CN107389328A - 一种旋转开关的疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转开关的疲劳测试装置，包括第一测试平台和第二测试平台；所述第一测试平台的正上方固定设置有直流电机，直流电机的右侧具有电机转轴；第二测试平台的顶部横向固定设置有需要进行疲劳测试的旋转开关，旋转开关左侧具有开关转动轴；第一测试平台的顶部右边固定设置有定点驻留支撑板，电机转轴贯穿所述定点驻留支撑板后与所述开关转动轴相联动连接；电机转轴上固定设置有一个接触块，所述接触块与定点驻留支撑板左侧壁相接触；定点驻留支撑板的左侧壁设置有预设多个接触开关，所述预设多个接触开关分别与所述旋转开关具有的多个档位对应设置。本发明结构简单、操作方便，可精确、可靠对不同类型的旋转开关进行疲劳测试。

Description

一种旋转开关的疲劳测试装置

技术领域

本发明涉及疲劳测试技术领域，特别是涉及一种旋转开关的疲劳测试装置。

背景技术

目前，疲劳试验装置是使试样或构件承受周期或随机变化的应力或应变，以测定疲劳极限和疲劳寿命等指标的装置。在产品投入使用前，在实验室中需要进行充分的疲劳性能试验考核，测得产品的疲劳极限和疲劳寿命，从而保证产品在实际使用过程中不会出现疲劳损伤故障。

对于旋转开关，它作为一种让电流进入选定的导通路径的机械手段，它是人和机器之间的直接而又确实的接口。常见的旋转开关的用途是:在试验设备中用于功能选择和档级选择,例如电扇换挡的旋钮，微波炉的换挡旋钮，洗衣机上的换挡旋钮等等。正是由于旋转开关广泛应用于各个领域，尤其在生产制造业使用频率很高，因此，需要对旋转开关的使用寿命进行测试，对旋转开关进行疲劳测试极为重要，意义重大。但是，目前还没有一种装置，其能够对不同类型的旋转开关进行疲劳测试，无法可靠地掌握旋转开关的使用寿命。

因此，目前迫切需要开发出一种装置，其结构简单、操作方便，可以精确、可靠地对不同类型的旋转开关进行开启闭合的疲劳测试，掌握旋转开关的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种旋转开关的疲劳测试装置，其结构简单、操作方便，可以精确、可靠地对不同类型的旋转开关进行开启闭合的疲劳测试，掌握旋转开关的使用寿命，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种旋转开关的疲劳测试装置，包括横向水平放置的第一测试平台和第二测试平台；

所述第一测试平台的正上方固定设置有直流电机，所述直流电机的右侧具有电机转轴；

所述第二测试平台的顶部横向固定设置有需要进行疲劳测试的旋转开关，所述旋转开关的左侧具有开关转动轴；

所述第一测试平台的顶部右边固定设置有定点驻留支撑板，所述电机转轴贯穿所述定点驻留支撑板后与所述开关转动轴相联动连接；

所述电机转轴上固定设置有一个接触块，所述接触块与所述定点驻留支撑板的左侧壁相接触；

所述定点驻留支撑板的左侧壁上设置有预设多个接触开关，所述预设多个接触开关分别与所述旋转开关具有的多个档位对应设置。

其中，所述预设多个接触开关的数目与与所述旋转开关具有的档位数相同；

所述预设多个接触开关之间的间隔角度与所述旋转开关上预设多个档位之间的转动角度相对应一致。

其中，所述电机转轴与任意一个所述接触开关之间的距离等于所述电机转轴与所述接触块外侧端面之间的距离。

其中，所述接触开关为光电开关；

当所述接触块随着电机转轴转动到与一个所述接触开关位于同一直线上时，所述接触块外侧端面与该接触开关之间的距离，小于或者等于所述接触开关的探测距离。

其中，所述多个接触开关与同一个计数器相连接，每个所述接触开关用于每当与随所述电机转轴旋转的接触块发生一次接触，即实时发送一个接触反馈信号给所述计数器；

所述计数器用于接收并统计所述接触反馈信号的数目。

其中，所述直流电机的左右两端分别通过一个固定支架与所述第一测试平台顶面固定连接在一起。

其中，所述旋转开关的顶部纵向放置有一个固定夹板，所述固定夹板上具有一条纵向分布的凹槽，所述凹槽的前后两端分别贯穿设置有一个紧固螺栓，每个所述紧固螺栓的下部与所述第二测试平台的顶部螺纹连接在一起。

其中，所述电机转轴贯穿所述定点驻留支撑板后通过一个联轴器与所述开关转动轴相连接；

所述定点驻留支撑板与所述电机转轴之间为间隙配合。

其中，还包括一个可编程控制器单元；

所述多个接触开关与所述可编程控制器单元相连接；

每个所述接触开关，用于在与接触块发生接触时，实时发送自身的开关位置识别信号给所述可编程控制器单元；

对应地，所述可编程控制器单元，用于预先存储多个接触开关分别具有的开关位置识别信号与多个预设驻留时长之间的对应关系，并在接收到一个所述接触开关发来的开关位置识别信号后，控制所述直流电机1停止旋转预设驻留时长。

其中，所述计数器还与可编程控制器单元相连接，用于实时统计所述可编程控制器单元转发的预设一个接触开关具有的开关位置识别信号的数目；

对应地，所述可编程控制器单元还用于转发预设一个接触开关具有的开关位置识别信号给所述计数器。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提出了一种旋转开关的疲劳测试装置，其结构简单、操作方便，可以精确、可靠地对不同类型的旋转开关进行开启闭合的疲劳测试，掌握旋转开关的使用寿命，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种旋转开关的疲劳测试装置的结构示意图；

图中，1为直流电机，2为固定支架，3为紧固螺栓，4为第一测试平台，5为旋转开关，6为固定夹板，7为第二测试平台，8为电机转轴，9为开关转动轴，10为定点驻留支撑板；

11为联轴器，12为接触块，13为接触开关，60为凹槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明提供的一种旋转开关的疲劳测试装置的结构示意图。

参见图1，本发明提供的一种旋转开关的疲劳测试装置，用于对多种类型的旋转开关进行疲劳测试，以精确、可靠地掌握旋转开关的使用寿命。该疲劳测试装置具体包括横向水平放置的第一测试平台4和第二测试平台7，所述第一测试平台4位于所述第二测试平台7的左边；

所述第一测试平台4的正上方固定设置有一个横向放置的直流电机1，所述直流电机1的右侧具有电机转轴8；

所述第二测试平台7的顶部横向固定设置有需要进行疲劳测试的旋转开关5，所述旋转开关5的左侧具有开关转动轴9；

所述第一测试平台4的顶部右边固定设置有一个定点驻留支撑板10，所述电机转轴8贯穿所述定点驻留支撑板10后与所述开关转动轴9相联动连接，具体为：所述电机转轴8贯穿所述定点驻留支撑板10后通过一个联轴器11与所述开关转动轴9相连接，进一步具体为：所述电机转轴8与所述联轴器11的左端相连接，所述联轴器11的右端与所述开关转动轴9相连接。对于本发明，通过该联轴器11，可以实现力矩的传递，即使在所述电机转轴8与所述开关转动轴9之间为偏心时，也可以实现力矩的无卡滞传输，保证测试过程流畅。

在本发明中，所述电机转轴8上固定设置有一个接触块12，所述接触块12与所述定点驻留支撑板10的左侧壁相接触(具体为所述接触块12与所述定点驻留支撑板10相互平行设置，所述接触块12与所述定点驻留支撑板10的左侧壁之间为平行接触)。

具体实现上，所述接触块12与所述定点驻留支撑板10的左侧壁之间涂抹有一层轮滑油(例如黄油等各种润滑油)，从而减少它们之间在接触阻力。所述接触块12固定在所述电机转轴8上，可以随着电机转轴8的转动而转动。

在本发明中，具体实现上，所述电机转轴8和所述开关转动轴9之间为同轴连接，即所述电机转轴8和所述开关转动轴9的中心线在同一轴线上。

在本发明中，需要说明的是，所述电机转轴8与所述开关转动轴9之间不限于通过所述联轴器11相连接，还可以替换为其他任意一种固定连接件，只要可以固定连接所述电机转轴8与所述开关转动轴9即可，使得两者之间产生联动连接的效果，例如可以通过一个夹具同时固定连接所述电机转轴8与所述开关转动轴9，此外，所述电机转轴8与所述开关转动轴9之间还可以通过同轴连接器相连接。

在本发明中，具体实现上，所述第一测试平台4和第二测试平台7可以分别通过螺栓固定连接水平地基上，从而可以保证在测试过程中，本发明提供的疲劳测试装置平稳。

在本发明中，参见图1，所述旋转开关5具体采用的是具有三个档位的旋转开关，该旋转开关在第一个档位和第二个档位以及第二个档位和第三个档位之间的转动角度为90度，因此，对应地，所述定点驻留支撑板10的左侧壁间隔设置有三个接触开关13，所述三个接触开关13之间的间隔角度与所述旋转开关5上三个档位之间的转动角度相一致。

需要说明的是，所述旋转开关5不限于是具有三个档位的旋转开关，还可以是具有其他预设数量档位的旋转开关，例如二挡、四挡、五挡以及其他档位。这时候，所述定点驻留支撑板10的左侧壁上设置有预设多个接触开关13，所述预设多个接触开关13分别与所述旋转开关5具有的多个档位对应设置。具体为：所述定点驻留支撑板10的左侧壁间隔设置有与所述旋转开关5具有的档位数相同数目的预设多个接触开关13，并且所述预设多个接触开关13之间的间隔角度与所述旋转开关5上预设多个档位之间的转动角度(该转动角度即等于开关转动轴9在预设多个档位之间的转动角度)相对应一致(即相对应设置匹配)。

需要说明的是，所述电机转轴8上固定设置的所述接触块12与所述接触开关13之间的位置相对应匹配，具体为：所述电机转轴8与任意一个所述接触开关13之间的距离等于所述电机转轴8与所述接触块12外侧端面之间的距离。因此，当接触块8随着电机转轴8一起转动后，接触块8可以触碰到接触开关13。

在本发明中，还需要说明的是，所述定点驻留支撑板10与所述电机转轴8之间为间隙配合，具体为：所述定点驻留支撑板10上与所述电机转轴8相对应位置上开有通孔，该通孔的形状、大小大于所述电机转轴8的形状、大小。

在本发明中，具体实现上，所述接触开关13优选为光电开关，即光电接近开关。此时，需要说明的是，当所述接触块12随着电机转轴8转动到与一个所述接触开关3位于同一直线上时，所述接触块12外侧端面与该接触开关3(也是距离其最近的接触开关3)之间的距离，应当小于或者等于所述接触开关13的探测距离。

在本发明中，具体实现上，为了让所述直流电机1固定在所述第一测试平台4的正上方，所述直流电机1的左右两端分别通过一个固定支架2与所述第一测试平台4顶面固定连接在一起。

在本发明中，具体实现上，为了让所述旋转开关5固定设置在所述第二测试平台7的顶部，所述旋转开关5的顶部纵向放置有一个固定夹板6，所述固定夹板6上具有一条纵向分布的凹槽60，所述凹槽60的前后两端分别贯穿设置有一个紧固螺栓3，每个所述紧固螺栓3的下部与所述第二测试平台7的顶部螺纹连接在一起。

需要说明的是，所述紧固螺栓3头部的形状、尺寸大小大于所述凹槽60的横向形状、尺寸大小，所述紧固螺栓3的螺杆部分的形状、尺寸大小与所述凹槽60的横向形状、尺寸大小相对应匹配。

在本发明中，所述多个接触开关13与同一个计数器相连接，每个所述接触开关13用于每当与随所述电机转轴8旋转的接触块12发生一次接触，即实时发送一个接触反馈信号给所述计数器；

所述计数器用于接收并统计所述接触反馈信号的数目，即实时统计所述多个接触开关13一共被接触块12接触的次数。因此，在运用本发明对旋转开关进行疲劳测试时，所述计数器直接累计获得的多个接触开关13一共被接触的总次数A存在以下计算公式：

A＝B+C×D；

其中，A为所述计数器直接累计获得的多个接触开关13一共被接触块12接触的总次数；B为旋转开关5完成第一次开启和闭合的完整旋转操作循环时，对应的全部接触开关13和接触块12发生接触的总数，具体等于旋转开关5具有的档位数的两倍再减去一的差)；C为旋转开关5在完成第一次开启和闭合的完整旋转操作循环后，再继续进行的其他多个完整旋转操作循环的具体次数；D为旋转开关5在完成第一次开启和闭合的完整旋转操作循环后，再继续进行的其他多个完整旋转操作循环中，每个完整旋转操作循环对应的全部接触开关13和接触块12发生接触的总数(具体等于旋转开关5具有的档位数的两倍再减去二的差)，需要说明的是，这多个完整旋转操作循环分别对应的全部接触开关13和接触块12发生接触的总数相等。

通过以上计算公式，可以计算获得该旋转开关5的实际循环次数(具体等于C+1，这个1代表第一次开启和闭合的完整旋转操作循环)。对于任意一个用户，当其想要作为测试件的旋转开关达到预设使用寿命标准(例如10万次)，则可以通过本发明对旋转开关进行测试，当测试获得的该旋转开关的实际循环次数大于或者等于预设使用寿命标准，则说明满足用户的要求，质量合格。

例如，对于一个三档位旋转开关，其包括闭合档、第一档和第二档三个档位，那么，其完成第一次一个开启和闭合的完整旋转操作循环所经过的档位依次为：闭合档、第一档、第二档、第一档和闭合档，这时候，对应的全部接触开关13和接触块12发生接触的总数等于五，计数器共计计数五次(即等于三的两倍减去一的差)，然后，旋转开关5在完成第一次开启和闭合的完整旋转操作循环后，再继续进行的其他多个完整旋转操作循环中，开启和闭合的完整旋转操作循环所经过的档位均变为：第一档、第二档、第一档和闭合档，每个完整旋转操作循环对应的全部接触开关13和接触块12发生接触的总数等于四(那么计数器计数四次，等于三的两倍减去二的差)，因此，根据上述的计算公式，当所述计数器直接累计获得的多个接触开关13一共被接触块12接触的总次数为40005次时，可以计算获得旋转开关5的实际循环次数为10001次。需要说明的是，对于一个旋转开关5，当其开关转轴出现断裂、卡滞而无法转动时，说明已疲劳，已达到使用寿命，那么将使得旋转开关5左侧的开关转动轴9相联动连接的电机转动8无法再一起联动转动，进而使得所述计数器的读数不会再发生变化，那么说明旋转开关5的最长测试寿命即为所述计数器直接累计获得的多个接触开关13一共被接触块12接触的总次数所对应计算获得的、旋转开关5的实际循环次数。

需要说明的是，所述旋转开关5上预设多个档位之间的转动角度，对应等于所述旋转开关5上的开关转动轴9在预设多个档位之间的旋转角度。当直流电机1的电机转轴8转动时，与电机转轴8相联动连接的开关转动轴9将一起转动，这时候，由于多个接触开关13之间的间隔角度与所述旋转开关5上预设多个档位之间的角度对应一致，所述接触块12与所述接触开关13之间的位置相对应匹配，因此当接触块12随着电机转轴8转动时，将依次与这多个接触开关13都接触一次并时发送一个接触反馈信号给所述计数器，即接触块12完成一个旋转循环的转动、接触，这时候，旋转开关5的开关转动轴9也完成全部档次的旋转，也就是完成一次开关闭合的旋转使用循环。周而复始，因此，本专利可以通过计数器计算接触块12与全部接触开关13的接触循环次数，实现对旋转开关的使用循环次数的测试。

在本发明中，本发明还包括一个可编程控制器(PLC)单元，该可编程控制器单元分别与所述直流电机1相连接，用于控制所述直流电机1的工作状态，具体为：可以控制所述直流电机1的转动方向(包括正转或者反转)、转速、在不同转换角度下进行驻留的时间(该转换角度与所述旋转开关5上预设多个档位之间的转动角度相一致，即相对应匹配)以及旋转一周所需要的时间(即一次循环时间)。

具体实现上，所述多个接触开关13与所述可编程控制器(PLC)单元相连接；

每个所述接触开关13，用于在与接触块12发生接触时，实时发送自身的开关位置识别信号给所述可编程控制器(PLC)单元；

对应地，所述可编程控制器(PLC)单元，用于预先存储多个接触开关分别具有的开关位置识别信号与多个预设驻留时长之间的对应关系，并在接收到一个所述接触开关13发来的开关位置识别信号后，控制所述直流电机1停止旋转预设驻留时长，即驻留，并在驻留完成后控制所述直流电机1继续旋转。因此，本发明可以通过可编程控制器(PLC)单元，实现控制直流电机1实现多点驻留的功能，实现闭环控制。

此外，具体实现上，所述计数器还可以与可编程控制器(PLC)单元相连接，用于实时统计所述可编程控制器(PLC)单元转发的预设一个接触开关13(即预先指定的某个接触开关13，例如为与旋转开关5具有的闭合档对应的接触开关13)具有的开关位置识别信号的数目；

对应地，所述可编程控制器(PLC)单元还用于转发预设一个接触开关(即预先指定的某个接触开关13，例如为与旋转开关5具有的闭合档对应的接触开关13)具有的开关位置识别信号给所述计数器。这时候，一个开关位置识别信号对应一次旋转开关5的开启闭合循环，所述计数器可以直接统计获得所述旋转开关5的循环次数。

与现有技术相比较，对于本发明提供的一种旋转开关的疲劳测试装置，具有以下的技术效果：

1、本发明可以实现不同角度及不同开关的特殊要求，不局限于一些旋转开关的正反90°以及正反180°等位置的限制，可实现平面360°的连续正反角度的调节；

2、本发明可满足不同型号的旋转类开关的测试要求，通过调节相对位置实现不同类型不同大小的旋转类开关的测试要求；

3、本发明的直流电机可根据开关大小以及转换力矩的大小来选择合适功率的电机，直流电机作为标注件，具备选材方便，成本低等优点。

4、本发明中的联轴的使用，可有效实现偏心情况下的电机力矩传输，减少因力矩偏心情况出现的电机或开关的损坏。

5、本发明具备测试精度高、操作方便、测试效率高等特点，可以在转换开关的疲劳测试过程中得到成功应用。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种旋转开关的疲劳测试装置，其结构简单、操作方便，可以精确、可靠地对不同类型的旋转开关进行开启闭合的疲劳测试，掌握旋转开关的使用寿命，有利于广泛的生产应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转开关的疲劳测试装置，其特征在于，包括横向水平放置的第一测试平台(4)和第二测试平台(7)；

所述第一测试平台(4)的正上方固定设置有直流电机(1)，所述直流电机(1)的右侧具有电机转轴(8)；

所述第二测试平台(7)的顶部横向固定设置有需要进行疲劳测试的旋转开关(5)，所述旋转开关(5)的左侧具有开关转动轴(9)；

所述第一测试平台(4)的顶部右边固定设置有定点驻留支撑板(10)，所述电机转轴(8)贯穿所述定点驻留支撑板(10)后与所述开关转动轴(9)相联动连接；

所述电机转轴(8)上固定设置有一个接触块(12)，所述接触块(12)与所述定点驻留支撑板(10)的左侧壁相接触；

所述定点驻留支撑板(10)的左侧壁上设置有预设多个接触开关(13)，所述预设多个接触开关(13)分别与所述旋转开关(5)具有的多个档位对应设置。

2.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述预设多个接触开关(13)的数目与与所述旋转开关(5)具有的档位数相同；

所述预设多个接触开关(13)之间的间隔角度与所述旋转开关(5)上预设多个档位之间的转动角度相对应一致。

3.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述电机转轴(8)与任意一个所述接触开关(13)之间的距离等于所述电机转轴(8)与所述接触块(12)外侧端面之间的距离。

4.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述接触开关(13)为光电开关；

当所述接触块(12)随着电机转轴(8)转动到与一个所述接触开关(3)位于同一直线上时，所述接触块(12)外侧端面与该接触开关(3)之间的距离，小于或者等于所述接触开关(13)的探测距离。

5.如权利要求1至4中任一项所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述多个接触开关(13)与同一个计数器相连接，每个所述接触开关(13)用于每当与随所述电机转轴(8)旋转的接触块(12)发生一次接触，即实时发送一个接触反馈信号给所述计数器；

所述计数器用于接收并统计所述接触反馈信号的数目。

6.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述直流电机(1)的左右两端分别通过一个固定支架(2)与所述第一测试平台(4)顶面固定连接在一起。

7.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述旋转开关(5)的顶部纵向放置有一个固定夹板(6)，所述固定夹板(6)上具有一条纵向分布的凹槽(60)，所述凹槽(60)的前后两端分别贯穿设置有一个紧固螺栓(3)，每个所述紧固螺栓(3)的下部与所述第二测试平台(7)的顶部螺纹连接在一起。

8.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述电机转轴(8)贯穿所述定点驻留支撑板(10)后通过一个联轴器(11)与所述开关转动轴(9)相连接；

所述定点驻留支撑板(10)与所述电机转轴(8)之间为间隙配合。

9.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，还包括一个可编程控制器单元；

所述多个接触开关(13)与所述可编程控制器单元相连接；

每个所述接触开关(13)，用于在与接触块(12)发生接触时，实时发送自身的开关位置识别信号给所述可编程控制器单元；

对应地，所述可编程控制器单元，用于预先存储多个接触开关分别具有的开关位置识别信号与多个预设驻留时长之间的对应关系，并在接收到一个所述接触开关(13)发来的开关位置识别信号后，控制所述直流电机(1)停止旋转预设驻留时长。

10.如权利要求1所述的疲劳测试装置，其特征在于，所述计数器还与可编程控制器单元相连接，用于实时统计所述可编程控制器单元转发的预设一个接触开关具有的开关位置识别信号的数目；

对应地，所述可编程控制器单元还用于转发预设一个接触开关具有的开关位置识别信号给所述计数器。