一种可用于薄膜式压力传感器的接口装置的制作方法

1.本技术属于传感器接口设计技术领域，具体涉及一种可用于薄膜式压力传感器的接口装置。


背景技术：

2.目前薄膜传感器的接口大多使用标准的0.5mm fpc连接器，对应的接口装置也采用的是与fpc连接器对应的设计。但fpc连接器本身的可靠插接寿命很低，而且接插操作需要非常仔细的对准操作，很容易出现接反接错的情况。


技术实现要素：

3.为解决现有薄膜式压力传感器采用fpc连接器可靠性差、寿命低的问题，本实用新型提供一种一种可用于薄膜式压力传感器的接口装置，具体技术方案如下：
4.一种可用于薄膜式压力传感器的接口装置，包括转动件、配合件、下支撑板、弹性金属针及基板，所述配合件靠近下支撑板设置，所述转动件与配合件活动连接；所述弹性金属针设置在所述基板上并与所述传感器相适配，所述弹性金属针与下支撑板在初始状态下保持一定间隙以形成用于插放传感器的插槽；传感器插入所述插槽时，所述转动件带动所述配合件移动以带动所述下支撑板往靠近所述弹性金属针的方向移动，所述下支撑板带动所述传感器与弹性金属针相接触以实现所述传感器与弹性金属针之间的电性连接。
5.作为一种优选方案，所述转动件与配合件相对面中之一具有第一斜面，另一面具有与第一斜面配合使用的配合部；在外力作用下，通过所述转动件的转动使第一斜面和配合部发生相对运动，促使配合件往靠近弹性金属针的方向移动，进而通过下支撑板带动所述传感器与弹性金属针相接触。
6.作为一种优选方案，所述配合部为与第一斜面具有相同倾斜角度的第二斜面。
7.作为一种优选方案，所述配合部为与第一斜面形成点接触或线接触的结构。
8.作为一种优选方案，所述转动件与配合件之间具有至少两组配合使用的第一斜面和配合部，所述第一斜面在转动件或配合件上呈中心对称布置。
9.作为一种优选方案，所述转动件的外周进一步设有定位块，所述配合件的外周进一步设有第一限位部和第二限位部，第一限位部和第二限位部界定一活动区域；所述转动件转动时，所述定位块在活动区域内移动以限制转动件的转动角度。
10.作为一种优选方案，所述接口装置还包括旋钮和上支撑板，所述转动件和配合件布置在上支撑板与下支撑板之间；所述转动件背离配合件的一面设有连接轴，所述上支撑板设有过轴孔，所述旋钮设有第一安装孔，所述转动件的连接轴穿设于上支撑板的过轴孔后与旋钮的第一安装孔相连接，以通过旋转所述旋钮带动转动件转动，进而通过配合件带动下支撑板往靠近弹性金属针的方向移动。
11.作为一种优选方案，所述上支撑板上设有第二安装孔，所述第二安装孔内装有弹性件；所述转动件上设有第一凹槽、第二凹槽和定位球；初始状态下，第二安装孔与第一凹
槽对应设置，定位球位于第一凹槽内并与第二安装孔内的弹性件相抵接；所述转动件转动时，带动所述定位球从第一凹槽内脱离并带动所述定位球转动；所述转动件转动至设定位置时，所述定位球转动至第二凹槽内并与第二安装孔内的弹性件相抵接。
12.作为一种优选方案，所述接口装置还包括复位机构，所述复位机构包括弹簧和紧固件，所述弹簧套设于紧固件上；所述上支撑板设有通孔，所述下支撑板与通孔对应位置设有与紧固件相配合的螺纹孔；所述紧固件穿过所述通孔与螺纹孔连接，所述弹簧夹持在上支撑板与紧固件之间；当所述下支撑板往靠近弹性金属针的方向移动时，所述下支撑板带动紧固件往远离上支撑板的方向移动，所述弹簧被压缩形变；所述弹簧复位时，促使所述下撑板带动配合件往靠近上撑板的方向移动。
13.作为一种优选方案，所述插槽处还设有与传感器相适配的防呆机构，所述防呆机构为布置在插槽槽口一侧的卡簧，所述传感器对应位置上设有倒角；所述传感器插入槽口时，所述传感器的倒角推动所述卡簧使得所述卡簧收缩，以使传感器进入所述插槽。
14.有益效果：本实用新型所公开的用于薄膜式压力传感器的接口装置能有效地解决现有传感器采用fpc连接器寿命低、操作不便、容易插歪插错等缺点，可实现传感器的快速插入和稳定连接，不再需要精细的对位。进一步，还可通过防呆机构的设置提示用户插接传感器的操作是否正确，避免插歪插错。
附图说明
15.图1为传感器接口装置的外观结构示意图；
16.图2为传感器接口装置的爆炸图；
17.图3为转动件和配合件的结构示意图1；
18.图4为转动件和配合件的结构示意图2；
19.图5为转动件和配合件的结构示意图3；
20.图6(a)为传感器未插入状态示意图；(b)为传感器插入后状态示意图；
21.图7为卡簧结构示意图；
22.图8为传感器的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.结合图1和图7所示，实施例公开一种可用于薄膜式压力传感器的传感器接口装置，主要包括外壳11、旋钮12、紧固件13、上支撑板14、下支撑板15、转动件17、弹性金属针16、配合件18和底板20等部件构成。其中，紧固件13、上支撑板14、下支撑板15、转动件17和配合件18均设置在外壳11内部以通过外壳11进行防护，旋钮12设置在外壳11的外部以供使用者控制使用。上支撑板14与外壳11固定连接，下支撑板15通过紧固件13与上支撑板14连接，转动件17与配合件18夹持设置在上支撑板14与下支撑板15之间，其中转动件17靠近上支撑板14设置，配合件18靠近下支撑板15设置，转动件17与旋钮12连接以通过转动旋钮12
带动转动件17转动。弹性金属针若干弹性金属针16(例如，pogopin弹簧针)阵列设置在底板20上，并通过底板20与外壳11底部固定连接。弹性金属针16布置在下支撑板15正下方并与下支撑板15保持一定初始间隙，以形成传感器插槽30。
25.其中，转动件17进一步设有连接轴171，上支撑板14对应连接轴171的位置进一步设有与连接轴171相配合的过轴孔141(连接轴171与过轴孔141之间可以是过度配合或间隙配合，优选过度配合)，旋钮12进一步设有与连接轴171相配合的安装孔(图未示)，转动件17的连接轴171穿过过轴孔141后与旋钮12的安装孔相连接，这样当转动旋钮12时转动件17也会跟着转动。
26.进一步的，转动件17与配合件18相对面中之一具有第一斜面，另一面具有与第一斜面配合使用的配合部。在外力作用下，通过转动件17的转动使第一斜面和配合部发生相对运动，促使配合件18往靠近弹性金属针的方向移动，进而带动传感器与弹性金属针相接触。
27.具体的，请结合图2及图3，作为一种实施方式，第一斜面181设置在配合件18上，配合部172设置在转动件17上。更具体的，配合部172设置在转动件17背离连接轴171的一面并与第一斜面181相接触。在外力作用下，配合部172相对于第一斜面181转动，进而推动配合件18带动下支撑板15向下移动。更具体的，配合部172为与第一斜面181具有相同倾斜角度的第二斜面，即二者与水平面的夹角相等，这样使得配合部172和第一斜面181能整面贴合，形成面接触，更有利于推动。当配合部172在第一斜面181上转动时会推动配合件18往远离转动件17的方向移动，由于配合件18与下支撑板15连接，移动中的配合件18会带动下支撑板15移动以改变下支撑板15与弹性金属针16之间的距离。更优选的，转动件17可以是圆盘结构，转动件17背离连接轴171的一面具有至少两组配合部172及扇形平面，两组配合部172及扇形平面周向交替布置，整体呈中心对称布置。配合部172的最低点与扇形平面齐平，配合部172的最高点与扇形平面形成台阶。相应的，配合件18也为一圆盘结构，同样具有至少两组第一斜面181及扇形平面，两组第一斜面181及扇形平面周向交替布置，整体呈中心对称布置，第一斜面181的最高点与扇形平面齐平，第一斜面181的最低点与扇形平面形成台阶。通过这种中心对称的布置方式，转动件17对配合件18的作用力会更加平衡，也能在施加较小作用力的情况下就能推动配合件18带动下支撑板15移动。
28.如图4所示，在另一实施例中，转动件17和配合件18的设置与图3所对应的实施例大体相同，主要不同在于，第一斜面设置在转动件17上，配合件18大致为一平面结构，配合部182设置在配合件18与第一斜面172相对的一面。配合部182采用块状、凸起状、或条状设计，例如，配合块、球形配合凸起或配合条。第一斜面172与配合块、球形配合凸起形成点接触或者与配合条成线接触，并相对于配合部182转动，由此通过转动件17推动配合件18移动以带动下支撑板15移动。
29.如图5所示，在另一实施例中，转动件17和配合件18的设置与图4所对应的实施例呈相反设计，即第一斜面设置在配合件18上，转动件17大致为一平面结构，配合部176设置在转动件17与第一斜面183相对的一面。配合部176与第一斜面183形成点接触或者线接触，并相对于第一斜面183转动，由此通过转动件17推动配合件18移动以带动下支撑板15移动。
30.进一步的，为了对转动件17的转动范围进行限定，转动件17的外周进一步设有定位块175，配合件18的外周进一步设有第一限位部151和第二限位部152，第一限位部151和
第二限位部152界定一活动区域。转动件17转动时，定位块175在活动区域内移动以限制转动件17的转动角度。当然，定位块175也可以设置在转动件17的内部，第一限位部151和第二限位部152也可以设置在配合件18的内部，只要能够实现通过第一限位部151和第二限位部152对定位块175的移动范围进行限制即可。
31.请参阅图2，进一步的，传感器接口装置还包括复位机构，复位机构包括弹簧131及上述的紧固件13，其中紧固件13主要是为了连接上支撑板14与下支撑板15，并促使接口装置复位。具体的，上支撑板14设有通孔，下支撑板15与通孔对应位置设有与紧固件13相配合的螺纹孔。紧固件13穿过通孔与螺纹孔连接，弹簧131套设在紧固件13上并夹持在上支撑板14与紧固件13之间。当下支撑板15往远离上支撑板14的方向移动时，下支撑板15带动紧固件13往下移动，由于上支撑板14保持不动，这时夹持在上支撑板14与紧固件13之间的弹簧131被压缩；复位时，即当下支撑板15往靠近上支撑板14的方向移动时，下支撑板15带动紧固件13往上移动，这时压缩的弹簧131会提供一往上的回弹力，以使下支撑板15的移动更加顺畅。需要说明的是，这里配套使用的紧固件13和弹簧131也相当于是一种复位机构，主要用于促使下支撑板15下移后的复位。当然复位机构也可以采用其它结构形式，并不限于此。
32.请结合图2及图6，为了对旋钮12进行限位以避免旋钮12在不使用时发生转动，进一步设有定位机构。具体的，上支撑板14进一步设有安装孔142，安装孔14内安装有弹性件143，弹性件143可以采用弹片、弹簧或其它弹性件替代，转动件对应安装孔142的位置进一步设有第一凹槽173和第二凹槽173，任一凹槽173内设置有与凹槽相配合的定位球174。初始状态下安装孔与第一凹槽对应设置，定位球位于第一凹槽内并与安装孔内的弹性件相抵接。当旋钮12转动时会带动转动件17转动，转动的转动件17会使得定位球174从第一凹槽173内脱离并带动定位球174转动；转动件17转动至设定位置时，定位球174转动至第二凹槽173内并与安装孔内的弹性件相抵接以实现定位。优选的，定位球174从第一凹槽173内转动至第二凹槽173内时，定位块175从第一限位部151转动至第二限位部152，这样能够确保旋钮12转动到位后下支撑板15正好移动设定的距离。
33.进一步，传感器接口装置的插槽30处还设有与传感器相适配的防呆机构，防呆机构用于提示传感器插入操作是否正确。具体的，在本实施例中防呆机构采用卡簧实现。如图7所示，卡簧19具体可固定在插槽30槽口的一侧，主要用于提示传感器3插入操作是否正确，实现防呆功能。相应的，在传感器3的端部的一侧设计约3mm的倒角31。当传感器3正确插入时，传感器3上的倒角31触碰卡簧19后随着使用者推动传感器3给卡簧19一沿其弹性变形方向的分力，使卡簧19弹性收缩，此时传感器3能够顺利进入插槽30内；反之，如果插入方向错误，则无法为该卡簧19提供弹性方向的分力，卡簧19不会收缩，进而阻止传感器3进入插槽30，提示用户需要换方向重新插入，从而实现传感器3的防呆功能，避免插入方向错误。这种倒角设计是较简单也较容易操作的防呆设计方式，当然也可以采用其它结构，只要能实现防呆功能即可，并不限于此。
34.结合图8所示，作为一种实施方式，与传感器接口装置配套使用的传感器3的接口处设有信号触点31。信号触点31具体可以是铜镀金的圆形信号触点阵列，信号触点31与传感器接口装置的弹性金属针16接触实现模拟电路信号传输。传感器3接口处的形状可根据需求进行，只要能与传感器接口装置中的插槽30相匹配即可。
35.进一步的，本发明对下支撑板15与弹性金属针16之间初始间距的大小不做具体限
制，下支撑板15与弹性金属针16之间的初始间距可根据具体使用情况进行调整。为了使传感器3上的信号触点31与传感器接口装置的弹性金属针16紧密接触，本发明实施例下支撑板15带动插槽内的传感器移动的距离大于下支撑板15与弹性金属针16之间的初始间距，即转动件17带动配合件18移动的距离大于下支撑板15与弹性金属针16之间的初始间距。这样，当转动件17带动配合件18移动时，配合件18带动下支撑板15往靠近弹性金属针16的方向移动，由于转动件17带动配合件18移动的距离大于下支撑板15与弹性金属针16之间的初始间距，这样下支撑板15带动传感器3与弹性金属针16接触后还会继续往靠近弹性金属针16的方向移动，此时弹性金属针16被压缩，传感器3精密夹持在弹性金属针16与下支撑板15之间，进而确保传感器3上的信号触点31与传感器接口装置的弹性金属针16紧密接触。同时，弹性金属针16受力时能够弹性收缩，进而能够避免弹性金属针16受力而造成损坏。
36.上述实施例公开的传感器接口装置的使用方法如下：
37.传感器从插槽30处插入到下支撑板15和弹性金属针16之间，传感器的信号触点31向下，此时，信号触点31与底部的弹性金属针16一一对应，两者之间约有1mm的间隙。
38.转动旋钮12，旋转角度可以设定(优选90度)，旋钮12带动转动件17转动以推动配合件18向下移动进而带动下支撑板15和传感器一起往下移动约2mm，传感器3的信号触点31与弹性金属针16发生接触并且弹性金属针16发生弹性形变，从而保证传感器3的信号触点31与弹性金属针16接触导通良好，进而实现传感器通过弹性金属针与电路的连接，此时紧固件13上套设的弹簧131受上下支撑板15分开影响发生形变压缩。
39.取出传感器3时，将旋钮12反向旋转(优选90度)，紧固件13上套设的弹簧131给紧固件13一作用力并通过紧固件13拉扯下支撑板15上移，此时传感器上的信号触点31脱离弹簧针的接触，传感器3与电路断开连接，传感器3可以轻松拔出。
40.综上可见，采用本实用新型所公开的技术方案能有效地解决现有传感器采用fpc连接器寿命低、操作不便、容易插歪插错等缺点，传感器只需要从传感接口装置的插槽插入到位，旋转旋钮，即可实现传感器与弹性金属针的电性连接，进而与电路的快速连接，不再需要精细的对位。并且，通过防呆机构的设计，在用户插入方向错误时，还可有效提示用户换方向重新插入，避免插歪插错。
41.最后需要说明的是，尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。