專利名稱：雙探測頭系統(tǒng)的制作方法
雙探測頭系統(tǒng)
相關申請的交叉引用本申請要求06/10/2011提交的US臨時申請?zhí)枮閁S61/495，647的優(yōu)先權，并且以引用的形式將US臨時申請?zhí)枮閁S61/495，647的內容包括在此，就像在此完全闡述了這些
內容一樣。
背景技術：
雙探測頭(probe tip)信號獲取探針，例如差分探針和具有接地接觸的單端部探針，被應用在電子行業(yè)中來測量來自被測設備的電信號。探測頭通常需要可變的間距以與具有不同節(jié)距間距的探測接觸端連接。早期的可變節(jié)距探針使探測頭偏離探測頭軸線，以使探測頭圍繞探測頭軸線旋轉來改變探測頭的間距。這種類型的探測頭在U.S.專利6，400，167BL6, 404，215B1,6, 603，297和6，828，768B1中被描述。通常，這些類型的探測頭需要使用者分別手動調整每一個探測頭。一種改進的雙探測頭信號獲取探測系統(tǒng)使用連接到雙探測臂上的拇指輪。探測頭連接到每一個探測臂的一端，同時探測臂的另一端部固定到樞轉點。拇指輪通常位于樞轉點和探測頭中間。拇指輪連接到探測臂使得拇指輪以順時針或逆時針方向的旋轉運動使探測臂圍繞樞轉點旋轉或樞轉以改變探測頭之間的間距。這樣的探測頭系統(tǒng)的例子在U. S.專利 6，276，956B1,6, 967，473B1,7, 212，018B1 和 7，592，822B1 中被描述。在上面的雙探針信號獲取探針中，當每一個探測頭圍繞其樞轉點旋轉時其劃線成弧。另一個雙探測頭獲取探針系統(tǒng)橫向移動一個或多個探測頭以減少或增加探測頭的間距。U.S.專利7，167，011描述了可變間距探針系統(tǒng)，其具有鄰近一個或兩個探測頭設置的一個或多個探測頭移位結構。探測頭形成在半剛性同軸電纜的端部處，并且每一個半剛性同軸電纜固定在保持塊內。一個或兩個持模塊被連接到具有接收保持塊的承載件的調整裝置。半剛性同軸電纜安裝在其中的探針體具有至少一個自探針體一側延伸的螺紋孔，其中帶螺紋的有頭螺釘固定到該螺紋孔中。用戶使用六角鍵扳手，螺絲起子或類似物來順時針或逆時針旋轉有頭螺釘來減少或增加探測頭的間距。對雙探測頭信號獲取探針的另一個要求是探測頭柔量(compliance)。線路上的被測探測點可能不在同一高度。探測頭應當能夠通過探測頭的軸向移動來補償這些變化。壓縮彈簧，非壓縮設置的彈性體或類似物已經(jīng)被用于提供探測頭的軸向移動。U.S.專利6，828，768B1,7, 102，370B1,7, 167，OllBl 和 7，592，822B1 描述了具有探測頭柔量的多種雙探測頭系統(tǒng)。雙探測頭信號獲取探針還應當提供橫向柔量以及軸向柔量。至被測設備上的探測接觸點的最可靠連接是當探針定位成正交探測接觸點。然而，并非完全如此。探測頭需要一定量的橫向柔量來補償信號獲取探針的非垂直位置。

發(fā)明內容
—種雙探測頭系統(tǒng)具有框架，基座部件，第一中間承載件和第二中間承載件，以及第一支撐部件和第二支撐部件，其相互合作以為安裝在支撐部件上的探測頭提供可變間距和軸向柔量。該基座部件可移動地安裝在框架上，基座部件具有形成在頂面上的第一導軌和第二導軌，這些導軌相對于長軸線朝前端成角度地設置。該第一中間承載件和第二中間承載件的每一個具有底面和頂面，底面具有形成在其中的狹槽，狹槽相對于長軸線朝前端成角度地設置。第一中間承載件和第二中間承載件中的一個的每一個狹槽與基座部件的第一和第二成角度地設置的導軌中的一個配合，使得可移動基座部件沿一個方向的移動使第一中間部件和第二中間部件之間的距離靠近，并且可移動基座部件沿另一個方向的移動使第一中間部件和第二中間部件之間的距離張開。第一中間承載件和第二中間承載件的每一個具有形成在其頂面上平行于所述長軸線的導軌。第一支撐部件和第二支撐部件中的每一個具有長軸線，底面和頂面，底面具有形成在其中平行與該長軸線的狹槽，用于與第一中間承載件和第二中間承載件中的一個的頂面上的導軌中的一個配合。第一中間承載件和第二中間承載件的每一個具有多個在后端設置的間隔開的帶槽支柱。一個帶槽支柱從該中間承載件的一個側面延伸并且另一帶槽支柱從該中間承載件的相對側面延伸。橫向壁朝向前端設置并連接到所述多個帶槽支柱。在其外表面上具有齒、形成小齒輪的拇指輪設置在輪軸上，該輪軸位于第一中間承載件和第二中間承載件的帶槽支柱內。小齒輪的齒與設置在基座部件上平行于基座部件的長軸線的線性齒的齒條配合。所述框架具有從前軌延伸的側軌，該側軌結束在開放端部處。每一個側軌具有在開放端部處從其延伸的直立壁和從其穿過的孔，該孔用于接納連接部件。所述連接部件，例如帶螺紋螺釘，壓配合銷或類似物，固定到設置在雙探測頭系統(tǒng)上的蓋。在框架的每一個直立壁內形成的、從頂面向下延伸的狹槽與第一中間承載件和第二中間承載件中的帶槽支柱中的一個共同延伸。基座部件保持器連接到基座部件以捕獲在保持器和基座部件之間的框架。所述第一支撐部件和第二支撐部件中的每一個具有關聯(lián)的壓縮彈簧，該壓縮彈簧位于支撐部件的后端和第一中間承載件和第二中間承載件中的一個的橫向壁之間。安裝元件，例如帶螺紋螺釘，壓配合銷或類似物，穿過橫向壁內的孔和壓縮彈簧并且固定到支撐部件。第一支撐部件和第二支撐部件中的每一個具有平行于其長軸線的長邊，第一支撐部件和第二支撐部件具有互鎖柔順性裝置。該互鎖柔順性裝置具有從第一支撐部件和第二支撐部件中的一個的長邊向外延伸的突塊和從第一支撐部件和第二支撐部件中的另一個的長邊向內延伸的對應凹陷。突塊和凹陷具有梯形形狀并且當?shù)谝恢尾考偷诙尾考g的距離減小時彼此接合。本發(fā)明的目的，優(yōu)點和新穎特征從下面的詳細描述并結合隨附的權利要求和附圖是明顯的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的雙探測頭系統(tǒng)的透視圖。
圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的雙探測頭系統(tǒng)的分解的透視圖。
具體實施例方式圖1是隨信號獲取探針使用的雙探測頭系統(tǒng)10的透視圖。該雙探測頭系統(tǒng)10具有基本三角形的第一支撐部件和第二支撐部件14，其具有長軸線15。該支撐部件14具有頂面17和底面19，頂面具有位于前端21處的凸起的基座區(qū)域16和相鄰的凹陷區(qū)域18。支撐部件14由低介電、高強度非導電材料例如液晶聚合物等構成，其可使用注模工藝形成。探測頭(未示出)由剛性、非導電材料例如熔化石英、熔化硅石、陶瓷材料或類似材料形成，并且安裝在基座16上。探測頭具有特定輪廓的接觸端，在其上淀積導電材料，例如金或類似物。該特定輪廓的接觸端具有弓形表面，從而形成基本圓形的接觸端。該特定輪廓的探測頭接觸端伸出過基座16的前表面，其允許該特定輪廓的探測頭接觸端接合被測設備的測試點。由非導電材料例如FR-4電路板材料、陶瓷材料等形成的基板(未示出)具有與凹陷區(qū)域18形狀相似的外圍并固定在其上。該探測頭在2011年5月30日提交的對應U.S.專利申請序號為 13/149332、標題為 “Probing Tip for a Singal Acquisition Probe” 中描述，并將該申請全文引入。支撐部件14具有互鎖柔順性裝置20，并且支撐部件14中的一個具有梯形形狀的突塊22，該突塊22從凹陷區(qū)域18的與長軸線15平行的長邊23向外延伸。另一個支撐部件14具有互補的梯形形狀的凹陷24，其形成在凹陷區(qū)域18中與長軸線15平行的長邊23相鄰接，容納梯形形狀的突塊22。每一個支撐部件14都安裝在一對中間承載件26中的一個上。每一個支撐部件14的后端25具有形成在其中的螺紋孔，在其上設置有壓縮彈簧28。壓縮彈簧28被捕獲在支撐部件14和形成在中間承載件26上的橫向壁30之間。中間承載件26連接到可移動基座部件32。支撐部件14、中間承載件26和基座部件32安裝在框架34上。蓋36布置在雙探測頭系統(tǒng)10上，蓋36具有形成在其中的狹槽38，用于接納調整探測頭的間距的小齒輪拇指輪(pinion thumb wheel)(下面將進行描述)。在蓋36中形成半圓形盒穴40，接納耦合到安裝在相應支撐部件14上的相應電路板的同軸電纜。雙探測頭系統(tǒng)10為每個支撐部件14提供軸向和側向柔量。每個支撐部件14分別具有多達.010英寸的側向柔量和0. 050英寸的軸向柔量。支撐部件14具有達.050英寸的側向探測頭間距。探測頭一起側向移動并且沿著垂直于支撐部件14的長軸線15的軸線分開。這與現(xiàn)有技術的可移動雙探測頭可變間距探針系統(tǒng)相反，其中當探測頭一起移動和分開時它們畫出弧線。參考圖2A和2B，其示出了雙探測頭系統(tǒng)10的分解透視圖。每個支撐部件14位于對應的中間承載件26上，中間承載件26具有長軸線27，底面29和頂面31。雙探測頭系統(tǒng)10使用狹槽和導軌系統(tǒng)來提供位于第一支撐部件和第二支撐部件14上的探測頭的可變間距與側向和軸向柔量。每個支撐部件14具有形成在其底面19中平行于長軸線15的狹槽33。每個軸向排列的狹槽33接納形成在每個對應中間承載件26的頂面31上平行于長軸線27的導軌50。狹槽33和導軌55成形為彼此互鎖。狹槽33和導軌50可具有燕尾榫形狀，T-槽形狀或類似形狀。每個支撐部件14的后端52緊靠對應壓縮彈簧28中一個的一個端部。壓縮彈簧28的另一個端部緊靠形成在每個中間承載件26上的橫向壁30。安裝元件54，例如帶螺紋螺釘、壓配合銷或類似物，穿過形成在每個中間承載件26的橫向壁30中的孔56，穿過壓縮彈簧28并進入支撐部件14中的孔，如此將支撐部件14固定到中間承載件26。在優(yōu)選的實施例中，安裝元件54是帶螺紋螺釘并且孔是螺紋孔。支撐部件14的軸向調整由對應支撐部件14和中間承載件26的狹槽33和導軌50的互鎖實現(xiàn)。支撐部件14的軸向移動由支撐部件14和中間承載件26中狹槽33關于導軌50的相對移動實現(xiàn)。施加到支撐部件14的軸向壓力擠壓壓縮彈簧28并導致支撐部件14朝向中間承載件26的橫向壁30移動。撤掉施加到支撐部件14上的軸向壓力釋放施加在壓縮彈簧28上的壓力，導致支撐部件14遠離中間承載件26的橫向壁30移動?；ユi柔順性部件20為每個支撐部件14提供單獨可變的軸向和側向柔量。在由第一支撐部件和第二支撐部件14的最大分離形成的最大探測頭間距處，互鎖柔順性部件20為每個支撐部件14提供0. 010英寸的側向移動和0. 050英寸的軸向移動。當由于支撐部件14之間的分離減小，探測頭間距減小時，一個支撐部件14上的梯形突塊22側向移動進另一個支撐部件14的梯形凹陷24內。這兩個梯形部件22，24之間的減小的分離減小了支撐部件14的單獨軸向柔量，同時保持探測頭系統(tǒng)的總體軸向柔量為0. 050英寸。多個有槽直立支柱58設置在每個中間承載件26的后端59處。優(yōu)選地,一個支柱從中間承載件26的一個側面61伸出，并且另一個支柱從中間承載件26的另一個側面63延伸，并且橫向壁30設置成朝向前端65并連接支柱58。具有小齒輪拇指輪64的輪軸62設于支柱58的狹槽60內。小齒輪拇指輪64的齒嚙合軸向設置在可移動基座部件32的頂面68上并自后端67延伸的線性齒66的齒條。同樣設在可移動基座部件32的頂面68上的是一對導軌70，導軌70相對長軸線69成角度地放置，匯聚向基座部件32的前端71。每個中間承載件26具有形成在其底面上相對所述長軸線27成角度地放置的狹槽73，其與可移動基座部件32上的一個成角度的導軌70互鎖。像支撐部件14和中間承載件26的狹槽33和導軌50 —樣，中間承載件26和可移動基座部件32的狹槽73和導軌70可具有燕尾榫形狀，T-槽形狀或類似形狀?？梢苿踊考?2布置在框架34上，框架34具有從前軌74延伸的側軌72。位于側軌72的外側上在框架34的開放端76處的是直立壁78，直立壁78具有從頂面向下延伸的狹槽80。保持器82位于框架34的下面并使用螺釘或類似物固定到可移動基座部件32，以捕獲位于可移動基座部件32和保持器82之間的框架34。支撐部件14固定到相應中間承載件26。支撐部件14和它們對應的中間承載件26通過基座部件32的成角度導軌70接合中間承載件26內的相應狹槽73固定到可移動基座部件32?？梢苿踊考?2并由此中間承載件26和支撐部件14通過可移動基座部件保持器82固定到框架34。中間承載件26的直立支柱58的狹槽60與形成在框架34的直立壁78內的狹槽80對齊。小齒輪拇指輪64的輪軸62位于中間承載件26上的直立支柱58的狹槽60和框架34的直立壁78內的狹槽80內，并且小齒輪拇指輪64的齒接合軸向設于可移動基座部件32的頂面68上的線性齒66的齒條。蓋36設于完成的組件上,使得形成在蓋36內的螺紋孔84與形成在直立壁78內的孔86對齊。連接部件，例如螺紋螺釘88，穿過孔86以將蓋固定到框架34?；考?2相對中間承載件26的移動導致支撐部件14的探測頭的側向移動。順時針方向旋轉小齒輪拇指輪64使得探測頭的側向間距減小。小齒輪拇指輪64的齒接合可移動基座部件32的線性齒66的齒條使得可移動基座部件32朝向雙探測頭系統(tǒng)10的尾部移動。當可移動基座部件32朝向尾部移動時，基座部件32上的成角度導軌70從中間承載件26的相應狹槽73中移出，導致中間承載件26之間距離的靠近，并由此導致探測頭之間距離的靠近。逆時針方向旋轉拇指輪使得探測頭的側向間距增加。小齒輪拇指輪64的齒接合可移動基座部件32的線性齒66的齒條使得可移動基座部件32朝向雙探測頭系統(tǒng)10的前面移動。當可移動基座部件32朝向前面移動時，基座部件32上的成角度導軌70移入中間承載件26的相應狹槽73中，導致中間承載件26之間距離的張開，并由此導致探測頭之間距離的張開。因為中間承載件26和支撐部件14通過小齒輪拇指輪64的輪軸62接合中間承載件26的相應支柱58和框架34的直立壁78中的狹槽60和80而相對于框架34固定，所以支撐部件14的探測頭僅在側向方向上移動。探測頭之間的間距增加和減小時，探測頭不存在弧形移動。對于本領域技術人員顯然的是，在不偏離其基本原理的情況下，可以對本發(fā)明的上面描述的實施例的細節(jié)作出很多修改。本發(fā)明的范圍應當因此僅僅通過下面的權利要求限定。
權利要求
1.一種雙探測頭系統(tǒng)包括能移動地安裝在框架上的基座部件，所述基座部件具有形成在其頂面上的第一導軌和第二導軌，其中所述導軌朝向基座部件的一個端部成角度地布置；第一中間承載件和第二中間承載件，每個中間承載件具有底面和頂面，其中所述底面具有形成在其中朝向底面的一個端部成角度地布置的狹槽，以便配合基座部件的第一和第二成角度地布置的導軌中的一個，使得能移動的基座部件在一個方向的移動導致所述第一中間部件和第二中間部件之間的距離靠近，并且在另一個方向上的移動導致所述第一中間部件和第二中間部件之間的距離張開。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中每一個基座部件和第一中間承載件和第二中間承載件具有長軸線和前端和后端，所述基座部件的導軌相對于長軸線朝向其前端成角度地布置，并且第一中間部件和第二中間部件的狹槽相對于長軸線朝向其前端成角度地布置。
3.根據(jù)權利要求2所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中每一個第一中間承載件和第二中間承載件還包括形成在其頂面上平行于長軸線的導軌和第一支撐部件和第二支撐部件，每一個支撐部件具有長軸線、底面和頂面，其中底面具有形成在其中平行于長軸線的狹槽，以便配合第一中間承載件和第二中間承載件中的一個的頂面上的導軌中的一個。
4.根據(jù)權利要求3所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中每個第一支撐部件和第二支撐部件具有前端和后端，探測頭安裝在所述前端處。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中每個第一中間承載件和第二中間承載件還包括形成在其后端處的多個間隔開的帶槽支柱，并且一個帶槽支柱從所述中間承載件的一個側面延伸，而另一帶槽支柱從所述中間承載件的相對的側面延伸，并且橫向壁朝向前端布置并連接到所述多個帶槽支柱。
6.根據(jù)權利要求5所述的雙探測頭系統(tǒng)，還包括設置在軸上的拇指輪，所述拇指輪在其外表面上具有齒，形成小齒輪，所述軸位于第一中間承載件和第二中間承載件的帶槽支柱中，小齒輪的齒與布置在基座部件的頂面上平行于基座部件的長軸線的線性帶齒區(qū)域配口 ο
7.根據(jù)權利要求6所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中所述框架還包括具有從前軌延伸的側軌，并且側軌在開放端部處結束，每一個側軌具有從所述開放端部從其伸出的直立壁和從其穿過的孔，所述孔用于接納固定到位于所述雙探測頭系統(tǒng)上的蓋的連接部件。
8.根據(jù)權利要求7所述的雙探測頭系統(tǒng)，還包括形成在所述框架的每一個直立壁中從頂面向下延伸的狹槽，其與所述第一中間承載件和第二中間承載件的所述帶槽支柱中的一個共同延伸，并接納小齒輪的軸。
9.根據(jù)權利要求7所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中所述連接部件是與所述蓋中的螺紋孔配合的帶螺紋螺釘。
10.根據(jù)權利要求1所述的雙探測頭系統(tǒng)，還包括保持器，其連接到所述基座部件并捕獲位于保持器與基座部件之間的所述框架。
11.根據(jù)權利要求5所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中所述第一支撐部件和第二支撐部件中的每一個具有關聯(lián)的壓縮彈簧，該壓縮彈簧位于支撐部件的后端和第一中間承載件和第二中間承載件中的一個的橫向壁之間，并且安裝部件穿過橫向壁內的孔和壓縮彈簧并且固定到支撐部件。
12.根據(jù)權利要求11所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中所述安裝元件是與所述支撐部件中的螺紋孔配合的帶螺紋螺釘。
13.根據(jù)權利要求11所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中第一支撐部件和第二支撐部件中的每一個具有平行于其長軸線的長邊，第一支撐部件和第二支撐部件還包括互鎖柔順性裝置， 所述互鎖柔順性裝置具有從第一支撐部件和第二支撐部件中的一個的長邊向外延伸的突塊和從第一支撐部件和第二支撐部件中的另一個的長邊向內延伸的對應凹陷，其中突塊和凹陷在第一支撐部件和第二支撐部件之間的距離減小時彼此接合。
14.根據(jù)權利要求13所述的雙探測頭系統(tǒng)，其中所述突塊和所述凹陷是梯形。
全文摘要
一種雙探測頭系統(tǒng)使用狹槽和導軌系統(tǒng)，以提供安裝在第一支撐部件和第二支撐部件上的探測頭的可變間距和橫向以及軸向柔量?？梢苿踊考潭ǖ娇蚣苌?，其中所述基座部件具有線性齒的齒條和朝向前方的成角度的一對導軌。第一中間承載件和第二中間承載件中的每一個具有嚙合所述成角度的導軌中的一個的狹槽。每一個所述承載件具有接納安裝在軸上的拇指輪小齒輪的支柱。小齒輪配合位于基座部件上的齒以便承載件的移動。每一個支撐部件具有與位于每一個所述承載件上的軸向狹槽配合的軸向狹槽。每一個支撐部件具有允許所述支撐部件的軸向柔量的壓縮彈簧。
文檔編號G01R1/067GK102998490SQ201210249238
公開日2013年3月27日 申請日期2012年6月10日 優(yōu)先權日2011年6月10日
發(fā)明者J·E·斯皮納, R·R·林恩 申請人:特克特朗尼克公司