CN104008052B - 一种通用的计算机产品测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通用的计算机产品测试系统及方法。本系统包括机械臂、机械臂控制器、力传感器、末端工具、夹具、基准台面和主控计算机，其中夹具整体由若干具有C字形侧面轮廓特征的夹具单元组成，这套夹具有悬空夹持、多种组合变化、调整柔性高、刚性好的特点，通过配合机械臂、力传感器和末端工具完成各种测试，克服了传统测试设备在功能性和可拓展性上的不足。本方法包括四个操作步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果处理；通过分解计算过程、建立参数测量方法库等手段使该测试方法能够通用地应用于计算机产品使用可靠性方面不同种类的测试任务，且测试结果准确可信。

Description

一种通用的计算机产品测试系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机产品测试领域，特别涉及一种通用的计算机产品测试系统及方法。

背景技术

笔记本电脑、平板电脑以及手机的转轴、显示触摸屏、键盘等，是用户与电脑产品直接产生物理交互的重要部件，其使用可靠性直接影响产品性能品质以及用户的使用体验，因此一直是上述产品研发及生产阶段中使用可靠性测试的核心。例如，笔记本电脑转轴既为笔记本显示屏的旋转提供支撑，也为显示屏在某个旋转角度的固定提供摩擦力矩，同时还保护连接笔记本电脑显示屏和键盘部分的数据线；而触摸屏既是图形显示装置，也是用户重要的甚至唯一的信息输入装置，这些单元组件均需要专用的测试设备来进行使用可靠性测试。

对于笔记本电脑转轴的可靠性测试，目前普遍采用能够实现屏幕自动连带翻转的专用测试设备。例如，台湾顺滢企业股份有限公司的伺服系统全自动转轴扭力耐久试验机[1]，提供了一种包含翻转电脑屏幕功能和转轴力矩同步测试功能的自动测试设备。该设备的使用特性主要包括：首先将笔记本电脑旋转在具有等距螺纹孔的载荷台上，通过在待测电脑周围的螺纹孔安装压紧块以锁紧固定笔记本电脑；随后装有伺服马达的翻转机构按照用户预先设置进行自动旋转，并带动实现笔记本电脑显示屏与键盘开合角从0度到180度范围内的受控运动；在持续往复翻转过程中，载荷台上的压力传感器不断读取正压力参数，并将其转换至电脑转轴所受的转矩，从而实现笔记本电脑转轴的力矩特性测量。

对于电脑产品的触摸屏测试，专利201010103922.7提供了一种电容触摸屏线性测试设备，可用于电脑或手机的电容触摸屏性能测试。该设备的使用特征主要包括：首先将待测电容屏锁紧固定在台面上，再由控制系统驱动空间XYZ三自由度串联结构的电控运动装置运动，并带动运动装置末端固定安装的电容笔与触摸屏按照用户预设轨迹进行接触，从而实现触摸测试；在测试过程中，触摸按压方向上的压力传感器持续测量触摸压力并将其反馈给控制系统。

总而言之，现有针对计算机产品测试的设备及方法具有如下特征：

待测物的专用夹紧装置。用来实现待测计算机产品在测试过程中的固定。

专用的运动机构及其电控装置。用来实现测试所需的运动。

专用的测试方法。描述测试的过程与规范，并将传感器读数转换计算为待测量。

尽管上述产品及专利在产品结构可靠性测试中已获得了广泛的应用，然而随着消费电子产品的快速更新换代，传统测试技术和手段的不足已经充分显现，具体表现在：

（1）测试设备的功能性不足。市场上具有多种应用形态的电脑产品不断涌现，且市场需求日益广泛。这种具有新应用形态的计算机产品主要表现在与传统产品在结构形态上有很大不同，以笔记本电脑类产品为例，新的电脑产品突破了原有笔记本电脑的屏幕与主机体180度以内开合的固定模式的限制，借助一种新的笔记本电脑和平板电脑混合的概念设计不同的产品，例如联想公司的Ideapad Yoga[2]，可以实现屏幕绕主机体0到360度的翻转；华硕公司的EeePad Transformer TF101[3]，屏幕可以脱离键盘分离为独立的平板电脑；索尼公司的VAIO Duo 11[4]，通过滑动抬起屏幕和合上屏幕实现平板电脑和笔记本电脑的模式转换。进一步以以联想公司的Ideapad Yoga为例，它用一种双轴式转轴可使屏幕开合角范围达到360度，且在旋转过程中屏幕的旋转轴线并不固定，这意味着原有的转轴测试设备无法完成该类转轴结构件的测试。专利201210295129.0提出了一种针对360度翻转笔记本电脑的转轴测试设备，它使用一个悬臂结构的超薄载台承载并固定夹持笔记本电脑键盘的一个侧边，随后驱动位于另一个侧边的翻转机构带动翻转笔记本电脑屏幕以实现测试。该设备新增了一组移动机构用于调整翻转机构的旋转轴心，但悬臂结构超薄载台的结构刚性没有得到保证，测试过程会出现颤动并而影响测试精度。

（2）测试设备的可拓展性不足。面对市场越来越多样化的电脑、手机产品，针对它们的机械结构可靠性测试，同种测试功能的测试设备往往无法满足新的测试要求，具体表现在两方面，一是夹持的可拓展性，传统测试设备对于测试对象的形状尺寸规格有范围限定，虽然这个限定范围已经覆盖了大部分常规产品，但对于非常规的产品则存在测试局限性，而且在尺寸接近极限时很难保证测试的有效性和夹持的稳定性，所以需要一种针对被测产品尺寸有更高柔性以及夹持可靠性的夹具；二是测试动作的可拓展性，传统测试设备的测试动作较为单一，如直线往复运动、绕固定轴的旋转运动等，这种有限范围、有限形式的运动方式限制了测试动作的拓展。

上述不足已经制约了电脑、手机等新产品的快速研制与测试。目前亟需一种新型的、更通用灵活的笔记本电脑、平板电脑、手机等电子产品的测试设备。

参考文献：

[1] http://www.se-tester.tw/product/pro01-13-5300S.html#M5300S

[2] http://visitor.lenovo.com.cn/yoga/

[3] http://www.asus.com/Tablets_Mobile/Eee_Pad_Transformer_TF101/

[4] http://www.sonystyle.com.cn/products/vaio/u112.htm。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，以笔记本电脑、平板电脑、手机等计算机产品为测试对象，提供一种适用于该类测试对象的通用的计算机产品测试系统及方法，创新地提出了一种C字形的夹具设计来克服传统设备装夹能力及可拓展性的不足，进而提供了应用于所述测试系统的测试方法，克服已有测试设备的功能性不足和拓展性不足，适用于新型灵活通用的笔记本电脑、平板电脑和手机等产品的使用可靠性测试。

为简化描述，发明内容后文中将以笔记本电脑来代表笔记本电脑、平板电脑、手机等计算机产品。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种通用的计算机产品测试系统，由机械臂、机械臂控制器、力传感器、末端工具、夹具、基准台面和主控计算机组成，其特征在于：机械臂具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；机械臂控制器用来控制机械臂运动；力传感器用来感知测试过程中的实时受力状态，其安装在机械臂末端法兰上，与把传感设备安装在被测部件上相比有更灵活通用的优点；末端工具安装在力传感器上，用来在机械臂的运动带动下实现对笔记本电脑的各种测试；夹具用来安装固定被测的笔记本电脑，在本发明中夹具经过创新设计，其结构特点在后文中叙述；基准台面上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具；主控计算机作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作。在通信连接关系上，从上到下依次是，主控计算机与机械臂控制器连接，机械臂控制器同时与机械臂、力传感器、末端工具中的电控装置相连接。

进一步，如上所述的测试系统，其中，机械臂指具有空间多自由度运动能力的机器人系统，主要包括机械结构、驱动执行装置（例如电机），以及机械电气接口等。更进一步，上述的运动自由度数可根据实际测试需求、系统成本需要求进行确定，一般情况下为6自由度。更进一步，上述机构臂的一种典型实例是商用的6自由度工业机器人。

进一步，如上所述的测试系统，其中，机械臂控制器包括具有实时控制机械臂运动所需要的硬件及软件，例如与商用工业机器人相配套的机器人控制器硬件设备及其运动控制软件。

进一步，如上所述的测试系统，其中，力传感器包括对空间力参数（,,）和力矩参数（,,）的同步测量，包括受力数据的感知、读取与传输，具体包括传感器装置的机电硬件及软件。更进一步，上述力传感器的一种典型实例是商用的空间6维力传感器系统。

进一步，如上所述的测试系统，其中，末端工具根据不同类别的测试，可以设计为不同的形态，例如针对屏幕翻转测试的双手指结构末端工具，以及针对多指触摸测试的单手指结构末端工具。更进一步，上述的末端工具以机械结构和功能材料为主组成，并可以包含驱动和电控装置，以增强末端工具的局部运动和测试灵活性。

进一步，如上所述的测试系统，其中，夹具针对笔记本电脑的装夹固定功能，采用模块化、柔性化设计。夹具由若干夹具单元组成，每个夹具单元都可对笔记本电脑的侧边结构进行夹持，单元之间以任意的相对位置水平安装在基准台面上，以适应不同尺寸的笔记本电脑的装夹。更进一步，夹具的结构特征总结如下：

（1）夹具单元的侧面轮廓为C字形。C字形夹具单元由可拆装的上部模块、中部模块和下部模块组成，上部模块上端分布有多个夹紧模块，中部模块支撑并连接上部模块和下部模块，下部模块将夹具单元定位固定在基准台面上。C字形空间设计的夹具单元将笔记本电脑悬空夹持在上部模块所在的平行空间位置，以使笔记本电脑下方悬空，为测试所需的空间动作创造足够的操作空间。夹具单元的三个模块可以分拆并组装，它们通过等距螺纹孔来连接。上述的等距螺纹孔连接方式，使得同一个中部模块可以连接不同的上部模块和下部模块，从而实现夹具的模块化功能。

（2）在（1）中所述的上部模块包含多个位置分布的夹紧模块，这些模块以分散的力作用点的方式对笔记本电脑的侧边结构进行夹紧，并可以根据需求在上部模块的任意边沿位置安装固定。上述夹紧动作的实施依赖于用于托住笔记本电脑的向上支撑力和用于压紧笔记本电脑的向下压紧力。向上支撑力由整体式托板提供，整体式托板由上部模块悬伸而出因此具有良好的夹持刚性；向下压紧力则可由具有不同结构形式的夹紧机构提供：一种形式为应用若干小金属块层叠将一块悬伸的弹性金属片垫高，再用螺栓将金属片向下锁紧以产生压紧力；另一种形式为应用肘夹等用于快速装夹的机械标准件。

（3）在（1）中所述的下部模块有至少2个平行的腰形孔。夹具单元的固定依赖于下部模块在基准台面的定位固定，下部模块的平行腰形孔可以在一定范围内调节夹具单元在基准台面上的水平位置。腰形孔的直径与基准台面上的通孔直径或螺纹孔公称直径相同，长度决定了夹具模块在腰形方向上调节的柔性程度，具体可设置为基准台面上阵列孔的孔间距，两个平行腰形孔间的距离为基准台面上阵列孔的孔间距的整数倍。下部模块上所开腰形孔的长度方向在所在平面中自由设定。

（4）在（1）中所述的C字形夹具单元可以通过多种方式组合成一套夹具。一组上部模块、中部模块和下部模块可以组装成一个特定功能的C字形夹具单元，单个夹具单元可以对笔记本电脑的部分侧边结构进行夹持，将若干个夹具单元配合使用则可以实现笔记本电脑的整体装夹刚度要求。每一可进一步细分为不同的类型，单元与单元之间有不同的相对安装位置，这都使夹具呈现多样的形态。

因此，具有上述结构特征的夹具，具有悬空夹持、多种组合变化、调整柔性高、刚性好的特点，其通过对测试对象的侧边结构进行夹持的方式，在保证夹紧稳定性的基础上创造出足够的测试动作执行空间。

本发明还提出了一种通用的计算机产品测试方法，采用上述测试系统进行测试，它是一种普适于笔记本电脑在使用可靠性方面不同种类测试任务的测试方法。所有测试任务都在所述的测试系统上完成，且都需要对笔记本电脑某局部部件的力或力矩进行测量。因此尽管测试方法包含的局部具体内容和算法在针对每一个测试任务时会有所不同，但按照各类型测试任务的共同属性与方法，可将测试方法分为四个步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果处理。为清晰描述该测试方法，在此以一种具有双转轴结构的笔记本电脑的转轴力矩测试（后文中简称“双转轴力矩测试”）为例，对本方法进行进一步详细说明。该测试任务的特征在于被测笔记本电脑的屏幕开合角可实现0度到360度的连续变化，且在180度位置时旋转运动的轴线将在上转轴和下转轴中进行切换。

（1）步骤一：计算方法分解

针对笔记本电脑某一机械结构，获取其在测试过程中受到的力或力矩数据（以下简称为“观测力数据”）通常是测试任务的基础。这就需要建立由传感器直接测得的数据（以下简称为“原始力数据”）到观测力数据的转换计算方法，本发明分两步分解计算（后文中称为“分解计算一”与“分解计算二”）实现用于这种转换计算的方法：分解计算一是从原始力数据计算出机械臂末端工具与笔记本电脑接触时的接触力或力矩（以下简称为“接触力数据”），该分解计算对任何测试任务都是相同的；分解计算二是接触力数据计算出观测力数据，该分解计算在测试任务改变时使用不同的转换算法。

在分解计算一中，从原始力数据计算接触力数据，需要补偿末端工具的惯性力和变姿态重力。这是考虑到在力传感器测量力数据的运动区间内，末端工具通常会产生空间姿态变化或者加减速的运动，需要通过补偿计算来得到准确的接触力数据。这里对两步补偿计算进一步说明如下。

其一是末端工具空间姿态变化的影响，当机械臂带动末端工具作空间姿态变化的运动时，由于末端工具重力的方向始终垂直向下，而多轴力传感器的测力坐标系随着机械臂的带动发生姿态变化，这使得不变的工具重力反映在多轴力传感器上各个轴的数据是变化的，这种影响需要对工具重力的绝对数值和传感器的空间实时姿态的测量来进行补偿计算，该部分待测参数用表示；其二是末端工具运动时加减速的影响，当机械臂带动传感器和末端工具作加减速运动时，末端工具的惯性力会直接反映到力传感器上，若加减速发生在平移运动时，需要测量工具质量和平移运动的直接加速度，若加减速发生在旋转运动时，需要测量工具绕旋转轴线的转动惯量和旋转的角加速度，以此对末端工具运动时的惯性力影响进行补偿计算，该部分待测参数用表示。在所述的分解计算一中，用表示原始力数据，表示接触力数据，利用两步补偿计算方法及其参数、可以完成从原始力数据到接触力数据的计算，如公式（1）所示。

（1）

在分解计算二中，从接触力数据计算观测力数据，需要补偿中间环节的影响。这是考虑到如果观测力数据的力或力矩是作用在笔记本电脑某内部结构上，用接触力数据不能单独计算出观测力数据，需要增加中间环节来辅助测试。在所述的分解计算二中，用表示观测力数据，为某个中间环节中产生的参数，更多的参数可以对应更多的中间环节，利用补偿计算方法及中间环节产生的参数可以完成从接触力数据到观测力数据的计算，如公式（2）所示。分解计算二中的一种特殊情况是，观测力数据不需要补偿中间环节的影响，观测力数据直接为末端工具与笔记本电脑的接触力，即。

（2）

所述的分解计算二以双转轴力矩测试可进一步地说明如下：

在双转轴力矩测试中，转轴是连接笔记本屏幕和主机体的连接件，传感器若要直接测量到转轴力矩，只能将转轴从笔记本上拆卸下来单独测试。但为了保证更接近人手翻转屏幕的真实操作过程，在整机研制阶段，转轴使用可靠性测试主要为测试转轴在整机正常使用环境中的可靠性。因此为了测量得到转轴力矩，本发明引入如下中间环节来辅助测量：一种间接测量的方法是将笔记本电脑水平安装在一套C字形夹具上，在末端工具推动笔记本屏幕绕转轴匀速360度旋转过程中，通过测量末端工具与屏幕间的接触力，来间接测量转轴在屏幕旋转过程中每个角度位置的力矩。此种间接测量方法的中间环节参数是电脑屏幕重力作用在转轴旋转轴线上的重力矩，它随转轴当前的转角发生周期变化，通过测量最大重力矩可以计算出在每个转角位置变化的重力矩影响。但由于转轴是双转轴结构，在其旋转到180度并自行切换旋转轴线后，导致绕轴线旋转的部件的重力与旋转力臂都发生了变化，所以需要提前测量的参数是屏幕绕两个旋转轴线各自的最大重力矩。

（2）步骤二：测试动作规划

依据步骤一中分解计算二的计算方法，即观测力数据是如何借助新增的中间环节进行计算的，来设计机械臂及末端工具的测试动作。

该步骤借助双转轴力矩测试进行进一步地说明。在双转轴力矩测试中，依据测试原理，需要测量末端工具翻转笔记本屏幕时的推力，这里有两种方法实现推力测量。一种方法是使用两个平行的薄钢片作为末端工具，两薄钢片之间距离略大于电脑屏幕厚度，测试时用两薄钢片夹住电脑屏幕边沿，并带动屏幕往复旋转；另一种方法是将一块外形仿人手指尖的硅胶材料安装在末端工具上作为与笔记本电脑的接触媒介，测试前笔记本屏幕处于闭合状态，测试时用硅胶材料挤压笔记本屏幕边缘并翻开屏幕，末端工具旋转并移动到屏幕的内侧，使硅胶材料以推屏幕的姿态完成屏幕从打开状态到360度的旋转，回程动作类似。

在双转轴力矩测试中，无论使用上述哪种推力测量方法，所设计的动作都要求在180度位置随转轴切换旋转轴线而相应地改变末端工具空间旋转运动轨迹的旋转轴线，同时又保证动作的连续性，这一点借助机械臂易于实现。

（3）步骤三：中间参数测量

在正式测试之前，需要提前获取步骤一中分解计算产生的未知参数，用于从原始力数据到观测力数据的转换计算。依据步骤一将测试结果的计算分为两步分解计算，分解计算一完成从原始力数据到接触力数据的计算，产生的惯性力参数包括测试运动时末端工具的质量、平移加速度、转动惯性和角加速度，产生的变姿态重力参数包括末端工具质量、末端工具的空间姿态，其中末端工具的空间姿态需要在测试进行时实时测量；分解计算二完成从接触力数据到观测力数据的计算，此过程中的未知参数为中间环节产生的未知量。例如在双转轴力矩测试中，中间环节的未知参数是作用在两个旋转轴线上的最大重力矩。下面分别对分解计算一和分解计算二中产生的未知参数给出通用的测量方法。

在分解计算一中，针对惯性力参数的测量，本发明提出一个惯性力参数测量方法库，库中包含对惯性力参数的各种测量方法，下面以控制运动加速度方法对该方法库进行说明。在控制运动加速度方法中，考虑到末端工具的平移加速度和角加速度难以精确测量，如果能够控制实际运动中的加速度，使其为零或某固定数值，则可避免在实际动作过程中实时精确测量需求。该控制运动加速度方法，可以通过在步骤二中设计特定轨迹的末端工具测试动作，控制在测量力数据的运动区间内平移加速度和角加速度为零或某个特定数据来实现。针对末端工具变姿态重力参数，本发明提出一个变姿态重力参数测量方法库，库中包含对变姿态重力参数的多种测量方法，下面以传感器变姿态测量方法对该方法库进行说明。在传感器变姿态测量方法中，考虑到末端工具不方便拆卸或无法完全拆卸，不能通过简单称重获取其重力值，可用测试系统上的力传感器进行测量。先通过机械臂将传感器运动到某一测力轴竖直向上，读取传感器数值，然后将传感器运动到该测力轴方向竖直向下，读取传感器数据，两次读数差值的一半即为末端工具重力。更进一步，对于分解计算一中产生的两类参数还有一种通用的方法来解决，称为空载测试记录偏移数据方法，即每次测试开始前，夹具上不装夹待测笔记本电脑，令机械臂带动末端工具空载测试一个循环，同时让计算机记录每个角度位置及其传感器数据，作为第一步中产生的唯一参数，正式测试中计算末端工具与笔记本电脑的接触力时，用当前位置的传感器读数送去相同位置记录的传感器读数即可。

对分解计算二中所有中间环节产生的参数，本发明提出一个中间环节参数测量方法库，库中包含对各种中间环节参数的测量方法，实际应用时，可根据参数的不同属性来选择测量方法。在双转轴力矩测试的实例中，中间环节需要提前测量的未知参数是屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩，下面以直接测量法、模型拟合计算法和间接实验测量法，针对屏幕重力绕两个旋转轴线的最大重力矩的测量，对该方法库进行说明。

直接测量法适用于笔记本电脑屏幕及转轴可顺利拆卸下来的情况。最大重力矩是重力与重心位置到旋转轴线的距离的乘积，重力可以通过称重来测量，重心位置可以用悬挂法等重心测量方法来测量。

模型拟合计算法适用于对某一台笔记本电脑已有标准的转轴力矩数据作为辅助计算时的情况，该标准的转轴力矩数据可以由某台已有的转轴测试仪测量得到，或为转轴生产厂家给出的设计数据或测试数据。因为分解计算一已经给出从原始力数据到接触力数据的计算方法，在此运行一次步骤二所规划的测试动作，通过分解计算一得到单个测试循环在每个转角位置的接触力数据。理想情况下，计算得到的接触力数据与标准转轴力矩数据之间的偏差即为中间环节产生的参数所导致，建立中间参数拟合模型并将该偏差曲线数据代入，即可获得屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩。

间接实验测量法适用于前面两种方法的前提条件都不满足时的情况，利用本发明中所述测试系统的测试动作可自由定制的特点来创造新的实验，来测量两个最大重力矩。这里采用的间接实验测量方法的理论基础与技巧在于，转轴的力矩特性不受重力作用影响，而相同转轴转角处屏幕重力作用的方向随笔记本电脑翻转方向的不同而相异，在整个笔记本翻转前后进行的接触力测试的测试数据前的差异，直接体现为笔记本电脑屏幕两个最大重力矩的影响。具体实验操作是将笔记本电脑按屏幕在上，主机体在下安装在夹具上，夹具夹持住主机体部分，屏幕可以自由翻转，该装夹方式称为正向装夹，然后进行翻屏测试得到末端工具与屏幕的接触力；随后反之，将笔记本电脑主机体在上，屏幕在下安装在夹具上，夹具同样夹持住主机体部分，该装夹方式称为反向装夹，然后进行翻屏测试得到末端工具与屏幕的接触力。两次实验的接触力数据在转轴相同转角处对应作差值，其数值直接体现为最大重力矩的影响的两倍，据此建立模型并拟合计算参数值，其中两个最大重力矩参数分别在不同旋转角度区间进行计算。该测量方法用公式可以示意性地表示如下，为转轴力矩特性，为屏幕的重力矩影响，为接触力计算结果，正向装夹测试时三个因素的关系满足公式（3），为了测到的数据，创造了反向装夹测试实验，此时测到的接触力数据为，通过公式（4）计算出来，两次测试所得接触力差值的一半，如公式（5）所示，即为屏幕的重力矩影响。

（4）步骤四：测试动作运行与结果处理

对于不同的测试任务，按步骤二中机械臂动作设计规则设计相应的测量运动程序，每个运动程序有两组参数，一组是步骤三中获得的两步分解计算中的未知参数，用来保证测试结果能被准确计算出来；另一组是运动参数，根据每一次测试的不同动作要求来确定，可用来定制运动程序的测试动作，例如测试的循环次数、运动起止点、运动速度等参数，来提高测试程序对不同种类笔记本电脑、不同环境条件下的测试的通用性。上述测试程序存储在机械臂控制器，测试过程中测量与计算得到的数据通过机械臂控制器中的通信协议与软件，实时地传输给主控计算机。主控计算机上的控制软件除了与机械臂通信，更主要的功能是作为人机交互的终端，实现用户与测试系统间的信息交互，功能包括定制运动程序参数、运动程序运行状态控制和计算、显示并记录测试结果。更进一步，通过机械臂控制器端测试程序中所包含的人机交互功能，用户与机械臂控制器可进行多种操作交互，包括：连接与断开机械臂控制器、选择测试任务、测试参数写入、运行运动程序、暂停和结束运动程序、测试状态数据读取等功能，其中测试状态数据读取包括读取传感器的力数据、当前机械臂运动速度、运动位置等信息。

执行测试任务的基本操作步骤如下：在主控计算机上选择待测任务类型，输入步骤三中获取的测试结果计算参数，和定制该次测试动作的运动参数，向机械臂控制器发出运行测试程序的指令，机械臂开始进行测试运动，主控计算机从机械臂控制器同步读取测试状态数据，包括传感器的力数据、当前机械臂的运动速度和位置等，再根据不同测试原理（即步骤一中计算方法分解），实时计算并以图形或数值文本的方式显示测试结果数据，并将测试数据以文件形式存储在主控计算机中。

综上，本发明所述的测试方法具有如下特点：

（1）测试过程的通用性。上述测试方法针对笔记本电脑在使用可靠性方面的不同种类测试任务，表现为通用的方法过程与通过的测试操作框架。依据该测试方法，可进一步实现针对每种测试任务的详细测试规程与程序。

（2）测试结果的准确性。测试结果的准确性依赖于测试动作执行的准确性、原始数据测量的准确性，以及测试方法的准确性。前两者通过成熟的工业机器人技术与力传感器技术可以得到保证，因此测试方法的准确性决定了测试结果的最终准确程度。本发明所提供的测试方法，其准确性依赖于步骤三中中间环节参数获取的准确性，为此本发明针对步骤三中的每一种典型的参数类型，都提供了多种理论可靠、操作可行的具体测量方法，这保证了关键参数测量的准确性、可参照性、可对比性。

在实际应用当中，本发明体现出了如下显著的优点：

（1）通用的测试系统装置。传统的专用测试系统针对计算机产品的不同测试需求进行独立设计，造成设备产品品种繁多、适用范围小、设备整体利用率低、维护复杂且占据大量空间。本发明将成熟的工业机械臂装置引入计算机产品的使用可靠性测试，创新性地给出了通用的测试系统设备设计方案，以及通用的夹具设计方案。该方案针对不同的测试任务需求，仅需要更换相应的末端工具即可实现测试，这种特性使得企业用户可以用较少的设备满足多样化、现代化的计算机产品测试需求，极大满足了企业的新产品研发测试需求。

（2）通用的测试方法。传统应用于专用测试设备的各类测试方法，操作方式相似度低，致使测试工程师需要同时学习使用多种测试方法，这对其培训、使用及软件维护造成诸多不便。本发明所提出的测试方法，以通用的测试系统为基础，针对不同测试任务的测试方法过程具备一致性，这将促使形成统一的操作软件与操作规程，极大推动企业测试技术的进步。

（3）测试功能的极大扩展。传统计算机使用可靠性测试设备面对日益涌现的新的产品测试需求无能为力，而本发明所提出的测试系统装置与方法，则既可实现传统已有的测试任务，也能够有效用于多种目前难以完成的新的测试任务，且具有很强的拓展能力。

综上，本发明相关内容将推动计算机产品可靠性测试技术的进步。

附图说明

图1为测试系统组成的整体示意图。

图2为夹具的一种实施例示意图。

图3为图2所示夹具的一个夹具单元示意图。

图4为夹具的另一种实施例示意图。

图5为四种不同组合形式的夹具的示意简图。

图6为测试方法的整体流程框图。

图7为双转轴力矩测试的一种测试方法的整体流程框图。

图8为图7所示测试方法的步骤一中分解计算二的计算方法受力分析图。

图9为图7所示测试方法的步骤二中测试动作规划示意图。

图10为双转轴力矩测试的另一种测试方法的整体流程框图。

图11为图10所示测试方法的步骤二中测试动作规划示意图。

图12为图10所示测试方法的步骤三中间接实验测量法测量最大重力矩的示意图。

具体实施方式

下面给出本发明的优选实施例，结合附图更加详细地说明本发明，但以下案例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些案例的限制。

实施例一：

参见图1-图5，本通用的计算机产品测试系统，包括机械臂1、机械臂控制器2、力传感器3、末端工具4、夹具5、基准台面6和主控计算机7，其特征在于：所述机械臂1具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；所述机械臂控制器2连接控制机械臂1运动；所述力传感器3安装在机械臂1末端法兰上，力传感器3具有对空间力参数和力矩参数的同步测量；所述末端工具4安装在力传感器3上，末端工具4根据不同类别测试具有不同形态，包含有驱动和电控装置；夹具5用来安装固定被测的计算机产品；基准台面6上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具5；主控计算机7连接控制机械臂控制器2、力传感器3和末端工具4，作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

所述夹具5为一种模块化、柔性化的对计算机产品进行装夹固定的夹具，由若干夹具单元组成，每个夹具单元都可对笔记本电脑的侧边结构进行夹持，单元之间能以任意的相对位置水平安装在基准台面6上，以适应不同尺寸的计算机产品的装夹。

所述夹具单元的侧面轮廓为C字形，由可拆装的上部模块51、中部模块52和下部模块53组成；中部模块52支撑并连接上部模块51和下部模块53，下部模块53使夹具单元定位固定在基准台面6上。上部模块51分布有多个夹紧模块54，这些模块54以分散的力作用点的方式对计算机产品的侧边进行压紧；中部模块52与上部模块51和下部模块53之间的连接通过等距螺纹孔实现；下部模块53上面有至少2个平行的腰形孔55，腰形孔55的直径与基准台面6上的通孔直径或螺纹孔公称直径相同，长度最长为基准台面6上阵列的孔间距，两个腰形孔55间的距离为基准台面6上阵列孔的孔间距的整数倍，下部模块53上的腰形孔55的长度方向在安装平面上任意。

实施例三：

参见图6-图12，本通用的计算机产品测试方法，采用上述测试系统进行测试，其特征在于：普适于计算机产品在使用可靠性方面不同种类测试任务的测试，测试方法分为四个步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果处理。

所述步骤一计算方法分解是：从原始力数据到观测力数据的计算分解为两步进行，分解计算一完成原始力数据到接触力数据的计算，分解计算二完成接触力数据到观测力数据的计算；分解计算一的计算方法通过二步补偿实现，分别是末端工具4惯性力补偿和末端工具4变姿态重力补偿，末端工具4惯性力补偿计算的是末端工具4在测试运动时加减速对传感器读数的影响，末端工具4变姿态重力补偿计算的是末端工具4在测试运动时空间姿态变化对传感器读数的影响；分解计算二的计算方法通过补偿若干中间环节实现；两步分解计算根据实际测试会产生未知参数用于各部分的补偿计算。

所述的步骤二测试动作规划是：根据观测力数据是如何借助新增的中间环节进行计算，来设计机械臂1及末端工具4的测试动作。

所述步骤三中间参数测量是：针对步骤一中各部分补偿计算产生的未知参数进行测量；分解计算一中产生的末端工具惯性力参数，本发明提出一个惯性力参数测量方法库，库中包含对惯性力参数的各种测量方法，其中一种控制运动加速度方法通过控制末端工具测试运动的加速度为零或某个固定数据，来避免在实际动作中实时精确测量需求；分解计算一中产生的末端工具变姿态重力参数，本发明提出一个变姿态策略参数测量方法库，库中包含对变姿态重力参数的各种测量方法，其中一种传感器变姿态测量方法利用测试系统上自带的传感器在不同姿态的对末端工具的重力影响的测量，计算出末端工具的重力；分解计算一中的末端工具惯性力影响和变姿态重力影响，还可通过空载测试记录偏移数据来补偿计算；分解计算二中产生的中间环节参数，本发明提出一个中间环节参数测量方法库，库中包含对各个中间环节参数的测量方法，包括直接测量法、模型拟合计算法、间接实验测量法等。

所述的步骤四测试动作运行与结果处理是：在主控计算机上选择待测项目，输入步骤三中计算得到的参数，和定制该次测试动作的运动参数，向机械臂控制器发出运动测试程序的指令，机械臂开始进行测试运动，主控计算机从机械臂控制器同步读取测试状态数据，包括传感器的力数据、当前机械臂的运动速度和位置，再根据不同测试原理，实时计算并以图形或数据的方式显示测试结果数据，并将测试数据以文件形式存储在主控计算机中。

实施例四：

图1所示为本通用的计算机产品测试系统组成的整体示意图，1是一个具有空间六自由度运动能力的机械臂，2是机械臂控制器，3是安装在机械臂末端法兰上的力传感器，4是安装在力传感器上的机械臂末端执行工具，5是由2个夹具单元组成的夹具，6是放置夹具的阵列有等距通孔的基准台面，7是主控计算机，由1-7组成一套完整的测试系统。

图1中，力传感器3与机械臂控制器2连接，主控计算机7只与机械臂控制器2连接，力传感器3的数据通过机械臂控制器2发送到主控计算机7，进行测试结果的补偿计算和显示。

图1中，只要对机械臂1编制动作指令程序，并在主控计算机7上使用软件控制机器人1，配合力传感器3和机械臂前端不同测试工具4，可以实现在一个工位上完成多种测试任务，并分析力数据得到可靠性测试的结果。

图1中，基准台面6的板面尺寸设计的足够大，一是尽量覆盖到机械臂1的主要工作空间，以便于充分利用机械臂1高度自动化的能力，二是保证夹具5对所夹持的笔记本电脑尺寸足够大的适应性。

图2所示为图1中夹具5的放大图，由两个C字形夹具单元组成，每个单元由上部模块51、中部模块52和下部模块53组成，下部模块上有腰形孔55，两个夹具单元除了下部模块53上的腰形孔55方向不同之外，其它部分都完全相同。两个夹具单元以中心旋转对称的方式固定在基准台面上，这是因为悬臂结构使一个夹具单元的上部模块51从固定端到悬臂端刚性逐渐减小，中心对称的布置方式可以协调这一不平衡性，有助于提高夹具5整体装夹的刚性。

图2中，夹具单元在基准台面上的固定通过下部模块53上的腰形孔55和基准台面6上的孔之间的螺栓连接来实现。两个下部模块53上的平行腰形孔55方向垂直，使两个夹具单元具有水平面上二自由度调节相对位置的自由度，配合基准台面6上阵列的等间距孔，夹具5可以放置在基准台面6上的任何位置并夹持任何常见尺寸的笔记本电脑。

图2中，54为上部模块的夹紧模块，该模块将结合图4进行详述。在上部模块51已安装有夹紧模块54的另一侧，加工有阵列孔，用于扩展安装更多的夹紧模块54来进行其它形式的笔记本电脑装夹，即夹紧模块54可以根据夹持需求在上部模块51的任意边沿位置安装固定。

图2中，上部模块51与中部模块52、中部模块52与下部模块53之间通过等距螺栓孔连接，因为螺栓孔等距排列，可以分拆和组装不同形式和功能的上部模块51、中部模块52和下部模块53。

图3为图2中夹具的一个夹具单元的示意图，重点示意上部模块51上面的夹紧模块54。541是上垫块，542是弹簧片，543是下垫块，544是嵌在上部模块51的悬伸金属板，它们之间使用螺栓来连接并固定在上部模块51上，通过调整螺栓来调整弹簧片542和悬伸金属板544夹紧笔记本电脑的夹紧力。

图4所示为夹具5的另一种实例，具有与图2所示方案相同的基本特征：C字形截面设计，上部模块51、中部模块52和下部模块53组成的夹具单元，两个夹具单元下部模块的平行腰形孔55方向正交。不同之处在于一是左侧夹具单元的上部模块51设计为L形，以方便对笔记本电脑的四个角进行夹持，此种夹持方法减少了对侧边结构的夹持，便于对侧面的电源插口、USB插口等进行插拔力测试；二是右侧夹具单元的上部模块51由长悬臂改为短悬臂，夹紧模块直接设置在靠近固定上部模块的螺栓孔边上，且下面托住笔记本电脑的金属板由可拆装的结构形式改为上部模块51一体成型的结构形式，这样的上部模块51夹持刚性好，适合于对笔记本电脑的冲击寿命测试。

图5所示为四种不同组合形式的夹具5的示意简图。3是机器人末端的力传感器，41、42、43、44是不同的笔记本电脑测试末端工具。

图5(a)所示为图3中夹具5的拓展方案，中间的C字形夹具单元两侧都夹持有笔记本电脑，可在两侧使用工业机器人同时进行测试，提高测试效率。41是屏幕翻转测试工具。

图5(b)所示为一种高刚性的双侧夹持方案，相比图3所示方案改进了悬臂，提高夹持的稳定性。42是冲击按压测试工具。

图5(c)所示为一种由两个夹具单元组合成的平板电脑夹具5，平板电脑的四条侧边都有夹紧模块54，适合做一些冲击测试。42为冲击按压测试工具，43为触屏测试工具。

图5(d)所示为一种由四个夹具单元组合成的平板电脑夹具5，通过对四角的夹紧实现完全限位，适合在侧边做电源口、USB口等的插拔力测试。43为触屏测试工具，44为USB口插拨力测试工具。

实施例五：

图6所示为本通用的计算机产品测试方法的整体流程框图，由四个步骤组成，分别是计算方法分解、测试动作规划、中间参数测量、测试动作运行与结果处理。在步骤一中计算方法分解分两步进行，计算分解一是从原始力数据到接触力数据的计算，其计算方法由末端工具惯性力补偿和变姿态重力补偿构成，计算分解二是从接触力数据到观测力数据的计算，由若干中间环节补偿构成；步骤二根据步骤一中分解计算二的计算方法来规划机械臂的测试动作；步骤三测量步骤一中两步分解计算过程里产生的未知参数，分解计算一产生的末端工具惯性力参数，测量方法来自惯性力参数测量方法库8，包含的基本测量方法有控制运动加速度方法模块81，和空载测试记录偏移数据方法模块83，分解计算一产生的变姿态重力参数，测量方法来自变姿态重力参数测量方法库9，包含的基本测量方法有传感器变姿态测量方法模块91，和空载测试记录偏移数据方法模块92，分解计算二产生的中间环节参数，测量方法来自中间环节参数测量方法库10，包含的基本测量方法有直接测量方法模块101，模型拟合计算方法模块102和间接实验测量方法模块103；步骤四中代入步骤三测量得到参数，运行测试动作并处理测试结果。

图7为双转轴力矩测试的一种测试方法的整体流程框图，该测试方法在图6所示的普适测试方法基础上，针对双转轴力矩测试提出了一套更详细可行的测试操作流程。在步骤一中，分解计算一同样是原始力数据到接触力数据的计算，分解计算二中，因为转轴力矩很难通过接触力数据直接测到，所以采用间接测试的方法，使用末端工具推动屏幕匀速地翻转，通过测量翻屏推力来计算转轴力矩，此分解计算产生的中间环节是屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩。

如图7所示的步骤二中，为了测量翻屏推力，这里采用两个平行布置的薄钢片作为末端工具来推动电脑屏幕旋转，两薄钢片之间距离略大于屏幕厚度，保证可以稳定夹持的同时又能容许翻屏动作微小的运行轨迹误差。测试时用户将屏幕抬起一个小角度，平行薄钢片伸入并夹持住屏幕的侧边，随后开始自动进行往复的屏幕翻转动作。该测试动作好处在于可以实现打开屏幕的去程运动和关上屏幕的回程运动之间无缝连接，缺点在于测试开始将屏幕嵌在两薄钢片之间时需要人工辅助，且由于末端工具与夹具之间的干涉，翻屏开合角不能达到边界0度和360度位置，只能在从0度后某个角度位置（例如2度）到360度之前某个角度位置（例如358度）进行测试。

如图7所示的步骤三所需要测量的参数中，与步骤一中分解计算一对应的参数为末端工具惯性力参数和变姿态重力参数。对于惯性力参数，采用的测量方法是控制运动加速度方法模块81，因为在步骤一中要求末端工具推着屏幕匀速翻转，所以末端工具惯性力没有影响，即惯性力参数为零；对于末端工具变姿态重力参数，需要测量末端工具重力，采用的测量方法是传感器变姿态测量方法模块91，这里用测试系统上自有的力传感器来测量，末端工具安装在传感器上，通过机械臂将传感器运动到某一测力轴方向竖直向上，读取传感器数值，然后将传感器运动到该测力轴方向竖直向下，读取传感器数值，两次读数差值的绝对值的一半即为末端工具重力。

如图7所示的步骤三所需要测量的参数中，与步骤一中分解计算二对应的参数为屏幕重力绕转轴两个旋转轴线的最大重力矩，这里采用模型拟合计算方法模块102。该方法需要某一台笔记本电脑已有的标准转轴力数据来辅助计算，该标准转轴力数据可以由某台已有的转轴测试仪测量得到，或为转轴生产厂家给出的设计数据或测试数据。在该方法中，先驱动末端工具带动笔记本电脑运行一个翻屏测试循环，记录每个角度位置末端工具与屏幕的接触力，接触力作用在屏幕旋转轴线上的力矩与已知的标准转轴力数据之间的差值即为笔记本电脑屏幕重力产生的重力矩的影响，再通过建模拟合计算两个最大重力矩的数值。模型拟合计算法的特点在于不用拆卸笔记本电脑屏幕情况下也可以较准确地测得最大重力矩，但依赖于是否有一组标准转轴力数据作为参考计算，参数测量结果准确性也受其影响。

如图7所示的步骤四包含的内容是，在主控计算机上选择待测试的任务类型，输入步骤三中获取的末端工具惯性力参数、末端工具变姿态重力参数、屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩参数，和定制该次测试动作的运动参数，包括翻屏循环次数、翻屏运动的起始和终点角度值、翻屏速度等，向机械臂控制器发出运行测试程序的指令，机械臂开始执行测试运动，主控计算机从机械臂控制器里读取到测试状态数据，包括传感器力数据、当前机械臂的空间位置姿态以及末端工具打开屏幕的角度值，再根据步骤一中测试结果计算方法，在分解计算一中由原始力数据计算得到平行薄钢片末端工具推屏幕的推力数据，在分解计算二中由推力数据计算得到转轴力矩数据，即测试结果。

图8为图7所示测试方法的步骤一中分解计算二的计算方法受力分析图，四幅图分别表示一个翻屏循环内不同阶段的受力情况。图8(a)表示打开屏幕的去程且转角在0到180度范围时的受力，由于屏幕匀速旋转，旋转方向力矩守恒，转轴力矩由公式（6）计算；图8(b)表示打开屏幕的去程且转角在180到360度范围时的受力，转轴力矩由公式（7）计算，与图8(a)相比，作用在旋转轴线上最大重力矩的质量增加了转轴质量，导致重力中心变化，且旋转轴线位置变化，重心力臂为新的重力中心到新的旋转轴线的距离；图8(c)表示关上屏幕的回程且转角在360到180度范围时的受力，转轴力矩由公式（8）计算；图8(d)表示关上屏幕的回程且转角在180到0度范围时的受力，转轴力矩由公式（9）计算。

图9为图7所示测试方法的步骤二中测试动作规划示意图，表示了一个测试循环打开屏幕的去程测试动作。如图所示，平行薄钢片末端工具在屏幕打开一个小转角的位置准备进入夹持，进入夹持后执行翻屏动作，在180度位置按机械臂的程序设计平滑地切换翻屏动作的旋转轴线，然后继续翻屏到接近360度的位置，回程关上屏幕的动作与去程相似进行。

图10为双转轴力矩测试的另一种测试方法的整体流程框图，该测试方法与图7所示测试方法类似，但在细节上提供了另一种可行的测试操作流程。步骤一、步骤四与图7所示测试方法相同，步骤二、步骤三在后文进一步说明。

如图10所示的步骤二中末端工具上安装有一块半球形的硅胶材料，作为与笔记本电脑接触的媒介，该末端工具与平行薄钢片末端工具相比，特别之处在于柔软的硅胶材料可以像人手指一样从笔记本电脑屏幕完全闭合的状态拨开屏幕，并完成翻屏的动作。测试前笔记本屏幕处于闭合状态，测试时半球形的硅胶材料挤压屏幕与主机体闭合的缝隙处，并向上拉起屏幕，半球形硅胶材料旋转并移动到屏幕向主机体闭合方向的内侧，即为推屏幕的姿态，开始去程翻屏动作，直到360度位置，半球形硅胶材料托住并挤压屏幕与主机体闭合的缝隙处，向下拉出屏幕，硅胶材料旋转并移动到推屏幕的姿态，开始回程翻屏动作，直到0度位置。该测试动作优点在于通过模仿人手翻屏幕的动作，创造了接近人手使用条件的测试环境，其针对疲劳耐久性测试的结果更加可信。另外测试全程不用人工辅助，可以完成0到360度所有角度位置的全自动推力测量。其缺点在于0度和360度位置的打开和关上屏幕动作复杂，使测试效率降低，且由于弹性变形引起的角度位置误差缺乏一个较准确的模型来计算，同时该测试动作无法用于屏幕与主机体能过机械限位合在一起的笔记本电脑，如屏幕与主机体通过卡扣合在一起的笔记本电脑。

如图10所示的步骤三中，按分解计算一需要测量末端工具惯性力参数和变姿态重力参数，这里采用空载测试记录偏移数据方法模块82来间接计算这两个参数的影响，补偿所有从原始力数据到接触力数据的中间环节的影响，方法是在每次测试开始前，夹具上不装夹笔记本电脑，让机械臂带动末端工具运行单个测试循环的动作，其间记录末端工具的翻屏角度位置和原始力数据，称为空载偏移数据，作为第一步计算需要的参数，正式测试时用每个角度位置的原始力数据减去空载偏移数据，即可得到已经补偿掉末端工具惯性力影响和变姿态重力影响的接触力数据。该空载测试记录偏移数据方法的特点在于，对变化的物理环境条件适应性良好且精确性高，如环境的温度、湿度等的变化对传感器精度产生的影响，通过每次正式测试前的空载测试可以补偿掉。与建立模型拟合计算参数的方法相比较方法准确性高，因为在使用建立模型拟合计算参数的方法时，若正式测试时因为运动点标定位置误差或笔记本电脑安装位置误差等导致所执行的测试动作并不准确地与所建立的模型匹配，则其估计的参数值会存在误差并影响测量的精确度，而空载测试记录偏移数据的方法则不受人工操作中位置误差的影响。但由于每次正式测试前都要进行空载测试记录偏移数据，相对于建立模型拟合计算参数的方法，增加了测试步骤与时间。

如图10所示的步骤三中，按分解计算二需要测量屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩，这里采用间接实验测量方法模块103来测量。首先将笔记本电脑正向装夹在夹具上，翻屏测试得到翻转屏幕的推力，然后将笔记本电脑反向装夹在夹具上，同样翻屏测试得到翻转屏幕的推力，在相同角度位置处两次测试的翻屏推力的差值的一半，即为当前角度位置屏幕重力矩的影响，再通过建立模型拟合计算屏幕绕两个旋转轴线的最大重力矩即可。该间接实验测量法灵活应用了测试系统中夹具和机械臂可通用于各种形态测试的优点，将测试工具变为测量参数的手段，与直接测量法相比不用拆卸笔记本电脑屏幕及转轴，与模型拟合计算法相比不依赖于某一台笔记本电脑已有的标准转轴力矩数据，但缺点也在于笔记本电脑正向装夹和反向装夹的两次测量增加了测试步骤与时间。

图11为图10所示测试方法的步骤二中测试动作规划示意图，表示了一个测试循环打开屏幕的去程测试动作。如图所示，笔记本电脑屏幕处于闭合状态，半球硅胶材料末端工具准备进入挤压屏幕与主机体之间的缝隙，当半球形硅胶产生一定变形后，末端工具向上拉起屏幕，然后旋转并移动到屏幕的内侧，转换到推屏幕的姿态，然后以此姿态推屏幕到接近360度位置，末端工具稍微倾斜用半球形硅胶材料将屏幕推到360度位置，避免与夹具产生干涉，最后向外移动到挤压屏幕的位置，回程的关上屏幕的动作与去程相似进行。

图12为图10所示测试方法的步骤三中间接实验测量法测量最大重力矩的示意图。如图所示，笔记本电脑的、、和面分别是正面、屏幕面、键盘面和底面，正向装夹时夹具夹住主机体，电脑的面（键盘面）朝上，反向装夹时夹具夹住主机体，电脑的面（底面）朝上。

附图所示为本发明的较佳实例而已，但本发明不应该局限于该实例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种通用的计算机产品测试系统，包括机械臂（1）、机械臂控制器（2）、力传感器（3）、末端工具（4）、夹具（5）、基准台面（6）和主控计算机（7），其中：所述机械臂（1）具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；所述机械臂控制器（2）连接控制机械臂（1）运动；所述力传感器（3）安装在机械臂（1）末端法兰上，力传感器（3）具有对空间力参数和力矩参数的同步测量；所述末端工具（4）安装在力传感器（3）上，末端工具（4）根据不同类别测试具有不同形态，包含有驱动和电控装置；基准台面（6）上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具（5）；主控计算机（7）连接控制机械臂控制器（2）、力传感器（3）和末端工具（4），作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作；所述夹具（5）为一种模块化、柔性化的对计算机产品进行装夹固定的夹具，由若干夹具单元组成，每个夹具单元都可对笔记本电脑的侧边结构进行夹持，单元之间能以任意的相对位置水平安装在基准台面（6）上，以适应不同尺寸的计算机产品的装夹；其特征在于：所述夹具单元的侧面轮廓为C字形，由可拆装的上部模块（51）、中部模块（52）和下部模块（53）组成；中部模块（52）支撑并连接上部模块（51）和下部模块（53），下部模块（53）使夹具单元定位固定在基准台面（6）上；上部模块（51）分布有多个夹紧模块（54），这些夹紧模块（54）以分散的力作用点的方式对计算机产品的侧边进行压紧；中部模块（52）与上部模块（51）和下部模块（53）之间的连接通过等距螺纹孔实现；下部模块（53）上面有至少2个平行的腰形孔（55），腰形孔（55）的直径与基准台面（6）上的通孔直径或螺纹孔公称直径相同，长度最长为基准台面（6）上阵列的孔间距，两个腰形孔（55）间的距离为基准台面（6）上阵列孔的孔间距的整数倍，下部模块（53）上的腰形孔（55）的长度方向在安装平面上任意。

2.一种通用的计算机产品测试方法，采用根据权利要求1所述的通用的计算机产品测试系统进行测试，普适于计算机产品在使用可靠性方面不同种类测试任务的测试，测试方法分为四个步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果处理；所述步骤一计算方法分解是：从原始力数据到观测力数据的计算分解为两步进行，分解计算一完成原始力数据到接触力数据的计算，分解计算二完成接触力数据到观测力数据的计算；分解计算一的计算方法通过二步补偿实现，分别是末端工具（4）惯性力补偿和末端工具（4）变姿态重力补偿，末端工具（4）惯性力补偿计算的是末端工具（4）在测试运动时加减速对传感器读数的影响，末端工具（4）变姿态重力补偿计算的是末端工具（4）在测试运动时空间姿态变化对传感器读数的影响；分解计算二的计算方法通过补偿若干中间环节实现；两步分解计算根据实际测试会产生未知参数用于各部分的补偿计算；其特征在于：所述的步骤二测试动作规划是：根据观测力数据是如何借助新增的中间环节进行计算，来设计机械臂（1）及末端工具（4）的测试动作；所述步骤三中间参数测量是：针对步骤一中各部分补偿计算产生的未知参数进行测量；分解计算一中产生的末端工具惯性力参数，本方法提出一个惯性力参数测量方法库，库中包含对惯性力参数的各种测量方法，其中一种控制运动加速度方法通过控制末端工具测试运动的加速度为零或某个固定数据，来避免在实际动作中实时精确测量需求；分解计算一中产生的末端工具变姿态重力参数，本方法提出一个变姿态策略参数测量方法库，库中包含对变姿态重力参数的各种测量方法，其中一种传感器变姿态测量方法利用测试系统上自带的传感器在不同姿态的对末端工具的重力影响的测量，计算出末端工具的重力；分解计算一中的末端工具惯性力影响和变姿态重力影响，还可通过空载测试记录偏移数据来补偿计算；分解计算二中产生的中间环节参数，本方法提出一个中间环节参数测量方法库，库中包含对各个中间环节参数的测量方法，包括直接测量法、模型拟合计算法、间接实验测量法等；所述的步骤四测试动作运行与结果处理是：在主控计算机上选择待测项目，输入步骤三中计算得到的参数，和定制该次测试动作的运动参数，向机械臂控制器发出运动测试程序的指令，机械臂开始进行测试运动，主控计算机从机械臂控制器同步读取测试状态数据，包括传感器的力数据、当前机械臂的运动速度和位置，再根据不同测试原理，实时计算并以图形或数据的方式显示测试结果数据，并将测试数据以文件形式存储在主控计算机中。