块(56)、信号调理模块(57)、运动模块(58)；所述主测头(55)包括主测头探针(551)、探针夹持杆(552)、绝缘棒(553)、拉压力传感器(554)、主测头固定座(555)，其中拉压力传感器(554)与信号调理模块(57)相连；测量插拔力时，主测头探针(551)插入或拔出电连接器插孔时引起拉压力传感器(554)电压信号的变化，该电压信号经信号调理模块(57)放大、滤波后，由控制模块(51)采集；所述主测头探针(551)与高压输出模块(56)相连；所述第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)结构相同，第一副测头(52)包括第一副测头探针(521)、探针夹持杆(522)、电流检测模块(523)；电流检测模块(523)与第一副测头探针(521)及控制模块(51)相连，流经第一副测头探针(521)的漏电流经电流检测模块(523)检测，再由控制模块(51)采集至上位机(1)。作为优选，所述三轴运动单元(2)为三轴龙门型结构，包括X轴直线运动模组(21)，X轴辅助导轨(22)，Y轴直线运动模组(23)，Z轴直线运动模组(24)。作为优选，所述高压输出模块(56)与控制模块(51)相连，包括光电隔离模块(561)，功率放大模块(562)，低通滤波模块(563)，升压输出模块(564)；控制模块(51)控制高压输出模块(56)的输出电压与升压模式，同时将第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)的电流检测模块的数值采集至上位机(1)，从而获得漏电流随施加电压的变化情况。作为优选，所述运动模块(58)包括3个直线运动模组(581-583)，直线运动模组(581)与直线运动模组(582)呈直角固定于主测头固定座(555)上；第三副测头(54)固定于直线运动模组(582)的滑座上，第二副测头(53)固定于直线运动模组(583)的滑座上，第一副测头(53)与直线运动模组(583)一同固定于直线运动模组(581)的滑座上；通过控制直线运动模组(581-583)的运动，可调整主测头探针(551)与第一副测头探针(521)、第二副测头探针(531)、第三副测头探针(541)的间距，从而可对插孔间距不同的电连接器进行检测。作为优选，所述运动控制单元(6)可独立控制X轴直线运动模组(21)、Y轴直线运动模组(23)、Z轴直线运动模组(24)及直线运动模组(581-583)的运动；所述运动控制单元(6)采用六轴运动控制器(61)作为控制中枢，包括6路运动控制模块，每一路运动控制模块包括步进电机驱动器(62)、步进电机(63)、光电编码器(64)，其中光电编码器(64)安装于步进电机(63)轴端，对步进电机(63)进行步进校验。作为优选，所述上位机(1)运行有上位机软件，上位机软件的数据库中存储着常用电连接器的信息，包括：几何尺寸、插孔的位置分布、插孔的行数与列数、插孔的行间距与列间距、插孔的深度；对于数据库中未存储的电连接器，上位机软件可通过导入电连接器的CAD图纸获取信息；所述上位机软件还可图形化显示测量结果，并自动进行保存。作为优选，所述机柜(7)设有防护门(73)，所述机柜(7)及防护门(73)的内层为绝缘层。一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测方法，基于上述任一顶所述的一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置，步骤如下：1)检测前准备：夹持电连接器、更换测试探针、关闭防护门(71)；2)参数设置：在上位机软件中选择待测电连接器型号、夹持方向、测试电压、升压模式；3)测头间距调整：调整主测头(55)与第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)的间距；4)测试单元定位：主测头探针(551)与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置，其特征在于：设有上位机(1)、三轴运动单元(2)、监控单元(3)、夹具(4)、测试单元(5)、运动控制单元(6)、机柜(7)；所述测试单元(5)安装于三轴运动单元(2)的滑座上，包括控制模块(51)、主测头(55)、第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)、高压输出模块(56)、信号调理模块(57)、运动模块(58)；所述主测头(55)包括主测头探针(551)、探针夹持杆(552)、绝缘棒(553)、拉压力传感器(554)、主测头固定座(555)，其中拉压力传感器(554)与信号调理模块(57)相连；测量插拔力时，主测头探针(551)插入或拔出电连接器插孔时引起拉压力传感器(554)电压信号的变化，该电压信号经信号调理模块(57)放大、滤波后，由控制模块(51)采集；所述主测头探针(551)与高压输出模块(56)相连；所述第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)结构相同，第一副测头(52)包括第一副测头探针(521)、探针夹持杆(522)、电流检测模块(523)；电流检测模块(523)与第一副测头探针(521)及控制模块(51)相连，流经第一副测头探针(521)的漏电流经电流检测模块(523)检测，再由控制模块(51)采集至上位机(1)。...

【技术特征摘要】
1.一种电连接器机械性能与电气安全性能的检测装置，其特征在于：
设有上位机(1)、三轴运动单元(2)、监控单元(3)、夹具(4)、测试单
元(5)、运动控制单元(6)、机柜(7)；
所述测试单元(5)安装于三轴运动单元(2)的滑座上，包括控制模
块(51)、主测头(55)、第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测
头(54)、高压输出模块(56)、信号调理模块(57)、运动模块(58)；所
述主测头(55)包括主测头探针(551)、探针夹持杆(552)、绝缘棒(553)、
拉压力传感器(554)、主测头固定座(555)，其中拉压力传感器(554)
与信号调理模块(57)相连；测量插拔力时，主测头探针(551)插入或
拔出电连接器插孔时引起拉压力传感器(554)电压信号的变化，该电压
信号经信号调理模块(57)放大、滤波后，由控制模块(51)采集；所述
主测头探针(551)与高压输出模块(56)相连；所述第一副测头(52)、
第二副测头(53)、第三副测头(54)结构相同，第一副测头(52)包括
第一副测头探针(521)、探针夹持杆(522)、电流检测模块(523)；电流
检测模块(523)与第一副测头探针(521)及控制模块(51)相连，流经
第一副测头探针(521)的漏电流经电流检测模块(523)检测，再由控制
模块(51)采集至上位机(1)。
2.如权利要求1所述的电连接器机械性能与电气安全性能的检测装
置，其特征在于：所述三轴运动单元(2)为三轴龙门型结构，包括X轴
直线运动模组(21)，X轴辅助导轨(22)，Y轴直线运动模组(23)，Z轴
直线运动模组(24)。
3.如权利要求1所述的电连接器机械性能与电气安全性能的检测装
置，其特征在于：所述高压输出模块(56)与控制模块(51)相连，包括

\t光电隔离模块(561)，功率放大模块(562)，低通滤波模块(563)，升压
输出模块(564)；控制模块(51)控制高压输出模块(56)的输出电压与
升压模式，同时将第一副测头(52)、第二副测头(53)、第三副测头(54)
的电流检测模块的数值采集至上位机(1)，从而获得漏电流随施加电压的
变化情况。
4.如权利要求1所述的电连接器机械性能与电气安全性能的检测装
置，其特征在于：所述运动模块(58)包括3个直线运动模组(581-583)，
直线运动模组(581)与直线运动模组(582)呈直角固定于主测头固定座
(555)上；第三副测头(54)固定于直线运动模组(582)的滑座上，第
二副测头(53)固定于直线运动模组(583)的滑座上，第一副测头(53)
与直线运动模组(583)一同固定于直线运动模组(581)的滑座上；通过
控制直线运动模组(581-583)的运动，可调整主测头探针(551)与第一
副测头探针(521)、第二副测头探针(53...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈涛，张建寰，陶金，陈永庆，俞凯翔，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35