CN105675270A - 一种手感测试用打击头模块及手感测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手感测试用打击头模块及其手感测试装置，用于与驱动装置匹配连接，驱动装置驱动所述打击模块上下往复运动以敲击被测试产品获取数据，敲击测试的力度由敲击头敲击被测试产品传递，该力度由砝码组件的总重量决定，该重量可以由制备精度决定，并恒定不变，可以提供高精度和高可靠性的测试。通过压力传感器上收集的压力变化曲线来准确评价产品的手感的舒适度，为产品研发和质量评测提供依据。

Description

一种手感测试用打击头模块及手感测试装置

技术领域

本发明涉及产品测试设备领域，特别涉及按键类产品的敲击测试设备。

背景技术

某些产品如电脑键盘、手机按键或其它电气设备的按键，需要进行敲击测试，以测试按键的的弹性、所需压力和压下行程等技术参数，以评判使用的舒适性即手感体验的优良，现有技术中，使用驱动机构驱动一个敲击头来反复敲击产品的按键，敲击的力度由驱动装置决定，其随着使用会发生飘移，导致精度不够。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种稳定可靠的敲击测试设备。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种手感测试用打击头模块，用于与驱动装置匹配连接，驱动装置驱动所述打击模块上下往复运动以敲击被测试产品获取数据，包括：

砝码组件、支撑部件和支架，所述砝码组件包括砝码、压力传感器和敲击头，所述砝码、压力传感器和敲击头从上到下依次固定连接或可拆卸连接；所述支撑部件与所述支架固定连接，所述砝码组件自由的放置在所述支撑部件上并可自由上下滑动，所述敲击头的下端的水平高度低于所述支撑部件的水平高度。

敲击测试的力度由敲击头敲击被测试产品传递，该力度由砝码组件的总重量决定，其重量为砝码、压力传感器和敲击头的重量总和，该重量可以由制备精度决定，并恒定不变。因此可以为敲击测试提供恒定不变的敲击力，当需要根据需求变化敲击力时，可以更换砝码来简单实现。其工作原理是，砝码组件可上下自由滑动的安装在支撑部件及支架上，受支撑部件的支撑不滑落，保持静止位置，支架安装在驱动装置上，可以是伺服电机、气缸系统、液压系统或机械手系统驱动的上下往复运动装置上，带动支撑部件及砝码组件上下往复运动，向下运动直到敲击头敲击到被测试产品时，整个砝码组件所有重量形成的动能施加到被测试产品上，而支撑部件继续下移，但不与被测试产品接触，支架和支撑部件两者与砝码组件之间没有能量传递，砝码组件以恒定速度、一定的加速度或自由落体从一定高度向被测试产品施加敲击动能，这个动能的大小易于调整和精确控制，当以自由落体的形式下坠敲击时，其动能只有敲击砝码的重量和敲击距离决定，可以提供高精度和高可靠性的测试。通过压力传感器上收集的压力变化曲线来准确评价产品的手感的舒适度，为产品研发和质量评测提供依据。

进一步的，所述支架上设有滑轨，所述砝码组件连接于所述滑轨上并可沿滑轨上下自由滑动。以提高稳定性，也可以在支撑部件上装设导轨或管道式导轨，为减少摩擦力带来的影响，可以采用滚珠导轨等方案。

进一步的，所述砝码组件还设有连接部件，所述连接部件设置于敲击头与压力传感器之间，或设置于压力传感器与砝码之间；所述连接部件上设置有水平高度微调装置，所述水平高度微调装置将整个砝码组件支撑于所述支撑部件上，调整水平高度微调装置可以调整敲击头下端的水平高度。根据不同的敲击行程要求，可以通过调整水平高度微调装置，使得砝码组件相对于支撑部件的水平高度发生变化，即敲击头延伸超出支撑部件下沿的长度，调整该长度的另一重要意义是，当设备故障或其它原因造成设备超出安全下行限位，敲击头会完全缩回到支撑部件中，从而避免损坏敲击头、压力传感器和砝码组件的其它部件。另外一个优点是，当用多个打击头模块并列组成打击头装置时，可以用水平高度微调装置精确调整，使得所有的敲击头的下端位于同一水平面上，提高设备整体测试精度，大大提高了设备的扩展性。水平高度微调装置可以用自制的高精度丝杆升降系统，也可以直接采用千分尺来代替，其下端延伸出链接部件的下沿并支撑于支撑部件上，使得由其支撑整个砝码组件，调整其延伸长度，即可调整整个砝码组件相对于支撑部件的水平高度。在这个方案中，砝码组件的整体重量增加了连接部件和水平高度微调装置的重量。这两者也同样可以精确制备。

进一步的，所述水平高度微调装置对称的设置于所述连接部件两侧。这样可以更加精确的保证砝码组件的水平度。

进一步的，所述砝码上端还设置有弹性组件，所述支架上设有限位装置，所述限位装置位于所述弹性组件上方。设置限位装置和弹性组件可以为砝码组件提供一个预压力，保证其更加稳定，砝码组件的重量增加了弹性组件的重量。弹性组件可以由弹簧或其它弹性元件组成，并可采用调整弹簧或弹性元件的变形程度来调整预压力。

进一步的，所述支撑部件上对应于所述水平高度微调装置下端位置处设有支撑柱。可以避免磨损对支撑部件的损伤，也方便维护和更换。

本发明还提供一种手感测试装置，包括：

至少一个所述的打击头模块，与驱动装置传动连接，并在驱动装置的Y轴模组的驱动下上下往复运动；

驱动装置，安装于机架上，并设有Y轴模组；

机架和工作台。

打击头模块可以根据需要有任意数量串并联组成，他们可以采用各自独立Y轴模组，也可以采用一个或分组共用一个Y轴模组，带动敲击头模块提供上下往复运动完成敲击测试工作，Y轴模组可以由伺服电机带动丝杆系统或凸轮系统组成，或液压或气缸系统等。

进一步的，所述驱动装置还设有Z轴模组，用于驱动打击头模块沿Z轴前后水平移动。使得设备可以适应更多不同类型规格的产品测试。或对于敲击头数量或位置不能一一对应被测试位置时，可以调整Z轴坐标，来跟踪测试设定的敲击部位。以及其他扩展应用。

进一步的，所述驱动装置还设有X轴模组，用于驱动打击头模块沿X轴左右水平移动。使得设备可以适应更多不同类型规格的产品测试。或对于敲击头数量或位置不能一一对应被测试位置时，可以调整X轴坐标，来跟踪测试设定的敲击部位。以及其他扩展应用。当和Z轴模组配合是，则可以实现更加灵活的敲击测试。

进一步的，所述手感测试装置还第一工位和第二工位两个工位，所述第一工位设置于Z轴内侧，并设有第一Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二工位设置有升降装置可以垂直升降，并设有第二Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二Z轴驱动装置嵌套安装于第一Z轴驱动装置内，它们互不干涉，所述第一工位为门形结构，所述升降装置在最高位时，第二工位的水平高度和第一工位一致，当升降装置位于低位时，第二工位低于第一工位并可从第一工位下方穿过，两者相对运动互不干涉。

双工位的设计可以大大提高设备的使用效率，第一工位上料测试时，第二工位通过升降装置下降到低位并上料等待，第一工位完成后，向外侧滑动，到达第二工位的上方下料并装料等待，与此同时，第二工位移动到第一工位的位置，在升降装置的带动下，上升到工作高度，开始测试，完成测试后下降，并向外移动下料，然后上料等待，与此同时，第一工位回到初始位置开始测试，周而复始。

附图说明

图1、图3是打击头模块及采用单打击头模块的手感测试装置示意图。

图2是双工位手感测试装置的示意图。

图4是6各打击头模块排列组成的手感测试装置的示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.机架3.待测试产品4.打击头模块40.支架41.打击头42.压力传感器43.支撑部件44.连接部件45.砝码46.水平高度微调装置47.支撑柱48.弹性组件49.限位装置401.滑轨50.驱动装置(或Y轴模组)6.Z轴模组7.X轴模组81.第一工位82.第二工位83.升降装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图3所示，在一些实施例中，一种手感测试用打击头模块，用于与驱动装置50匹配连接，驱动装置50驱动所述打击模块上下往复运动以敲击被测试产品获取数据，打击头模块包括：

砝码组件、支撑部件43和支架40，所述砝码组件包括砝码45、压力传感器42和敲击头41，所述砝码45、压力传感器42和敲击头41从上到下依次固定连接或可拆卸连接；所述支撑部件43与所述支架40固定连接，所述砝码组件自由的放置在所述支撑部件43上并可自由上下滑动，所述敲击头41的下端的水平高度低于所述支撑部件43的水平高度。

敲击测试的力度由敲击头敲击被测试产品传递，该力度由砝码组件的总重量决定，其重量为砝码、压力传感器和敲击头的重量总和，该重量可以由制备精度决定，并恒定不变。因此可以为敲击测试提供恒定不变的敲击力，当需要根据需求变化敲击力时，可以更换砝码来简单实现。其工作原理是，砝码组件可上下自由滑动的安装在支撑部件及支架上，受支撑部件的支撑不滑落，保持静止位置，支架安装在驱动装置上，可以是伺服电机、气缸系统、液压系统或机械手系统驱动的上下往复运动装置上，带动支撑部件及砝码组件上下往复运动，向下运动直到敲击头敲击到被测试产品时，整个砝码组件所有重量形成的动能施加到被测试产品上，而支撑部件继续下移，但不与被测试产品接触，支架和支撑部件两者与砝码组件之间没有能量传递，砝码组件以恒定速度、一定的加速度或自由落体从一定高度向被测试产品施加敲击动能，这个动能的大小易于调整和精确控制，当以自由落体的形式下坠敲击时，其动能只有敲击砝码的重量和敲击距离决定，可以提供高精度和高可靠性的测试。通过压力传感器上收集的压力变化曲线来准确评价产品的手感的舒适度，为产品研发和质量评测提供依据。

在另一些实施例中，如图1所示，所述支架40上设有滑轨401，所述砝码组件连接于所述滑轨401上并可沿滑轨401上下自由滑动。以提高稳定性。也可以在支撑部件上装设导轨或管道式导轨，为减少摩擦力带来的影响，可以采用滚珠导轨等方案。

为了进一步提升性能，所述砝码组件还设有连接部件44，所述连接部件44设置于敲击头41与压力传感器42之间，或设置于压力传感器42与砝码45之间；所述连接部件44上设置有水平高度微调装置46，所述水平高度微调装置46将整个砝码组件支撑于所述支撑部件43上，调整水平高度微调装置46可以调整敲击头41下端的水平高度。根据不同的敲击行程要求，可以通过调整水平高度微调装置46，使得砝码组件相对于支撑部件43的水平高度发生变化，即敲击头41延伸超出支撑部件43下沿的长度，调整该长度的另一重要意义是，当设备故障或其它原因造成设备超出安全下行限位，敲击头41会完全缩回到支撑部件43中，从而避免损坏敲击头41、压力传感器42和砝码组件的其它部件。另外一个优点是，当用多个打击头模块并列组成打击头装置时，可以用水平高度微调装置46精确调整，使得所有的敲击头41的下端位于同一水平面上，提高设备整体测试精度，大大提高了设备的扩展性。水平高度微调装置46可以用自制的高精度丝杆升降系统，也可以直接采用千分尺来代替，其下端延伸出连接部件44的下沿并支撑于支撑部件43上，使得由其支撑整个砝码组件，调整其延伸长度，即可调整整个砝码组件相对于支撑部件43的水平高度。在这个方案中，砝码组件的整体重量增加了连接部件44和水平高度微调装置46的重量。这两者也同样可以精确制备。

在图1所示的实施例中，所述水平高度微调装置46对称的设置于所述连接部件44的两侧。这样可以更加精确的保证砝码组件的水平度。

在该实施例中，可以进一步优化，在所述砝码45上端还设置有弹性组件48，所述支架40上设有限位装置49，所述限位装置49位于所述弹性组件48上方。设置限位装置49和弹性组件48可以为砝码组件提供一个预压力，保证其更加稳定，砝码组件的重量增加了弹性组件48的重量。弹性组件可以由弹簧或其它弹性元件组成，并可采用调整弹簧或弹性元件的变形程度来调整预压力。

在该实施例中，可以进一步优化，在所述支撑部件43上对应于所述水平高度微调装置46下端位置处设有支撑柱47。可以避免磨损对支撑部件43的损伤，也方便维护和更换。

同理，可以延伸出很多不同的实施方式，本领域的技术人员通过上述实施例的技术启示，可以很容易的加以实现，这里不再赘述。

在实际应用中，为了满足不同场合不同规格产品的测试，本发明还提供一种手感测试装置的设计思路，如图2所示，其中一种实施方式，包括：

至少一个上述的打击头模块，与驱动装置传动连接，并在驱动装置的Y轴模组50的驱动下上下往复运动；

驱动装置，安装于机架上，并设有Y轴模组50；

机架和工作台。

打击头模块可以根据需要有任意数量串并联组成，他们可以采用各自独立Y轴模组50，也可以采用一个或分组共用一个Y轴模组50，带动敲击头模块提供上下往复运动完成敲击测试工作，图2中的实施方案采用的是共用一个Y轴模组50，Y轴模组可以由伺服电机带动丝杆系统或凸轮系统组成，或液压或气缸系统等。

驱动装置还设有Z轴模组6，用于驱动打击头模块沿Z轴前后水平移动。使得设备可以适应更多不同类型规格的产品测试。或对于敲击头数量或位置不能一一对应被测试位置时，可以调整Z轴坐标，来跟踪测试设定的敲击部位。以及其他扩展应用。

驱动装置还设有X轴模组7，用于驱动打击头模块沿X轴左右水平移动。使得设备可以适应更多不同类型规格的产品测试。或对于敲击头数量或位置不能一一对应被测试位置时，可以调整X轴坐标，来跟踪测试设定的敲击部位。以及其他扩展应用。当和Z轴模组6配合是，则可以实现更加灵活的敲击测试。

为了提高设备的使用效率，手感测试装置还第一工位81和第二工位82两个工位，所述第一工位设置于Z轴内侧，并设有第一Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二工位设置有升降装置83可以垂直升降，并设有第二Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二Z轴驱动装置嵌套安装于第一Z轴驱动装置内，它们互不干涉，所述第一工位81为门形结构，所述升降装置83在最高位时，第二工位82的水平高度和第一工位81一致，当升降装置83位于低位时，第二工位82低于第一工位81并可从第一工位81下方穿过，两者相对运动互不干涉。

双工位的设计可以大大提高设备的使用效率，第一工位81上料测试时，第二工位82通过升降装置83下降到低位并上料等待，第一工位81完成测试后，向外侧滑动，到达第二工位82的上方下料并装料等待，与此同时，第二工位82移动到第一工位81的初始位置，在升降装置83的带动下，上升到工作高度，开始测试，完成测试后下降，并向外移动到第二工位82的初始位置下料，然后上料等待，与此同时，第一工位81回到它初始位置开始测试，周而复始。

图4是将6个打击头模块4并列在一起组成测试设备的方案，通过XYZ各轴模组驱动，可以同时对多个产品进行测试。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手感测试用打击头模块，用于与驱动装置匹配连接，驱动装置驱动所述打击模块上下往复运动以敲击被测试产品获取数据，其特征在于，包括：

砝码组件、支撑部件和支架，所述砝码组件包括砝码、压力传感器和敲击头，所述砝码、压力传感器和敲击头从上到下依次固定连接或可拆卸连接；所述支撑部件与所述支架固定连接，所述砝码组件自由的放置在所述支撑部件上并可自由上下滑动，所述敲击头的下端的水平高度低于所述支撑部件的水平高度。

2.根据权利要求1所述的打击头模块，其特征在于，所述支架上设有滑轨，所述砝码组件连接于所述滑轨上并可沿滑轨上下自由滑动。

3.根据权利要求1所述的打击头模块，其特征在于，所述砝码组件还设有连接部件，所述连接部件设置于敲击头与压力传感器之间，或设置于压力传感器与砝码之间；所述连接部件上设置有水平高度微调装置，所述水平高度微调装置将整个砝码组件支撑于所述支撑部件上，调整水平高度微调装置可以调整敲击头下端的水平高度。

4.根据权利要求3所述的打击头模块，其特征在于，所述水平高度微调装置对称的设置于所述连接部件两侧。

5.根据权利要求1所述的打击头模块，其特征在于，所述砝码上端还设置有弹性组件，所述支架上设有限位装置，所述限位装置位于所述弹性组件上方。

6.根据权利要求3所述的打击头模块，其特征在于，所述支撑部件上对应于所述水平高度微调装置下端位置处设有支撑柱。

7.一种手感测试装置，其特征在于，包括：

至少一个权利要求1到6任一所述的打击头模块，与驱动装置传动连接，并在驱动装置的Y轴模组的驱动下上下往复运动；

驱动装置，安装于机架上，并设有Y轴模组；

机架和工作台。

8.根据权利要求7所述的手感测试装置，其特征在于，所述驱动装置还设有Z轴模组，用于驱动打击头模块沿Z轴前后水平移动。

9.根据权利要求7所述的手感测试装置，其特征在于，所述驱动装置还设有X轴模组，用于驱动打击头模块沿X轴左右水平移动。

10.根据权利要求7所述的手感测试装置，其特征在于，所述手感测试装置还第一工位和第二工位两个工位，所述第一工位设置于Z轴内侧，并设有第一Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二工位设置有升降装置可以垂直升降，并设有第二Z轴驱动装置可以沿Z轴来回移动，所述第二Z轴驱动装置嵌套安装于第一Z轴驱动装置内，它们互不干涉，所述第一工位为门形结构，所述升降装置在最高位时，第二工位的水平高度和第一工位一致，当升降装置位于低位时，第二工位低于第一工位并可从第一工位下方穿过，两者相对运动互不干涉。