CN116773378B - 一种笔帽扭力测试仪及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笔帽扭力测试仪及其操作方法，属于测试设备技术领域，包括工作台，安装在工作台上的支撑架，若干个笔帽测试结构均安装在工作台和支撑架上，同时笔身配合笔帽放置在笔帽测试结构内，以及外壳安装工作台上，且外壳罩在若干个笔帽测试结构外；所述笔帽测试结构用于测试笔帽和笔身在扭力和拉拔力之间的关系，以及测试单侧推拉力；同时对笔帽进行疲劳性测试。

Description

一种笔帽扭力测试仪及其操作方法

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，具体涉及一种笔帽扭力测试仪及其操作方法。

背景技术

目前生活中的电子产品，比如iPad或电脑，均设有触屏模式，而上述模式普遍需要电子笔进行配合使用；

其中为了保护电子笔笔头的灵敏性，普遍在电子笔上也会设计笔帽，用于保护电子笔笔头。而在长期使用下，笔帽会出现无法牢固在笔身上的情况，从而无法保护电子笔笔头；为了生产出更加耐用耐疲劳的笔帽，我们需要对生产出来的样品进行疲劳测试。

而为了更全面的测试笔帽的疲劳性强度，需要模拟人手指使用情况，进行全方位的测试。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述问题，本发明的目的是提供一种笔帽扭力测试仪及其操作方法。

本发明提供了如下的技术方案：

一种笔帽扭力测试仪，包括工作台，安装在工作台上的支撑架，若干个笔帽测试结构均安装在工作台和支撑架上，同时笔身配合笔帽放置在笔帽测试结构内，以及外壳安装工作台上，且外壳罩在若干个笔帽测试结构外；所述笔帽测试结构用于测试笔帽和笔身在扭力和拉拔力之间的关系，以及测试单侧推拉力；同时对笔帽进行疲劳性测试。

具体的，笔帽测试结构包括底板，安装在底板上的旋转装置，笔身置于旋转装置内，安装在底板上且置于旋转装置一侧外的笔身夹紧装置，笔身夹紧装置用于夹紧笔身，位于旋转装置正上方的笔帽拉拔装置，同时所述笔帽拉拔装置安装在支撑架上。

具体的，笔帽拉拔装置包括安装在支撑架上的电缸，所述电缸上安装有拉力传感器，拉力传感器上安装有夹紧气缸，所述夹紧气缸的夹紧端两侧安装有夹块二。

具体的，旋转装置包括安装在底板上的电机，所述电机通过联轴器连接有蜗杆，电机的轴端通过蜗轮蜗杆传动连接旋转座，壳体罩在蜗杆蜗轮外，同时所述旋转座活动安装在壳体上，所述旋转座上安装有扭力传感器，所述扭力传感器上安装有锁紧固定座，笔身插入锁紧固定座内，随后笔身被锁紧固定座锁紧。

具体的，笔身夹紧装置包括气缸安装座，安装在气缸安装座上的指夹气缸，所述指夹气缸的夹紧端对称安装有夹块一，所述夹块一上均设有凹槽。

具体的，所述夹块二表面均设为类似于笔帽表面的仿形，且夹块二表面仿形均安装有硅胶。

基于上述装置，本发明还提出了使用所述的一种笔帽扭力测试仪的操作方法，包括以下步骤：

S1，由工作人员将带有笔帽的笔身插入旋转装置内，随后锁紧旋转装置，避免笔身脱离旋转装置；

S2，随后开启笔身夹紧装置，由笔身夹紧装置将笔身夹紧，保证笔身仅能沿旋转装置旋转轴心旋转；

S3，此时分为两种情况进行数据检测：

D1，模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽，同时由笔帽拉拔装置将笔身上的笔帽夹紧，随后通过笔帽拉拔装置拔下笔帽，由拉力传感器检测其拉拔力；

D2，模拟人手指单侧推动笔帽，通过调节笔帽拉拔装置中夹紧气缸进气口处的调压阀，使得仅推动单侧夹块二移动，同时不断调节此侧进气口处的调压阀即调节气的压强，随后开启笔帽拉拔装置拔下笔帽，同时通过拉力传感器检测，从而能够得到不同压力下的拉拔力数据；

S4，开启旋转装置，由旋转装置带动笔身旋转，带来了两种情况：

D1，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，其操作使得笔身相对于笔帽旋转，并且由旋转装置测旋转不同角度对应的扭力，从而得到扭力和拉拔力的关系，同时检测拉拔力数据；

D2，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，能够检测在不同方向单侧推动笔帽时，其所需推动力的数据；

S5，两种情况下的疲劳性测试：

D1，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，在检测扭力和拉拔力关系后，关闭旋转装置，反复开启笔帽拉拔装置，从而测试在极端情况下，即仅拔笔帽的情况，笔帽在使用多少次后会出现笔帽无法固定在笔身上的情况，即笔帽的疲劳性测试；

D2，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，关闭旋转装置，使得单侧夹块二停在所需推力最大的方向处，随后检测其疲劳强度。

本发明的有益效果是：

本装置模拟了两种人手指使用情况：

其一，侧重于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧，从而拔下笔帽，检测了模拟手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽时，扭力和拉拔力之间的关系，同时检测其拉拔力是否便于人们使用；同时检测了在此种情况下笔帽的疲劳性强度；

其二，模拟人手指单侧推动笔帽，从而拔下笔帽，检测了模拟手指单侧推动笔帽拔下笔帽时，不同方向、不同压力下推动力数据，检测其推动力数据是否便于人们使用；同时检测了在此种情况下笔帽的疲劳性强度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的三维图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明中笔帽测试结构的三维图；

图4是本发明中笔帽拉拔装置的三维图；

图5是本发明中旋转装置和笔身夹紧装置的位置关系图；

图6是电子笔的俯视图；

图中标记为：1、工作台；2、外壳；3、笔帽测试结构；4、笔身；5、支撑架；6、磁铁；

301、旋转装置；302、笔身夹紧装置；303、笔帽拉拔装置；304、底板；

3011、电机；3012、壳体；3013、扭力传感器；3014、旋转座；3015、锁紧固定座；

3021、气缸安装座；3022、指夹气缸；3023、夹块一；

3031、电缸；3032、夹紧气缸；3033、拉力传感器；3034、夹块二。

具体实施方式

生活中为了保护电子笔笔头的灵敏性，普遍在电子笔上也会设计笔帽，用于保护电子笔笔头；而为了检测笔帽脱离电子笔笔身的拉拔力是否便于人们使用，以及为了检测笔帽的疲劳性强度，设计本装置。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供一种笔帽扭力测试仪，包括工作台1，安装在工作台1上的支撑架5，若干个笔帽测试结构3均安装在工作台1和支撑架5上，同时笔身4配合笔帽放置在笔帽测试结构3内，以及外壳2安装工作台1上，且外壳2罩在若干个笔帽测试结构3外；所述笔帽测试结构3用于测试笔帽和笔身4在扭力和拉拔力之间的关系，以及测试单侧推拉力；同时对笔帽进行疲劳性测试。

本装置能够检测笔帽与笔身4关系是否牢固，避免笔帽松动，无法固定在笔身4上；同时避免笔帽所需脱离力过大，不利于人们使用。

请重点参考图3，笔帽测试结构3包括底板304，安装在底板304上的旋转装置301，笔身4置于旋转装置301内，安装在底板304上且置于旋转装置301一侧外的笔身夹紧装置302，笔身夹紧装置302用于夹紧笔身4，位于旋转装置301正上方的笔帽拉拔装置303，同时所述笔帽拉拔装置303安装在支撑架5上。

其中旋转装置301用于测试扭力，笔帽拉拔装置303用于测试相对的拉拔力和单侧推力。

请重点参考图4，笔帽拉拔装置303包括安装在支撑架5上的电缸3031，所述电缸3031上安装有拉力传感器3033，拉力传感器3033上安装有夹紧气缸3032，所述夹紧气缸3032的夹紧端两侧安装有夹块二3034；所述夹块二3034在夹紧气缸3032的配合下夹紧笔身4上的笔帽，电缸3031用于带动笔帽脱离笔身4，所述拉力传感器3033用于感应电缸3031带动笔帽脱离笔身4时所施加的拉拔力，其中所述夹块二3034表面均设为类似于笔帽表面的仿形，且夹块二3034表面仿形均安装有硅胶，从而模拟手指摩擦力。

请重点参考图5，旋转装置301包括安装在底板304上的电机3011，所述电机3011通过联轴器连接有蜗杆，电机3011的轴端通过蜗轮蜗杆传动连接旋转座3014，壳体3012罩在蜗杆蜗轮外，同时所述旋转座3014活动安装在壳体3012上，所述旋转座3014上安装有扭力传感器3013，所述扭力传感器3013上安装有锁紧固定座3015，笔身4插入锁紧固定座3015内，随后笔身4被锁紧固定座3015锁紧；因此当开启电机3011后，电机3011能够带动旋转座3014旋转，从而带动笔身4旋转。

笔身夹紧装置302包括气缸安装座3021，安装在气缸安装座3021上的指夹气缸3022，所述指夹气缸3022的夹紧端对称安装有夹块一3023，所述夹块一3023上均设有凹槽，从而保证笔身4仅能绕旋转座3014轴心旋转。

作业时，开启指夹气缸3022，由指夹气缸3022将笔身4夹紧，随后由旋转装置301带动笔身4旋转。

电缸3031、拉力传感器3033、夹紧气缸3032、电机3011、扭力传感器3013和指夹气缸3022通信地耦合控制面板。

控制面板内含PLC控制器，PLC控制器即可编程数控系统，PLC作为中央控制系统，用触摸屏实现整机的程序输入和运行控制，实现运输过程全自动化。控制系统可作为连接各个执行元件按照逻辑轨迹运动的系统，通过编程控制执行元件按照所需的运行步骤运行。

基于上述装置，本发明实施例一还提出了使用所述的一种笔帽扭力测试仪的操作方法，包括以下步骤：

步骤一，由工作人员将带有笔帽的笔身4插入旋转装置301内，随后锁紧旋转装置301，避免笔身4脱离旋转装置301；

步骤二，随后开启笔身夹紧装置302，由笔身夹紧装置302将笔身4夹紧，保证笔身4仅能沿旋转装置301旋转轴心旋转；

步骤三，同时由笔帽拉拔装置303将笔身4上的笔帽夹紧；

步骤四，开启旋转装置301，由旋转装置301带动笔身4旋转，从而使得笔身4相对于笔帽旋转，并且由旋转装置301测旋转不同角度对应的扭力；

步骤五，同时开启笔帽拉拔装置303，从而由笔帽拉拔装置303检测笔帽脱离笔身4所需拉拔力，进一步能够得知扭力和拉拔力的关系；

步骤六，在检测扭力和拉拔力关系后，关闭旋转装置301，反复开启笔帽拉拔装置303，从而测试在极端情况下，即仅拔笔帽的情况，笔帽在使用多少次后会出现笔帽无法固定在笔身4上的情况，即笔帽的疲劳性测试。

本实施例一侧重于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧，从而拔下笔帽，因此实施例一检测了模拟手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽时，扭力和拉拔力之间的关系，同时检测其拉拔力是否便于人们使用；同时检测了在此种情况下笔帽的疲劳性强度。

实施例二

本实施例二公开的一种笔帽扭力测试仪除操作方法不同外，其它装置及其安装位置均与实施例一相同。

本实施例二主要侧重于模拟人手指单侧推动笔帽，使其脱离笔身4。如图6所示，笔身4一侧上设有磁铁6，因此在不同方向下推动笔帽，其所需的推动力是不同的，从而需要测试不同角度，不同压力下，所需的推动力数据。

本发明实施例二提出了使用所述的一种笔帽扭力测试仪的操作方法，包括以下步骤：

步骤一，由工作人员将带有笔帽的笔身4插入旋转装置301内，随后锁紧旋转装置301，避免笔身4脱离旋转装置301；

步骤二，随后开启笔身夹紧装置302，由笔身夹紧装置302将笔身4夹紧，保证笔身4仅能沿旋转装置301旋转轴心旋转；

步骤三，此时分为两种情况进行数据检测：

其一，模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽，同时由笔帽拉拔装置303将笔身4上的笔帽夹紧，随后通过笔帽拉拔装置303拔下笔帽，由拉力传感器3033检测其拉拔力；

其二，模拟人手指单侧推动笔帽，通过调节笔帽拉拔装置303中夹紧气缸3032进气口处的调压阀，使得仅推动单侧夹块二3034移动，同时不断调节此侧进气口处的调压阀即调节气的压强，随后开启笔帽拉拔装置303拔下笔帽，同时通过拉力传感器3033检测，从而能够得到不同压力下的拉拔力数据；

步骤四，开启旋转装置301，由旋转装置301带动笔身4旋转，带来了两种情况：

其一，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，其操作使得笔身4相对于笔帽旋转，并且由旋转装置301测旋转不同角度对应的扭力，从而得到扭力和拉拔力的关系，同时检测拉拔力数据，对比其是否属于拉拔力的合格区间，从而避免所需力过大，不便于人们使用；

其二，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，能够检测在不同方向单侧推动笔帽时，其所需推动力的数据，对比其是否属于推动力的合格区间，从而避免所需力过大，不便于人们使用；

步骤五，两种情况下的疲劳性测试：

其一，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，在检测扭力和拉拔力关系后，关闭旋转装置301，反复开启笔帽拉拔装置303，从而测试在极端情况下，即仅拔笔帽的情况，笔帽在使用多少次后会出现笔帽无法固定在笔身4上的情况，即笔帽的疲劳性测试；

其二，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，关闭旋转装置301，使得单侧夹块二3034停在所需推力最大的方向处，随后检测其疲劳强度。

本实施例二侧重于模拟人手指单侧推动笔帽，从而拔下笔帽，因此实施例二检测了模拟手指单侧推动笔帽拔下笔帽时，不同方向、不同压力下推动力数据，检测其推动力数据是否便于人们使用；同时检测了在此种情况下笔帽的疲劳性强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种笔帽扭力测试仪，其特征在于，包括工作台（1），安装在工作台（1）上的支撑架（5），若干个笔帽测试结构（3）均安装在工作台（1）和支撑架（5）上，同时笔身（4）配合笔帽放置在笔帽测试结构（3）内，以及外壳（2）安装工作台（1）上，且外壳（2）罩在若干个笔帽测试结构（3）外；

所述笔帽测试结构（3）用于测试笔帽和笔身（4）在扭力和拉拔力之间的关系，以及测试单侧推拉力；同时对笔帽进行疲劳性测试；笔帽测试结构（3）包括底板（304），安装在底板（304）上的旋转装置（301），笔身（4）置于旋转装置（301）内，安装在底板（304）上且置于旋转装置（301）一侧外的笔身夹紧装置（302），笔身夹紧装置（302）用于夹紧笔身（4），位于旋转装置（301）正上方的笔帽拉拔装置（303），同时所述笔帽拉拔装置（303）安装在支撑架（5）上；

笔帽拉拔装置（303）包括安装在支撑架（5）上的电缸（3031），所述电缸（3031）上安装有拉力传感器（3033），拉力传感器（3033）上安装有夹紧气缸（3032），所述夹紧气缸（3032）的夹紧端两侧安装有夹块二（3034）；

旋转装置（301）包括安装在底板（304）上的电机（3011），所述电机（3011）通过传动装置连接旋转座（3014），壳体（3012）罩在传动装置外，同时所述旋转座（3014）活动安装在壳体（3012）上，所述旋转座（3014）上安装有扭力传感器（3013），所述扭力传感器（3013）上安装有锁紧固定座（3015），笔身（4）插入锁紧固定座（3015）内，随后笔身（4）被锁紧固定座（3015）锁紧；

笔身夹紧装置（302）包括气缸安装座（3021），安装在气缸安装座（3021）上的指夹气缸（3022），所述指夹气缸（3022）的夹紧端对称安装有夹块一（3023）。

2.根据权利要求1所述的一种笔帽扭力测试仪，其特征在于，传动装置包括蜗轮蜗杆，所述电机（3011）通过联轴器连接有蜗杆，电机（3011）的轴端通过蜗轮蜗杆传动连接旋转座（3014），壳体（3012）罩在蜗杆蜗轮外。

3.根据权利要求1所述的一种笔帽扭力测试仪，其特征在于，所述夹块一（3023）上均设有凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种笔帽扭力测试仪，其特征在于，所述夹块二（3034）表面均设为类似于笔帽表面的仿形，且夹块二（3034）表面仿形均安装有硅胶。

5.一种使用如权利要求1所述的一种笔帽扭力测试仪的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，由工作人员将带有笔帽的笔身（4）插入旋转装置（301）内，随后锁紧旋转装置（301），避免笔身（4）脱离旋转装置（301）；

S2，随后开启笔身夹紧装置（302），由笔身夹紧装置（302）将笔身（4）夹紧，保证笔身（4）仅能沿旋转装置（301）旋转轴心旋转；

S3，此时分为两种情况进行数据检测：

D1，模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽，同时由笔帽拉拔装置（303）将笔身（4）上的笔帽夹紧，随后通过笔帽拉拔装置（303）拔下笔帽，由拉力传感器（3033）检测其拉拔力；

D2，模拟人手指单侧推动笔帽，通过调节笔帽拉拔装置（303）中夹紧气缸（3032）进气口处的调压阀，使得仅推动单侧夹块二（3034）移动，同时不断调节此侧进气口处的调压阀即调节气的压强，随后开启笔帽拉拔装置（303）拔下笔帽，同时通过拉力传感器（3033）检测，从而能够得到不同压力下的拉拔力数据；

S4，开启旋转装置（301），由旋转装置（301）带动笔身（4）旋转，带来了两种情况：

D1，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，其操作使得笔身（4）相对于笔帽旋转，并且由旋转装置（301）测旋转不同角度对应的扭力，从而得到扭力和拉拔力的关系，同时检测拉拔力数据；

D2，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，能够检测在不同方向单侧推动笔帽时，其所需推动力的数据；

S5，两种情况下的疲劳性测试：

D1，对于模拟人手指通过夹紧笔帽两侧拔下笔帽的情况，在检测扭力和拉拔力关系后，关闭旋转装置（301），反复开启笔帽拉拔装置（303），从而测试在极端情况下，即仅拔笔帽的情况，笔帽在使用多少次后会出现笔帽无法固定在笔身（4）上的情况，即笔帽的疲劳性测试；

D2，对于模拟人手指单侧推动笔帽的情况，关闭旋转装置（301），使得单侧夹块二（3034）停在所需推力最大的方向处，随后检测其疲劳强度。