涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置的電路板插接系統的制作方法
【專利摘要】一種涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置（9）的電路板插接系統，其特征在于，包括電路板裝置（9）和電路板插座裝置（8），所述電路板裝置（9）在縱向方向上自上而下依次包括第一電路板子件（91）、第二電路板子件（92）、中間連接件（90）、第三電路板子件（93）以及第四電路板子件（94），其中，第一電路板子件（91）的上部左側設置有橫向向左延伸的第一細定位銷（19），下端與第二電路板子件（92）的上端能拆卸式地連接，第一電路板子件（91）的左側面在所述第一細定位銷（19）的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第一細定位銷（19）的向左延伸長度。
【專利說明】涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置的電路板插接系統
【技術領域】
[0001]本申請涉及電路板領域，具體為一種涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置的電路板插接系統。
【背景技術】
[0002]電路板在大型自動化設備中是必備的元器件。電路板為大型設備的部件運動提供控制和監測，通常與設備之間通過大量的密集插針來進行通信。
[0003]由于電路板在設備的運行過程中屬于易損害元件。電壓的不穩定、其中元器件的單個性損壞、運行環境的腐蝕等均有可能造成電路板不能正常運行。
[0004]當電路板出現故障時，設備通常具有對應于該電路板的報警報錯信號。操作者可以對該電路板進行插拔以進行更換。
[0005]由于電路板的插針眾多，因此在插拔過程中費時費力，而且容易造成對電路板或者電路板插座的損壞。
[0006]而且，電路板整體往往實現的功能較多，單個電路板的元器件數量以及體量也較大。對于工業級別的電路板而言，其往往對于可靠性和穩定性要求較高，因此電路板整體的生產成本很高。當某個元器件或某個芯片出現故障的時候，需要對整個電路板進行更換，這樣往往造成電路板的巨大資源浪費。即使進行電路板維修，也要涉及高昂的維修費用以及整個電路板的滯留性資源浪費。
[0007]而將電路板拆分成為多個電路板，又會造成設備整體結構零散復雜，對于整個設備的集成度以及結構設計都有不利影響，而且可靠性降低，且不便于維護。
【發明內容】
[0008]本發明提供一種電路板插接方式，其能夠將多個子電路板件組合而插接在設備的插槽中，并且能夠較大程度地容忍各個子電路板件組接過程中的誤差，最終將其正確插入在插槽中。
[0009]根據本發明的方面，一種涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置的電路板插接系統，其特征在于，包括所述電路板裝置和電路板插座裝置，所述電路板裝置在縱向方向上自上而下依次包括第一電路板子件、第二電路板子件、中間連接件、第三電路板子件以及第四電路板子件，其中，第一電路板子件的上部左側設置有橫向向左延伸的第一細定位銷，下端與第二電路板子件的上端能拆卸式地連接，第一電路板子件的左側面在所述第一細定位銷的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第一細定位銷的向左延伸長度；
第二電路板子件的上部左側設置有橫向向左延伸的第二細定位銷，下端與中間連接件的上端能拆卸式地連接，第二電路板子件的左側面在所述第二細定位銷的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第二細定位銷的向左延伸長度；中間連接件的左側中部設置有向左延伸的中間粗定位銷， 第三電路板子件的下部左側設置有橫向向左延伸的第三細定位銷，上端與中間連接件的下端能拆卸式地連接，第三電路板子件的左側面在所述第三細定位銷的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第三細定位銷的向左延伸長度；第四電路板子件的下部左側設置有橫向向左延伸的第四細定位銷，上端與第三電路板子件的下端能拆卸式地連接，第四電路板子件的左側面在所述第四細定位銷的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第四細定位銷的向左延伸長度；
所述第一、第二、第三和第四電路板子件的插針組的尺寸和形狀均相等，且其形狀為圓柱形，端部具有半球形突出，所述半球形突出與總體的圓柱形在母線上相切，以便于定位到插針孔中；并且所述第一、第二、第三和第四細定位銷的外輪廓尺寸和形狀均相同；
所述電路板插座裝置上在縱向方向上從上到下依次設置有第一細定位孔、第二細定位孔、中間粗定位孔、第三細定位孔以及第四細定位孔，分別用于與所述第一細定位銷、第二細定位銷、粗定位銷、第三細定位銷和第四細定位銷配合，其中，
中間粗定位孔在橫向方向上從右至左依次包括包括第一圓臺部、第二圓臺部和圓柱部，其中，第一圓臺部的小直徑端與第二圓臺部的大直徑端連接，由此使得所述中間粗定位孔整體為從右至左漸縮的形狀，
所述中間粗定位銷在橫向方向上從左至右依次包括圓弧頂部、圓臺體部以及圓柱體部，所述圓弧頂部與所述圓臺體部的小直徑端在母線上相切，所述圓臺體部的大直徑端與所述圓柱體部連接；
所述第一圓臺部用于與所述中間粗定位銷的圓弧頂部接觸，以對所述電路板裝置粗定位，所述第二圓臺部與所述圓臺體部母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺體部配合，以進行粗細定位銷協調插入過程；所述圓柱部的直徑與所述圓柱體部相同，并且所述圓柱部用于與所述圓柱體部配合，以對所述電路板裝置進行最終的中間部位定位；
所述第一細定位孔、第二細定位孔、第三細定位孔以及第四細定位孔的形狀以及尺寸均完全相同，從右至左在橫向上依次包括第一細圓臺孔、第二細圓臺孔和細圓柱孔，其中，第一細圓臺孔的小直徑端與第二細圓臺孔的大直徑端連接，由此使得所述細定位孔整體為從右至左漸縮的形狀，
所述細定位銷在橫向方向上從左至右依次包括圓弧端部、圓臺部位以及圓柱部位，所述圓弧端部與所述圓臺部位的小直徑端在母線上相切，所述圓臺部位的大直徑端與所述圓柱部位連接；
所述第一細圓臺孔用于與所述細定位銷的圓弧端部接觸，以進行上述粗細定位銷協調插入過程，所述第二細圓臺孔與所述圓臺部位母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺部位配合，以進行細定位銷之間協調插入過程；所述細圓柱孔的直徑與所述圓柱部位相同，并且所述細圓柱孔用于與所述圓柱部位配合，以對所述電路板裝置進行最終的全部位定位；所述中間粗定位銷的長度大于所述細定位銷的長度，所述細定位銷的長度大于所述插針組的長度，由此使得:
當所述第一圓臺部開始與所述中間粗定位銷的圓弧頂部接觸以對所述電路板裝置粗定位時，所述細定位銷不接觸所述電路板裝置，當所述第二圓臺部與所述圓臺體部開始配合以進行粗細定位銷協調插入過程時，所述粗定位結束，并且所述粗定位將所述細定位銷的圓弧端部定位成均處于能夠與相應細定位孔的第一細圓臺孔接觸的位置；
在所述粗細定位銷協調插入過程期間，所述中間粗定位銷的所述圓臺體部與中間粗定位孔的所述第二圓臺部的相互作用以及所述細定位銷的上述圓臺部位與相應細定位孔的所述第二細圓臺孔的相互作用能同步地帶動所述電路板裝置協調變形，從而使得所述細定位銷的圓柱部位能與相應細定位孔的細圓柱孔配合，從而將所述電路板裝置進行最終的全部位定位；
在所述全部位定位后，所述插針組開始與相應的插針孔配合，從而使得電路板裝置的插接最終完成。
[0010]通過這種方式，由于將電路板按照功能分成多個電路板子件，然后通過機械結構接口而將各個子件組合在一起；由于各個子件在制造過程已經在組裝組接過程中會產生較大的位置誤差，本發明通過將插座的插孔進行獨特的接收設計，通過與設置在電路板上的定位銷進行配合，并且將配合的過程分成多個階段，例如粗定位階段、粗細定位銷協調定位階段和細定位銷定位階段，而在插針插入之前充分將電路板的各個部分的應變合理分配，從而使得插針能夠順利插入插槽，避免了一部分插針能夠插入插槽而另一部分插針不能插入插槽的情況；這種方式能夠最大限度容忍制造和組接誤差，而且便于機械自動化實現電路板的插接。通過在所述粗細定位銷聯合協調定位過程，通過斜面接觸而使得電路板的變形具有充分的緩沖，而且，粗定位銷的圓臺段與粗定位孔中相應的圓臺段之間具有間隙，能夠為細定位銷中圓弧頂端在第一圓臺孔邊緣部分的細定位銷進行一定自由度范圍內的調整，使其更受力良好地進入定位孔內，從而使其調整自由度增加；并且使得細定位銷引領電路板進行伸縮變形，充分利用電路板基質本身微量的彈性和伸縮性能，將制造誤差緩慢地、均勻地分配到電路板的各個部段，避免了電路板某個部段變形過大而導致電路板損壞，又能夠保證電路板能夠正確插入且最大程度允許制造和組接誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是電路板裝置在粗定位開始時候的一個實施例的結構示意圖。
[0012]圖2是粗定位結束而開始粗細定位銷協調定位過程的電路板插接的一個實施例的示意圖。
[0013]圖3是粗細定位銷協調定位過程結束而開始進行全部位定位的一種情況示例的結構示意圖。
[0014]圖4是圖1中的I部分的放大圖。
[0015]圖5是圖1中的II部分的放大圖。
[0016]圖6是圖2的上部分的放大圖。
[0017]圖7是圖3的上部分的放大圖。
[0018]圖8和9是本發明的電路板裝置的整體結構的示意圖。
[0019]圖10是插針的形狀示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合圖1-10，通過具體實例的實施過例對本發明進行詳細說明。
[0021]一種涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置9的電路板插接系統，其特征在于，包括所述電路板裝置9和電路板插座裝置8，所述電路板裝置9在縱向方向上自上而下依次包括第一電路板子件91、第二電路板子件92、中間連接件90、第三電路板子件93以及第四電路板子件94,其中，第一電路板子件91的上部左側設置有橫向向左延伸的第一細定位銷19，下端與第二電路板子件92的上端能拆卸式地連接，第一電路板子件91的左側面在所述第一細定位銷19的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第一細定位銷19的向左延伸長度；
第二電路板子件92的上部左側設置有橫向向左延伸的第二細定位銷29，下端與中間連接件90的上端能拆卸式地連接，第二電路板子件92的左側面在所述第二細定位銷29的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第二細定位銷29的向左延伸長度；
中間連接件90的左側中部設置有向左延伸的中間粗定位銷10，
第三電路板子件93的下部左側設置有橫向向左延伸的第三細定位銷39，上端與中間連接件90的下端能拆卸式地連接，第三電路板子件93的左側面在所述第三細定位銷39的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第三細定位銷39的向左延伸長度；
第四電路板子件94的下部左側設置有橫向向左延伸的第四細定位銷49，上端與第三電路板子件93的下端能拆卸式地連接，第四電路板子件94的左側面在所述第四細定位銷49的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第四細定位銷49的向左延伸長度；
所述第一、第二、第三和第四電路板子件91、92、93、94的插針組的尺寸和形狀均相等，且其形狀為圓柱形，端部具有半球形突出，所述半球形突出與總體的圓柱形在母線上相切，以便于定位到插針孔中；并且所述第一、第二、第三和第四細定位銷19、29、39、49的外輪廓尺寸和形狀均相同；
所述電路板插座裝置8上在縱向方向上從上到下依次設置有第一細定位孔18、第二細定位孔28、中間粗定位孔80、第三細定位孔38以及第四細定位孔48，分別用于與所述第一細定位銷19、第二細定位銷29、粗定位銷10、第三細定位銷39和第四細定位銷49配合，其中，
中間粗定位孔80在橫向方向上從右至左依次包括包括第一圓臺部801、第二圓臺部802和圓柱部803，其中，第一圓臺部801的小直徑端與第二圓臺部的大直徑端連接，由此使得所述中間粗定位孔80整體為從右至左漸縮的形狀，
所述中間粗定位銷10在橫向方向上從左至右依次包括圓弧頂部901、圓臺體部902以及圓柱體部903，所述圓弧頂部901與所述圓臺體部902的小直徑端在母線上相切，所述圓臺體部902的大直徑端與所述圓柱體部903連接；
所述第一圓臺部801用于與所述中間粗定位銷10的圓弧頂部901接觸，以對所述電路板裝置9粗定位，所述第二圓臺部802與所述圓臺體部902母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺體部902配合，以進行粗細定位銷協調插入過程；所述圓柱部803的直徑與所述圓柱體部903相同，并且所述圓柱部803用于與所述圓柱體部903配合，以對所述電路板裝置9進行最終的中間部位定位；
所述第一細定位孔18、第二細定位孔28、第三細定位孔38以及第四細定位孔48的形狀以及尺寸均完全相同，從右至左在橫向上依次包括第一細圓臺孔181、第二細圓臺孔182和細圓柱孔183，其中，第一細圓臺孔181的小直徑端與第二細圓臺孔的大直徑端連接，由此使得所述細定位孔18、28、38、48整體為從右至左漸縮的形狀，
所述細定位銷19、29、39、49在橫向方向上從左至右依次包括圓弧端部191、圓臺部位192以及圓柱部位193，所述圓弧端部191與所述圓臺部位192的小直徑端在母線上相切，所述圓臺部位192的大直徑端與所述圓柱部位193連接；
所述第一細圓臺孔181用于與所述細定位銷19、29、39、49的圓弧端部191接觸，以進行上述粗細定位銷協調插入過程，所述第二細圓臺孔182與所述圓臺部位192母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺部位192配合，以進行細定位銷之間協調插入過程；所述細圓柱孔183的直徑與所述圓柱部位193相同，并且所述細圓柱孔183用于與所述圓柱部位193配合，以對所述電路板裝置9進行最終的全部位定位；
所述中間粗定位銷10的長度大于所述細定位銷19、29、39、49的長度，所述細定位銷19、29、39、49的長度大于所述插針組的長度，由此使得:
當所述第一圓臺部801開始與所述中間粗定位銷10的圓弧頂部901接觸以對所述電路板裝置9粗定位時，所述細定位銷19、29、39、49不接觸所述電路板裝置9，當所述第二圓臺部802與所述圓臺體部902開始配合以進行粗細定位銷協調插入過程時，所述粗定位結束，并且所述粗定位將所述細定位銷19、29、39、49的圓弧端部191定位成均處于能夠與相應細定位孔18、28、38、48的第一細圓臺孔181接觸的位置；
在所述粗細定位銷協調插入過程期間，所述中間粗定位銷10的所述圓臺體部902與中間粗定位孔80的所述第二圓臺部802的相互作用以及所述細定位銷19、29、39、49的上述圓臺部位192與相應細定位孔18、28、38、48的所述第二細圓臺孔182的相互作用能同步地帶動所述電路板裝置9協調變形，從而使得所述細定位銷19、29、39、49的圓柱部位193能與相應細定位孔18、28、38、48的細圓柱孔183配合，從而將所述電路板裝置9進行最終的全部位定位；
在所述全部位定位后，所述插針組開始與相應的插針孔配合，從而使得電路板裝置9的插接最終完成。
[0022]如本文所使用的術語，中間部位定位的意思是指整個電路板裝置的中間部位完成定位，即中間部位完成定位；而全部位定位則是指的其他定位銷，例如細定位銷，也完成了定位，而且這些定位銷的定位遍布整個電路板裝置的上下，因此是一種全部位定位。
[0023]需要指出的是，附圖中的尺寸僅為定性地表示本發明動作的原理，為了表現清楚而進行尺度上的夸大以及示出在使用中的極限情況，因此不必以附圖中的具體尺寸度量來解釋本發明。上述的實施例僅僅是對本發明的示例性闡釋，而非對本發明的保護范圍的限定。本發明的保護范圍僅僅由權利要求書進行限定。
【權利要求】
1.一種涉及具有圓柱形插針組的電路板裝置(9)的電路板插接系統，其特征在于，包括所述電路板裝置(9 )和電路板插座裝置(8 )，所述電路板裝置(9)在縱向方向上自上而下依次包括第一電路板子件(91)、第二電路板子件(92)、中間連接件(90)、第三電路板子件(93)以及第四電路板子件(94)，其中，第一電路板子件(91)的上部左側設置有橫向向左延伸的第一細定位銷(19)，下端與第二電路板子件(92)的上端能拆卸式地連接，第一電路板子件(91)的左側面在所述第一細定位銷(19)的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第一細定位銷(19)的向左延伸長度； 第二電路板子件(92 )的上部左側設置有橫向向左延伸的第二細定位銷(29 )，下端與中間連接件(90)的上端能拆卸式地連接，第二電路板子件(92)的左側面在所述第二細定位銷(29)的下方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第二細定位銷(29)的向左延伸長度； 中間連接件(90 )的左側中部設置有向左延伸的中間粗定位銷(10 )， 第三電路板子件(93)的下部左側設置有橫向向左延伸的第三細定位銷(39)，上端與中間連接件(90)的下端能拆卸式地連接，第三電路板子件(93)的左側面在所述第三細定位銷(39)的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第三細定位銷(39)的向左延伸長度； 第四電路板子件(94)的下部左側設置有橫向向左延伸的第四細定位銷(49)，上端與第三電路板子件(93)的下端能拆卸式地連接，第四電路板子件(94)的左側面在所述第四細定位銷(49)的上方設置有橫向向左延伸的插針組，所述插針組的向左延伸長度小于所述第四細定位銷(49)的向左延伸長度； 所述第一、第二、第三和第四電路板子件(91、92、93、94)的插針組的尺寸和形狀均相等，且其形狀總體為圓柱形，端部具有半球形突出，所述半球形突出與總體的圓柱形在母線上相切，從而便于定位到插針孔中；并且所述第一、第二、第三和第四細定位銷(19、29、39、49)的外輪廓尺寸和形狀均相同； 所述電路板插座裝置(8)上在縱向方向上從上到下依次設置有第一細定位孔(18)、第二細定位孔(28)、中間粗定位孔(80)、第三細定位孔(38)以及第四細定位孔(48)，分別用于與所述第一細定位銷(19)、第二細定位銷(29)、粗定位銷(10)、第三細定位銷(39)和第四細定位銷(49)配合，其中， 中間粗定位孔(80)在橫向方向上從右至左依次包括包括第一圓臺部(801)、第二圓臺部(802)和圓柱部(803)，其中，第一圓臺部(801)的小直徑端與第二圓臺部的大直徑端連接，由此使得所述中間粗定位孔(80)整體為從右至左漸縮的形狀， 所述中間粗定位銷(10)在橫向方向上從左至右依次包括圓弧頂部(901)、圓臺體部(902)以及圓柱體部(903)，所述圓弧頂部(901)與所述圓臺體部(902)的小直徑端在母線上相切，所述圓臺體部(902)的大直徑端與所述圓柱體部(903)連接； 所述第一圓臺部(801)用于與所述中間粗定位銷(10)的圓弧頂部(901)接觸，以對所述電路板裝置(9)粗定位，所述第二圓臺部(802)與所述圓臺體部(902)母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺體部(902)配合，以進行粗細定位銷協調插入過程；所述圓柱部(803)的直徑與所述圓柱體部(903)相同，并且所述圓柱部(803)用于與所述圓柱體部(903)配合，以對所述電路板裝置(9)進行最終的中間部位定位； 所述第一細定位孔(18)、第二細定位孔(28)、第三細定位孔(38)以及第四細定位孔(48)的形狀以及尺寸均完全相同，從右至左在橫向上依次包括第一細圓臺孔(181)、第二細圓臺孔(182)和細圓柱孔(183)，其中，第一細圓臺孔(181)的小直徑端與第二細圓臺孔的大直徑端連接，由此使得所述細定位孔(18、28、38、48)整體為從右至左漸縮的形狀， 所述細定位銷(19、29、39、49)在橫向方向上從左至右依次包括圓弧端部(191)、圓臺部位(192)以及圓柱部位(193)，所述圓弧端部(191)與所述圓臺部位(192)的小直徑端在母線上相切，所述圓臺部位(192)的大直徑端與所述圓柱部位(193)連接； 所述第一細圓臺孔(181)用于與所述細定位銷(19、29、39、49 )的圓弧端部(191)接觸，以進行上述粗細定位銷協調插入過程，所述第二細圓臺孔(182)與所述圓臺部位(192)母線傾斜程度相同，并且用于與所述圓臺部位(192)配合，以進行細定位銷之間協調插入過程；所述細圓柱孔(183)的直徑與所述圓柱部位(193)相同，并且所述細圓柱孔(183)用于與所述圓柱部位(193)配合，以對所述電路板裝置(9)進行最終的全部位定位； 所述中間粗定位銷(10)的長度大于所述細定位銷(19、29、39、49)的長度，所述細定位銷(19、29、39、49)的長度大于所述插針組的長度，由此使得: 當所述第一圓臺部(801)開始與所述中間粗定位銷(10)的圓弧頂部(901)接觸以對所述電路板裝置(9)粗定位時，所述細定位銷(19、29、39、49)不接觸所述電路板裝置(9)，當所述第二圓臺部(802)與所述圓臺體部(902)開始配合以進行粗細定位銷協調插入過程時，所述粗定位結束，并且所述粗定位將所述細定位銷(19、29、39、49)的圓弧端部(191)定位成均處于能夠與相應細定位孔(18、28、38、48)的第一細圓臺孔(181)接觸的位置； 在所述粗細定位銷協調插入過程期間，所述中間粗定位銷(10)的所述圓臺體部(902)與中間粗定位孔(80)的所述第二圓臺部(802)的相互作用以及所述細定位銷(19、29、39、49)的上述圓臺部位(192)與相應細定位孔(18、28、38、48)的所述第二細圓臺孔(182)的相互作用能同步地帶動所述電路板裝置(9)協調變形，從而使得所述細定位銷(19、29、39、49)的圓柱部位(193)能與相應細定位孔(18、28、38、48)的細圓柱孔(183)配合，從而將所述電路板裝置(9)進行最終的全部位定位； 在所述全部位定位后，所述插針組開始與相應的插針孔配合，從而使得電路板裝置(9)的插接最終完成。
【文檔編號】H05K1/14GK104185368SQ201410467507
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】吳揚華 申請人:義烏市晶凱機械設備有限公司