CN101587024B - 用于按键寿命测试的压头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种用于按键寿命测试的压头装置，其包括一压杆机构、一连接机构、一平衡机构及一橡胶头。该压杆机构包括一活动杆和一第一弹簧，该第一弹簧套在活动杆上并与该连接机构抵持，该压杆机构及橡胶头通过连接机构连接，该平衡机构固定在连接机构上并与压杆机构连接。当活动杆向下运动时，该平衡机构与该第一弹簧在该活动杆运动方向上提供一恒组合力。该按键寿命测试压头装置在活动杆一定移动范围内，加载在按键上的压力不变。当测试一定高度范围内的按键时，无需重复计算活动杆的行程就能确保压在测试按键的力为预设的力。

Description

用于按键寿命测试的压头装置
技术领域
本发明是关于一种用于测试的压头装置，尤其是关于一种应用于电子装置中的按键寿命测试的压头装置。
背景技术
电子装置，如手机、电脑、游戏机等，均采用按键作为用户输入信息的工具。按键经常重复按压使用，容易损坏，按键的寿命是衡量电子装置品质的一个重要指标，而按键的寿命测试则变得非常重要。
现今一般采用按键寿命测试机对按键的寿命进行自动化测试。这种测试机通常包括一平台，一驱动装置及一压头装置。待测试的按键固定在平台上，驱动装置驱动压头装置对按键反复施加压力。一般情况下，驱动装置的驱动力比较大，不能直接施加在按键上，因此压头装置需要设计成具有缓冲驱动力的功能。一种现有的用于手机寿命测试的压头装置包括一中空导管，一压杆，一压缩弹簧及一橡胶头。该压杆穿过该中空导管并可以在该导管内滑动。该压杆一端设有一抵持部。该压缩弹簧套在压杆上，两端分别与压杆的抵持部和导管抵持。该橡胶头固定在压杆的另一端。
测试时，压杆与驱动装置连接，具有按键的电子装置固定在平台上，驱动装置驱动压头装置向下移动，当橡胶头接触按键时，压杆继续往下压，弹簧被压缩而提供向上的反作用力，一定程度上缓解了压杆对按键的压力，避免按键因为受力过大而损坏。弹簧被压缩的程度不同，提供的反作用力也不同，在驱动力不变的情况下，施加在按键上的力也不同，而压头装置施加在按键上的压力是有严格规定的，如一般手机按键的测试压力为3磅，因此需要根据某一按键的高度设定压杆的行程来确定施加在该按键上的力。但是，手机各按键的高度很难保持一致，这就需要根据不同按键的高度确定压杆的行程来确保橡胶头压在按键上的力为设定的压力。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提供恒压力的压头装置。
一种用于按键寿命测试的压头装置，其包括一压杆机构、一连接机构、一平衡机构及一橡胶头。该压杆机构包括一活动杆、一滑动块和一第一弹簧，该第一弹簧套在活动杆上并与该连接机构抵持，该压杆机构及橡胶头通过连接机构连接。该滑动块与该活动杆一端连接，该连接机构设有一容置腔，该滑动块可上下移动地容置在该容置腔内；该连接机构包括一盖体及一承载体，该盖体固定在该承载体上，该容置腔开设在该承载体上，该第一弹簧一端与盖体抵持，该活动杆穿过该盖体后与滑动块连接。该平衡机构包括至少一压缩组件及一连杆，该连杆与该滑动块固定连接，该压编组件一端可旋转地固定在连接机构上，另一端与连杆固定连接。当活动杆向下运动时，该平衡机构与该第一弹簧在该活动杆运动方向上提供一恒组合力。
相较于现有技术，上述用于按键寿命测试的压头装置利用平衡机构与第一弹簧在活动杆运动方向上提供一恒组合力，在活动杆一定移动范围内，加载在按键上的压力不变。因此，当测试在一定高度范围内的按键时，无需重复计算活动杆的行程就能确保压在测试按键的力为预设的力，测量较为准确。
附图说明
图1为本发明较佳实施例压头装置的立体分解图；
图2为本发明较佳实施例压杆机构的立体图；
图3为本发明较佳实施例连接机构的立体分解图；
图4为本发明较佳实施例平衡机构的立体图；
图5为本发明较佳实施例压缩组件的立体分解图；
图6为本发明较佳实施例连杆与长销组合的立体图；
图7为本发明较佳实施例压头装置的立体组装图；
图8为本发明较佳实施例压头装置的工作状态图。
具体实施方式
请参照图1，本发明较佳实施例用于按键寿命测试的压头装置100包括一压杆机构10、一连接机构20、一平衡机构30及一橡胶头40。该连接机构20连接该压杆机构10及平衡机构30。该压杆机构10一端与一驱动装置连接(图未示)，该驱动装置可以驱动该压杆机构10在X、Y、Z三轴方向运动。该橡胶头40固定在该连接机构20相对压杆机构10的一端，用于按压待测试的按键。
请参照图2，该压杆机构10包括一活动杆12、一调节环14、一第一弹簧16及一滑动块18。该活动杆12具有一连接部122及一杆部124，该调节环14及第一弹簧16套在杆部124上。该连接部122设有一凸缘126，该凸缘126可防止调节环14及第一弹簧16脱离活动杆12。该调节环14开设有螺纹孔142，其轴线与杆部124垂直。该螺纹孔142与一螺钉144相配合，通过拧紧螺钉144可使调节环14固定在杆部124上。该第一弹簧16一端抵持调节环14，另一端抵持连接机构20，从而当活动杆12向下滑动时该第一弹簧16可被调节环14压缩。该滑动块18为一长方体，其顶部开设有一开孔182，与杆部124的一端过盈配合。该滑动块18中部开设有一贯穿其二相对侧面的承载孔184。
请参照图3，该连接机构20包括一盖体22、一承载体24、一基座26及一夹头28。该盖体22大致为长方形板状，中间开设有一可让杆部124自由穿插的通孔222，四角处分别开设有一螺纹孔224。
该承载体24大致为一空腔的长方体，具有二相对的第一侧壁244，二相对的第二侧壁245及一底板243。该二第一侧壁244，二第二侧壁245及底板243图成一一端开口的容置腔242，该容置腔242的尺寸与滑动块18相配合，滑动块18可以在容置腔242内垂直滑动。每个第一侧壁244顶部两端均开设有一装配孔246，这些装配孔246的位置与螺纹孔224相对应。该装配孔246及螺纹孔224相对应。该第二侧壁245高度远低于该第一侧壁244，从而每一第二侧壁245上与二第一侧壁244间形成一纵向长方形状通槽247。该通槽247与容置腔242相通，其中一个第二侧壁245还开设有一螺纹孔248，用于固定基座26。该承载体24的底板243于相对第二侧壁245的方向上延伸出二相对的侧翼25，且每个侧翼25均开设一定位孔252，用于固定夹头28。
该基座26包括一固定部262及由固定部262一端垂直延伸形成的二翼板264。该固定部262为一长方体，其中间开设有一基座安装孔266，该基座安装孔266与承载体24的螺纹孔248在装配时相对齐。二翼板264相对固定部262对称分布，且均开设有一轴线与基座安装孔266垂直的轴固定螺纹孔265。
该夹头28包括一长方体状的本体281及从本体281二端延伸出的挡板283。该本体281于其中部垂直开设有一第一固定孔282，并于水平方向上开设一第二固定孔284，该第一固定孔282的轴线与该二第二固定孔284的轴线垂直相交。该第二固定孔284为螺纹通孔，用于与侧翼25的定位孔252相对应。螺钉286与该第二固定孔284及定位孔252相配合。
请参照图4，该平衡机构30包括一对压缩组件32、一连杆34及一长销36。请参照图5，该压缩组件32包括一轴杆321、一轴套322、一第二弹簧323及一轴销324。该轴杆321具有一柱状部325、一抵持部326及一固持部327，其中该抵持部326连接该固持部327及该柱状部325。该柱状部325为一长圆柱体，其相对抵持部326一端开设有一贯通的长条状滑槽328。该第二弹簧323及轴套322均可套在轴杆321的柱状部325上。该抵持部326为圆盘状，其直径大于第二弹簧323的直径，用于抵持第二弹簧323的一端。该固持部327具有二个平行的切面3272，且开设有一轴孔3274贯穿这二个切面3272。该轴销324为一螺钉，其包括一螺帽3242及一螺杆3244。组合时，轴杆321可以图绕该轴销324转动。该轴套322为一中空圆柱体，其中间开设有一贯穿的销孔3222，该销孔3222的轴线与轴套322的轴线互相垂直。
请参照图6，该连杆34包括一受力部342及一螺纹部344。该受力部342与滑动块18的承载孔184为紧配合，且该受力部342设计为横截面积大于螺纹部344的长方体，有利于承载和传递力。该受力部342相对螺纹部344一端开设有一贯穿孔346。一螺母348与螺纹部344相配合。
该长销36包括一圆形销头362、一销杆364及二销套366。该销套366套在销杆364上。该销杆364可穿过轴套322的销孔3222、轴杆321的滑槽328及连杆34的贯穿孔346。该销杆364相对轴销324一端开设有一贯穿的止挡孔368，该止挡孔368可套上一铁线圈或插上一柱销以止挡压缩组件32脱离销杆364。
组装时，请同时参照图7，首先将夹头28的本体281伸入二侧翼25之间，直至二挡板283与相应的侧翼25抵持。此时，第二固定孔284与侧翼25的定位孔252对齐，通过螺钉286将夹头28固定在侧翼25上。其次，将基座26的基座安装孔266与承载体24的螺纹孔248对齐，并通过螺钉268将基座26固定在承载体24上。然后，将滑动块18置入承载体24的容置腔242内。把连杆34的螺纹部344穿过滑动块18的承载孔184，并拧紧螺母348，使连杆34与滑动块18固定连接。之后。将螺纹孔224与承载体24的装配孔246对齐，并通过螺钉226使盖体22固定在承载体24上。将调节环14及第一弹簧16依次套在活动杆12的杆部124上，并将杆部124相对连接部122的一端插入滑动块18的开孔182上，通过过盈配合与滑动块18固定连接。拧紧螺钉144使调节环14固定在活动杆12上，此时，第一弹簧16一端与盖体22抵持，而另一端与调节环14抵持。用二轴销324将二轴杆321分别固定在基座26上，然后将第二弹簧323及轴套322依次套在相应的轴杆321上。将长销36的销杆364依次穿过一轴套322的销孔3222、一轴杆321的滑槽328、一销套366、连杆34的贯穿孔346、另一销套366，另一轴套322的销孔3222及另一轴杆321的滑槽328，然后在长销36一端的止挡孔368套上一线圈套或插上一柱销，从而长销36将压缩组件32及连杆34连接在一起。最后，将橡胶头40通过紧配合固定在夹头28的第一固定孔282上。
工作时，请同时参照图8，橡胶头40抵持按键，驱动机构驱动活动杆12向下运动，第一弹簧16受压。活动杆12推动滑动块18向下移动，从而使与滑动块18固定连接的连杆34和长销36一起向下移动。长销36把压轴杆321的一端压低，轴杆321围绕轴销324转动。同时，长销36沿着轴杆321的滑槽328向内滑动，带动轴套322压迫第二弹簧323。
第一弹簧16受压产生一阻力F1，假设K1为第一弹簧16的弹性系数，S′1为第一弹簧16的初压缩距离，ΔS1为活动杆12带动第一弹簧16压缩的距离，则F1＝K1(S′1+ΔS1)，其中S′1可调节活动杆12上的调节环14的位置来设定的。当K1、S′1确定时，F1随着ΔS1的增加而增加。
第二弹簧323受压在垂直方向上分解一阻力F2，假设α为轴杆321与水平面的夹角，K2为第二弹簧323的弹性系数，S′2为第二弹簧323的初压缩距离，ΔS2为轴杆321转动引起第二弹簧323压缩的距离，则F2＝K2(S′2+ΔS2)sinα，其中S′2可通过改变轴杆321滑槽328的位置和第二弹簧323的长度来设定。当K2、S′2确定时，随着活动杆12向下移动，因为ΔS2变化较少，而α↓，所以F2↓。当α＝0时，F2＝0。
设定第一弹簧16及第二弹簧323在垂直方向上提供的阻力为F，则F＝F1+F2＝K1(S′1+ΔS1)+K2(S′2+ΔS2)sinα。由上可知，当活动杆12向下移动时，F1↑，而F2↓。确定K1、S′1、K2、S′2的值，使之满足以下条件：K1(S′1+ΔS1)+K2(S′2+ΔS2)sinα＝constant(常数)，则在活动杆12一定移动范围内，第一弹簧16及第二弹簧323在垂直方向上提供的阻力F为一恒力。
可以理解，基座26的固定部262可以省略，而基座26二翼板直接从承载体24上延伸出来。承载体24底部的二侧翼25也可以省略，夹头28与承载体24一体成型。连杆34上的二销套366可以省略，连杆可以设一头部，该头部两侧与二轴套322分别抵持，而贯穿孔346设在该头部上。该连杆34的螺纹部344可以省略，而连杆34的受力部342与承载孔184通过过盈配合固定连接在滑动块18上。
可以理解，因为驱动装置的驱动力不变，而在活动杆12一定移动范围内，第一弹簧16及第二弹簧323在垂直方向上提供一恒组合力F，所以加载在按键上的压力也不变。因此，当测试在一定高度范围内的按键时，无需重复计算活动杆12的行程就能确保压在测试按键的力为预设的力。

Claims (10)

1.一种用于按键寿命测试的压头装置，其包括一压杆机构、一连接机构及一橡胶头，该压杆机构包括一活动杆、一滑动块和一第一弹簧，该第一弹簧套在活动杆上并与该连接机构抵持，该压杆机构及橡胶头通过连接机构连接，其特征在于：该滑动块与该活动杆一端连接，该连接机构设有一容置腔，该滑动块可上下移动地容置在该容置腔内；该连接机构包括一盖体及一承载体，该盖体固定在该承载体上，该容置腔开设在该承载体上，该第一弹簧一端与盖体抵持，该活动杆穿过该盖体后与滑动块连接；该压头装置还进一步包括一平衡机构，该平衡机构包括至少一压缩组件及一连杆，该连杆与该滑动块固定连接，该压缩组件一端可旋转地固定在连接机构上，另一端与连杆固定连接，当活动杆向下运动时，该平衡机构与该第一弹簧在该活动杆运动方向上提供一恒组合力。
2.如权利要求1所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该压缩组件的数量为二个，其中每一个压缩组件包括一轴杆、一轴套、一第二弹簧及一轴销，该轴杆具有一抵持部，该第二弹簧及轴套套在轴杆上，且第二弹簧二端分别与轴套及轴杆的抵持部抵持，该轴杆通过轴销可旋转地固定在连接机构上。
3.如权利要求2所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该轴杆开设有一滑槽，该轴套开设有一销孔，该连杆开设有一贯穿孔，该平衡机构进一步包括一长销，该长销通过与轴套的销孔、轴杆的滑槽及连杆的贯穿孔的配合将压缩组件及连杆连接在一起。
4.如权利要求3所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该长销上套有二销套，该销套位于轴套与连杆之间。
5.如权利要求2所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该连接机构进一步包括一基座，该基座固定在承载体上，该基座具有二相对的翼板，二轴杆分别连接在相应的翼板上。
6.如权利要求1所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该连接机构进一步包括一夹头，该夹头固定在承载体的底部，该橡胶头固定在夹头上。
7.如权利要求1所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该滑动块顶部开设有一开孔，中部开设有一承载孔，该开孔与活动杆的一端相配合，该承载孔与连杆相配合。
8.如权利要求7所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该连杆包括一受力部及一螺纹部，该受力部与滑动块的承载孔相配合，该螺纹部穿过该承载孔，该连杆通过一螺钉与该螺纹部的配合固定连接在滑动块上。
9.如权利要求1所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该承载体具有二相对的第一侧壁及二相对的第二侧壁，每一个第二侧壁均开设有一通槽，该通槽与容置腔相通，该连杆二端分别穿过二个第二侧壁的通槽。
10.如权利要求1所述的用于按键寿命测试的压头装置，其特征在于：该压杆机构进一步包括一调节环，该调节环固定在活动杆上并与第一弹簧一端抵持。
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