本实用新型专利技术涉及一种接触可靠性微动磨损实验装置，包括底座、往复微动平台、加载机构以及用于测量微动磨损的数控机构，往复微动平台和加载机构均设于底座上，往复微动平台为上下组合式滑台，包括一上一下分布并相互固联的上滑台和下滑台，下滑台沿x向可移动设置，上滑台沿y向可移动设置，上滑台的顶部设有测试样件台，加载机构包括加载柱以及用于调节加载柱高度的支撑升降组件，加载柱的中部设有用于放置质量块的放置腔，加载柱的底部可拆卸设有触头，往复微动平台和加载机构均与数控机构电连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术实现电连接器在不同载荷与环境条件下微动性能的测试与实验，获得电连接器性能退化规律和影响因素。获得电连接器性能退化规律和影响因素。获得电连接器性能退化规律和影响因素。
【技术实现步骤摘要】
一种接触可靠性微动磨损实验装置
[0001]本技术属于磨损实验装置领域，具体涉及一种接触可靠性微动磨损实验装置。
技术介绍
[0002]电连接器是电子设备中运用最广泛的机电组件之一，其主要承担信号、电能的传输以及各分立组件之间的机械连接的功能。电连接器在使用过程中，受到温度、湿度、气氛、脏污、载流、电磁、振动、冲击等环境条件的复杂影响，在压接、拴接等多种连接方式的电接触面之间会产生相对位移，即周期性小振幅(小于200μm)的相对运动，从而造成微动磨损、疲劳和微动腐蚀。目前，电子设备日益小型化，集成度、灵敏度、可靠性也越来越高，由于微动引起的电连接器接触性能退化而引发的故障随之越来越受到重视。通过微动试验研究，观察和复现电连接器接触电阻的变化规律已成为试验研究电连接器失效机理的主要手段，而本技术涉及电连接器微动测试实验装置，用于电连接器接触元件触头的微动现象测试研究。
[0003]影响微动的因素很多，主要包括(1)环境因素，如振动、环境温湿度、冲击等。(2)接触材料组分、性能、工艺、结构及表面质量。(3)工作条件，如载荷、工作电流、电压、微动幅度、频率等。
技术实现思路
[0004]本技术的目的就是提供一种接触可靠性微动磨损实验装置，实现电连接器在不同载荷与环境条件下微动性能的测试与实验，实现在微动演化过程中进行各类参数的综合在线监测和各种相关故障的复现试验，获得电连接器性能退化规律和影响因素。
[0005]本技术的目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种接触可靠性微动磨损实验装置，包括底座、往复微动平台、加载机构以及用于测量微动磨损的数控机构，所述往复微动平台和加载机构均设于底座上，所述往复微动平台为上下组合式滑台，包括一上一下分布并相互固联的上滑台和下滑台，所述下滑台沿x向可移动设置，所述上滑台沿y向可移动设置，所述上滑台的顶部设有可微调的测试样件台(用于放置测试样件，测试样件即电连接器接触单元)，所述加载机构包括加载柱以及用于调节加载柱高度的支撑升降组件，所述加载柱的中部设有用于放置质量块的放置腔，所述加载柱的底部设有夹具，所述夹具上可拆卸设有触头，所述触头位于往复微动平台的顶部并正对测试样件台，所述测试样件台上安装有实验所用接触对，所述往复微动平台和加载机构均与数控机构电连接。往复微动平台具有隔振、降噪的功能，为试验提供稳定的条件。
[0007]所述上滑台和下滑台均采用步进电机进行驱动，所述步进电机的后轴上安装有高精度光学增量编码器。由于编码器具备转子实时位置信息回传特性，所以驱动器可以实时监测电机轴位置，每秒取样电机轴位置信息达到20000次，这使得驱动器可实时补偿位移偏差，保证精确定位。
[0008]所述步进电机内置欧姆龙TL
‑
W3MC1接近式感应器用于保护。
[0009]所述步进电机采用28闭环步进，滚珠丝杆的导程为2mm，步进马达2000细分时分辨率为0.001mm/脉冲，实现脉冲控制的微米级运动，速度为10毫米/秒。往复微动平台用于布置测试样件和满足微动往复运动要求(由闭环控制的两个步进电机驱动精密丝杆实现x
‑
y双向滑台的微米级往复运动)，现有的驱动方式有压电陶瓷驱动、机械传动式驱动、电驱动式和电磁振动式等，本技术采用闭环控制步进马达驱动丝杆精确实现往复运动，通过两个呈垂直分布的步进电机构成二维精密移动平台实现x
‑
y两轴的运动，行程
±
10毫米，通过改变电平实现连续往复运动。
[0010]所述上滑台和下滑台之间通过螺栓进行固联，即由步进电机驱动的上滑台的底座和由步进电机驱动的下滑台的顶部之间通过螺栓进行连接固定。
[0011]所述上滑台的顶部布置有隔热和导电金属板，所述隔热和导电金属板上布置有均可拆卸的加热片和冷却片，所述加热片和冷却片均与数控机构电连接。加热片可采用PTC加热片，冷却片可采用半导体冷却片，均需通过导线与外界驱动进行连接，加热片和冷却片可快速模拟测试样件的实验氛围温度等各种要求的环境条件。
[0012]所述支撑升降组件包括一号立柱、二号立柱、一号横杆、二号横杆和连杆，所述一号立柱和二号立柱一左一右分别设置在往复微动平台的两侧，所述一号横杆和二号横杆均水平设置，所述一号横杆可移动地设于一号立柱上，所述二号横杆固定设于二号立柱上，所述一号横杆和二号横杆正对布置，所述连杆设于一号横杆和二号横杆之间并与一号横杆及二号横杆旋转连接，所述连杆和加载柱相连接。
[0013]所述一号横杆远离一号立柱的端部设有一号连接耳，所述连杆和一号连接耳通过固定件进行铰接，所述二号横杆远离二号立柱的端部设有二号连接耳，所述连杆和二号连接耳通过固定件进行铰接。
[0014]所述一号立柱中空，内部设有可旋转的移动柱，所述移动柱的外表面上设有外螺纹，所述移动柱上设有与移动柱相螺纹连接的连接块，所述一号横杆的端部水平插入到一号立柱中并与连接块相连接，所述一号立柱正对二号立柱的侧面设有供一号横杆上下移动的通槽。一般在同一场实验中，加载载荷大小不变，所以触头的高度位置也可以确认，所以一开始时便可确定移动柱的旋转圈数，此时可通过人工进行调节，也可通过数控机构进行调节(此时需将移动柱设置成智能旋转)。
[0015]所述连杆沿长度方向设有长槽，所述长槽中可移动设有连接件，所述加载柱呈竖直状与连接件相连接。通过调节一号横杆的高度，从而调节触头的高度(调节过程基于杠杆原理)，实现测试样件的压紧和放松，整个调节运动过程稳定。常用的加载方式有：采用电磁线圈，通过控制电流来控制加载，可以保证加载大小均匀；采用弹簧加载，通过胡克定理辨别弹簧变形量从而测量出加载大小；采用螺纹连接加载，通过识别螺纹旋转圈数来控制加载力的大小。考虑到设计的简易性，以及实际使用的操作性，本技术使用了较为简单的螺纹连接和杠杆加载。在精密微载荷摩擦测量中，由于测试系统所承受的正压力及摩擦力较小，这对测量系统的性能和分辨率要求就较高。对于其核心组成即施力机构的结构设计提出更高的要求，该结构不但应具有较高的响应频率，而且应该具有良好的抗干扰性能。本技术设计的微动磨损实验装置的加载机构采用了螺纹加载，通过螺纹的旋转使得加载成功，同时加载过程中也运用到杠杆原理，这样可以扩大测量过程中加载力的范围，使得测
量的范围更大，并且能够有效保证摩擦触头的接触力是轴向力，使加载更加均匀。
[0016]所述数控机构包括驱动器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、激光位移传感器、温湿度控制器、两轴移动控制器、精密电阻测量仪、采集卡、四线测量法电表及计算机，所述压力传感器设置在加载柱上，所述温度传感器和湿度传感器设置在测试样件台及周围环境中，所述激光位移传感器设置在一号立柱和一号横杆上。数据机构实现实验参数的设定和各类传感器信号的采集和处理等，具体为：驱动器实现不同模式的往复运动；设定不同的实验条件，如微动循环、微动幅值、载荷、温度、湿度等条件，测量精密微小的电阻变化，由于微动磨损的几何尺度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种接触可靠性微动磨损实验装置，其特征在于，包括底座(1)、往复微动平台、加载机构以及用于测量微动磨损的数控机构，所述往复微动平台和加载机构均设于底座(1)上，所述往复微动平台为上下组合式滑台，包括一上一下分布并相互固联的上滑台(201)和下滑台(202)，所述下滑台(202)沿x向可移动设置，所述上滑台(201)沿y向可移动设置，所述上滑台(201)的顶部设有可微调的测试样件台(7)，所述加载机构包括加载柱(3)以及用于调节加载柱(3)高度的支撑升降组件，所述加载柱(3)的中部设有用于放置质量块的放置腔(301)，所述加载柱(3)的底部设有夹具，所述夹具上可拆卸设有触头(302)，所述触头(302)位于往复微动平台的顶部并正对测试样件台(7)，所述测试样件台(7)上安装有实验所用接触对，所述往复微动平台和加载机构均与数控机构电连接。2.根据权利要求1所述的一种接触可靠性微动磨损实验装置，其特征在于，所述上滑台(201)和下滑台(202)均采用步进电机进行驱动，所述步进电机的后轴上安装有高精度光学增量编码器；所述步进电机内置欧姆龙TL
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W3MC1接近式感应器；所述步进电机采用28闭环步进，滚珠丝杆的导程为2mm，步进马达2000细分时分辨率为0.001mm/脉冲，速度为10毫米/秒；所述上滑台(201)和下滑台(202)之间通过螺栓进行固联。3.根据权利要求1所述的一种接触可靠性微动磨损实验装置，其特征在于，所述上滑台(201)的顶部布置有隔热和导电金属板(203)，所述隔热和导电金属板(203)上布置有均可拆卸的加热片和冷却片，所述加热片和冷却片均与数控机构电连接。4.根据权利要求1所述的一种接触可靠性微动磨损实验装置，其特征在于，所述支撑升降组件包括一号立柱(401)、二号立柱(402)、一号横杆(403)、二号横杆(404)和连杆(405)，所述一号立柱(401)和二号立柱(402)一左一右分别设置在往复微动平台的两侧，所述一号横杆(403)和二号横杆(404)均水平设置，所述一号横杆(403)可移动地设于一号立柱(401)上，所述二号横杆(404)固定设于二号立柱(402)上，所述一号横杆(403)和二号横杆(404)正对布置，所述连杆(405)设于一号横杆(403)和...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷勇辉，邱多针，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：新型
国别省市：
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