測(cè)試頭操作系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，包括：耦接單元，配置成支撐測(cè)試頭，以繞給定的軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)單元，配置成可控制地提供旋轉(zhuǎn)輸出；驅(qū)動(dòng)帶，延伸于所述旋轉(zhuǎn)單元與所述耦接單元之間，并且配置成傳送所述旋轉(zhuǎn)輸出至所述耦接單元；以及至少一個(gè)惰輪，偏置成與所述驅(qū)動(dòng)帶嚙合，并且可在給定路徑上移動(dòng)，使得當(dāng)外力施加到所述耦接單元上時(shí)，所述惰輪在所述驅(qū)動(dòng)帶上保持所需的張力。
【專利說(shuō)明】測(cè)試頭操作系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)案是發(fā)明名稱為“測(cè)試頭操作器”，申請(qǐng)?zhí)枮?00880005589.7的專利申請(qǐng)案(申請(qǐng)日為2008年2月19日)的分案申請(qǐng)。本申請(qǐng)的母案為PCT申請(qǐng)案，其PCT申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2008/002134，國(guó)際申請(qǐng)日為2008年2月19日。
[0002]本申請(qǐng)案的母案是基于先前美國(guó)專利申請(qǐng)案第60/903015(于2007年2月23日申請(qǐng))、美國(guó)專利申請(qǐng)案第60/894515(于2007年3月13日申請(qǐng))、以及美國(guó)專利申請(qǐng)案第60/955515(于2007年8月13日申請(qǐng))，并且要求其中的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容以參考例揭示于此。
[0003]本分案申請(qǐng)也要求上述的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明是關(guān)于定位且操作負(fù)載的系統(tǒng)，并且特別是關(guān)于定位且操作測(cè)試頭的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]測(cè)試頭通常用于測(cè)試集成電路。為了使用測(cè)試頭來(lái)測(cè)試集成電路，測(cè)試頭通?！皩?duì)接(dock) ”到一件周邊設(shè)備上,例如探針或者設(shè)備處置器(device handler)(下文中稱為“周邊件測(cè)試頭操作器通常用于在對(duì)接操作中定位且操作測(cè)試頭。
[0006]在將測(cè)試頭對(duì)接到周邊件上時(shí)，希望測(cè)試頭可以在多個(gè)方向上移動(dòng)(即，測(cè)試頭具有多個(gè)自由度)。此外，還希望測(cè)試頭可在各自由度上順應(yīng)地(compliantly)移動(dòng)(即，測(cè)試頭在各自由度上實(shí)質(zhì)上是無(wú)重量的或者在相對(duì)小的外加作用力下就可移動(dòng))。
[0007]如果測(cè)試頭(與測(cè)試頭操作器配合)可分別沿X軸、Y軸以及Z軸移動(dòng)且分別繞X軸、Y軸以及Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則認(rèn)為操作器可提供至少六(6)個(gè)自由度。如果測(cè)試頭可順應(yīng)地以線性以及旋轉(zhuǎn)方式相對(duì)其本身的軸進(jìn)行移動(dòng)，則認(rèn)為此測(cè)試頭在六(6)個(gè)自由度上是順應(yīng)的。
[0008]由于測(cè)試頭通常都是非常昂貴的，經(jīng)常希望使用同一測(cè)試頭來(lái)對(duì)接各種不同的周邊件。例如，同一測(cè)試頭可用于在水平面上與設(shè)備處置器對(duì)接(例如，測(cè)試頭可從設(shè)備處置器下方與設(shè)備處置器對(duì)接)以及與探針對(duì)接(例如，測(cè)試頭可從探針上方與探針對(duì)接)。為了與各種不同類型的周邊件對(duì)接，希望測(cè)試頭操作器具有長(zhǎng)的豎直沖程(例如，長(zhǎng)的豎直動(dòng)作范圍)。然而，由于測(cè)試頭以及相關(guān)操作器的尺寸限制，這種情況通常是不現(xiàn)實(shí)的。因而，有些測(cè)試頭操作器系統(tǒng)采用氣動(dòng)缸(pneumatic cylinder)來(lái)在豎直方向上定位且操作測(cè)試頭。在這種設(shè)計(jì)中，測(cè)試頭操作器所提供的豎直沖程由氣動(dòng)缸的沖程所限制。通常，對(duì)于更大的測(cè)試頭，氣動(dòng)缸的沖程不足以提供能夠使測(cè)試頭與不同類型的周邊件進(jìn)行對(duì)接的豎直動(dòng)作范圍。
[0009]如上文所提供的，在測(cè)試頭的對(duì)接系統(tǒng)中，有時(shí)希望在測(cè)試頭的六(6)個(gè)自由度的每個(gè)自由度上分別提供順應(yīng)的動(dòng)作。這就意味著，測(cè)試頭操作器在對(duì)接過(guò)程中可以分別在這六(6)個(gè)自由度的每個(gè)自由度上將測(cè)試頭平衡于實(shí)質(zhì)上無(wú)重量的狀態(tài)下，使得操作者可以用相對(duì)小的作用力在各方向上手動(dòng)地移動(dòng)測(cè)試頭。然而，隨著測(cè)試頭變得更大且更重，操作者難以(甚至不可能)在特定方向上(甚至在順應(yīng)狀態(tài)下)提供手動(dòng)操作測(cè)試頭所需的物理作用力。
[0010]因此，希望提供一種解決上述不足的測(cè)試頭定位及操作器系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，包括基座結(jié)構(gòu)；主臂單元，配置為支撐測(cè)試頭且相對(duì)于基座結(jié)構(gòu)而沿第一軸移動(dòng)；促動(dòng)器，沿平行于第一軸的軸具有動(dòng)作范圍L ;以及加強(qiáng)機(jī)構(gòu)，定位在主臂單元與促動(dòng)器之間，且配置成使促動(dòng)器所移動(dòng)的第一距離引起主臂單元沿第一軸移動(dòng)第二距離，此第二距離大于第一距離。
[0012]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,加強(qiáng)機(jī)構(gòu)包括提升臺(tái)架(lift carriage),其與促動(dòng)器相連并且隨之移動(dòng)。
[0013]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，加強(qiáng)機(jī)構(gòu)還包括皮帶(strap)，其環(huán)繞在提升臺(tái)架周圍，并且具有相對(duì)于基座結(jié)構(gòu)而固定的第一端以及相對(duì)于主臂單元而固定的第二端。
[0014]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種流體控制系統(tǒng)，用于控制測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，測(cè)試頭操作器系統(tǒng)包括配置成相對(duì)于基座結(jié)構(gòu)而豎直定位測(cè)試頭的主流體促動(dòng)器。流體控制系統(tǒng)包括:調(diào)整器，配置成可控制地提供一定量的流體到主流體促動(dòng)器；第二流體控制促動(dòng)器，配置成調(diào)節(jié)調(diào)整器，以改變提供到主流體促動(dòng)器的流體量。第二促動(dòng)器配置成主動(dòng)地定位于至少四種操作模式中，其中每個(gè)操作模式使調(diào)整器提供不同的流體量到主流體促動(dòng)器。
[0015]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第二促動(dòng)器配置成主動(dòng)地定位于第五操作模式，第五操作模式是中性(neutral)模式。
[0016]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，流體控制系統(tǒng)還包括流體促動(dòng)安全鎖，配置成如果主流體促動(dòng)器內(nèi)的流體壓力低于閾值則鎖定測(cè)試頭相對(duì)于基座結(jié)構(gòu)的豎直位置。
[0017]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，流體控制系統(tǒng)還包括流速控制裝置，其包括可在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間達(dá)成流體促動(dòng)的至少一流量控制閥，以分別增加或減小到主流體促動(dòng)器的流體流速。
[0018]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于控制測(cè)試頭操作器系統(tǒng)的流體控制系統(tǒng)，控制測(cè)試頭操作器系統(tǒng)包括配置成相對(duì)于基座結(jié)構(gòu)而豎直定位測(cè)試頭的主流體促動(dòng)器。流體控制系統(tǒng)包括調(diào)整器，配置成沿第一流路以第一給定速度向主流體促動(dòng)器提供輸出壓力。補(bǔ)足流路延伸于調(diào)整器與主流體促動(dòng)器之間。補(bǔ)足閥沿補(bǔ)足流路定位并且具有非促動(dòng)的關(guān)閉位置?？刂破髋渲脼榇_定主流體促動(dòng)器的豎直延伸范圍，并且當(dāng)主流體促動(dòng)器豎直延伸到給定范圍內(nèi)時(shí)促動(dòng)該補(bǔ)足閥。
[0019]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其包括配置成支撐測(cè)試頭繞給定軸旋轉(zhuǎn)的耦接單元。旋轉(zhuǎn)單元配置成可控制地提供旋轉(zhuǎn)輸出。驅(qū)動(dòng)帶延伸于旋轉(zhuǎn)單元與耦接單元之間，并且配置成傳送旋轉(zhuǎn)輸出至耦接單元。至少一個(gè)惰輪偏置成與驅(qū)動(dòng)帶嚙合，并且可在給定路徑上移動(dòng)，使得當(dāng)外力施加到耦接單元上時(shí)，惰輪在驅(qū)動(dòng)帶上保持所需的張力。
[0020]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其包括具有線性促動(dòng)器總成的基座結(jié)構(gòu)。線性促動(dòng)器總成包括:流體缸，一端連接到臺(tái)架上；制動(dòng)靴座(brakeshoe),連接到從流體缸相反端延伸的活塞桿上，以及至少一個(gè)用來(lái)定義斜坡槽(rampedslot)的斜坡塊(ramp block),此至少一個(gè)斜坡塊連接到基座板上，以沿其線性動(dòng)作。銷件從制動(dòng)靴座延伸，并且接收于斜坡槽內(nèi)，使得流體缸的移動(dòng)引起銷件沿斜坡槽移動(dòng)，并藉此來(lái)移動(dòng)制動(dòng)靴座以嚙合于基座板以及脫離基座板。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1A是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的操作器系統(tǒng)的等角視圖。
[0022]圖1B是圖1A的操作器系統(tǒng)的部分分解圖。
[0023]圖2A、圖2B以及圖2C是測(cè)試頭操作到不同位置時(shí)的圖1A的操作器系統(tǒng)的等角視圖，以顯示示范性的動(dòng)作范圍。
[0024]圖3是固定有托架的輥輪齒輪箱的實(shí)施例的等角視圖。
[0025]圖4和圖5分別是圖3的輥輪齒輪箱的前等角視圖以及后等角視圖。
[0026]圖6是圖3的輥輪齒輪箱的分解等角視圖。
[0027]圖7是圖3的輥輪齒輪箱的滾動(dòng)順應(yīng)總成的示意圖。
[0028]圖8是圖3的輥輪齒輪箱的順應(yīng)單元的等角視圖。
[0029]圖9是以局部截面顯示的類似于圖8的等角視圖。
[0030]圖10是圖8的順應(yīng)單元的惰輪總成的局部分解等角視圖。
[0031]圖11是圖8的順應(yīng)單元的軸桿的等角視圖。
[0032]圖12是圖8的順應(yīng)單元的惰輪的等角視圖。
[0033]圖13是圖8的順應(yīng)單元的惰輪總成的等角視圖。
[0034]圖14A是本發(fā)明的其他實(shí)施例的輥輪齒輪箱的分解等角視圖。
[0035]圖14B是圖14A的順應(yīng)單元的放大圖。
[0036]圖15是本發(fā)明的其他實(shí)施例的輥輪齒輪箱的分解等角視圖。
[0037]圖16A是圖1A的操作器系統(tǒng)的基座單元的透視圖。
[0038]圖16B是圖16A的基座單元的局部分解圖。
[0039]圖17是本發(fā)明的其他基座單元的透視圖。
[0040]圖18是圖17的基座單元的局部分解圖。
[0041]圖19是本實(shí)施例的臺(tái)架的底部透視圖。
[0042]圖20是本實(shí)施例的線性促動(dòng)器總成的分解等角視圖。
[0043]圖21是圖17的基座單元的頂部平面圖，其中為了清楚起見(jiàn)移除了支撐件以及類似部件，并且臺(tái)架與線性促動(dòng)器處于初始位置。
[0044]圖22是沿圖21的線22-22的橫截面圖。
[0045]圖22A是由圖22的矩形22A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0046]圖23是沿圖21的線23-23的端視圖。
[0047]圖23A是由圖23的圓圈23A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0048]圖24是與圖21類似的頂部平面圖，其中臺(tái)架與線性促動(dòng)器處于開(kāi)始延伸位置。
[0049]圖25是沿圖24的線25_25的橫截面圖。
[0050]圖25A是由圖25中的矩形25A所標(biāo)識(shí)的放大圖。[0051]圖26是沿圖24的線26-26的端視圖。
[0052]圖26A是由圖26的圓圈26A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0053]圖27是與圖21類似的頂部平面圖，其中臺(tái)架與線性促動(dòng)器處于伸長(zhǎng)位置。
[0054]圖28是沿圖27的線28-28的橫截面圖。
[0055]圖28A是由圖28的矩形28A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0056]圖29是沿圖27的線29_29的端視圖。
[0057]圖29A是由圖29的圓圈29A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0058]圖30是與圖21類似的頂部平面圖，其中臺(tái)架與線性促動(dòng)器處于完全伸出位置。
[0059]圖31是沿圖30的線31-31的橫截面圖。
[0060]圖31A是由圖31的矩形3IA所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0061]圖32是沿圖30的線32-32的端視圖。
[0062]圖32A是由圖32的圓圈32A所標(biāo)識(shí)的放大圖。
[0063]圖33A以及圖33B分別是圖1A的操作器系統(tǒng)的柱狀總成的右前透視圖和左前透視圖，其中主臂總成處于服務(wù)位置。
[0064]圖33C是其他主臂總成的右前透視圖。
[0065]圖33D是圖33C的主壁總成的左前透視圖。
[0066]圖33E是沿圖33C的線33E-33E的橫截面圖。
[0067]圖34A、圖34B以及圖34C分別是圖33A和圖33B的柱狀總成的柱狀主體右前透視圖、左前透視圖以及右后透視圖。
[0068]圖35A以及圖35B分別是主臂總成位于其最下以及最上位置時(shí)柱狀總成的右前透視圖。
[0069]圖36A、圖36B以及圖36C是從右前側(cè)的柱狀總成的斷面透視圖，其中主臂分別處于其最下、服務(wù)以及最上位置。
[0070]圖37A、圖37B以及圖37C是從左后側(cè)的柱狀總成的斷面透視圖，其中主臂分別處于其最下、服務(wù)以及最上位置。
[0071]圖38是圖1A的操作器系統(tǒng)的主氣動(dòng)缸總成的透視圖。
[0072]圖39是圖1A的操作器系統(tǒng)的滑輪提升臺(tái)架的透視圖。
[0073]圖40是與滑輪提升臺(tái)架相關(guān)的作用力的自由體受力圖。
[0074]圖41A以及圖41B是顯示負(fù)載的豎直動(dòng)作的示意圖。
[0075]圖42A、圖42B以及圖42C分別是柱狀總成的斷面?zhèn)纫晥D，其中主臂處于其最下、月艮務(wù)以及最上位置。
[0076]圖43以及圖44是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氣動(dòng)控制單元的局部?jī)?nèi)視圖，其中氣動(dòng)控制單元處于中立模式。
[0077]圖45是與圖44類似的氣動(dòng)控制單元的局部?jī)?nèi)視圖，其中阻擋件處于非阻擋位置。
[0078]圖46以及圖47是類似于圖43以及圖44的局部?jī)?nèi)視圖，其中氣動(dòng)控制單元處于上升模式。圖46A顯示了氣動(dòng)控制單元的一部分，其中為了清楚起見(jiàn)移除了手動(dòng)模式總成。
[0079]圖48以及圖49是類似于圖43以及圖44的局部?jī)?nèi)視圖，其中氣動(dòng)控制單元處于下降模式。圖48A顯示了氣動(dòng)控制單元的一部分，其中為了清楚起見(jiàn)移除了手動(dòng)模式總成。
[0080]圖50以及圖51是類似于圖43以及圖44的局部?jī)?nèi)視圖，其中氣動(dòng)控制單元處于手動(dòng)上升模式。圖50A顯示了氣動(dòng)控制單元的一部分，其中為了清楚起見(jiàn)顯示了手動(dòng)模式
。
[0081]圖52以及圖53是類似于圖43以及圖44的局部?jī)?nèi)視圖，其中氣動(dòng)控制單元處于手動(dòng)下降模式。圖52A顯示了氣動(dòng)控制單元的一部分，其中為了清楚起見(jiàn)移除了手動(dòng)模式
。
[0082]圖54以及圖55分別是遠(yuǎn)程控制單元的前等角視圖以及后等角視圖。
[0083]圖56是與圖54類似的視圖，其中移除了外殼的一部分。
[0084]圖57是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的氣動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。
[0085]圖58是根據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施例的氣動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖。
[0086]圖59是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的氣動(dòng)控制系統(tǒng)的不意圖。
[0087]圖60是圖59的 氣動(dòng)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制單元的等角視圖。
[0088]圖61是與圖60類似的視圖，其中移除了蓋體。
[0089]圖62是根據(jù)本發(fā)明的操作器系統(tǒng)的其他實(shí)施例的柱狀總成的前透視圖，其中主臂總成處于服務(wù)位置。
[0090]圖63是圖62的柱狀總成的右后斷面透視圖。
[0091]圖64是滑輪提升臺(tái)架的其他實(shí)施例的透視圖。
[0092]圖65是與圖64的滑輪提升臺(tái)架相關(guān)的作用力的自由體受力圖。
[0093]圖66是圖62的柱狀體的左后斷面透視圖。
[0094]圖67是圖66的柱狀總成的內(nèi)部的放大斷面圖。
[0095]圖68是圖62的柱狀總成的放大斷面圖，其中主臂總成處于上部位置并且顯示了輥輪促動(dòng)閥以及促動(dòng)器板之間的相互作用。
【具體實(shí)施方式】
[0096]現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。應(yīng)該知道本發(fā)明的精神及范圍并不局限于上述實(shí)施例。還應(yīng)該注意到附圖并不表示任何特定比率或規(guī)格?？梢栽诒景l(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)后續(xù)描述的配置以及材質(zhì)進(jìn)行修飾。
[0097]將參照?qǐng)D1A-圖42C來(lái)描述本發(fā)明第一實(shí)施例的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)10。參照?qǐng)D1A和圖1B，操作器系統(tǒng)10—般包括柱狀單元100、托架(cradle) 300、測(cè)試頭490、主臂總成500、輥輪齒輪箱(roll gear box) 580、基座單元600以及控制器700。未顯示的是自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(automatic testing equipment, ATE)的主機(jī)箱以及將測(cè)試頭490連接到主機(jī)箱的線纜(cable)。線纜可以包含各種裝置，例如位于測(cè)試頭與主機(jī)箱之間的用于連接信號(hào)、供電以及接地的電線、光纖信號(hào)連接線以及空氣或者其他氣態(tài)冷卻劑的軟管和/或用于冷卻內(nèi)部元件(例如，緊密排列的超高速精密電路)的液體冷卻劑的軟管和/或?qū)Ч堋?br> [0098]托架300在兩個(gè)點(diǎn)495夾持測(cè)試頭490 (僅一個(gè)點(diǎn)可以看到)，這樣定義了大致通過(guò)測(cè)試頭490的重心的軸。測(cè)試頭490可以繞此軸進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。提供更多功能以及更多動(dòng)作自由度的其他托架以及測(cè)試頭夾持機(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域眾所皆知的，并且可進(jìn)行替換以適用于特定應(yīng)用。測(cè)試頭490包括待測(cè)裝置(“device under test, dut”)的測(cè)試點(diǎn)485。測(cè)試頭490顯示成處于被稱作“dut向上”的方位，其中測(cè)試點(diǎn)485面向上。
[0099]如圖1A和圖1B所示，托架300由輥輪齒輪箱580夾持，輥輪齒輪箱580包括手輪585。旋轉(zhuǎn)手輪585可以驅(qū)動(dòng)位于齒輪箱580內(nèi)部的渦輪(worm gear)機(jī)構(gòu)。此渦輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)固定該托架300的耦接件587。因而，旋轉(zhuǎn)手輪585可以使托架300和測(cè)試頭490繞其滾軸旋轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，輥輪齒輪箱580提供正/負(fù)大致95度的滾轉(zhuǎn)動(dòng)作，這使得測(cè)試頭490能夠移動(dòng)到且處于dut向下、dut向下、dut豎直或者中間角度的任意位置。可以通過(guò)多種技術(shù)提供進(jìn)行對(duì)接的滾動(dòng)順應(yīng)性。
[0100]主臂總成500 —般包括主臂板510，樞軸耦接單元530通過(guò)位于一豎直平面內(nèi)的兩個(gè)水平線性導(dǎo)軌515以及軸承或類似裝置而固定于主臂板510上。輥輪齒輪箱580通過(guò)與低摩擦軸承511a、511b嚙合的一對(duì)軸頸(journals) 512a、512b或者類似裝置以樞軸方式耦接到樞軸耦接單元530上，以使輥輪齒輪箱580繞著由樞軸耦接件所定義的豎直軸而自由地旋轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，樞軸耦接件提供超過(guò)90度的旋轉(zhuǎn)。通過(guò)沿水平導(dǎo)軌515以及相關(guān)軸承移動(dòng)主臂板510來(lái)提供水平橫向(side-to-side)動(dòng)作。
[0101]現(xiàn)在參照?qǐng)D3-圖13來(lái)描述本發(fā)明另一實(shí)施例的輥輪齒輪箱580’。如所描述的，輥輪齒輪箱580’包括順應(yīng)單元1600，其配置成促成滾轉(zhuǎn)順應(yīng)性。盡管參照測(cè)試頭操作器系統(tǒng)10的樞軸耦接單元530以及托架300來(lái)描述齒輪箱580’，但是齒輪箱580’也可以用于其他測(cè)試頭操作器系統(tǒng)。
[0102]參照?qǐng)D3-圖6，輥輪齒輪箱580’包括軸頸塊1582，而軸頸512a、512b從軸頸塊1582延伸，以與樞軸耦接單元530的軸承511a、511b樞軸連接。提供擺動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)1581以相對(duì)于樞軸耦接單元530來(lái)鎖定軸頸塊1582。樞軸塊1584由軸頸塊1582支撐，并且配置成支撐稱接件587’，例如通過(guò)一種回轉(zhuǎn)軸承(slewing ring bearing) 591或類似裝置，以繞其中心軸進(jìn)行低摩擦旋轉(zhuǎn)。該支撐耦接件587’以及軸承591構(gòu)成本實(shí)施例的耦接單元。與前一實(shí)施例相同，托架300連接于耦接件587’，使得該支撐耦接件587’的旋轉(zhuǎn)引起托架300以及測(cè)試頭490繞其滾軸旋轉(zhuǎn)。
[0103]渦輪單元1586由樞軸塊1584支撐，并且配置成通過(guò)輸出軸桿1585提供受控制的旋轉(zhuǎn)輸出。渦輪軸桿1588延伸過(guò)渦輪單元1586，并且包括嚙合且驅(qū)動(dòng)輸出軸桿1585的內(nèi)部渦輪(未圖示)。參照?qǐng)D6，渦輪軸桿1588的末端1589包括斜齒輪1591，其配置成嚙合驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590的輸出斜(bevel)齒輪1593。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590是氣動(dòng)馬達(dá)，并且包括入口 1592和1594，以在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏向?qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590。盡管顯示了氣動(dòng)馬達(dá)，但可采用電性馬達(dá)或者其他旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元。在本實(shí)施例中，渦輪軸桿1588的反端1587配置成接收手輪(hand wheel)或類似裝置，手輪用于作為附加裝置或者代替驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590來(lái)驅(qū)動(dòng)該輸出斜齒輪1593。
[0104]輸出軸桿1585的旋轉(zhuǎn)輸出通過(guò)輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606以及驅(qū)動(dòng)帶1608而傳送到耦接件587’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606安裝于輸出軸桿1585上并且隨其一同旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)帶1608延伸于輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606與耦接件587’之間，并且將旋轉(zhuǎn)輸出從輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606傳送到耦接件587’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606以及耦接件587’的尺寸設(shè)定成在其間形成所需的齒輪比(gear ratio)。在本實(shí)施例中，通過(guò)選擇滑輪1606與稱接件587’的相對(duì)尺寸,相較于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590的速度及扭矩而給出托架的合理滾轉(zhuǎn)速度。
[0105]參照?qǐng)D6和圖7，本實(shí)施例的順應(yīng)單元1600包括一對(duì)偏置的惰輪1610A、B。惰輪1610A、B安裝有彈簧偏置裝置或者類似裝置，并且可自由地水平移動(dòng)，或者一般是沿垂直于耦接件587’和驅(qū)動(dòng)滑輪1606的中心連線的線性軸而移動(dòng)。還可以采用其他的動(dòng)作范圍。彈簧固定件向內(nèi)推動(dòng)惰輪1610A、B，以在驅(qū)動(dòng)帶1608上提供張力。當(dāng)輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606處于固定位置時(shí)，例如當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1590關(guān)閉時(shí)(通過(guò)稱接潤(rùn)輪的后退驅(qū)動(dòng)力(back drivingforce)可以配置成高到足以使驅(qū)動(dòng)滑輪1606實(shí)質(zhì)上鎖定)，施加到耦接件587’上的外部旋轉(zhuǎn)作用力或扭矩使耦接件587’旋轉(zhuǎn)。在這樣做時(shí)，惰輪1610A、B中的一個(gè)向內(nèi)移動(dòng)，而另一個(gè)向外移動(dòng)。例如，針對(duì)圖7所示的配置，如果耦接件587’被外部推動(dòng)成順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則右手的惰輪1610A向內(nèi)移動(dòng)，而左手的惰輪1610B向外移動(dòng)。如耦接件587’被外部推動(dòng)成逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則左手的惰輪1610B向內(nèi)移動(dòng)，而右手的惰輪1610B向外移動(dòng)。如果移除外部作用力或者扭矩，則惰輪1610AU610B傾向于被推回其中心位置，使負(fù)載回復(fù)到其初始(中立/neutral)位置。
[0106]盡管惰輪1610A、B顯示為具有彈簧偏置裝置，但是也可以采用其他偏置方式。例如，惰輪1610A、B可以流體偏置。此外，這種流體偏置可以是可調(diào)的。例如，可以基于測(cè)試頭操作器系統(tǒng)的操作狀態(tài)來(lái)調(diào)整流體偏置，例如當(dāng)測(cè)試頭操作器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)測(cè)試頭時(shí)，流體偏置增加，而當(dāng)測(cè)試頭未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，流體偏置下降。還可以采用其他偏置方式以及配置。
[0107]已經(jīng)描述了順應(yīng)單元1600的一般性操作，現(xiàn)在參照?qǐng)D6-圖13來(lái)提供順應(yīng)單元1600的配置的詳細(xì)描述。順應(yīng)單元1600包括配置成安裝到渦輪單元1586上的外殼1602。外殼1602包括通孔1604，其配置成接收該驅(qū)動(dòng)滑輪1606。交叉槽1605延伸到外殼1602頂部?jī)?nèi)，并且與通孔1604交叉，使得在驅(qū)動(dòng)滑輪1606周圍通過(guò)的驅(qū)動(dòng)帶1608可以延伸到外殼1602外面并且與耦接件587’嚙合。交叉槽1605還配置成接收惰輪1610A、B，使其與通過(guò)交叉槽1605的驅(qū)動(dòng)帶1608對(duì)齊。在本實(shí)施例中，每個(gè)惰輪1610A、B支撐于各自的輪軸1612A、B上。外殼1602包括對(duì)置的輪軸槽1613A，其配置成支撐輪軸1612A的末端，以使輪軸1612A在其中線性移動(dòng)。外殼1602還包括對(duì)置的輪軸槽1613B，其配置成支撐輪軸1612B的末端，以使輪軸1612B在其中線性移動(dòng)。如果需要，輪軸槽1613A、B的結(jié)構(gòu)可以不同于圖不的結(jié)構(gòu)。一對(duì)軸桿孔1607平行于交叉槽1605而延伸通過(guò)外殼1602,其中交叉槽1605每側(cè)一個(gè)軸桿孔。每個(gè)軸桿孔160通過(guò)各自的輪軸槽1613A以及輪軸槽1613B。如下文所描述的，交叉槽1605、軸桿孔1607以及輪軸槽1613A、B配置成支撐惰輪總成1601。圖10-圖13顯示了惰輪總成1601。惰輪總成1601包括一對(duì)軸桿1620，其配置成支撐輪軸1612A、B,以使1612A、B沿其線性移動(dòng)。參照?qǐng)D11，每個(gè)軸桿1620包括與各端鄰接的行進(jìn)面1622。行進(jìn)面1622配置成支撐輪軸套管(axel bushing) 1630，以沿其低摩擦行進(jìn)。軸桿1620的中部可以進(jìn)行臺(tái)階處理，以在各行進(jìn)面1622上定義行進(jìn)限位器(limit stop) 1624。軸桿1620的中部包括溝槽1625，以接收固定夾(retaining clip) 1626，其在軸桿1620定位到各自的軸桿孔1607內(nèi)后嚙合并相對(duì)外殼1602緊固該軸桿1620 (參見(jiàn)圖9)。如下文所描述的，軸桿1620的各端包括螺紋孔1623，其配置成接收各自的彈簧螺釘1642?；蛘撸S桿1620的各端可以是帶螺紋的并且配置成接收螺母或者類似裝置。
[0108]參照?qǐng)D10-圖12，各惰輪輪軸1612A、B包括中部1614，配置成可旋轉(zhuǎn)地支撐各自的惰輪1610A、B。惰輪1610A、B可包括軸承或者類似裝置(未圖示)以降低摩擦。惰輪溝槽1615繞中部1614延伸并且配置成接收多個(gè)固定夾1619，固定夾1619將惰輪1610A、B軸向緊固到輪軸1612A、B上。在本實(shí)施例中，輪軸1612A、B的各端1616展平以定義彈簧接觸面1618。然而，接觸面1618可配置成任何配置，包括弧形配置。套管孔1617延伸通過(guò)各輪軸末端1616,并且配置成接收各自的套管1630,并進(jìn)行干涉配合(interference fit),使得輪軸1612A、B隨著套管1630 —起沿著各自的軸桿行進(jìn)面1622而移動(dòng)。
[0109]參照?qǐng)D10與圖13，一旦惰輪輪軸1612A、B與各自的套管1630定位于軸桿1620的行進(jìn)面1622上，各自的壓緊彈簧1640分別定位在每個(gè)行進(jìn)面1622的周圍。各自的彈簧螺釘1642伸通過(guò)各自的壓緊彈簧1640，并且嚙合于軸桿1620的末端的各自螺紋孔1623內(nèi)。墊圈1644可以定位于彈簧螺釘1642與壓緊彈簧1640之間。隨著彈簧螺釘1642擰緊，壓縮螺釘1640壓緊輪軸1612A、B的各自的彈簧接觸面1618。在本實(shí)施例中，壓緊彈簧1640提供上文參照?qǐng)D7所描述的彈簧偏置。如果需要?jiǎng)t擰緊彈簧螺釘1640，以設(shè)定驅(qū)動(dòng)帶1608上的張力，并且建立惰輪1610A、B的初始中立位置。通過(guò)調(diào)整各彈簧螺釘1640，惰輪1610A、B還可以用于抵消耦接件587’上的不平衡(out-of-balance)扭矩。例如，如果負(fù)載為600磅并且重心從轉(zhuǎn)軸偏離1/2英寸，則存在300in-lbs的扭矩，其傾向于以不希望的方式來(lái)旋轉(zhuǎn)該負(fù)載。通過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)膹椈陕葆?640，可以調(diào)整作用于惰輪1610A、B上的彈簧作用力，來(lái)抵消這種不平衡扭矩。
[0110]參照?qǐng)D14A、圖14B和圖15，順應(yīng)單元1600顯示成與不同結(jié)構(gòu)的輥輪齒輪箱580’’、580’’’一起使用。具體參照?qǐng)D14A和圖14B，輥輪齒輪箱580’’包括軸頸塊1582’’，而軸頸512a、512b從軸頸塊1582”延伸以與樞軸耦接單元530的軸承511a、511b進(jìn)行樞軸連接。可以提供擺動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)1581以相對(duì)于樞軸耦接單元530來(lái)鎖定軸頸塊1582’’。在本實(shí)施例中，軸頸塊與軸頸塊1582’ ’ 一體形成。軸頸塊1582’ ’設(shè)有一對(duì)軸承593和595，其配置成支撐從支撐耦接件587’ ’延伸的軸桿592，以便其中心軸進(jìn)行低摩擦旋轉(zhuǎn)。軸桿592延伸通過(guò)定位于支撐耦接件587’ ’與軸頸塊1582’ ’之間的驅(qū)動(dòng)件596。銷597或者類似裝置在支撐耦接件587’ ’與驅(qū)動(dòng)件592之間延伸，使得它們以旋轉(zhuǎn)方式互相連接。限位架(stop bracket) 598與驅(qū)動(dòng)件592相鄰地從軸頸塊1582，’延伸。限位塊(stop) 568 (僅顯示一個(gè))從驅(qū)動(dòng)件592的各側(cè)徑向延伸，并且配置成接觸限位架598以限制旋轉(zhuǎn)范圍。提供蓋體總成599以保護(hù)該順應(yīng)單元1600、齒輪單元1586、馬達(dá)1590以及相關(guān)設(shè)備。支撐耦接件587’ ’與驅(qū)動(dòng)件592構(gòu)成本實(shí)施例的耦接單元。和先前的實(shí)施例一樣，托架300連接于耦接件587’ ’，使得耦接件587’ ’的旋轉(zhuǎn)引起托架300與測(cè)試頭490繞其滾軸旋轉(zhuǎn)。
[0111]本實(shí)施例中，順應(yīng)單元1600由軸頸塊1582’’支撐。同樣，齒輪單元1586的輸出軸桿1585的旋轉(zhuǎn)輸出通過(guò)輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606以及驅(qū)動(dòng)帶1608而傳送到耦接件587’ ’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606安裝到輸出軸桿1585上，并且與其一起旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)帶1608在輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606與驅(qū)動(dòng)件592之間延伸。由于驅(qū)動(dòng)件592與耦接件587’’以旋轉(zhuǎn)方式互相連接，驅(qū)動(dòng)帶1608通過(guò)驅(qū)動(dòng)件592而將旋轉(zhuǎn)輸出從輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606輸出到耦接件587’ ’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606與耦接件587’ ’的尺寸再次設(shè)定成在其間形成所需的齒輪t匕。在其他方面，順應(yīng)元件1600以上述方式進(jìn)行操作。
[0112]參照?qǐng)D15，輥輪齒輪箱580’’’包括軸頸塊1582’’’，而軸頸512a、512b從其延伸以與樞軸耦接單元530的軸承511a、511b進(jìn)行樞軸連接。提供擺動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)1581以相對(duì)于樞軸耦接單元530而鎖定軸頸塊1582’ ’ ’。在本實(shí)施例中，軸頸塊1582’ ’’包括內(nèi)部安裝架1579，以固定回轉(zhuǎn)軸承591。在本實(shí)施例中，軸承591平行于軸頸塊1582’ ’ ’的主體而延伸。與圖3-圖13的實(shí)施例一樣，支撐耦接件587’與軸承591連接，以繞其中心軸進(jìn)行低摩擦旋轉(zhuǎn)。該支撐耦接件587’與軸承591構(gòu)成本實(shí)施例的耦接單元。與先前的實(shí)施例一樣，托架300連接于該支撐耦接件587’，使得該支撐耦接件587’的旋轉(zhuǎn)引起托架300和測(cè)試頭490繞其滾軸旋轉(zhuǎn)。
[0113]在本實(shí)施例(圖15)中，順應(yīng)單元1600由軸頸塊1582’’’支撐于不同方位，然而輸出軸桿1585的旋轉(zhuǎn)輸出仍通過(guò)輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606和驅(qū)動(dòng)帶1608而傳送到耦接件587’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606安裝于輸出軸桿1585上并且隨之旋轉(zhuǎn)。與圖3-圖13的實(shí)施例一樣，驅(qū)動(dòng)帶1608在輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606與耦接件587’之間直接延伸，藉此將旋轉(zhuǎn)輸出從輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606傳送到耦接件587’。輥輪驅(qū)動(dòng)滑輪1606以及耦接件587’的尺寸再次設(shè)定成在其間形成所需的齒輪比。在本實(shí)施例中，渦輪單元1586的齒輪1591’’’和1593’’’與馬達(dá)1590直接連接，而不是斜面(beveled)連接。在其他方面，順應(yīng)元件1600同樣以上述方式進(jìn)行操作。
[0114]盡管轉(zhuǎn)軸由圖3-圖6以及圖14A和圖14B所描述的實(shí)施例的耦接單元587’的轉(zhuǎn)軸所定義，并且實(shí)質(zhì)上與由軸頸512a和512b所定義的正交軸交叉，但由圖15的實(shí)施例的耦接單元587’所定義的轉(zhuǎn)軸位于由樞軸軸頸512a和512b所定義的正交軸的一側(cè)，這是特定應(yīng)用所需要的。在所有的實(shí)施例中，希望負(fù)載相對(duì)于轉(zhuǎn)軸是平衡的。這可以通過(guò)使轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上通過(guò)負(fù)載的重心來(lái)達(dá)成。如果希望轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)離負(fù)載的重心，則可以使用同一受讓人的美國(guó)專利第7，084，358號(hào)中所公開(kāi)的負(fù)載平衡裝置。
[0115]再次參照?qǐng)D1A-圖2C，柱狀單元100包括兩個(gè)線性導(dǎo)軌115，其從柱狀單元100的底部豎直延伸到頂部。主臂板510由適當(dāng)?shù)木€性軸承或者類似裝置耦接到軌道115上。柱狀單元100內(nèi)的主流體操作促動(dòng)器150 (參照?qǐng)D37A)與主臂板510關(guān)聯(lián)，使主臂板510及其負(fù)載(包括主臂總成500、輥輪齒輪箱580、托架300、測(cè)試頭490以及線纜)在豎直方向上沿軌道115上下移動(dòng)。這種流體促動(dòng)操作器100配置成流體平衡型的。Smith最初在美國(guó)專利第4，589，815號(hào)(參見(jiàn)圖38-圖12)并且后續(xù)在美國(guó)專利第4，705，447號(hào)以及第5，149，029號(hào)中描述了這種結(jié)構(gòu)。這三個(gè)專利并入本案以供參考。如這些專利中所描述的，在豎直軸或Y軸上提供實(shí)質(zhì)上無(wú)重量的狀態(tài)(因而提供順應(yīng)動(dòng)作)。如更詳細(xì)公開(kāi)的，柱狀單元100的內(nèi)部機(jī)構(gòu)使測(cè)試頭的豎直移動(dòng)距離增加，例如，兩倍于氣動(dòng)缸內(nèi)的活塞所移動(dòng)的距離。
[0116]基座單元600包括水平定位的基座板605，其在操作時(shí)一般是靜止的。線性導(dǎo)軌630設(shè)置于基座板605上。線性軸承或者類似裝置將水平臺(tái)架650耦接到線性導(dǎo)軌630上，使得水平臺(tái)架650在平行于地板的平面上輕易地線性移動(dòng)。這種線性動(dòng)作定義了進(jìn)出(in-out)軸。柱狀單元100緊固于水平臺(tái)架650上，并且藉此具有相對(duì)于基座單元600的進(jìn)出線性動(dòng)作。如所描述的，氣動(dòng)缸設(shè)置于基座單元600內(nèi)，以提供動(dòng)力進(jìn)出動(dòng)作。
[0117]圖1A顯示了本案所使用的笛卡兒(Cartesian)座標(biāo)系。X軸1002定位于平行于地板、基座板605以及水平線性導(dǎo)軌515的水平面內(nèi)，使得水平橫向動(dòng)作平行于X軸1002。Z軸1004也處于水平面內(nèi)，此水平面平行于地板以及基座板605，并且還平行于位于水平臺(tái)架650上的線性導(dǎo)軌630，使得進(jìn)出動(dòng)作平行于Z軸1004。Y軸1006是豎直的，并且平行于線性導(dǎo)軌115，使得上下(up-down)動(dòng)作平行于Y軸1006。X軸1002、Y軸1006以及Z軸1004相互正交。
[0118]下面更詳細(xì)地描述控制單元700?？刂茊卧?00 —般包括按鈕、開(kāi)關(guān)或者類似裝置，以使操作者可以控制上下以及進(jìn)出動(dòng)作。
[0119]參照?qǐng)D1A以及圖2A-圖2C，顯示了操作器系統(tǒng)10的各種位置，示意了操作器系統(tǒng)10的動(dòng)作范圍。在圖1A中，測(cè)試頭490的豎直位置處于豎直柱狀單元100中間的被稱為“服務(wù)位置(service position) ”的地方。在圖1A中，測(cè)試頭490還從Z軸1040右擺45度，并且水平位置完全向右。在圖2A中，測(cè)試頭490處于其最低點(diǎn)，擺動(dòng)角度為O度，并且完全向左。在圖2B中，測(cè)試頭490處于其最高點(diǎn)，擺動(dòng)角度為90度，并且完全向右。在圖2C中，測(cè)試頭490處于其最高點(diǎn)，擺動(dòng)角度為O度，并且完全向左。
[0120]參照?qǐng)D16A以及圖16B，將更詳細(xì)地描述基座單元600?；鶈卧?00支撐柱狀單元100且為柱狀單元100提供進(jìn)出動(dòng)作，并且藉此為測(cè)試頭490提供進(jìn)出動(dòng)作。柱狀單元100 (圖16A和圖16B中未圖示)安裝于臺(tái)架650上。臺(tái)架650由線性軸承635a、b、c、d固定到線性導(dǎo)軌630a、b上，其彼此平行地安裝于底板605上。因而，臺(tái)架650可沿著由線性導(dǎo)軌630a和630b所定義的軸而水平移動(dòng)。在本實(shí)施例中，雙動(dòng)氣動(dòng)缸620作為動(dòng)作促動(dòng)器以影響臺(tái)架650的水平進(jìn)出動(dòng)作，并且因而影響測(cè)試頭490。動(dòng)作限位塊628f、r固定于底板605上，并且與固定于臺(tái)架650下側(cè)的限位單元640配合，以分別阻止并限制臺(tái)架650的前向以及后向動(dòng)作，這些將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0121]底板605較佳地由鋼制成，以增加強(qiáng)度并在負(fù)載從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置時(shí)使產(chǎn)生的撓曲最小化。也可以采用其他材質(zhì)，包括金屬材質(zhì)以及非金屬材質(zhì)。在本實(shí)施例中，平行的線性導(dǎo)軌630a、b與實(shí)心側(cè)軌606a、b由凹頭(socket-head cap)螺釘固定于基座605上。或者可采用其他固定方式。實(shí)心側(cè)軌606a、b較佳地提供附加的抗撓曲性。四個(gè)腳架(caster bracket) 602固定到基座板605上,每個(gè)角落附近一個(gè)?；蛘呖梢圆捎貌煌瑪?shù)量及配置的腳架602。固定到各腳架602上的是腳輪601。根據(jù)應(yīng)用需要，腳輪601可以是固定的或者回轉(zhuǎn)型的。也可以采用其他類型的輪子。固定到底板605上的還有多個(gè)延伸腿，以在測(cè)試頭移過(guò)其動(dòng)作包絡(luò)(envelope)時(shí)提供穩(wěn)定性。所示的延伸腿包括前角延伸腿613以及側(cè)延伸腿607。后角延伸腿610可以在ATE系統(tǒng)的主機(jī)箱下方延伸以提供進(jìn)一步的穩(wěn)定性。
[0122]基座單元600還包括耦接于基座板605的平衡(leveling)支撐件603、耦接于延伸腿613的平衡支撐件614以及耦接于延伸腿607的平衡支撐件608。這些平衡支撐件是現(xiàn)有的類型，具有面朝下的圓形平面以及螺紋部，螺紋部向上延伸并且嚙合其所固定的構(gòu)件的螺紋孔。后角延伸腿610包括平衡支撐件611，其以倒裝方式(upside-down)進(jìn)行安裝。支撐件611用于將后角延伸腿610與ATE主機(jī)箱(未圖示)嚙合。
[0123]在使用操作器系統(tǒng)10之前，平衡支撐件603、608以及614如希望地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使其平面與地板接觸，而腳輪601定位于地面的略上方。支撐件603、608以及614可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以平衡基座600并且使得柱狀單元100處于所希望的豎直位置。同樣，支撐件611旋轉(zhuǎn)使得其與ATE箱(未圖示)嚙合。通過(guò)向內(nèi)旋動(dòng)所有的平衡支撐件以使平衡支撐件603、608以及614離地，并且支撐件611脫離主機(jī)箱，操作器系統(tǒng)10可以在適當(dāng)?shù)乃降匕迳蠌囊粋€(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。由于腳輪601與地板接觸，操作器系統(tǒng)10可以輕易地滾動(dòng)到新的位置。
[0124]水平臺(tái)架650支撐柱狀單元100，并且為測(cè)試頭490提供進(jìn)出(前后)動(dòng)作。與基座板605相類似，矩形臺(tái)架650較佳地由鋼制成，以增加強(qiáng)度以及抗撓曲性。線性軸承635由六個(gè)凹頭螺釘固定到臺(tái)架650的每個(gè)角落。如所希望地固定線性軸承635，以與線性導(dǎo)軌630a、b精密地嚙合，使得臺(tái)架650能夠以非常低的摩擦而沿著線性進(jìn)出軸輕易地移動(dòng)。還提供鎖定機(jī)構(gòu)以將臺(tái)架650保持在其動(dòng)作范圍的所需位置。在本實(shí)施例中,鎖定機(jī)構(gòu)包括:靴座692，位于臺(tái)架650的下側(cè)；以及肘節(jié)(toggle)控制器690，位于臺(tái)架650上方的操作者可達(dá)側(cè)。如圖所示，靴座692與軌道630b對(duì)齊。當(dāng)肘節(jié)控制器處于第一非鎖定位置，靴座692位于軌道630b的略上方或者與軌道630b松動(dòng)接觸，并且臺(tái)架可沿著軌道630a、b輕易地移動(dòng)。當(dāng)臺(tái)架已經(jīng)位于所需位置，肘節(jié)控制器690可以移動(dòng)到第二鎖定位置。當(dāng)肘節(jié)控制器690處于鎖定位置，靴座692有力地支承于軌道630b上，阻止臺(tái)架650的沿著軌道630a、b進(jìn)一步動(dòng)作。
[0125]限位塊628f以及628r由適當(dāng)?shù)穆葆敾蝾愃蒲b置而固定于基座板605上。限位塊628f以及628r較佳地居中于平行于軌道630a、b的線上。限位塊628f位于基座板605的前面，而限位塊628r位于后面。限位塊628f、r均定向成使得各限位塊具有指向基座板605的中心并且垂直于軌道630a、b的平面。臺(tái)架限位單元640使用適當(dāng)?shù)穆葆敾蝾愃蒲b置而固定到水平臺(tái)架650的下側(cè)。限位單元640包括限位錐642f以及642r，其較佳地由硬橡膠或者其他適當(dāng)材質(zhì)制成。臺(tái)架限位單元640位于臺(tái)架650上，當(dāng)臺(tái)架650通過(guò)線性軸承635而耦接到軌道630a、b上時(shí)，臺(tái)架限位單元640定位成:⑴位于限位塊628f與628r之間，并且(2)限位錐642f、r的軸與在限位塊628f與628r之間延伸的線對(duì)齊。水平臺(tái)架650可以朝前移動(dòng)，直到限位錐642f嚙合限位塊628f，并且可朝后移動(dòng)，直到限位錐642r嚙合限位塊628r。凈(net)水平線性動(dòng)作的距離限制到限位塊628f和628r的面向內(nèi)的面之間的距離減去限位錐642f和642r的尖端之間的距離。
[0126]由于軌道630a、b與線性軸承635之間的低摩擦耦接，可以為相對(duì)較小的操作器以及測(cè)試頭手動(dòng)地提供水平動(dòng)作。然而，對(duì)于較大的系統(tǒng)，許多用戶更喜歡在此軸上采用動(dòng)力動(dòng)作。在這種配置中，較佳地提供順應(yīng)模式，其中通過(guò)相對(duì)較小的外力(包括手動(dòng))可輕易地移動(dòng)負(fù)載，以將測(cè)試頭與周邊件或者可能的其他裝置進(jìn)行對(duì)接。在本實(shí)施例中，雙動(dòng)氣動(dòng)缸620配置成提供這種順應(yīng)模式。雙動(dòng)氣動(dòng)缸620以及相關(guān)的活塞桿622由適當(dāng)?shù)木o固方式固定于基座板605上。氣動(dòng)缸620以及活塞桿622較佳地定位成使得氣動(dòng)缸620與活塞桿622的共用軸平行于線性導(dǎo)軌630a、b。在本實(shí)施例中，活塞桿622的遠(yuǎn)端623是帶螺紋的。遠(yuǎn)端623通過(guò)支架625的圓孔，支架625安裝到臺(tái)架650的邊緣附近。螺母(未圖示)螺紋固定到桿622的遠(yuǎn)端623，使得活塞桿622固定到臺(tái)架650上。還可以采用其他的固定配置。
[0127]氣動(dòng)缸620裝配有兩個(gè)埤，內(nèi)部活塞(未圖不)每側(cè)一個(gè)埤。流體在壓力的作用下注入到一個(gè)埠，以在第一方向上推動(dòng)活塞以及活塞桿622，并且注入到另一埠，以在相反方向上推動(dòng)活塞以及活塞桿622。如果不接收流體注入的埠保持開(kāi)放以允許前一動(dòng)作所剩余的流體排出，則可以加強(qiáng)一方向或者另一方向的動(dòng)作。因而，如下文所描述的，通過(guò)控制加壓流體流入且流出兩個(gè)埠，可以控制水平臺(tái)架650的動(dòng)作。較佳地，相對(duì)于臺(tái)架限位單元640而配置限位塊628f以及628r，使得臺(tái)架650的動(dòng)作范圍小于氣動(dòng)缸620內(nèi)的活塞的總可用沖程，并迫使臺(tái)架在任一方向上到達(dá)沖程末端前(也就是，降至最低點(diǎn)之前)停止。這樣確保了在氣動(dòng)缸內(nèi)存在足夠的體積來(lái)開(kāi)始離開(kāi)限位塊的動(dòng)作。通過(guò)使用氣動(dòng)元件，包括靴座692在內(nèi)的鎖定機(jī)構(gòu)可以采用“氣動(dòng)’ ’肘節(jié)控制器690 ’來(lái)代替上述的肘節(jié)控制器690。氣動(dòng)肘節(jié)控制器690’包括流體促動(dòng)器691 (參見(jiàn)圖57)，其具有默認(rèn)的非鎖定的收回位置，使得靴座692與軌道630b間隔開(kāi)，類似于上述的非鎖定狀態(tài)。為了通過(guò)靴座692來(lái)鎖定進(jìn)/出動(dòng)作，須通過(guò)肘節(jié)開(kāi)關(guān)來(lái)促動(dòng)控制閥693，藉此，流體促動(dòng)器691使靴座692伸出，藉此來(lái)鎖定系統(tǒng)使不能進(jìn)行進(jìn)或出運(yùn)動(dòng)。
[0128]在本實(shí)施例中，工作流體可以是空氣，其是可壓縮的。因而，如果臺(tái)架處于靜止?fàn)顟B(tài)(在任一埠都不添加或者釋放空氣)，則臺(tái)架可通過(guò)施加外力而進(jìn)行移動(dòng)。因而，提供了順應(yīng)性。或者，如當(dāng)前實(shí)施例所示的，如果釋放流體壓力，并且將各埠向大氣開(kāi)放，則臺(tái)架以及其所支撐的負(fù)載可手動(dòng)地從一個(gè)限位塊移動(dòng)到另一個(gè)限位塊。如下文所描述的，通過(guò)控制單元700，可將通過(guò)氣動(dòng)缸620對(duì)水平動(dòng)作的控制較佳地與其他操作器軸的控制相結(jié)合。
[0129]參照?qǐng)D17-圖32，更詳細(xì)地描述其他基座單元600’?；鶈卧?00’支撐柱狀單元100且為柱狀單元100提供進(jìn)/出動(dòng)作，并藉此為測(cè)試頭490提供進(jìn)/出動(dòng)作。柱狀單元100 (圖17-20中未圖示)安裝于臺(tái)架650’上。臺(tái)架650’由線性軸承635a、b、c、d固定到線性導(dǎo)軌630a、b上，線性導(dǎo)軌630a、b，彼此平行地安裝于底板605’上。因而，臺(tái)架650’可以沿由線性導(dǎo)軌630a和630b所定義的軸而水平移動(dòng)。如下文更詳細(xì)描述的，線性促動(dòng)器總成50作為動(dòng)作促動(dòng)器以影響臺(tái)架650’和柱狀單元100的水平進(jìn)出動(dòng)作，并且因而影響測(cè)試頭490。動(dòng)作限位塊628f、r固定于底板605’上，并且與固定于臺(tái)架650’下側(cè)的限位單元640配合，以分別阻止并限制臺(tái)架650’的前向以及后向動(dòng)作，這些將在下文中進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0130]底板605’較佳地由鋼制成，以增加強(qiáng)度并減小負(fù)載從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置時(shí)產(chǎn)生的撓曲。也可以采用其他材質(zhì)，包括金屬材質(zhì)以及非金屬材質(zhì)。在本實(shí)施例中，平行的線性導(dǎo)軌630a、b與實(shí)心側(cè)軌606a、b由凹頭螺釘固定到基座605’上?；蛘呖刹捎闷渌墓潭ǚ绞健?shí)心側(cè)軌606a、b較佳地提供附加的抗撓曲性。四個(gè)腳架602固定到基座板605’上，每個(gè)角落附近一個(gè)?；蛘呖梢圆捎貌煌瑪?shù)量及配置的腳架602。附著到各腳架602的是腳輪601。根據(jù)應(yīng)用需要，腳輪601可以是固定的或者回轉(zhuǎn)型的。也可以采用其他類型的輪子。附著到底板605’上的還有多個(gè)延伸腿，以在測(cè)試頭移過(guò)其動(dòng)作包絡(luò)時(shí)提供穩(wěn)定性。所示的延伸腿包括前角延伸腿613以及側(cè)延伸腿607。后角延伸腿610可以在ATE系統(tǒng)的主機(jī)箱下方延伸以提供進(jìn)一步的穩(wěn)定性。
[0131]基座單元600’包括耦接于底板605’的平衡支撐件603、耦接于延伸腿613的平衡支撐件614以及耦接于延伸腿607的平衡支撐件608。這些平衡支撐件是現(xiàn)有的類型，具有面朝下的圓形平面以及螺紋部，螺紋部向上延伸并且嚙合其所固定的構(gòu)件的螺紋孔。后角延伸腿610包括平衡支撐件611，其以倒裝方式進(jìn)行安裝。支撐件611用于將后角延伸腿610與ATE主機(jī)箱(未圖示)嚙合。
[0132]在使用操作器系統(tǒng)10之前，如希望地旋轉(zhuǎn)多個(gè)平衡支撐件603、608以及614，使其平面與地面接觸，而腳輪601定位于地面的略上方。支撐件603、608以及614可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以平衡基座600’并且使得柱狀單元100處于所希望的豎直位置。還旋轉(zhuǎn)該支撐件611，使得其與ATE箱(未圖示)嚙合。通過(guò)向內(nèi)旋動(dòng)所有的平衡支撐件以使平衡支撐件603、608以及614離地，并且使支撐件611脫離主機(jī)箱而使操作器系統(tǒng)10在適當(dāng)?shù)乃降匕迳蠌囊粋€(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。由于腳輪601與地板接觸，操作器系統(tǒng)10可以輕易地滾動(dòng)到新的位置。
[0133]水平臺(tái)架650’支撐操作器系統(tǒng)10，并且為測(cè)試頭490提供進(jìn)出(前后)動(dòng)作。與基座板605’相似，矩形臺(tái)架650’較佳地由鋼制成，以增加強(qiáng)度以及抗撓曲性。線性軸承635由六個(gè)凹頭螺釘固定到臺(tái)架650’的每個(gè)角落。如所希望地固定線性軸承635，以與線性導(dǎo)軌630a、b進(jìn)行精密嚙合，使得臺(tái)架650’能夠以非常低的摩擦沿著線性進(jìn)出軸輕易地移動(dòng)。
[0134]限位塊628f以及628r由適當(dāng)?shù)穆葆敾蝾愃蒲b置固定于基座板605’上。限位塊628f以及628r較佳地居中于平行于軌道630a、b的線上。限位塊628f定位于基座板605’的前面，而限位塊628r定位于后面。限位塊628f、r均定向成使得各限位塊具有指向基座板605’的中心并且垂直于軌道630a、b的平面。臺(tái)架限位單元640使用適當(dāng)?shù)穆葆敾蝾愃蒲b置而固定到水平臺(tái)架650’的下側(cè)。限位單元640包括限位錐642f以及642r，其較佳地由硬橡膠或者其他適當(dāng)材質(zhì)制成。臺(tái)架限位單元640位于臺(tái)架650’上,使得當(dāng)臺(tái)架650’通過(guò)線性軸承635而耦接到軌道630a、b上時(shí)，臺(tái)架限位單元640定位成:(I)位于限位塊628f以及628r之間，并且(2)限位錐642f、r的軸與在限位塊628f以及628r的中心之間延伸的線對(duì)齊。水平臺(tái)架650’可向前移動(dòng)，直到限位錐642f與限位塊628f嚙合，并且可向后移動(dòng)直到限位錐642r與限位塊628r嚙合。凈水平線性動(dòng)作的距離限制到限位塊628f以及628r的面向內(nèi)的面之間的距離減去限位錐642f以及642r的尖端之間的距離。
[0135]參照?qǐng)D20，促動(dòng)器50—般包括:臺(tái)架板1、一對(duì)斜坡塊2、制動(dòng)靴座3、凸緣4、軸承塊5、流體促動(dòng)缸6、一對(duì)軸承7、一對(duì)軌道8、一對(duì)止回閥9、自粘泡沫墊10、磁鐵11、防滑橡膠墊12、一對(duì)套筒軸承13、定位(dowel)銷14、缸蓋螺栓15、多個(gè)沈頭(countersunksocket)螺釘16、17、多個(gè)缸蓋螺栓18、19以及六角螺母(nut) 20。參照?qǐng)D19，缸6 —端通過(guò)凸緣4以及軸承塊5而以樞軸方式固定于臺(tái)架605’上。在反端，活塞桿26連接于制動(dòng)靴座3。制動(dòng)靴座3包括一對(duì)對(duì)置的定位銷14。每個(gè)定位銷14延伸到各自的斜坡塊2的斜坡槽22內(nèi)。斜坡塊2分別連接到臺(tái)架板I上，臺(tái)架板I通過(guò)軸承7而固定到軌道8上，以沿著軌道8進(jìn)行線性動(dòng)作。如下文更詳細(xì)解釋的，活塞桿26的移動(dòng)引起銷14沿斜坡22的移動(dòng)，并藉此來(lái)控制該制動(dòng)靴座3的應(yīng)用。
[0136]本實(shí)施例提供了順應(yīng)模式，其中通過(guò)相對(duì)較小的外力(包括手動(dòng))可輕易地移動(dòng)負(fù)載，以將測(cè)試頭與周邊件或者可能的其他裝置對(duì)接。在本實(shí)施例中，促動(dòng)器50配置成提供這種順應(yīng)模式。缸6裝配有兩個(gè)埤9,內(nèi)部活塞(未圖不)每側(cè)一個(gè)埤。在較佳實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)順應(yīng)性，如下文所描述的，釋放流體壓力且使埠9向大氣開(kāi)放或者供應(yīng)流體到收回埤(retractport)9,使得不施加制動(dòng)靴座3。當(dāng)制動(dòng)靴座3處于非施加位置時(shí)，臺(tái)架650’及其所支撐的負(fù)載可手動(dòng)地從一個(gè)制動(dòng)器移動(dòng)到另一個(gè)制動(dòng)器。
[0137]在本實(shí)施例中，還提供了臺(tái)架650 ’在第一對(duì)接方向上的自動(dòng)移動(dòng)。系統(tǒng)還可以配置成在兩個(gè)方向上提供自動(dòng)移動(dòng)。流體在壓力的作用下注入到埠9中的一個(gè)埠內(nèi)，以在相反的方向上推動(dòng)活塞以及活塞桿26，藉此來(lái)施加制動(dòng)靴座3，并且在第一對(duì)接方向上移動(dòng)臺(tái)架650’。流體注入到另一埠，以在相反方向上推動(dòng)活塞以及活塞桿26，釋放制動(dòng)靴座3，其中臺(tái)架650’可以手動(dòng)來(lái)移動(dòng)。另外，可提供獨(dú)立的偏置件(例如，彈簧)，使得活塞在流體壓力釋放時(shí)自動(dòng)地收回。因而，通過(guò)控制加壓流體進(jìn)入以及流出兩個(gè)埠9，可以控制水平臺(tái)架650’的動(dòng)作。
[0138]如上文所示的，活塞桿26的延伸和收回還控制該制動(dòng)靴座3的施加，將參照?qǐng)D21-圖32來(lái)描述這種情況。參照?qǐng)D21-圖23，此圖是初始位置，并且活塞26收回到缸6內(nèi)。因而定位銷14位于其斜坡22的上端(參見(jiàn)圖22A)，并且該制動(dòng)靴座3上升，使得其不接觸基座板605’(參見(jiàn)圖23A)或者使“牽引螺釘頭’’從其向上伸出。通過(guò)向收回埠9施加流體壓力而將活塞26保持在這個(gè)位置?；蛘?，彈簧或者其他結(jié)構(gòu)可用于保持活塞26。在這種條件下，臺(tái)架650’以及乘坐于其上的負(fù)載可以利用軸承635而沿軌道630a、b自由地移動(dòng)。
[0139]參照?qǐng)D24-圖26，流體控制器可以切換到“驅(qū)動(dòng)”或者“伸出”位置。流體壓力從將活塞26保持在收回位置的埠9 ( S卩，收回埠)釋放。流體壓力施加到使缸6伸長(zhǎng)的埠9 (即，伸長(zhǎng)埠)。如圖25A更清楚顯示的，缸6伸長(zhǎng)了一小段距離，使得定位銷14沿著斜坡22而移動(dòng)。如圖26A所示，靴座3現(xiàn)在更靠近基座板605’，但仍未接觸基座板605’或者從其向上延伸的“牽引螺釘頭”。臺(tái)架650’仍未移動(dòng)。
[0140]現(xiàn)在參照?qǐng)D27-圖29，通過(guò)使開(kāi)關(guān)保持在驅(qū)動(dòng)或伸長(zhǎng)位置，流體壓力繼續(xù)施加到伸長(zhǎng)埠9。因而，如圖28A所示，缸6現(xiàn)在完全伸長(zhǎng)，并且定位銷14已經(jīng)沿著其斜坡22向下移動(dòng)。如圖29A中更清楚地看到的，制動(dòng)靴座3已經(jīng)接觸基座板605’以及“牽引螺釘頭”的頂部。這樣，靴座3推在(pushing against)基座板605’上,并且由于缸6已經(jīng)伸長(zhǎng),使得臺(tái)架605’向右移動(dòng)。注意到定位銷14不會(huì)一直處于其斜坡22的最低端。已經(jīng)設(shè)計(jì)成允許并補(bǔ)償制動(dòng)靴座3與制動(dòng)墊12的磨損。隨著這些物件的磨損，定位銷14會(huì)向斜坡22的下方進(jìn)一步行進(jìn)。
[0141]參照?qǐng)D30-圖32，控制器已經(jīng)切換到“收回”位置。流體壓力已經(jīng)從伸長(zhǎng)埠9移除，埠9被允許進(jìn)行排氣。流體壓力已經(jīng)施加到收回埠9，并且活塞26已經(jīng)收回。系統(tǒng)50已經(jīng)準(zhǔn)備開(kāi)始另一動(dòng)作循環(huán)。也就是，如果控制器再次切換到伸長(zhǎng)位置，則壓力再次施加到伸長(zhǎng)埤9同時(shí)該收回埤9進(jìn)行排氣。這樣使得缸6再一次伸長(zhǎng),更向右推動(dòng)缸650’。為了將臺(tái)架650’返回到其開(kāi)始位置(向左)，則使開(kāi)關(guān)處于收回位置，并且這樣允許沿著動(dòng)作軌道而手動(dòng)地推動(dòng)臺(tái)架650’。
[0142]參照?qǐng)D33A-圖42C更詳細(xì)地描述柱狀單元100。在附圖中，柱狀單元100 —般具有主臂總成500。但是為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，省略了輥輪齒輪箱580、托架300、測(cè)試頭490、基座單元600以及控制單元700。
[0143]參照?qǐng)D34A-圖34C，柱狀單元100包括柱狀主體110，其為各種裝置提供豎直支撐結(jié)構(gòu)以及封閉單元和安裝結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，柱狀主體Iio的橫截面是U形的，并且由適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)制成，例如鋼，其尺寸適于支撐所需的負(fù)載。U形橫截面提供了具有三個(gè)連續(xù)封閉側(cè)面(右側(cè)101、左側(cè)102以及后側(cè)103)以及一開(kāi)放(前)側(cè)的結(jié)構(gòu)。固定到柱狀主體111底部上的是踏板111，其包括踏板開(kāi)口 111a。踏板111用于將柱狀單元100緊固到基座單元600的基座板605上。由于踏板111將負(fù)載從柱狀單元100傳遞到基座單元600，踏板111較佳地焊接到柱狀主體110上。
[0144]頂片(top piece) 112放到柱狀主體110的頂部上并且由螺釘或者其他方式固定于其上。固定到柱狀主體110的左側(cè)101的是螺栓鎖定總成116，其包括可滑動(dòng)的螺栓116a以及螺栓操作手柄116b。柱狀主體110的內(nèi)部有結(jié)構(gòu)件117。附加結(jié)構(gòu)件118固定到前開(kāi)口 115上，并且位于開(kāi)口 115的中心附近。
[0145]豎直定位的軌道安裝面119設(shè)置于開(kāi)口側(cè)115的左面。兩個(gè)豎直定位的軌道安裝面121和122設(shè)置于開(kāi)口側(cè)115的右面。較佳地，安裝面119、121以及122包括適當(dāng)定位的螺紋孔123，以接收螺釘或者類似裝置，螺釘將軌道固定到各自的表面上。也可以采用其他安裝配置。[0146]參照?qǐng)D33A和圖33B，線性導(dǎo)軌120a和120b分別緊固到軌道安裝面119和121上，而齒式制動(dòng)軌124固定到軌道安裝面122上。主臂單元500的主臂板510包括線性軸承505a、b、c和d(線性軸承505c和d在圖33A和圖33B中看不到)。線性軸承505b和d配置成嚙合該線性導(dǎo)軌120a，而線性軸承505a及c配置成嚙合該線性導(dǎo)軌120b，使得主臂單元500能夠以非常小的摩擦而沿由線性導(dǎo)軌120a和b定義的豎直軸進(jìn)行豎直平移。提升臂128包括線性軸承125a和b，其配置成分別嚙合各線性導(dǎo)軌120a和b，使得提升臂128也能夠沿相同的豎直軸以低摩擦進(jìn)行豎直平移。在本實(shí)施例中，提升臂128的豎直動(dòng)作局限于結(jié)構(gòu)件118的正上方附近到頂片112的正下方附近。提供扇折式屏障126a和126b或者類似裝置以分別封閉提升臂128與結(jié)構(gòu)件118之間以及提升臂128與頂片112之間的開(kāi)口 115。實(shí)體屏障(solid shield) 127(參見(jiàn)圖35B)填充結(jié)構(gòu)件118下方的開(kāi)口 115。
[0147]主臂單元500包括氣動(dòng)鎖定模組575。鎖定模組575包括齒式制動(dòng)軌道124嚙合的小齒輪(pinion gear)(未圖示)。當(dāng)空氣壓力施加到鎖定模組575上時(shí)，小齒輪自由地轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)空氣壓力移除時(shí)，小齒輪則鎖定在適當(dāng)位置，并且不能旋轉(zhuǎn)。因而，當(dāng)不存在空氣壓力時(shí)，鎖定模組575阻止主臂單元500的豎直動(dòng)作。
[0148]圖33C-圖33E中顯示了具有較薄斷面(lower profile)的鎖定模組575’的主臂單元500’。鎖定模組575’包括經(jīng)主臂板510延伸的軸桿574，小齒輪576從軸桿574上延伸(參見(jiàn)圖33E)。小齒輪576配置成嚙合齒式制動(dòng)軌道124。與先前的實(shí)施例-樣，鎖定模組575’配置成在向鎖定模組575’施加空氣壓力時(shí)，小齒輪576自由地旋轉(zhuǎn)，而當(dāng)空氣壓力移除，小齒輪576則鎖定在適當(dāng)位置，并且不能旋轉(zhuǎn)。因而，當(dāng)不存在空氣壓力時(shí)，鎖定模組575’阻止主臂單元500的豎直動(dòng)作。
[0149]鎖定模組575’還包括旋轉(zhuǎn)阻尼器578，其嚙合軸桿574的后端。阻尼器578包括密封腔，其中設(shè)有一個(gè)或多個(gè)葉片(未圖示)，葉片(vane)配置成與軸桿574—起旋轉(zhuǎn)。葉片在填充于壓力腔內(nèi)的流體中移動(dòng)，并且產(chǎn)生阻尼效應(yīng)。如果在系統(tǒng)的促動(dòng)過(guò)程中存在“黏附”或者類似情況，阻尼效應(yīng)是有益的。阻尼器574防止動(dòng)量變化。因而，當(dāng)臂板510動(dòng)作時(shí)，小齒輪576由于與齒式軌道124相互作用而旋轉(zhuǎn)。這使得軸桿574旋轉(zhuǎn)，引起阻尼器578內(nèi)的葉片旋轉(zhuǎn)。通過(guò)與流體相互作用的葉片的粘滯阻力來(lái)抵抗并且減弱引起板510的速度突然變化的任何影響(例如，克服起步時(shí)的靜態(tài)阻力)。示范性的阻尼器578是可從位于Michigan的Farmington Hills的ACEControls公司所購(gòu)得的FDT系列產(chǎn)品。本案所描述的所有實(shí)施例都可以采用旋轉(zhuǎn)阻尼器578。
[0150]主臂單元500可包括螺栓接收器123，其包括螺栓接收孔123a(參見(jiàn)圖37A)。主臂單元500可豎直地定位成使得接收孔123a與螺栓鎖定總成116的螺栓116a對(duì)齊。隨后可操作螺栓操作柄116b以使螺栓116a滑入接收孔123a，因而將主臂單元500牢固地鎖定到適當(dāng)位置。這個(gè)位置被稱作“服務(wù)位置”。當(dāng)處于服務(wù)位置時(shí)，系統(tǒng)可以安全地拆分/組裝，或者以其他方式處置。具體來(lái)說(shuō)，可以安全地移除、安裝或者更換下文所描述的支撐帶130a 和 130b。
[0151]圖35A和圖35B分別顯示了處于其最下和最上位置的主臂單元500以及提升臂128。如下文更詳細(xì)描述的，可觀察到主臂單元500的移動(dòng)距離106大于(較佳地兩倍于)提升臂128的移動(dòng)距離107。
[0152]參照?qǐng)D36A-圖36C以及圖37A-圖37C，主臂單元500由兩個(gè)皮帶130a和130b支撐，這兩個(gè)皮帶固定到主臂板510的背面并且繞到提升臂128的后面并且返回到柱狀主體110的內(nèi)部,其中它們?nèi)缦挛乃枋龅嘏c抵衡(counterbalance)/促動(dòng)機(jī)構(gòu)相互作用。在圖37C中，可以看到負(fù)載載帶130a、b固定到主臂板510的后面。具體來(lái)說(shuō)，負(fù)載載帶130a、b的端部分別終止于金屬固定塊131a、b，金屬固定塊131a、b轉(zhuǎn)而由適當(dāng)?shù)木o固件或類似裝置(例如，機(jī)器螺釘)固定到主臂板510的后面。此外，如圖36B最佳顯示的，負(fù)載載帶130a、b的另一端也終止于金屬固定塊131c、d內(nèi)，金屬固定塊131c, d轉(zhuǎn)而固定到柱狀主體110的內(nèi)側(cè)后部。
[0153]因而，主臂單元500及其承載的負(fù)載的重量(下文稱為“總負(fù)載”)通過(guò)負(fù)載載帶130a、b而傳遞到柱狀主體110。本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者應(yīng)該意識(shí)到可以使用一條負(fù)載載帶來(lái)代替兩條負(fù)載載帶。然而，使用兩條負(fù)載載帶可以在一條載帶出現(xiàn)故障的情況下提供冗余性(redundancy)以及安全性。當(dāng)然使用兩條以上的負(fù)載載帶也是可行的。同樣，應(yīng)該意識(shí)到可以使用鋼纜、鋼索、腳踏車鏈條以及類似裝置來(lái)代替皮帶。
[0154]在組裝狀態(tài)下，負(fù)載載帶130a、b從主臂單元500向上延伸，繞過(guò)滑輪提升臺(tái)架140，并最后向下延伸到固定塊131c、d。圖39顯示了滑輪提升臺(tái)架140?；喬嵘_(tái)架140包括側(cè)條141a和141b。間隔條144安放并由適當(dāng)?shù)木o固件固定于側(cè)條141a和141b之間，以使側(cè)條彼此間隔且平行。輪軸143a和143b從側(cè)條141a延伸到側(cè)條141b。滑輪142a、c由適當(dāng)?shù)妮S承并排安裝于輪軸143a上。類似的，滑輪142b、d由適當(dāng)?shù)妮S承并排安裝于輪軸143d上?；?42a、b，c, da位于側(cè)條141a、b之間，使得它們繞垂直于側(cè)條141a、b并且平行于間隔條144的軸旋轉(zhuǎn)。負(fù)載載帶130a、b分別從主臂單元500向上延伸，經(jīng)過(guò)提升臂128與滑輪142a和142c之間的空間，水平跨越滑輪142a、b以及142c、d，并向下到達(dá)固定塊 131c、do
[0155]提升臂128由適當(dāng)?shù)穆葆敼潭ǖ絺?cè)條141a和141b的面向前的端部。提升臂128包括凹部129a、b，其接收線性軸承125a、b(參見(jiàn)圖36A)，使得提升臺(tái)架140可以通過(guò)線性導(dǎo)軌120a、b與線性軸承125a、b的相互作用而豎直地平移。
[0156]為了促成主臂單元500的上下移動(dòng)，滑輪提升單元140固定到主流體操作促動(dòng)器150上。參照?qǐng)D38，主流體操作促動(dòng)器150包括具有柱狀內(nèi)孔的氣缸本體151以及柱狀活塞，柱狀活塞響應(yīng)于施加到垂直于氣缸軸的兩個(gè)活塞表面上的作用力差而沿著孔行進(jìn)。在本實(shí)施例中，工作流體是氣體，特別是空氣。活塞桿152從氣缸本體151的一端延伸?；钊麠U152連接于上述活塞，活塞位于氣缸本體151內(nèi)部。補(bǔ)償耦接件155(例如，從德國(guó) D-76307KarIsbad 的 Konstandin GmbH 的 Industriestrasse13-15 獲得的“ausgleichskupplung”),其提供了若干動(dòng)作自由度，并且可用于稱接活塞桿152到負(fù)載固定架158上。由補(bǔ)償耦接件155所提供的動(dòng)作自由度補(bǔ)償了固定架158與活塞桿152之間的任何失配(misalignment),由此降低妨礙光滑動(dòng)作的失配感生的側(cè)向負(fù)載(misalignment-1nduced side loading)。稱接件 155 的第一端通過(guò)第一接頭 154 而I禹接到活塞桿152上，并且通過(guò)第二接頭156而耦接到負(fù)載固定架158上。負(fù)載固定架158固定到滑輪提升臺(tái)架140的間隔條141上?；喬嵘_(tái)架140藉此通過(guò)兩個(gè)撓性接頭154和156以及耦接件155而耦接到主流體操作促動(dòng)器150的活塞上，撓性接頭154和156與耦接件155的組合形成萬(wàn)向接頭。這樣，傳遞到負(fù)載固定單元158的負(fù)載將在與活塞桿152以及氣缸本體151內(nèi)的氣缸的軸線共軸的位置以及方向上傳遞到活塞桿152。[0157]參照?qǐng)D40，結(jié)合在負(fù)載載帶130a、b上的張力支撐著“總負(fù)載”?；喬嵘_(tái)架140包括兩個(gè)滑輪142，代表實(shí)際的提升臺(tái)架140以及滑輪142a、b、c、d。皮帶130代表負(fù)載載帶130a、b的組合。皮帶130內(nèi)的張力顯示為W，其向下并且相切地作用于各滑輪142。(作用力W代表總負(fù)載的重量)。因而，向下作用于滑輪提升臺(tái)架140上的總作用力是2W?；喬嵘_(tái)架140由活塞桿152支撐，其轉(zhuǎn)而由氣缸本體151內(nèi)的活塞130支撐。為了使得提升臺(tái)架保持靜止平衡或者允許其以恒定的速度移動(dòng)，活塞桿152和活塞153在向上的方向上施加2W的相反作用力于提升臺(tái)架140上。因而，施加到氣缸本體151上的工作流體必須提供足夠的壓力，以在活塞152上產(chǎn)生大約2W的向上的凈作用力。
[0158]因而，在操作器系統(tǒng)10中，流體操作促動(dòng)器150必須支撐并且向大約兩倍于主臂單元500及其固定負(fù)載的重量的負(fù)載提供動(dòng)作。在任何實(shí)際的實(shí)施例中，靜摩擦和動(dòng)摩擦均起到一定作用。靜摩擦有助于在負(fù)載靜止時(shí)較小程度地支撐負(fù)載。動(dòng)摩擦則在負(fù)載移動(dòng)時(shí)在相反方向上起作用。
[0159]參照?qǐng)D65，當(dāng)系統(tǒng)正確地進(jìn)行水平且被支撐著并且主臂總成500的負(fù)載正確地張緊皮帶130a和130b時(shí)，由皮帶130a和130b提供到流體操作促動(dòng)器150上的負(fù)載使得流體操作促動(dòng)器150傾向于保持在豎直方向上。圖65包括滑輪142的自由體受力圖，并且顯示了作用于各滑輪142上的作用力。在各種情況下，載帶130內(nèi)的張力等于W并且在所示的方向上進(jìn)行作用。這樣，各滑輪的輪軸143在與水平成45度角并且從提升臺(tái)架140指向下的方向上施加的作用力等于所支撐的重量W乘以2的平方根。因而，由載帶130施加到提升臺(tái)架140上的作用力或負(fù)載大小相等，但方向相反，即，向下作用并且朝向提升臺(tái)架140的中心?？梢钥吹?，這些作用力傾向于將流體促動(dòng)缸保持在豎直方向上。因而，由載帶130施加到提升臺(tái)架140上的作用力或負(fù)載大小相等，但是方向相反，S卩，向下作用并且朝向提升臺(tái)架140的中心。然而，如果皮帶130上的張力由于任何原因而移除，則這些穩(wěn)定力將消失。盡管開(kāi)口 Illa緊密地包圍流體操作促動(dòng)器150的底部159，并且藉此限制其在水平面上進(jìn)行明顯的移動(dòng)，但當(dāng)穩(wěn)定力移除時(shí)，例如在組裝、運(yùn)送、設(shè)置或者維護(hù)的過(guò)程中，傾翻作用(tipping)力產(chǎn)生于流體操作促動(dòng)器150上。在本實(shí)施例中，通過(guò)提升臂128以及線性軸承125a和125b而將提升臺(tái)架140連接到軌道120a和120b上來(lái)抵消這種傾翻作用力。
[0160]再次參照?qǐng)D40，通過(guò)控制工作流體而使活塞移動(dòng)。例如，如果活塞152下方的空氣從氣缸本體151排出，則氣缸內(nèi)的壓力以及作用于氣缸152上的向上的作用力均開(kāi)始減弱，使得活塞152向下移動(dòng)。相反，如果空氣在活塞152的下方加入到氣缸本體151，則氣缸內(nèi)的壓力以及作用于氣缸152上的向上的作用力均開(kāi)始增加，使得活塞152向上移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)流體壓力，例如通過(guò)本案所描述的控制單元700，活塞152以及所耦接的負(fù)載能夠以近似恒定的速率向上或向下移動(dòng)，這是保持平衡所必須的。
[0161]圖41A和圖41B是顯示由本發(fā)明的柱狀總成所提供的豎直動(dòng)作的示意圖。如圖所示，皮帶130的一端顯示成耦接到參考線1206的固定位置1205上，并且負(fù)載1210固定于第二端上。與實(shí)施例的操作器系統(tǒng)10相比，這對(duì)應(yīng)于將負(fù)載載帶130a、b分別固定到柱狀主體103的內(nèi)部以及主臂單元500上。負(fù)載1210用于代替主臂總成500。在圖41A中，滑輪提升臺(tái)架140定位成使得滑輪142的中心在參考線1206上方的距離(1214)為21/2個(gè)單位，而負(fù)載載帶130的總長(zhǎng)度使得負(fù)載在滑輪142的中心下方的距離(1213)為I個(gè)單位。因而負(fù)載1210位于參考線1206上方21/2-1=11/2個(gè)單位。假設(shè)活塞153、活塞桿152以及負(fù)載載架140的上升距離(1211)均為1/2個(gè)單位。圖41B顯示了上升后的位置。因而，滑輪142的中心與參考線1206之間的距離1214增加1/2個(gè)單位，變?yōu)?個(gè)單位。因?yàn)檩d帶130的總長(zhǎng)度不會(huì)改變，從滑輪142的中心到負(fù)載1210的距離1213必定減小1/2個(gè)單位，即，從I個(gè)單位減小到1/2個(gè)單位。負(fù)載1210現(xiàn)在是在參考線1206上方3-1/2=21/2個(gè)單位。因而，負(fù)載1210移動(dòng)的總距離1212為21/2-11/2=1個(gè)單位，而活塞153、活塞桿152以及滑輪提升臺(tái)架140僅移動(dòng)1/2個(gè)單位。因而，在本實(shí)施例中，負(fù)載1210的移動(dòng)距離兩倍于活塞152的移動(dòng)距離。
[0162]因而圖40、圖41A以及圖41B所示意性顯示的配置能夠使負(fù)載的移動(dòng)距離兩倍于促動(dòng)器的沖程，也就是說(shuō)，促動(dòng)器的沖程被加倍。然而，促動(dòng)器必須能夠支撐負(fù)載重量的兩倍。在流體操作促動(dòng)器的情況下，所施加的作用力正比于活塞的表面積。因而，這種沖程加倍方法“代價(jià)”是促動(dòng)器氣缸的直徑增加大約1.414。同樣，本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者顯而易見(jiàn)此技術(shù)并不局限于流體操作促動(dòng)器。也可以采用其他類型的促動(dòng)器，包括電性促動(dòng)器或者手動(dòng)促動(dòng)器。同樣顯而易見(jiàn)的是此概念可以延伸到大于2的動(dòng)作倍增。
[0163]圖42A-圖42C顯示了操作器系統(tǒng)10的沖程加倍特征。具體來(lái)說(shuō)，圖42A-C顯示了活塞桿152分別完全伸出、收回到服務(wù)位置以及完全收回時(shí)滑輪提升臺(tái)架140與主臂總成500的相對(duì)位置。
[0164]已經(jīng)描述了操作器系統(tǒng)10的較佳實(shí)施例，現(xiàn)在將參照?qǐng)D43-圖57來(lái)描述氣動(dòng)控制單元700，其為本發(fā)明的較佳實(shí)施例。圖57是氣動(dòng)控制單元的示意圖，并且在后續(xù)描述的不同位置進(jìn)行參照。
[0165]圖43-圖53提供了氣動(dòng)控制單元700的局部?jī)?nèi)視圖(為了清晰起見(jiàn)移除了內(nèi)部的部分)。氣動(dòng)控制單元700配置成與上述的操作器系統(tǒng)10 —起使用，但是也可應(yīng)用于其他的操作器系統(tǒng)以及配置?？刂茊卧?00包括安裝板710以及側(cè)板712a和712b。安裝板710以及側(cè)板712a和712b由單片的金屬片材形成，此金屬片材大致定型并且彎曲成使得側(cè)板712a和712b與安裝板710成直角定位。提供各種進(jìn)氣口 713 (例如，快連進(jìn)氣口)以便于空氣從工作壓力空氣供應(yīng)器714或者控制壓力空氣供應(yīng)器715分配到控制單元內(nèi)。空氣調(diào)整器720支撐于控制單元700內(nèi)，并且包括配置成從工作壓力空氣供應(yīng)器714接收空氣的入口埠722以及配置成向主流體操作促動(dòng)器150提供所需大小的壓力的出口埠723 (為了清晰起見(jiàn)，未顯示管線、管道以及類似裝置)。所提供的示范性調(diào)整器720是SMC型號(hào)IR3020-F03。在工作壓力空氣供應(yīng)器714與調(diào)整器入口埠722之間的流路內(nèi)提供空氣供應(yīng)控制閥716，并且控制到調(diào)整器720的工作空氣壓力的流動(dòng)方向。如下文更詳細(xì)描述的，在接到上命令或下命令后，控制壓力空氣將導(dǎo)引到空氣供應(yīng)控制閥716，隨后空氣供應(yīng)控制閥716被促動(dòng)到打開(kāi)位置，使得工作壓力空氣流到并且通過(guò)調(diào)整器720。通過(guò)調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725來(lái)控制由調(diào)整器720所調(diào)節(jié)的工作壓力空氣的量。
[0166]調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)，來(lái)增加或者減小調(diào)整器720的壓力輸出。如下文所描述的，輸入驅(qū)動(dòng)輪734由氣動(dòng)控制單元所驅(qū)動(dòng)，以提供調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的自動(dòng)樞軸控制。耦接件705固定到輸出驅(qū)動(dòng)輪734上并且在默認(rèn)(default)狀態(tài)下(B卩，非流體賦能狀態(tài)下)與調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725耦接。壓力調(diào)節(jié)閥707控制到耦接件705的控制壓力空氣流。參照?qǐng)D57，壓力調(diào)節(jié)閥707具有默認(rèn)的關(guān)閉位置。按下按鈕709將壓力調(diào)節(jié)閥707促動(dòng)到打開(kāi)位置，這時(shí)該控制壓力空氣流到耦接件705并且將耦接件705促動(dòng)到非耦接位置。調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725獨(dú)立于耦接件705和輸入驅(qū)動(dòng)輪734而自由地旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)軸桿725 —端的嚙合槽728允許操作者通過(guò)順時(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725 (例如，使用六角、帶槽或Phillips驅(qū)動(dòng)器)來(lái)手動(dòng)地調(diào)節(jié)調(diào)整器720的壓力輸出。這種手動(dòng)調(diào)節(jié)一般會(huì)允許操作者設(shè)置或者調(diào)節(jié)壓力以達(dá)成操作器系統(tǒng)10的平衡狀態(tài)(即，使空氣壓力大致等于、略小于或者略大于活塞152上的負(fù)載)。
[0167]如圖57中所看到的，壓力調(diào)節(jié)閥707的促動(dòng)還提供該控制壓力空氣到二級(jí)(secondary)制動(dòng)分離閥774。二級(jí)制動(dòng)分離閥774是制動(dòng)控制安全系統(tǒng)的一部分。如上文所描述的，制動(dòng)控制安全系統(tǒng)一般將氣動(dòng)鎖定模組575保持在鎖定狀態(tài)下。氣動(dòng)鎖定模組575具有默認(rèn)的非流體賦能鎖定位置，即，如果氣動(dòng)鎖定模組575不從工作壓力空氣供應(yīng)器714接收流體，氣動(dòng)鎖定模組575保持鎖定，使得主臂總成500被禁止相對(duì)于柱狀單元100進(jìn)行豎直移動(dòng)。初級(jí)(primary)制動(dòng)分離閥772和二級(jí)制動(dòng)分離閥774定位于工作空氣壓力供應(yīng)器714與氣動(dòng)鎖定模組575之間，并且閥門772和774均具有默認(rèn)的關(guān)閉位置。初級(jí)制動(dòng)分離閥772僅能夠由安全閥770促動(dòng)到打開(kāi)位置。安全閥770是壓力促動(dòng)閥，其在主流體操作促動(dòng)器150的工作壓力(如圖57中的線路822所決定的)處于閾值之上時(shí)打開(kāi)。也就是，如果系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有足夠的工作壓力，安全閥770將保持關(guān)閉，并且不會(huì)促動(dòng)初級(jí)制動(dòng)分離閥772。關(guān)閉的初級(jí)制動(dòng)分離閥772將防止工作空氣到達(dá)鎖定模組575，并且鎖定模組575保持鎖定狀態(tài)。一旦系統(tǒng)具有足夠的工作壓力，安全閥770打開(kāi)，并且控制空氣壓力流到初級(jí)制動(dòng)分離閥772，并藉此促動(dòng)初級(jí)制動(dòng)分離閥772。提供調(diào)節(jié)控制器775以便于設(shè)定所需的最小工作壓力。
[0168]二級(jí)制動(dòng)分離閥774同樣具有默認(rèn)的關(guān)閉狀態(tài)，使得即便當(dāng)系統(tǒng)壓力足夠大并且初級(jí)制動(dòng)分離閥772打開(kāi)時(shí)，工作壓力空氣無(wú)法到達(dá)并且釋放鎖定模組575，直到二級(jí)制動(dòng)分離閥774被促動(dòng)。二級(jí)制動(dòng)分離閥774配置成當(dāng)接到允許主臂總成500移動(dòng)的明確命令時(shí)被促動(dòng)。在圖57所示的系統(tǒng)中，這些命令包括其中控制壓力空氣流經(jīng)上/下控制閥730的上命令或者下命令,或者其中控制壓力空氣流經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥707的手動(dòng)調(diào)節(jié)命令。在這些所需的移動(dòng)狀態(tài)下，控制壓力空氣將二級(jí)制動(dòng)分離閥774促動(dòng)到打開(kāi)位置，使得鎖定模組575被促動(dòng)并且釋放。在所有其他時(shí)間內(nèi)，二級(jí)制動(dòng)分離閥774保持關(guān)閉，使得鎖定模組575保持在鎖定狀態(tài)下。
[0169]除了手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的位置，控制單元700還配置成可促成遠(yuǎn)程控制該調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的位置。這種遠(yuǎn)程控制一般用于提供五種操作狀態(tài)中的一種，也就是，中立模式、上模式、下模式、手動(dòng)上模式以及手動(dòng)下模式，每種操作模式將在下文中進(jìn)行更詳細(xì)的描述。氣動(dòng)操作旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731設(shè)置于控制單元700內(nèi)，以遠(yuǎn)程地控制調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的位置。適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)促動(dòng)器是從紐約Hauppauge的Festo公司購(gòu)得的SwivelModule Type DSM。旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿(未圖示)延伸通過(guò)側(cè)板712a并且連接于輸出驅(qū)動(dòng)輪732，輸出驅(qū)動(dòng)輪732轉(zhuǎn)而以驅(qū)動(dòng)方式連接到輸入驅(qū)動(dòng)輪734，輸入驅(qū)動(dòng)輪734與調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725關(guān)聯(lián)。在所示的實(shí)施例中，輸出驅(qū)動(dòng)輪732與輸入驅(qū)動(dòng)輪734均是齒式的，并且齒式皮帶735在其間延伸?；蛘呖梢圆捎闷渌?qū)動(dòng)連接，例如，連桿總成。因而，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)將引起調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的對(duì)應(yīng)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)。如圖44所示的，在輸出驅(qū)動(dòng)輪732與輸入驅(qū)動(dòng)輪734之間采取不是一比一的齒輪t匕，以達(dá)成旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的移動(dòng)與調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的移動(dòng)之間的所需關(guān)系O
[0170]以氣動(dòng)方式控制旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731包括上入口 736和下入口 737，其從控制壓力空氣供應(yīng)器715而選擇性接收空氣。在本實(shí)施例中，上入口 736和下入口 737分別是一方向的速度/流量控制器。上/下控制閥730流體定位于控制壓力空氣供應(yīng)器715與入口 736和737之間。在一般操作中，在接收到上命令(上模式或手動(dòng)上模式)后，上/下控制閥730供應(yīng)空氣壓力到上入口 736，并且在接收到下命令(下模式或手動(dòng)下模式)后，上/下控制閥730供應(yīng)空氣壓力到下入口 737。下文將更詳細(xì)地描述上/下控制閥730的控制以及旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的相關(guān)促動(dòng)。
[0171]在中立模式下，即，當(dāng)調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725處于預(yù)設(shè)位置，并且操作器系統(tǒng)10處于平衡狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731必須對(duì)應(yīng)地處于默認(rèn)的中立位置，其中旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731不會(huì)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725。這種中立模式狀態(tài)顯示于圖43以及圖44中。沒(méi)有空氣壓力供應(yīng)到入口 736或737，并且旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的內(nèi)表面上的旋轉(zhuǎn)限位件(stop) 738處于中立位置，較佳地距離上/下限位件739a/b等距。為了確保在中立模式下旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731處于此默認(rèn)位置，提供中立模式阻擋總成750。中立模式阻擋總成750包括阻擋件752，其可相對(duì)于輸出驅(qū)動(dòng)輪732而線性平移。阻擋件752包括具有錐形(tapered)開(kāi)口 754的水平槽753。開(kāi)口 754配置成隨著阻擋件752在圖44的箭頭A的方向上線性移動(dòng)而導(dǎo)引對(duì)準(zhǔn)輥輪733到水平槽753內(nèi)。各對(duì)準(zhǔn)輥輪733以樞軸方式安裝于輸出驅(qū)動(dòng)輪732的前面。對(duì)準(zhǔn)輥輪733配置于輸出驅(qū)動(dòng)輪732上，使得當(dāng)對(duì)準(zhǔn)輥輪733水平對(duì)準(zhǔn)于水平槽753內(nèi)時(shí)，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731處于默認(rèn)的中立位置。這樣，阻擋件752在方向A上的線性移動(dòng)主動(dòng)地將旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731定位于默認(rèn)的中立位置。
[0172]在本實(shí)施例中，通過(guò)活塞桿756連接于阻擋件752上的氣動(dòng)促動(dòng)器755來(lái)控制阻擋件752的線性移動(dòng)。伸長(zhǎng)入口 757和收回入口 758配置成通過(guò)阻擋控制閥751而從控制空氣壓力供應(yīng)器715選擇性地接收空氣。在本實(shí)施例中，伸長(zhǎng)入口 757和收回入口 758分別是一方向的速度/流量控制器。如圖57所示，阻擋控制閥751使得控制空氣壓力從閥門默認(rèn)地流到伸長(zhǎng)入口 757。這樣，促動(dòng)器755的默認(rèn)位置使活塞桿756伸長(zhǎng)，并且藉此使阻擋件752伸長(zhǎng)。如圖57進(jìn)一步顯示的，當(dāng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制單元800中的閥門815或816而向上/下控制閥730提供上或下命令時(shí)，該控制空氣壓力從上/下控制閥730提供到阻擋控制閥751的促動(dòng)器。阻擋控制閥751的促動(dòng)將控制空氣供應(yīng)重新導(dǎo)引到收回入口 758，使得阻擋件752收回。如圖45所示的，當(dāng)阻擋件752收回時(shí)，對(duì)準(zhǔn)輥輪733脫離水平槽753，并且輸出驅(qū)動(dòng)輪732自由地樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在本較佳配置中，阻擋件752在接收到上命令或下命令后自動(dòng)地移動(dòng)到其收回位置。在沒(méi)有上命令或下命令時(shí)，阻擋控制閥751不再被促動(dòng)，并且阻擋件752自動(dòng)地返回到伸長(zhǎng)位置。
[0173]將參照?qǐng)D46-圖53更詳細(xì)地描述上模式、下模式、手動(dòng)上模式以及手動(dòng)下模式。圖46、圖46A以及圖47顯示了上模式。在從遠(yuǎn)程控制器(下文所描述的)收到“上”命令后，阻擋控制閥751提供空氣壓力到促動(dòng)器775的收回入口 758，使得阻擋塊752移動(dòng)到收回位置(參見(jiàn)圖47)。上/下控制閥730類似地提供空氣壓力到上入口 736。由于對(duì)準(zhǔn)輥輪733脫離水平槽753，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自由地旋轉(zhuǎn)輸出驅(qū)動(dòng)輪732。如圖47中所看到的，輸出驅(qū)動(dòng)輪732順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并且藉此類似地旋轉(zhuǎn)輸出驅(qū)動(dòng)輪734，使得調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(相對(duì)于圖44參見(jiàn)入口 780的位置，入口 780的功能將在下文中進(jìn)行描述)，以使到達(dá)主流體操作促動(dòng)器150的空氣壓力增加。選擇調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的旋轉(zhuǎn)量并且藉此選擇空氣壓力的增加量，使得主流體操作促動(dòng)器150內(nèi)的壓力使主臂總成500自動(dòng)地向上移動(dòng)。如下文所描述的，還可以選擇性控制移動(dòng)速率。參照?qǐng)D46A，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731包括旋轉(zhuǎn)限位件738以及上/下限位件739a和b。旋轉(zhuǎn)限位件738對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。上限位件739a沿著旋轉(zhuǎn)限位件738的弓形路徑而固定地定位，以在向上的方向上定義旋轉(zhuǎn)限位件738的最大動(dòng)作范圍，并且藉此來(lái)定義旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的最大動(dòng)作范圍。這樣，這種上限位件739a的位置在壓力增加的方向上定義調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的最大旋轉(zhuǎn)量。在取消“上”命令后，上/下控制閥730停止向上入口 736供應(yīng)空氣壓力，并且阻擋控制閥751自動(dòng)地將空氣壓力從收回入口 758重新導(dǎo)引到伸長(zhǎng)入口757,使得阻擋件752朝阻擋位置線性移動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自動(dòng)地移動(dòng)到如圖44所示的默認(rèn)中立位置。
[0174]參照?qǐng)D48、圖48A以及圖49，下模式以類似的方式進(jìn)行操作。在從遠(yuǎn)程控制器收至IJ “下”命令后，阻擋控制閥751提供空氣壓力到促動(dòng)器755的收回入口 758，使得阻擋塊752移動(dòng)到收回位置(參見(jiàn)圖49)。上/下控制閥730類似地提供空氣壓力到下入口 737。由于對(duì)準(zhǔn)輥輪733脫離水平槽753，旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自由地旋轉(zhuǎn)輸出驅(qū)動(dòng)輪732。如圖49中所看到的，該輸出驅(qū)動(dòng)輪732逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并且藉此類似地旋轉(zhuǎn)輸入驅(qū)動(dòng)輪734，使得調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(參見(jiàn)入口 780的相對(duì)位置)，以使到達(dá)主流體操作促動(dòng)器150的空氣壓力減小。選擇調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的旋轉(zhuǎn)量并且藉此來(lái)選擇空氣壓力的減小量，使得主流體操作促動(dòng)器150內(nèi)的壓力允許主臂總成500自動(dòng)地向下移動(dòng)。參照?qǐng)D48A，下限位件73%沿著旋轉(zhuǎn)限位件738的弓形路徑而固定地定位，以在向下的方向上定義旋轉(zhuǎn)限位件738的最大動(dòng)作范圍，并且藉此來(lái)定義旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的輸出軸桿的最大動(dòng)作范圍。這樣，這種下限位件73%的位置在壓力減小的方向上定義調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的最大旋轉(zhuǎn)量。在取消“下”命令時(shí)，上/下控制閥730停止向下入口 737供應(yīng)空氣壓力，并且阻擋控制閥751自動(dòng)地將空氣壓力從收回入口 758重新導(dǎo)引到伸長(zhǎng)入口 757，使得阻擋件752朝阻擋位置而線性移動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自動(dòng)地移動(dòng)到如圖44所示的默認(rèn)中立位置。
[0175]在上手動(dòng)模式和下手動(dòng)模式下，希望壓力僅略微增加或減小，使得主臂總成500不會(huì)自動(dòng)上移或下移，但壓力的略微改變有助于操作者手動(dòng)地上移或下移主臂總成500。這樣，調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725所需的旋轉(zhuǎn)量小于上模式或下模式操作。為了限制旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的旋轉(zhuǎn)，并藉此來(lái)限制調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的旋轉(zhuǎn)，在手動(dòng)模式下提供了手動(dòng)模式促動(dòng)總成760。手動(dòng)模式促動(dòng)總成760包括線性促動(dòng)器762和764。各線性促動(dòng)器762和764配置成選擇性延伸對(duì)應(yīng)的限位桿763、765 (分別參見(jiàn)圖50和圖52)到旋轉(zhuǎn)限位件738的中立位置與對(duì)應(yīng)的上限位件或下限位件739a或b之間的路徑內(nèi)。較佳地，線性促動(dòng)器762和764以樞軸方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得手動(dòng)限位件位置可調(diào)節(jié)并設(shè)置到所需的位置。在遠(yuǎn)程控制單元800上選擇手動(dòng)模式后(參見(jiàn)圖55)，手動(dòng)閥812 (參見(jiàn)圖56)將空氣從控制空氣壓力供應(yīng)器715提供到線性促動(dòng)器762和764，藉此來(lái)延伸限位桿763和765。當(dāng)限位桿763和765均伸出后，操作者準(zhǔn)備選擇手動(dòng)上模式或者手動(dòng)下模式。如果隨后希望采取自動(dòng)模式，則開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)程控制單元上的旋鈕801，并且手動(dòng)閥812停止向線性促動(dòng)器762和764提供空氣，藉此使限位桿763和765收回。
[0176]參照?qǐng)D50、圖50A以及圖51，將描述手動(dòng)上模式。在已經(jīng)選擇手動(dòng)模式并從遠(yuǎn)程控制器收到“上”命令后，阻擋控制閥751提供空氣壓力到促動(dòng)器755的收回入口 758，使得阻擋件752移動(dòng)到收回位置(參見(jiàn)圖51)。上/下控制閥730再次提供空氣壓力到上入口 736，然而旋轉(zhuǎn)限位件738與限位桿763的接觸(參見(jiàn)圖50)限制了旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的旋轉(zhuǎn)。如圖51看到的，輸出驅(qū)動(dòng)輪732順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)范圍小于如圖47所看到的上模式的范圍。類似地，輸入驅(qū)動(dòng)輪734并且藉此使調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到較小的范圍(相較于圖51中入口 780的位置到圖47中的位置)。調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的這種有限的旋轉(zhuǎn)使到主流體操作促動(dòng)器150的空氣壓力略微增加，以輔助操作者向上移動(dòng)主臂總成500。在取消“上”命令時(shí)，上/下控制閥730停止向上入口 736供應(yīng)空氣壓力，并且阻擋控制閥751自動(dòng)地將空氣壓力從收回入口 758重新導(dǎo)引到伸長(zhǎng)入口 757，使得阻擋件752朝阻擋位置線性移動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自動(dòng)地移動(dòng)到如圖44所示的默認(rèn)中立位置。
[0177]參照?qǐng)D52、圖52A以及圖53，將描述手動(dòng)下模式。在已經(jīng)選擇手動(dòng)模式并從遠(yuǎn)程控制器收到“下”命令后，阻擋控制閥751提供空氣壓力到促動(dòng)器755的收回入口 758，使得阻擋件752移動(dòng)到收回位置(參見(jiàn)圖51)。上/下控制閥730再次提供空氣壓力到下入口737，然而旋轉(zhuǎn)限位件738與限位桿765的接觸(參見(jiàn)圖52)限制了旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731的旋轉(zhuǎn)。如圖53中看到的，輸出驅(qū)動(dòng)輪732逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)范圍小于如圖49所看到的下模式。類似地，輸入驅(qū)動(dòng)輪734并且藉此使調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到較小的范圍(相較于圖53中的入口 780的位置到圖49中的位置)。調(diào)整器調(diào)節(jié)軸桿725的這種有限旋轉(zhuǎn)使到主流體操作促動(dòng)器150的空氣壓力略微減小，以輔助操作者向下移動(dòng)主臂總成500。在取消“下”命令后，上/下控制閥730停止向下入口 737供應(yīng)空氣壓力，并且阻擋控制閥751自動(dòng)地將空氣壓力從收回入口 758重新導(dǎo)引到伸長(zhǎng)入口 757，使得阻擋件752朝阻擋位置而線性移動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731自動(dòng)地移動(dòng)到如圖44所示的默認(rèn)中立位置。
[0178]已經(jīng)一般性地描述了氣動(dòng)控制系統(tǒng)700的元件，下面將參照?qǐng)D54-圖57描述其通過(guò)遠(yuǎn)程控制單元800的操作。參照?qǐng)D54和圖55，遠(yuǎn)程控制單元800 —般包括封閉的外殼802。外殼802可設(shè)置有手柄804或者類似裝置以便于抓取。如圖所示，外殼802的外部設(shè)置有各種開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鈕或者類似裝置。在本實(shí)施例中，遠(yuǎn)程控制單元800包括手動(dòng)/自動(dòng)旋鈕801、進(jìn)/出開(kāi)關(guān)803、上/下開(kāi)關(guān)805以及快/慢開(kāi)關(guān)807?？梢蕴峁└嗷蛘吒俚目刂蒲b置。遠(yuǎn)程控制單元800通過(guò)管道或類似裝置(未圖示)以流體方式連接于氣動(dòng)控制單元700上，如下文所解釋的，流體從控制空氣壓力供應(yīng)器715進(jìn)入遠(yuǎn)程控制單元800，并且輸出到各種元件。
[0179]參照?qǐng)D56，其顯示了外殼802的一部分被移除的遠(yuǎn)程控制單元800，手動(dòng)/自動(dòng)旋鈕801與手動(dòng)閥812相關(guān)聯(lián)并且控制手動(dòng)閥812。如上文所解釋的，在選擇手動(dòng)模式后，手動(dòng)閥812提供流體到線性促動(dòng)器762和764。
[0180]進(jìn)/出開(kāi)關(guān)803與閥門813和814相關(guān)聯(lián)，并且控制各閥門813和814。各閥門813和814與輸入/輸出閥門790相連接。在從閥門813接收到控制壓力空氣后，進(jìn)/出控制閥790被促動(dòng)，以將空氣從工作壓力空氣供應(yīng)器714提供到位于氣動(dòng)缸620近端的入口791，使得氣動(dòng)缸620收回，并且基座板605沿著Z軸1004移進(jìn)。相反，在從閥門814接收到控制壓力空氣后，進(jìn)/出控制閥790被促動(dòng)，以將空氣從工作壓力空氣供應(yīng)器714提供到位于氣動(dòng)缸620遠(yuǎn)端的入口 792，使得氣動(dòng)缸620伸長(zhǎng)，并且基座板605沿著Z軸1004移出。在本實(shí)施例中，入口 791和792分別是一方向的速度/流量控制器。進(jìn)/出開(kāi)關(guān)803被偏置到中立位置，其中閥門813、814均不促動(dòng)，使得氣動(dòng)缸620不會(huì)在任一方向上移動(dòng)。
[0181]上/下開(kāi)關(guān)805與閥門815和816關(guān)聯(lián)并且控制各閥門815和816。上/下開(kāi)關(guān)805偏置到中立位置，其中閥門815或者閥門816均未被促動(dòng)。各閥門815、816分別控制到上/下控制閥730的流體流。在從閥門815接收到流體后，上/下控制閥730向阻擋控制閥751提供空氣壓力，此空氣壓力促動(dòng)阻擋控制閥751以提供空氣到收回入口 758來(lái)收回阻擋件752。上/下控制閥730還提供控制壓力空氣到二級(jí)制動(dòng)分離閥774，使得氣動(dòng)鎖定模組575被釋放?；蛘?，上/下控制閥730提供控制壓力空氣到空氣供應(yīng)控制閥716，控制閥716被促動(dòng)到打開(kāi)位置，其中工作壓力空氣提供到調(diào)整器720。最后，上/下控制閥730提供空氣到上入口 736，并且供應(yīng)控制空氣壓力以在向上的方向上促動(dòng)旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731。只要上/下開(kāi)關(guān)805保持按下到上選擇，則這些狀態(tài)將一直保持著。在釋放開(kāi)關(guān)805后，其返回到中立位置，并且使經(jīng)由上/下控制閥730的流動(dòng)被終止。
[0182]類似地，在從閥門815接收流體后，上/下控制閥730提供空氣壓力到阻擋控制閥751，空氣壓力促動(dòng)該阻擋控制閥751，以提供空氣到收回入口 758，來(lái)收回阻擋件752。上/下控制閥730還提供控制壓力空氣到二級(jí)制動(dòng)分離閥774，使得氣動(dòng)鎖定模組575被釋放。此外，上/下控制閥730提供控制壓力空氣到空氣供應(yīng)控制閥716，控制閥716被促動(dòng)到打開(kāi)位置，其中工作壓力空氣提供到調(diào)整器720。最后，上/下控制閥730提供空氣到下入口737，并且供應(yīng)了控制空氣壓力以便在向下的方向上促動(dòng)旋轉(zhuǎn)促動(dòng)器731。只要上/下開(kāi)關(guān)805保持著按下到下選擇，則這些狀態(tài)將一直保持著。在釋放開(kāi)關(guān)805后，其返回中立位置，并且使經(jīng)由上/下控制閥730的流動(dòng)被終止。
[0183]快/慢開(kāi)關(guān)807與閥門817和818相關(guān)聯(lián)并且控制各閥門817和818。快/慢或門(or-gate) 819與閥門817和818相關(guān)聯(lián)并且基于快/慢開(kāi)關(guān)807的位置來(lái)控制該控制壓力空氣的流動(dòng)。參照?qǐng)D57，如果快/慢開(kāi)關(guān)807處于慢位置，則該控制壓力空氣經(jīng)閥門818行進(jìn)并且快/慢或門819僅導(dǎo)引空氣到進(jìn)/出閥813、814以及上/下閥815、816。如上文所描述地控制到達(dá)這些閥門的控制壓力空氣?；蛘?，如果快/慢開(kāi)關(guān)807處于快位置，則該控制壓力空氣經(jīng)閥門817行進(jìn)，其從閥門817行進(jìn)到進(jìn)/出閥813、814以及上/下閥81、816，以如上文所描述地進(jìn)行操作，但控制壓力空氣還行進(jìn)到快控制閥795?？炜刂崎y795定位于調(diào)整器720與主流體操作促動(dòng)器150之間的二級(jí)線路821內(nèi)?？炜刂崎y795具有默認(rèn)的關(guān)閉位置(處于慢模式時(shí)的位置)，使得工作壓力空氣僅經(jīng)主供應(yīng)線路820而從調(diào)整器720流到主流體操作促動(dòng)器150。然而，當(dāng)慢/快開(kāi)關(guān)807處于快位置并且控制壓力空氣經(jīng)閥門817行進(jìn)并且促動(dòng)快控制閥795時(shí)，快控制閥795打開(kāi)，并且藉此打開(kāi)二級(jí)(secondary)線路821。到達(dá)主流體操作促動(dòng)器150的流體量通過(guò)二級(jí)線路821的流速而增加，藉此增加了主流體操作促動(dòng)器150的操作速率。
[0184]參照?qǐng)D59-圖61來(lái)描述其他氣動(dòng)控制單元2600。氣動(dòng)控制單元2600配置成控制到達(dá)流體操作促動(dòng)器150的流體壓力以及流量，以控制活塞桿152的上下動(dòng)作以及其靜態(tài)或順應(yīng)行為。如下文所描述地，還提供了附加的進(jìn)、出以及旋轉(zhuǎn)控制。圖59中顯示了控制單元2600的氣動(dòng)示意圖，而圖60和圖61顯示了遠(yuǎn)程控制單元2700。附圖中的共用元件類似地進(jìn)行標(biāo)號(hào)。盡管在本案中控制單元2600描述成采用空氣作為操作流體的氣動(dòng)系統(tǒng)，但本發(fā)明的系統(tǒng)并不局限于上述或者其他流體，例如可采用油。
[0185]在本實(shí)施例中，流體操作促動(dòng)器150是雙動(dòng)式氣缸，其利用活塞145 —側(cè)的埠2601向大氣進(jìn)行排氣，并且活塞145的相對(duì)側(cè)連接于氣動(dòng)供給線路2603。彈簧偏置的逆止閥2602設(shè)置于供給線路2603內(nèi)并且配置成在系統(tǒng)失去引導(dǎo)壓力(pilot pressure)后關(guān)閉，以避免活塞桿152下落(falling)。受導(dǎo)引的偏置的壓力調(diào)整器2604沿供給線路2603而定位并且配置成控制輸送到流體操作促動(dòng)器150的流體的壓力(并因而控制流速)。壓力調(diào)整器2604從壓力源2650沿壓力供給線路2605來(lái)接收加壓的流體。壓力調(diào)整器2648沿壓力供給線路2605設(shè)置以將流體壓力調(diào)節(jié)到所需的壓力。壓力調(diào)整器2648還包括過(guò)濾器2649以隨著空氣進(jìn)入系統(tǒng)而對(duì)空氣進(jìn)行清潔。
[0186]偏置的壓力調(diào)整器2604包括偏置件，例如控制旋鈕，以允許對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)整器2604的壓力以及流體流進(jìn)行機(jī)械調(diào)節(jié)來(lái)初始化此系統(tǒng)。如果必須，偏置件也可以隨后來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以重置此系統(tǒng)?？梢詫?duì)偏置件以及引導(dǎo)輸入埠進(jìn)行操作，使得通過(guò)偏置的壓力調(diào)整器2604的流體壓力在活塞145上提供向上的作用力，此作用力實(shí)質(zhì)上等于由活塞桿152上的負(fù)載所施加的向下的作用力。通過(guò)消除這種壓力，活塞桿152上的壓力被平衡，使得測(cè)試頭490處于靜止或者實(shí)質(zhì)上無(wú)重量的狀態(tài)。當(dāng)處于無(wú)重量的狀態(tài)時(shí)，可以對(duì)重的測(cè)試頭490進(jìn)行手動(dòng)定位以對(duì)接(即，匹配或嚙合)重的測(cè)試頭490的測(cè)試電子元件與設(shè)置于外圍測(cè)試裝置上的待測(cè)1C。如W0/05015245A2中更詳細(xì)描述的，由于與活塞45相關(guān)的摩擦以及起步作用力，作用于活塞45上的向上以及向下的壓力不必精確地相等來(lái)保持靜止位置。如W0/05015245A2中進(jìn)一步表述的，此系統(tǒng)所提供的壓力可以略微地調(diào)高或者調(diào)低以增加系統(tǒng)的功能以及能力。
[0187]柱塞節(jié)流(plunger throttle)總成2680設(shè)置于氣動(dòng)控制單元2600內(nèi)，以允許操作者控制活塞桿152的向上以及向下的移動(dòng)。盡管顯示并描述了柱塞節(jié)流總成，但可采用其他類型的能夠調(diào)制壓力的氣動(dòng)元件(例如，方向性控制閥)。柱塞節(jié)流總成2680包括柱塞促動(dòng)壓力調(diào)整器2682，其通過(guò)線路2681而從壓力源2650接收輸入壓力，并且在使能(enabled)時(shí)供應(yīng)一種補(bǔ)足壓力到偏置的壓力調(diào)整器2604。
[0188]為了避免測(cè)試頭490的非故意的移動(dòng)，氣動(dòng)控制單元2600包括使能閥(enablement valve) 2630，其必須在鎖定模組575被釋放以允許豎直動(dòng)作之前并且在柱塞節(jié)流總成2680以流體方式連接到偏置壓力調(diào)整器2604上之前被促動(dòng)。當(dāng)該使能閥2630的促動(dòng)器2631未被按下時(shí)，沒(méi)有空氣流經(jīng)正常打開(kāi)的系統(tǒng)控制閥2633，并且鎖定控制閥2632保持關(guān)閉，因而沒(méi)有空氣流到豎直鎖定模組575或逆止閥2602，并且活塞桿152無(wú)法移動(dòng)。同樣，當(dāng)該使能閥2630未被促動(dòng)時(shí)，沒(méi)有空氣流經(jīng)正常打開(kāi)的系統(tǒng)控制閥2633，并且調(diào)整器控制閥2617保持在其初始位置，這允許調(diào)節(jié)后的壓力從調(diào)整器2614流到偏置的壓力調(diào)整器2604的引導(dǎo)輸入埠。調(diào)整器2614的調(diào)節(jié)壓力一直保持為恒定壓力P1。調(diào)整器2614的壓力輸出Pl加上偏置的壓力調(diào)整器2604的偏置控制足以平衡放置于活塞桿152上的負(fù)載。偏置的壓力調(diào)整器2604的輸出成為體積增幅調(diào)整器2618的引導(dǎo)輸入。體積增幅調(diào)整器2618的輸出壓力與在引導(dǎo)輸入端接收的壓力相同，但流量更高。因而，體積增幅調(diào)整器2618的引導(dǎo)輸入的壓力與體積增幅調(diào)整器2618的輸出相同。出于安全考量，逆止閥2602處于調(diào)整器2618與促動(dòng)器150之間，以避免從促動(dòng)器150輸出的壓力突然增加。
[0189]按壓促動(dòng)器2631允許空氣流經(jīng)正常打開(kāi)的系統(tǒng)控制閥2633，并且隨后流到鎖定控制閥2632的引導(dǎo)促動(dòng)器，該鎖定控制閥2632允許鎖定模組575以及逆止閥2602打開(kāi)，假設(shè)安全傳感閥2629開(kāi)啟并且已經(jīng)打開(kāi)鎖定安全閥2628。按壓促動(dòng)器2631還允許空氣流經(jīng)正常打開(kāi)的系統(tǒng)控制閥2633，并且隨后流到調(diào)整器控制閥2617的引導(dǎo)促動(dòng)器，這隨后允許從柱塞促動(dòng)壓力調(diào)整器2682輸出的調(diào)節(jié)壓力流到偏置的壓力調(diào)整器2604的引導(dǎo)輸入?阜。
[0190]本柱塞促動(dòng)壓力調(diào)整器2682在從大氣壓力到通過(guò)柱塞2684的正壓力的范圍內(nèi)連續(xù)可變。柱塞節(jié)流總成2680包括配置成嚙合該柱塞2684的手柄2686或者類似裝置。彈簧2688或者類似裝置將手柄2686偏置到柱塞2684上，使得柱塞2684移動(dòng)到中立位置，其中所需的預(yù)加載壓力流經(jīng)調(diào)整器2682。中立位置內(nèi)的預(yù)加載壓力為相同的壓力Ρ1。預(yù)加載壓力可以是任何所需壓力，例如lOpsi，以在設(shè)置壓力中提供足夠的增加或減小范圍。手柄2686朝柱塞2684的移動(dòng)使大于預(yù)加載壓力的增大壓力流經(jīng)柱塞促動(dòng)壓力調(diào)整器2682而到達(dá)壓力調(diào)整器2604的引導(dǎo)控制。手柄2686遠(yuǎn)離柱塞2684的移動(dòng)使小于預(yù)加載壓力的減小壓力流經(jīng)柱塞促動(dòng)壓力調(diào)整器2682而到達(dá)壓力調(diào)整器2604的引導(dǎo)控制。增大壓力或減小壓力的控制在手柄2686的動(dòng)作范圍內(nèi)是連續(xù)可變的，并且為操作者提供控制豎直動(dòng)作的方式。
[0191]如上文所闡述的，在本實(shí)施例中，氣動(dòng)控制單元2600還配置成控制進(jìn)出移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。臺(tái)架的向前移動(dòng)由具有促動(dòng)器2641的向前控制閥2640所控制。向前控制閥2640經(jīng)線路2635接收從使能閥2630輸出的輸入壓力。這樣，使能閥2630必須被促動(dòng)來(lái)允許向前控制。當(dāng)使能閥2630被促動(dòng)時(shí)促動(dòng)器2641的按壓允許流體流到正常關(guān)閉的向前促動(dòng)閥2642的引導(dǎo)控制。向前促動(dòng)閥2642打開(kāi)并且流體壓力從線路2605提供到水平動(dòng)作控制氣缸6。在本實(shí)施例中，氣缸6是針對(duì)圖17-圖32A所顯示并描述的實(shí)施例的氣缸，然而也可以采用其他配置。
[0192]控制單元2600還配置成通過(guò)一扭轉(zhuǎn)馬達(dá)2620來(lái)控制旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。通過(guò)具有促動(dòng)器2622的順時(shí)針控制閥2621以及具有促動(dòng)器2624的逆時(shí)針控制閥2623來(lái)控制旋轉(zhuǎn)移動(dòng)?？刂崎y2621和2623均通過(guò)線路2635而接收從使能閥2630輸出的輸入壓力。這樣，使能閥2630必須被促動(dòng)來(lái)允許旋轉(zhuǎn)控制。當(dāng)使能閥2630被促動(dòng)時(shí)促動(dòng)器2622的按壓允許流體流到三路旋轉(zhuǎn)促動(dòng)閥2626的順時(shí)針引導(dǎo)控制。旋轉(zhuǎn)促動(dòng)閥2626打開(kāi)，并且流體壓力從線路2605提供到扭轉(zhuǎn)馬達(dá)2620的順時(shí)針輸入。或者，當(dāng)使能閥2630被促動(dòng)時(shí)促動(dòng)器2624的按壓允許流體流到三路旋轉(zhuǎn)促動(dòng)閥2626的逆時(shí)針引導(dǎo)控制。旋轉(zhuǎn)促動(dòng)閥2626打開(kāi)，并且流體壓力從線路2605提供到該扭轉(zhuǎn)馬達(dá)2620的逆時(shí)針輸入。作為附加的安全零件，如果閥門2621、2623中的一者或者二者均被促動(dòng)，則梭動(dòng)(shuttle)閥2628的輸出切換了正常打開(kāi)的系統(tǒng)控制閥2633的位置，因而不允許空氣切換各閥門2617和2632，這將在旋轉(zhuǎn)移動(dòng)過(guò)程中使豎直的氣缸保持固定。
[0193]參照?qǐng)D62-圖68,描述了其他的操作器系統(tǒng)。本實(shí)施例的操作器系統(tǒng)類似于前一實(shí)施例，并且實(shí)質(zhì)上相同的元件以及物品使用與先前描述相同的參考標(biāo)記，類似但有所改變的元件以及物品使用加有后綴“A”或“Alt”的先前的參考標(biāo)記。
[0194]如圖62和圖64所示，柱狀單元100A的提升臺(tái)架140A包括位于提升臺(tái)架140A的突出端的端蓋128A。端蓋128A代替先前實(shí)施例的提升臂128。端蓋128A的寬度相較于提升臂128有所減小，并且不需要先前實(shí)施例中的線性軸承125a和125b，線性軸承125a和125b對(duì)豎直動(dòng)作產(chǎn)生較小的摩擦。這種情況在需要響應(yīng)外部作用以進(jìn)行測(cè)試頭的順應(yīng)動(dòng)作的情況下是所希望的。主要是出于安全原因提供端蓋128A，因此端蓋128A可以由適當(dāng)重型(heavy-gauged)的金屬片材或者用于此目的的其他適當(dāng)材質(zhì)制成。如圖64所示,提升臺(tái)架140A包括滑輪142a-142d，并且一般以與參照?qǐng)D39所顯示并且描述的提升臺(tái)架140類似的方式進(jìn)行操作。
[0195]當(dāng)省略提升臂時(shí)，如圖63所示，可包括支撐架，以使流體操作促動(dòng)器150的傾翻得以最小化。在本實(shí)施例中，支撐架包括水平件195，其通過(guò)固定件196而固定于柱狀單元100A的前結(jié)構(gòu)件118上。水平件195包括圓形開(kāi)口 193，其配置成接收流體操作促動(dòng)器150的上端上的軸套153 (參見(jiàn)圖38)。軸套153配合到圓形開(kāi)口 193內(nèi)，并且藉此避免流體操作促動(dòng)器150在上述未加載情況下傾翻。
[0196]參照?qǐng)D58、圖63、圖64、圖67以及圖68，將描述結(jié)合到本實(shí)施例內(nèi)的速度控制選項(xiàng)。盡管參照本實(shí)施例描述了速度控制選項(xiàng)，但并不局限于此，并且可與操作器系統(tǒng)的其他實(shí)施例一起使用。參照?qǐng)D63和圖64，閥門促動(dòng)器板180固定到提升臺(tái)架140A上。在當(dāng)前實(shí)施例中，閥門促動(dòng)器板180由穿過(guò)開(kāi)槽孔182的兩個(gè)螺釘181來(lái)固定，這樣提供了一種調(diào)整方式，然而也可以采用其他連接方式。促動(dòng)器板180的相對(duì)端183a、183b成錐形。
[0197]參照?qǐng)D67以及圖68，輥輪促動(dòng)的3/2(3個(gè)埠/2個(gè)位置)閥門185設(shè)置于柱狀單元100A的內(nèi)部。輥輪促動(dòng)閥門185包括輥輪186，其可以在閥門185不被促動(dòng)的第一非接觸位置與閥門185被促動(dòng)的第二按壓位置之間移動(dòng)。輥輪促動(dòng)閥門185是任選的或者可與閥門促動(dòng)器板180 —起使用。閥門促動(dòng)器板180與輥輪促動(dòng)閥門185的使用是任選的，這取決于應(yīng)用的需要。閥門促動(dòng)器板180與輥輪促動(dòng)閥門185也可以任選地與先前描述的圖39的柱狀單元100和提升臺(tái)架140結(jié)合使用。此外，盡管本實(shí)施例描述流體閥門185作為開(kāi)關(guān)，但是這種閥門可以由電性開(kāi)關(guān)或者類似裝置所代替。
[0198]在圖68中，提升臺(tái)架140A已經(jīng)上升到其最上的位置。在此位置，閥門促動(dòng)器板180壓在輥輪促動(dòng)閥門185的輥輪186上，并且因而使閥門185切換到其第二促動(dòng)位置。當(dāng)提升臺(tái)架140A從此位置下降時(shí)，輥輪186首先沿著促動(dòng)器板180而滾動(dòng)一距離D179，保持按壓狀態(tài)并且維持閥門185處于其促動(dòng)位置。隨著臺(tái)架140A進(jìn)一步下降，輥輪186在錐形端部183a滾出該促動(dòng)器板180。輥輪186隨后返回到其非按壓位置，并且閥門185切換到其第一非促動(dòng)狀態(tài)。相反，當(dāng)提升臺(tái)架140A從非促動(dòng)狀態(tài)沿相反方向移動(dòng)時(shí)，隨著提升臺(tái)架140A上升，輥輪186最終與促動(dòng)器板180的錐形端部183a開(kāi)始嚙合。隨著提升臺(tái)架140A進(jìn)一步上升，輥輪186滾到促動(dòng)器板180上并且被按壓，使得閥門185切換到其第二促動(dòng)狀態(tài)。隨著提升臺(tái)架140A上升到其最上位置，閥門185保持在其促動(dòng)狀態(tài)。因而，輥輪促動(dòng)閥門185與促動(dòng)器板180的相互作用提供了指示該提升臺(tái)架140A處于其最上方行進(jìn)區(qū)域的距離D179內(nèi)的信號(hào)。此信號(hào)被用作流體控制信號(hào)，以輔助負(fù)載的豎直動(dòng)作的控制。
[0199]此外，閥門185與促動(dòng)器板180的使用是任選的，并且取決于特定的應(yīng)用環(huán)境。此夕卜，盡管剛描述的結(jié)構(gòu)配置成偵測(cè)行進(jìn)上(最高)限附近的動(dòng)作，但閥門185可沿柱狀單元定位于其他位置，并且用于對(duì)其他區(qū)域內(nèi)的行進(jìn)發(fā)出信號(hào)。例如，通過(guò)將閥門定位在流體促動(dòng)氣缸150的上端附近，可以發(fā)出負(fù)載處于其行進(jìn)范圍的下端的信號(hào)。同樣，閥門185可定位在中間位置，以指示負(fù)載處于所關(guān)注的豎直行進(jìn)范圍的中間，例如，在服務(wù)位置附近或者可在對(duì)接位置附近?；蛘?，在不同位置設(shè)置多個(gè)閥門185，以對(duì)該提升臺(tái)架140A的不同位置發(fā)出信號(hào)。
[0200]參照?qǐng)D58，將描述本實(shí)施例的速度控制選項(xiàng)的操作。輥輪促動(dòng)閥門185從控制壓力空氣供應(yīng)器715接收該控制壓力空氣，并且配置成選擇性提供該控制壓力空氣到補(bǔ)足空氣閥840。補(bǔ)足空氣閥840是空氣促動(dòng)閥，其定位于調(diào)整器720與流體操作促動(dòng)器150之間的補(bǔ)足線路823內(nèi)。補(bǔ)足空氣閥840具有正常關(guān)閉的位置，使得工作壓力空氣不會(huì)流經(jīng)該補(bǔ)足空氣閥840，而是流到上文參照?qǐng)D57所描述的正常線路中的流體操作促動(dòng)器150。在第一非促動(dòng)狀態(tài)下，閥門185處于關(guān)閉狀態(tài)，使得該控制壓力空氣不會(huì)通過(guò)，并且該補(bǔ)足空氣閥840保持在關(guān)閉位置。提升臺(tái)架140A移動(dòng)到上移動(dòng)范圍，即，處于范圍179內(nèi)后,棍輪186被按壓并且閥門185被促動(dòng)?？刂茐毫諝馔ㄟ^(guò)閥門185，并且促動(dòng)該補(bǔ)足空氣閥840。該補(bǔ)足空氣閥840打開(kāi)并且在調(diào)整器720與流體操作促動(dòng)器150之間提供補(bǔ)足流路823，藉此增加到流體操作促動(dòng)器150的流速。在本實(shí)施例中，增加的流速有助于隨著流體操作促動(dòng)器150向其外限延伸而保持恒定的動(dòng)作。還可以提供其他配置。
[0201]盡管本發(fā)明主要針對(duì)位于柱狀物上的測(cè)試頭固定單元進(jìn)行描述，其中使用氣動(dòng)元件在實(shí)質(zhì)上無(wú)重量的狀態(tài)下提供豎直動(dòng)作，但本案所描述的新概念還可以用于其他類型的操作器，包括但不限于抵衡(counterbalanced)操作器。本發(fā)明并不取決于提供豎直支撐以及動(dòng)作的方式。
[0202]已經(jīng)使用以可壓縮流體來(lái)進(jìn)行操作的氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)本發(fā)明的各方面進(jìn)行了描述。如本案所使用的，術(shù)語(yǔ)“流體”’是指包括氣體和液體在內(nèi)的流體的廣大種類。
[0203]如本案中所使用的，術(shù)語(yǔ)“順應(yīng)機(jī)構(gòu)”是指至少部分提供作用力來(lái)在一方向上或者繞軸以實(shí)質(zhì)上無(wú)重量的狀態(tài)支撐負(fù)載的機(jī)構(gòu)(例如，彈簧、氣動(dòng)促動(dòng)器等)。
[0204]盡管本發(fā)明主要針對(duì)用于測(cè)試集成電路的測(cè)試頭進(jìn)行描述，但并不局限于此。本發(fā)明的各方面可用于許多不同的負(fù)載，特別是需要精密操作和/或定位的重負(fù)載。
[0205]盡管參照特定的實(shí)施例示意并描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不意圖局限于所示的細(xì)節(jié)。更確切地說(shuō)，可以在不脫離本發(fā)明的情況，在權(quán)利要求的范圍以及等同物的范圍內(nèi)在細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修飾。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，包括: 耦接單元，配置成支撐測(cè)試頭，以繞給定的軸旋轉(zhuǎn)； 旋轉(zhuǎn)單元，配置成可控制地提供旋轉(zhuǎn)輸出； 驅(qū)動(dòng)帶，延伸于所述旋轉(zhuǎn)單元與所述耦接單元之間，并且配置成傳送所述旋轉(zhuǎn)輸出至所述耦接單元；以及 至少一個(gè)惰輪，偏置成與所述驅(qū)動(dòng)帶嚙合，并且可在給定路徑上移動(dòng)，使得當(dāng)外力施加到所述耦接單元上時(shí)，所述惰輪在所述驅(qū)動(dòng)帶上保持所需的張力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)惰輪配置成一旦所述外力被解除則使得所述耦接單元返回到初始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)惰輪，每個(gè)所述惰輪分別向所述驅(qū)動(dòng)帶提供偏置作用力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)惰輪的偏置作用力不—致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述至少一惰輪是彈簧偏置的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述至少一惰輪是流體偏置的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述流體偏置是可調(diào)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中基于所述測(cè)試頭操作器系統(tǒng)的操作狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)所述流體偏置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中當(dāng)所述測(cè)試頭操作器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述測(cè)試頭的位置時(shí)，所述流體偏置增加，當(dāng)所述測(cè)試頭不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述流體偏置降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述耦接單元在其整個(gè)動(dòng)作范圍內(nèi)是旋轉(zhuǎn)順應(yīng)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述耦接單元配置成防止其回倒驅(qū)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中所述給定軸是水平的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的測(cè)試頭操作器系統(tǒng)，其中對(duì)于繞所述給定軸的旋轉(zhuǎn)，所述負(fù)載是平衡的。
【文檔編號(hào)】G01R31/28GK103913697SQ201410090717
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