CN109374284B - 旋转开关机械寿命试验机和试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转开关机械寿命试验机和试验方法，所述试验机的结构是在机架上设置有与电机驱动机构相接的旋转轴，在旋转轴上键连接有两个形状相同但设置角度相差180°的凸轮，在机架中部通过导套滑动连接有两个并置的竖直压杆，在所述压杆的上部套接有压簧，所述压簧由顶部的压头封挡，以使压头顶靠在凸轮的下沿上，在压杆的下部设有用于触压扭柄的触头；在机架的底板上固定有安装座，在所述安装座上设置有横置的中间轴以及与所述中间轴相对用于插接旋转开关的穿插孔，在中间轴的一端开有插接旋转开关驱动轴杆的轴插孔，在所述中间轴的另一端接有扭柄，在所述扭柄的两端分别设有等高的弧面凸棱，每个弧面凸棱与一个压杆上的触头上下相对。

Description

旋转开关机械寿命试验机和试验方法

技术领域

本发明涉及一种寿命试验装置，具体地说是一种旋转开关机械寿命试验机和试验方法。

背景技术

在电子技术领域中使用的产品在出厂前一般都需要进行开关寿命试验。目前在电子技术领域使用的一种小型旋转开关，其机械寿命试验的一个基本技术要求是该开关在经过数万次的开关动作之后，旋转开关应当保持基本不变的电接触性能和基本不变的机械性能。

这种旋转开关的基本结构是在壳体内壁沿圆周面均布有十二个静触片，在拨轮的外周面均布有4个动触片，拨轮的驱动轴杆沿轴心线伸出壳体端盖的芯孔后，外接一个带侧伸扳杆的旋钮。旋转开关共有三个开关档位，从其中的起始位可以顺时针转动两个开关档位，逆时针转过两个开关档位后，即可回到开关的起始位。因此，这种旋转开关的寿命试验的具体要求是对旋转开关在顺时针扳动两个开关档位之后再反向扳动两个开关档位，每完成一遍开关往复循环动作，记为一次开关试验动作。这种旋转开关的机械寿命的试验次数要求要达到10万次以上的往复循环动作之后，再去测试产品的电性能和机械结构，以评估旋转开关的机械寿命。

目前，这种旋转开关的开关寿命试验都是采用人工手动操作完成，10万次的开关循环往复的旋转操作，不仅繁琐费力，耗时过多，而且，由于是人工扳动旋钮，因此还不能进行高温和低温环境条件下旋转开关的机械寿命试验。

发明内容

本发明的目的就是提供一种旋转开关机械寿命试验机和试验方法，以解决现有手动操作旋转开关存在的操作费力和不能进行高低温环境条件下的机械寿命试验的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种旋转开关机械寿命试验机，在机架上设置有与电机驱动机构相接的旋转轴，在旋转轴上键连接有两个形状相同但设置角度相差180°的凸轮，在机架中部通过导套滑动连接有两个并置的竖直压杆，在所述压杆的上部套接有压簧，所述压簧由顶部的压头封挡，以使压头顶靠在凸轮的下沿上，在压杆的下部设有用于触压扭柄的触头；在机架的底板上固定有安装座，在所述安装座上设置有横置的中间轴以及与所述中间轴相对用于插接旋转开关的穿插孔，在中间轴的一端开有插接旋转开关驱动轴杆的轴插孔，在所述中间轴的另一端接有扭柄，在所述扭柄的两端分别设有等高的弧面凸棱，每个弧面凸棱与一个压杆上的触头上下相对。

所述凸轮为类圆盘轮，在所述凸轮的轮沿上设置有两个突出于轮沿的斜棱齿，所述斜棱齿的起棱角为 20°—30°，倒棱角为 85°—90°，两个斜棱齿的中心夹角为60°—70°，且第二个斜棱齿距凸轮中心的距离大于第一个斜棱齿距凸轮中心的距离。

所述电机驱动机构包括电机和齿轮传动机构，在所述电机传动轴或者在机架的旋转轴上装有统计凸轮旋转次数的计数器。

本发明还可这样实现：一种旋转开关机械寿命试验方法，包括以下步骤：

a、设置本发明所述的旋转开关机械寿命试验机；

b、将受试的旋转开关的旋钮拆掉，然后将旋转开关安装到上述试验机的安装座中，在安装旋转开关的同时，将旋转开关的驱动轴杆插接到安装座上的中间轴的端部轴孔中；

c、计数器清零，闭合电源开关，两个凸轮在电机驱动机构的带动下同步旋转；

d、当第一个凸轮上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架中左右两个压杆中的左压杆，使旋转开关逆时针转过第一个档位，左压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第一个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压左压杆，使旋转开关逆时针转过第二个档位，左压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹；

e、当第二个凸轮上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架中左右两个压杆中的右压杆，使旋转开关顺时针转过第一个档位，右压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第二个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压右压杆，使旋转开关顺时针转过第二个档位，右压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹；

f、机架上的旋转轴每旋转一周，计数器即完成一次开关动作的计数；

g、当计数器计数到设定次数时，电源开关自动断开，从机架上卸下旋转开关，在对该旋转开关进行电性能检测后，拆开旋转开关，检测开关中的所有静触片和动触片的物理形状和机械结构，以对该旋转开关的机械寿命做出综合认定。

本发明试验机通过带高低位齿棱的凸轮与压杆的配合，可以实现高低双位的压迫触发，通过扭柄两端的弧面凸棱的设计以及其与压杆触头的面线配合，可以实现沿圆周同向双位触压的触发动作，这样就满足了旋转开关的双向双位的开关扭动动作，并且每个开关档位的触压扭动动作可基本保持一致；凸轮上的斜棱齿的设计结构，使得对旋转开关的触压动作形成了一种类似人工手动操作的“缓步触发和快速释放”的工作模式，由此能够很好地模拟人工扳动旋转开关的操作模式，使旋转开关中的动触片和静触片得以保持良好的物理结构和机械性能，改变了机械操控旋转开关存在的开关触发过程全程受力的工作模式，克服了因试验过程本身所导致的旋转开关机械寿命降低的问题。

如果机械作用力不间断地作用于旋转开关上，其试验过程就会过于机械化，而长时间的作用于旋转开关内的动触片和静触片上，就会使动静触片不间断地受力，对簧片产生较大的损害，导致旋转开关的机械寿命降低，因而也就不能真实地反应出旋转开关的实际机械寿命，进而影响旋转开关的技术指标。

本发明试验机的这种对旋转开关的操作模式，则能如实地测试旋转开关固有的机械寿命，进而测试出旋转开关自身真实的产品性能和技术指标，为旋转开关的质量提升指明了方向。本发明的关键就在于此。

本发明实现了模拟人工转动旋转开关进行机械寿命试验的试验模式，由于试验机的体积小巧，因而可以安装到高低温试验箱内进行旋转开关在高低温环境条件下的机械寿命试验，且试验状态良好，满足了试验要求。本发明能够测试出旋转开关自身真实的机械寿命，提升了旋转开关的整体试验水平，为旋转开关技术水平的提升开拓了空间，从而可以更好地为信息工业的发展服务。

附图说明

图1是试验用寿命机结构示意图。

图2是图1中机体部分的A-A向结构示意图。

图3是凸轮的结构示意图。

图4是扭柄的结构示意图。

图中：1、机架，2、齿轮传动机构，3、旋转轴，4、凸轮，5、导套，6、压杆，7、压簧，8、触头，9、扭柄，10、中间轴，11、旋转开关，12、安装座，13、电机，14、计数器，15、底板，16、压头，17、高低温试验箱。

具体实施方式

如图1所示，机架1是在底板15上设置左、中、右三块并行直立的立板，在机架1的三块立板上穿接有旋转轴3，旋转轴3通过齿轮传动机构2与电机13相接，在旋转轴3上键连接有形状相同但设置角度相差180°的两个凸轮4。齿轮传动机构2与电机13构成电机驱动机构。

如图3所示，凸轮4为类圆盘轮形，在凸轮4的轮沿上设置有两个突出于轮沿的斜棱齿，斜棱齿的起棱角为 20°—30°，倒棱角为 85°—90°，两个斜棱齿的中心夹角为60°—70°，并且，凸轮上位置靠上的第二个斜棱齿距凸轮中心的距离大于第一个斜棱齿距凸轮中心的距离。即第一个斜棱齿是突出在凸轮4的圆周边沿上，第二个斜棱齿是突出在凸轮4的外凸圆弧边的边沿上，这样，在凸轮4上就形成两个高度不同的凸点，以形成两次下压且下压深度不同的操作模式，从而满足旋转开关每侧两个开关档位的扭动需要。斜棱齿的凸起高度是由旋转开关旋转的角度以及旋转开关中的拨轮的直径以及开关壳体内的一圈凸点的高低位置综合决定的。

凸轮4中的斜棱齿的结构设计，实现了在凸轮旋转过程中间歇施加作用力的目的，由此可最大限度地模拟人工扳动旋转开关的试验模式。每个斜棱齿的起棱边可以是直线边，但最好是带有一定弧度的凹弧边，以更好地形成“缓步触发”的作用效果。而斜棱齿上的倒棱边的断崖式回落形式，则是形成“快速释放”效果的结构保障，以使旋转开关中作为动静触片的簧片不是在下压过程中全程受力，而有一个自由回弹的作用时间，由此降低了因试验本身导致的簧片物理变形的可能，为得到旋转开关自身真实的机械寿命和电气性能的测试数据，提供了帮助。

图1中，在机架1的中部立板的右侧板面上设置有导套5，在导套5上滑动连接有两个并置的竖直压杆6，在压杆6的上部套接有压簧7，压簧7由固定在压杆顶部的压头16封挡，以使压头16得以顶靠在凸轮4的下沿上。在压杆6的下部设有触头8，用于触压扭柄。

图2中，在机架1的底板15上固定有安装座12，在安装座12上设置有横置的中间轴10以及与中间轴相对用于插接旋转开关的穿插孔，在中间轴10的左端端面上开有插接旋转开关驱动轴杆的轴插孔，在中间轴10的右端接有扭柄9。如图4所示，扭柄9为左右对称的杆体结构，在扭柄9的两端分别制有向上凸起的弧面凸棱，两个弧面凸棱的高度相同。扭柄9上的每个弧面凸棱与一个压杆6上的触头8上下相对（图1）。

图1中，在电机13的传动轴上加装有计数器14，用于统计旋转轴3和凸轮4的旋转次数，旋转轴3每旋转一周，两个凸轮4各随同旋转一周，以形成对旋转开关的两向的各两次的触压。计数器14也可安装在机架1的旋转轴3上，其作用相同。将本试验机放入高低温试验箱17内，电机和计数器部分置于高低温试验箱的外部，这样即可进行高低温条件下的旋转开关的机械寿命试验。

参看图1、图2，本发明旋转开关的机械寿命试验方法包括以下步骤：

a、设置一套本发明旋转开关机械寿命试验机。

b、将受试的旋转开关11的旋钮从驱动轴杆的端部拆掉，然后将旋转开关11安装到本发明试验机的安装座12中，在安装旋转开关的同时，将旋转开关11的驱动轴杆插接到安装座12上的中间轴10的端部轴孔中。

c、计数器清零，闭合电源开关，两个凸轮4在电机驱动机构的带动下同步旋转。

d、当第一个凸轮4上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架1中左右两个压杆6中的左压杆，使旋转开关11逆时针转过第一个档位，左压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第一个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压左压杆，使旋转开关11逆时针转过第二个档位，左压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹。

e、当第二个凸轮上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架1中左右两个压杆6中的右压杆，使旋转开关11顺时针转过第一个档位，右压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第二个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压右压杆，使旋转开关顺时针转过第二个档位，右压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹。

f、机架1上的旋转轴3每旋转一周，计数器14即完成一次开关动作的计数。

g、当计数器14计数到设定次数时，电源开关自动断开，从机架1上卸下旋转开关11，在对该旋转开关11进行电性能检测，以取得测试参数；然后，拆开旋转开关11，检测开关中的所有静触片和动触片的物理形状和机械结构，以对该旋转开关的机械寿命做出综合认定，从而完成旋转开关机械寿命的测试和计量。

Claims (3)

1.一种旋转开关机械寿命试验机，其特征是，在机架上设置有与电机驱动机构相接的旋转轴，在旋转轴上键连接有两个形状相同但设置角度相差180°的凸轮，在机架中部通过导套滑动连接有两个并置的竖直压杆，在所述压杆的上部套接有压簧，所述压簧由顶部的压头封挡，以使压头顶靠在凸轮的下沿上，在压杆的下部设有用于触压扭柄的触头；在机架的底板上固定有安装座，在所述安装座上设置有横置的中间轴以及与所述中间轴相对用于插接旋转开关的穿插孔，在中间轴的一端开有插接旋转开关驱动轴杆的轴孔，在所述中间轴的另一端接有扭柄，在所述扭柄的两端分别设有等高的弧面凸棱，每个弧面凸棱与一个压杆上的触头上下相对；

所述凸轮为类圆盘轮，在所述凸轮的轮沿上设置有两个突出于轮沿的斜棱齿，所述斜棱齿的起棱角为 20°-30°，倒棱角为 85°-91°，两个斜棱齿的中心夹角为50°-60°，且第二个斜棱齿距凸轮中心的距离大于第一个斜棱齿距凸轮中心的距离；第一个斜棱齿突出在凸轮的圆周边沿上，第二个斜棱齿突出在凸轮的外凸圆弧边的边沿上。

2.根据权利要求1所述的旋转开关机械寿命试验机，其特征是，所述电机驱动机构包括电机和齿轮传动机构，在电机的传动轴上或者在机架的旋转轴上装有统计凸轮旋转次数的计数器。

3.一种旋转开关机械寿命试验方法，其特征是，包括以下步骤：

a、设置权利要求1-2任一权利要求所述的旋转开关机械寿命试验机；

b、将受试的旋转开关的旋钮拆掉，然后将旋转开关安装到上述试验机的安装座中，在安装旋转开关的同时，将旋转开关的驱动轴杆插接到安装座上的中间轴的端部轴孔中；

c、计数器清零，闭合电源开关，两个凸轮在电机驱动机构的带动下同步旋转；

d、当第一个凸轮上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架中左右两个压杆中的左压杆，使旋转开关逆时针转过第一个档位，左压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第一个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压左压杆，使旋转开关逆时针转过第二个档位，左压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹；

e、当第二个凸轮上的第一斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，下压机架中左右两个压杆中的右压杆，使旋转开关顺时针转过第一个档位，右压杆随着第一斜棱齿的转过而向上回弹，当第二个凸轮上的第二斜棱齿转到接近垂直向下的位置时，第二斜棱齿下压右压杆，使旋转开关顺时针转过第二个档位，右压杆随着第二斜棱齿的转过而向上回弹；

f、机架上的旋转轴每旋转一周，计数器即完成一次开关动作的计数；

g、当计数器计数到设定次数时，电源开关自动断开，从机架上卸下旋转开关，在对该旋转开关进行电性能检测后，拆开旋转开关，检测开关中的所有静触片和动触片的物理形状和机械结构，以对该旋转开关的机械寿命做出综合认定。