[发明专利]一种射频开关矩阵专用力矩扳手

说明书

 

技术领域

本发明公开了一种射频开关矩阵专用力矩扳手。

背景技术

射频开关矩阵内部有限的空间内排布着众多的多路开关、电源、工控机、电缆组件等部件，内部空间非常狭窄。射频开关矩阵在进行内部射频信号传输通道互联装配时，现有的力矩扳手体积较大，尤其是扳手头部位，无法在狭小的空间内卡住电缆组件上的连接螺套并进行旋转锁紧，本发明方案旨在设计一种小巧、灵活、扭矩恒定的专用力矩扳手，应用于射频开关矩阵的内部互联装配。

射频开关矩阵作为信号传输通路的控制切换装置，其主要作用是通过手动或者程序控制内部各开关及开关上各支路的通断，来实现预定通道的选通或切换；开关矩阵在自动测试系统中有着重要的作用，能够极大的增加测试系统的灵活性，有效提高测试效率；图1是开关矩阵组成结构示意图，射频开关矩阵主要由机箱1、电源、工控机3、多路开关2、电缆组件5、输入输出端口4，连接螺套6等组成，复杂的开关矩阵内部还装有环形器、功分器、衰减器等部件。开关矩阵的工作原理如下：输入端口、多通道开关、输出端口等部件通过电缆组件连接在一起，工控机根据需要分别控制不同的开关、以及同一个开关上不同支路的通断，以实现输入输出通道的通断和切换。随着开关矩阵工作频率（达40GHz）以及内部集成度（一个开关矩阵内部集成多达20~50个开关，单个开关多达10个支路）的不断提高，多路开关本身输入输出接口之间的距离以及射频开关矩阵内部空间越来越拥挤，互联装配的难度也越来大，而互联装配质量的好坏直接影响着开关矩阵的整体性能；例如在电缆组件与开关互联装配时，需要旋转电缆组件上的连接螺套，使其与开关接口上的螺纹啮合，由于开关上各个接口之间的空间很小，如图2所示，扳手头稍大就很可能无法放入到指定位置进行操作；如果扭矩过大，就很可能造成电缆组件或者开关接口的损坏；若扭矩过小，又可能造成连接不可靠；而扭矩的随机性对开关矩阵通路的插入损耗以及相位一致性有着重大的影响。如何找到一种小巧、灵活、扭矩恒定的扳手是射频开关矩阵内部互联装配过程中亟待解决的问题。

    现有力矩扳手方案如图3所示，其包括扳手柄7，压缩弹簧8，钢球9，扳手头10，转轴11，顶杆12，调节螺柱13，扳手头采用U型开口，手柄与扳手头在同一平面内，通过旋转调节螺柱调整弹簧的压缩量来调节扳手头的扭矩，但是这种力矩扳手存在以下缺陷：

1. 扳手头体积大，无法在空间狭窄的开关矩阵机箱内部使用；

2. 手柄与扳手头在同一直线上，使用范围受限；

3. U开口，使用角度跨度较大，达60度，活动需要的空间大，如图4所示，扳手柄容易与周围其他物体发生干涉。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种射频开关矩阵专用力矩扳手。

本发明采用的技术方案如下：

一种射频开关矩阵专用力矩扳手，包括扳手头、连杆和扳手柄，所述的扳手头垂直的连接于连杆的一端，且连杆的另一端与扳手柄采用球笼式万向节结构相连，且所述的扳手柄能在连杆与扳手柄组成的平面内旋转，且扳手头与连杆中间刚性连接，连杆与扳手柄相连的端部球头上开有圆弧形凹槽，在所述的圆弧形凹槽内设有一个钢球，所述的钢球通过一个设置在扳手柄内的弹性装置压紧，在弹性装置的尾部设有一个对其弹力进行调整的调整装置；所述的圆弧形凹槽、弹性装置、弹性装置和调整装置共同构成了扭矩控制和调节结构，能精确控制拧紧力矩。

所述的弹性装置为弹簧。

所述的调整装置为压紧螺柱。

所述的扳手头为C型开口，开口尺寸为3.8mm，大于电缆的直径，扳手头内孔与连接螺套接触面更大，连接螺套受力更均匀。

所述扳手头的卡口其内部为齿形结构。

所述的齿形结构包括均布在扳手头的卡口内部的12齿，能使扳手在30度范围内活动，更加灵活。

所述的扳手头外形采用圆形结构，体积小，扳手头与连杆垂直布局，有效避免扳手头与连接螺套周围物体干涉，可在更小的空间内使用。

所述的扳手头连杆与扳手柄之间采用球笼式万向节结构，扳手柄可在一定范围内沿圆弧槽自由摆动，避免转动时与周围其他部件产生干涉。

所述的圆弧形凹槽、钢球、弹簧和压紧螺柱共同构成了扭矩控制和调节结构，能精确控制拧紧力矩。

本专用力矩扳手工作原理如下：