CN112098840A - 测试电动牙刷振幅频率的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试电动牙刷振幅频率的设备，包括机座、计算机、固定机构、可控电源、负载装卸机构及振幅测量机构。计算机用于录入测试参数、采集并显示测试结果。固定机构设置于机座上，用于固定待测产品，上面设有用于将待测产品与计算机电性连接的探针。可控电源与计算机电性连接，用于为电动牙刷手柄或者电机提供电能。负载装卸机构设置于机座上，用于将负载块安装或者拆卸于电机的输出轴上，负载块用于放大电机的振动动作。振幅测量机构设置于机座上，振幅测量机构用于测量电机的振动幅度。根据上述方案的测试电动牙刷振幅频率的设备，可以自动测量电机的振动幅度，测试效率高且测试结果准确，保证生电动牙刷能的清洁效果。

Description

测试电动牙刷振幅频率的设备

技术领域

本发明涉及电机测试装置领域，特别涉及一种测试电动牙刷振幅频率的设备。

背景技术

随着科学技术的发展，人们的生活水平的日益提高，电动牙刷越来越普及。部分电动牙刷采用刷头振动的方式对口腔内部进行清洁，但是由于电动牙刷采用的电机存在个体差异，所以在出厂前需要对电机进行测试，测试出所需振幅对应的控制信号频率，以保证电动牙刷能够达到预期的清洁效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种测试电动牙刷振幅频率的设备，能够自动测量电机或者已经安装进电动牙刷手柄的电机的振动幅度，对电机进行校准，保证电动牙刷能达到预期清洁效果。

根据本发明的实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备，包括：机座；计算机，用于录入测试参数、采集并显示测试结果；固定机构，设置于所述机座上，所述固定机构用于固定待测产品，所述固定机构上设有用于将所述待测产品与所述计算机电性连接的探针；可控电源，设置于所述机座上，所述可控电源与所述计算机电性连接，用于为所述待测产品提供电能；负载装卸机构，设置于所述机座上，所述负载装卸机构用于将负载块安装或者拆卸于所述电机的输出轴上，所述负载块用于放大所述电机的振动动作；振幅测量机构，设置于所述机座上，所述振幅测量机构用于测量所述电机的振动幅度，所述振幅测量机构与所述计算机电性连接。

根据本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备，至少具有如下有益效果：将待测产品，即电机或者安装好电机的电动牙刷手柄放置在固定机构上，固定机构动作将电机或者电动牙刷手柄固定住，并通过探针将其与计算机电性连接。然后负载装卸机构动作将负载块安装在电机的输出轴上，再驱动电机动作，振幅测量机构测量负载块的振幅，并反馈给计算机，测试结束后负载装卸机构将负载从电机上拆卸下来，固定机构复位将电机或者电动牙刷手柄释放。测试过程中多数动作自动完成，测试时仅需手动将电机或者电动牙刷手柄放置于固定机构上，测试效率及准确度高，可以测出电机的参数以对电机进行校准，使生产出来的电动牙刷达到预期的清洁效果。

根据本发明的一些实施例，所述固定机构包括：固定座，可拆卸地安装于所述机座上，所述固定座上设有用于容纳所述待测产品的凹槽；下压固定气缸，设置于所述固定座的上方，所述探针设置于所述下压固定气缸的活塞杆上；上模具，与所述下压固定气缸的活塞杆连接，所述上模具上设有可以容纳所述待测产品的凹槽。

根据本发明的一些实施例，所述负载块包括两片平行设置的夹板，两片所述夹板的一端通过连接块连接，所述负载块可以通过夹持的方式安装于所述电机的输出轴上。

根据本发明的一些实施例，所述负载装卸机构包括：平移气缸，设置于所述机座上；负载固定结构，设有与所述负载块匹配的插槽，所述负载块可插入到所述插槽内；翘板，与所述负载固定结构转动连接，所述翘板的一端设有可伸入所述负载块的两片夹板之间的插销，所述翘板的另一端与所述负载固定结构之间设有弹性件；下压气缸，设置于所述翘板设有所述弹性件的一端的上方，所述下压气缸的活塞杆伸出时下压所述翘板。

根据本发明的一些实施例，所述振幅测量机构包括：激光传感器，设置于所述机座上，所述激光传感器与所述计算机电性连接；棱镜，设置于所述激光传感器的光路上，用于将所述激光传感器发出的激光偏转到安装于所述电机的输出轴上的负载块上。

根据本发明的一些实施例，还包括校准机构，所述校准机构包括：千分尺滑台，所述千分尺滑台可拆卸地设置于所述机座上；校准块，设置于所述千分尺滑台上，所述校准块的一侧设有凸台，所述凸台的下端面上并排设有若干斜率不同的斜面。

根据本发明的一些实施例，所述固定机构还包括信号控制模块，所述信号控制模块与所述下压固定气缸的活塞杆连接，所述探针设置于所述信号控制模块的下端面，所述信号控制模块内设有测试板，所述探针通过所述测试板与所述计算机电性连接。

根据本发明的一些实施例，所述测试板包括：电源管理电路，用于为所述测试板及所述待测产品提供电能；主控制器，与所述计算机电性连接，所述主控制器在所述计算机的控制下生成控制信号；通讯电路，输入端与所述主控制器电性连接，输出端与所述探针电性连接，用于向电动牙刷手柄内的控制板传递控制信号；电机驱动电路，输入端与所述主控制器电性连接，所述电机驱动电路的输出端与所述探针电性连接。

根据本发明的一些实施例，所述电源管理电路包括稳压芯片及电机供电支路，所述稳压芯片的输入端与外部电源电性连接，所述稳压芯片的输出端分别与所述主控制器、所述通讯电路及所述电机驱动电路电性连接，所述电机供电支路的输入端与所述可控电源电性连接，所述电机供电支路的输出端与所述探针电性连接。

根据本发明的一些实施例，还包括子控制器及触摸屏，所述子控制器与所述计算机电性连接，所述触摸屏与所述子控制器电性连接，所述子控制器用于控制所述固定机构及所述负载装卸机构动作。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备的正面结构示意图；

图4为本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备的侧面结构示意图；

图5为本发明实施例的负载块的结构示意图；

图6为本发明实施例的未安装负载块的负载固定结构的示意图；

图7为本发明实施例的安装负载块后的负载固定结构的示意图；

图8为本发明实施例的校准机构的立体结构示意图；

图9为本发明实施例的校准机构的安装方式的示意图；

图10为本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备的外部正面示意图；

图11为本发明实施例的测试板的原理框图；

图12为本发明实施例的主控制器的电路原理图；

图13为本发明实施例的稳压芯片的电路原理图；

图14为本发明实施例的电机供电支路的原理图；

图15为本发明实施例的电机驱动电路的原理图；

图16为本发明实施例的通讯电路的原理图。

附图标记：

机座100，机罩110，触摸屏111；

固定机构200，固定座210，下压固定气缸220，上模具230，信号控制模块240，探针241；

负载装卸机构300，平移气缸310，负载固定结构320，翘板330，插销331，弹性件332，下压气缸340；

振幅测量机构400，激光传感器410，棱镜420；

负载块500，夹板510；

校准机构600，千分尺滑台610，校准块620，斜面621；

主控制器700，电源管理电路710，稳压芯片711，电机供电支路712，通讯电路720，电机驱动电路730。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备，包括机座100、计算机、固定机构200、可控电源、负载装卸机构300及振幅测量机构400。其中计算机用于录入测试参数，执行测试程序，采集并显示测试结果，控制整个测试流程。固定机构200设置于机座100上，固定机构200用于固定待测产品，其中待测产品可以为装好电机的半成品电动牙刷手柄或者电机，固定机构200上设有探针241，用于将电动牙刷手柄或者电机与计算机连接。可控电源设置于机座100内，可控电源与计算机电性连接，在计算机的控制下输出不同规格的电能，以为不同规格的电机或者电动牙刷手柄提供电能。负载装卸机构300设置于机座100上，负载装卸机构300用于将负载块500安装到电机的输出轴上，负载块500可以模拟电机工作时的负载的同时，还可以放大电机的振动动作，便于测量电机的振幅。振幅测量机构400设置于机座100上，用于测量负载块500的振动幅度，振幅测量机构400与计算机电性连接，在计算机的控制下采样并将测量结果反馈给计算机。根据上述技术方案的测试电动牙刷振幅频率的设备，先将安装完电机的电动牙刷手柄或者电机本体放置在固定机构200上，然后固定机构200动作将手柄或者电机固定，负载装卸机构300将负载块500安装于电机的输出轴上，计算机控制电机振动，振幅测量机构400测量负载块500的振动幅度并将其反馈给计算机，然后负载装卸机构300将负载块500拆下，固定机构200动作将手柄或者电机释放，即完成了对电机的测试。整个测试流程中仅需人工将手柄或者电机放置到固定机构200上，或从固定机构200上拿下，其余动作均由相应的机构完成，测试效率高，测试结果准确，可以帮助找到电机达到需要振幅时需要提供的控制信号频率，保证出产的电动牙刷可以达到预期的清洁效果。可以理解的是，固定机构200可以通过夹持或者卡榫结构等方式固定电机或者电动牙刷的手柄，负载块500可以通过卡榫、夹持、螺纹连接等方式与电机的输出轴可拆卸连接。振幅测量机构400可以采用非接触的光学传感器或者传统的机械式传感器。

参照图1、图3及图4，在一些实施例中，固定机构200包括固定座210、下压固定气缸220及上模具230。固定座210可拆卸地安装于机座100上，固定座210上设有用于容纳电动牙刷手柄或者电机的凹槽。下压固定气缸220设置于固定座210的上方，探针241与下压固定气缸220的活塞杆机械连接，可以随着下压固定气缸220的活塞杆的运动插入到电动牙刷的手柄中的接口处或者与电机的接线端接触，为电动牙刷手柄或者电机提供电能。上模具230的下端面上同样设有可以容纳电动牙刷手柄或者电机的凹槽，上模具230与下压固定气缸220的活塞杆机械连接，下压固定气缸220的活塞杆伸出时，上模具230下降与固定座210及固定座210上的电机或者电动牙刷手柄接触，将电机或者电动牙刷手柄压在固定座210上，实现对电机或者电动牙刷手柄的固定。

参照图3及图4，在一些实施例中，固定机构200还包括信号控制模块240，信号控制模块240与下压固定气缸220的活塞杆机械连接，探针241设置在信号控制模块240的下端面上。信号控制模块240内设有测试板，探针241通过测试板与计算机电性连接，测试板可以传递计算机的控制信号给电动牙刷手柄内的控制板，或者直接将计算机的控制信号转换为驱动信号直接传递给电机。

参照图5，在一些实施例中，负载块500包括两片平行设置的夹板510，夹板510的一端通过一个连接块连接，负载块500可以通过上下夹板510夹持在电机的输出轴上。

参照图3、图6及图7，在一些实施例中，负载装卸机构300包括平移气缸310、负载固定结构320、翘板330及下压气缸340。平移气缸310设置于机座100上，负载固定结构320、翘板330及下压气缸340均与平移气缸310的活塞杆机械连接。负载固定结构320具有与负载块500匹配的插槽，负载块500可以插入到插槽内。翘板330与负载固定结构320转动连接，翘板330的一端设有插销331，插销331可以随着负载块500插入插槽动作伸入到负载块500的连片夹板510之间，如图7所示。翘板330背向插槽的一端与负载固定结构320之间设有弹性件332，下压气缸340设置在翘板330设有弹性件332的一端上方。下压气缸340动作时，下压气缸340的活塞杆伸出下压翘板330，翘板330克服弹性件332旋转，负载块500的两片夹板510之间的间距在插销331的作用下被扩大，此时平移气缸310动作推动负载固定结构320向电机移动，使电机的输出轴伸入到负载块500的夹板510之间，然后下压气缸340复位，翘板330在弹性件332作用下复位，两片夹板510之间的间距恢复，两片夹板510将电机的输出轴夹住。负载块500的拆卸动作流程依此类推。

参照图2，在一些实施例中，振幅测量机构400包括激光传感器410及棱镜420，激光传感器410及棱镜420均设置在基座上，棱镜420设置在激光传感器410的光路上，棱镜420将激光传感器410发出的激光偏转到安装于电机的输出轴上的负载块500上。

参照图8，在一些实施例中，测试装置还包括校准机构600，校准机构600可拆卸地设置在机座100上。校准机构600包括千分尺滑台610及校准块620，校准块620设置在千分尺滑台610上，校准块620上设有一个凸台，凸台的下端面设有若干斜率不同的斜面621。使用时将校准机构600安装到机座100上，如图9所示，转动千分尺滑台610上的千分尺，使激光传感器410的激光照射到不同斜率的斜面621上，在计算机上读取激光传感器410返回的电压值，实现对激光传感器410的校准。校准完成后可以将校准机构600拆除。

参照图11，在一些实施例中，测试板包括主控制器700、通讯电路720、电机驱动电路730及电源管理电路710。其中电源管理电路710用于为测试板及电机或者电动牙刷手柄提供电能。主控制器700与计算机电性连接，主控制器700在计算机的控制下生成控制信号。通讯电路720的输入端与主控制器700电性连接，通讯电路720的输出端与探针241电性连接，用于与电动牙刷手柄内的控制板电性连接，当测试已经安装于电动牙刷手柄内的电机时，通讯电路720传递控制信号给电动牙刷的控制板。电机驱动电路730的输入端与主控制器700电性连接，输出端与探针241电性连接，当直接测试电机时，电机驱动电路730将控制信号转化为驱动电机动作的驱动信号并传递给电机。

下面参考图1至图16以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

参照图2及图3，在本实施例中，固定机构200、负载装卸机构300及振幅测量机构400均通过转接板安装于机座100上，便于协调高度。固定机构200中的下压固定气缸220及负载装卸机构300中的平移气缸310均为滑台气缸，固定机构200中的上模具230及信息控制模块均设置在下压固定气缸220的滑台上，负载装卸机构300中的负载固定结构320、翘板330及下压气缸340均设置在平移气缸310的滑台上。

参照图2，在本实施例中，振幅测量机构400包括两个相对设置的激光传感器410，棱镜420设置于两个激光传感器410的中间，棱镜420将两个激光传感器410发出的激光偏转到负载块500的两侧边沿，通过测量负载块500的两侧高度差来测量负载块500的振幅。

参照图5至图7，在本实施例中，负载块500的夹板510为长方体结构，连接块的宽度窄于夹板510宽度，夹板510中心处设有圆弧槽，便于电机的输出轴的插入。负载固定结构320的插槽处设有恰好可以伸入两夹板510间的缝隙的凸台，负载块500插入插槽内时，凸台可以避开连接块插入到夹板510之间。翘板330朝向插槽的一端设有U型槽，插销331设置在U型槽的两个侧壁上，凸台上设有避让插销331的缺口。翘板330背向插槽的一端与负载固定结构320之间设有两个弹簧，负载固定结构320上设有阻挡弹簧的挡块。

参照图9，在本实施例中，校准机构600安装时，需要先将固定机构200中的固定座210拆除，将校准机构600安装在固定座210的安装位置，并且千分尺滑台610下设有垫块，可以将校准块620抬升到实际测试时负载块500的高度，保证校准结果的有效性。校准完成后再将校准机构600卸下，将固定座210安装。

参照图10，在本实施例中，机座100下方有将机座100抬升到适合操作高度的支架，机座100外罩设有机罩110，机罩110上设有触摸屏111、可以开闭的箱门以及各种按钮开关，测试装置还包括PLC控制器作为子控制器，触摸屏111与PLC控制器电性连接，PLC控制器与计算机电性连接，PLC控制器还与机罩110上的按钮开关电性连接，PLC控制器也与固定机构200、负载装卸机构300中的各气缸的电磁阀电性连接，PLC控制器在计算机的控制下控制固定机构200及负载装卸机构300的动作。

参照图11，在本实施例中，主控制器700选用STM32系列的嵌入式单片机。参照图13及图14，在本实施例中，电源管理电路710包括稳压芯片711及电机供电支路712。电源管理芯片的输入端与外部电源连接，电源管理芯片输出的电能主要用于供测试板上的各芯片及电路。电机供电支路712的输入端与可控电源电性连接，电机供电支路712的输出端通过探针241与电机或者电动牙刷手柄电性连接。在本实施例中，稳压芯片711选用型号为TPS54302的稳压芯片，电机供电支路712包括一个二极管D101、熔断器F101及滤波用的电容器C110，二极管D101的阳极与可控电源电性连接，阴极连接熔断器F101的一端，熔断器F101的另一端通过探针241连接电机或者电动牙刷手柄。熔断器F101与二极管D101的连接端通过电容C101接地。二极管D101用于抑制浪涌电流，熔断器F101用于保护电机，电容C101则用于滤波。

参照图15，在本实施例中，电机驱动电路730包括若干晶体管，若干晶体管将主控制器700输出的脉冲信号转化为可以驱动电机动作的驱动信号。参照图16，在本实施例中，通讯电路720包括一块通讯芯片及其外围电路。在本实施例中，通讯芯片选用型号为MAX3232CD的232芯片，通讯芯片的输入端与主控制器700的UART串口连接，通讯芯片的输出端与探针241连接，通过探针241与电动牙刷手柄内的控制板电性连接。测试完成后，计算机可以通过通讯电路720将合适的控制信号的频率值写入到电动牙刷的控制板内。

根据本发明实施例的测试电动牙刷振幅频率的设备，可以自动测量电动牙刷电机的振动幅度，并找出最合适的控制信号频率，测试效率高且测试结果准确，可以保证生产出来的电动牙刷能达到预期的清洁效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，包括：

机座；

计算机，用于录入测试参数、采集并显示测试结果；

固定机构，设置于所述机座上，所述固定机构用于固定待测产品，所述固定机构上设有用于将所述待测产品与所述计算机电性连接的探针；

可控电源，设置于所述机座上，所述可控电源与所述计算机电性连接，用于为所述待测产品提供电能；

负载装卸机构，设置于所述机座上，所述负载装卸机构用于将负载块安装或者拆卸于所述待测产品的电机的输出轴上，所述负载块用于放大所述电机的振动动作；

振幅测量机构，设置于所述机座上，所述振幅测量机构用于测量所述电机的振动幅度，所述振幅测量机构与所述计算机电性连接。

2.根据权利要求1所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述固定机构包括：

固定座，可拆卸地安装于所述机座上，所述固定座上设有用于容纳所述待测产品的凹槽；

下压固定气缸，设置于所述固定座的上方，所述探针设置于所述下压固定气缸的活塞杆上；

上模具，与所述下压固定气缸的活塞杆连接，所述上模具上设有可以容纳所述待测产品的凹槽。

3.根据权利要求1所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述负载块包括两片平行设置的夹板，两片所述夹板的一端通过连接块连接，所述负载块可以通过夹持的方式安装于所述电机的输出轴上。

4.根据权利要求3所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述负载装卸机构包括：

平移气缸，设置于所述机座上；

负载固定结构，设有与所述负载块匹配的插槽，所述负载块可插入到所述插槽内；

翘板，与所述负载固定结构转动连接，所述翘板的一端设有可伸入所述负载块的两片夹板之间的插销，所述翘板的另一端与所述负载固定结构之间设有弹性件；

下压气缸，设置于所述翘板设有所述弹性件的一端的上方，所述下压气缸的活塞杆伸出时下压所述翘板。

5.根据权利要求1所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述振幅测量机构包括：

激光传感器，设置于所述机座上，所述激光传感器与所述计算机电性连接；

棱镜，设置于所述激光传感器的光路上，用于将所述激光传感器发出的激光偏转到安装于所述电机的输出轴上的负载块上。

6.根据权利要求1所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，还包括校准机构，所述校准机构包括：

千分尺滑台，所述千分尺滑台可拆卸地设置于所述机座上；

校准块，设置于所述千分尺滑台上，所述校准块的一侧设有凸台，所述凸台的下端面上并排设有若干斜率不同的斜面。

7.根据权利要求2所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述固定机构还包括信号控制模块，所述信号控制模块与所述下压固定气缸的活塞杆连接，所述探针设置于所述信号控制模块的下端面，所述信号控制模块内设有测试板，所述探针通过所述测试板与所述计算机电性连接。

8.根据权利要求7所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述测试板包括：

电源管理电路，用于为所述测试板及所述待测产品提供电能；

主控制器，与所述计算机电性连接，所述主控制器在所述计算机的控制下生成控制信号；

通讯电路，输入端与所述主控制器电性连接，输出端与所述探针电性连接，用于向电动牙刷手柄内的控制板传递控制信号；

电机驱动电路，输入端与所述主控制器电性连接，所述电机驱动电路的输出端与所述探针电性连接。

9.根据权利要求8所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，所述电源管理电路包括稳压芯片及电机供电支路，所述稳压芯片的输入端与外部电源电性连接，所述稳压芯片的输出端分别与所述主控制器、所述通讯电路及所述电机驱动电路电性连接，所述电机供电支路的输入端与所述可控电源电性连接，所述电机供电支路的输出端与所述探针电性连接。

10.根据权利要求1所述的测试电动牙刷振幅频率的设备，其特征在于，还包括子控制器及触摸屏，所述子控制器与所述计算机电性连接，所述触摸屏与所述子控制器电性连接，所述子控制器用于控制所述固定机构及所述负载装卸机构动作。

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