CN208254781U - 一种按键触感自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开并提供了一种结构简单、自动化程度高和可提供测试效率的按键触感自动测试装置。本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括工作平台、设置在所述工作平台的后端的X‑Z轴运动模组和设置在所述工作平台的前端中部的Y轴运动模组，所述X‑Z轴运动模组包括Z轴滑台，所述Y轴运动模组包括Y轴滑台，所述Z轴滑台上设置有测力传感器，所述Y轴滑台上设置有载具，所述载具的一侧设置有三轴对针模块，所述测力传感器与所述三轴对针模块相配合。本实用新型可用于按键测试的技术领域。

Description

一种按键触感自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种按键触感自动测试装置。

背景技术

随着液晶显示技术的发展，作为人机交互装置的按键，正在慢慢地被以智能手机为代表的全面屏虚拟按键所替代。比如早期诺基亚主推的机械按键，现在正在被苹果、三星为代表的触摸屏虚拟按键所代替。但是机械按键以其良好的触感、可靠性，仍然广泛应用于笔记本电脑、手机、电子书等产品中，如笔记本键盘、手机音量键及电源键以及电子书产品的上下页翻页按钮。此外，在电子产品未开机点亮屏幕之前，依然需要用机械按键是启动电源及进行其他非开机情况下一些应用操作。可以预见，机械键盘仍将占有较大的应用市场。

键盘按下的过程总体上分为去程和回程两段，去程指的是从手指开始接触键盘表面到按键被全部按下，设备接触到按钮信号这个过程，而回程指的是按钮开始离开键帽瞬间到手指完全脱离键帽这段过程，这两段过程中力随时间变化的过程曲线决定了该机械键盘触感觉的好坏。

在键盘生产过程中，由于键盘中弹性材料、装配精度等一致性不同，装配出来的键盘触感是不一样的。大量试验表明，在不同的下压高度时键盘反馈的力的大小是不一样的，而且在键盘上不同的测试点，同一下压高度也是有所区别。因此，对有高品质要求的电子产品的按钮进行力的测量是检验键盘触感是否合格的重要依据。

现有的按键测试方法存在如下几点缺陷：1、基本上都是人工用测力仪器，并通过简单工装方式来测量按键的力度的，缺点是按键过程中微小的行程（0.13mm）的行程没法模拟；2、现有测试装置基本都是靠人工记录测试按键力度数据，并进行人工处理数据，人工判断测试结果是否OK，劳动强度极大；3、现有测试装置校准测试点的位置时，只能通过人工调整，肉眼观察打点位置，凭借作业人员的实际经验完成；4、力传感器的校准只能靠人工校准，无自动校准功能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、自动化程度高和可提供测试效率的按键触感自动测试装置。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括工作平台、设置在所述工作平台的后端的X-Z轴运动模组和设置在所述工作平台的前端中部的Y轴运动模组，所述X-Z轴运动模组包括Z轴滑台，所述Y轴运动模组包括Y轴滑台，所述Z轴滑台上设置有测力传感器，所述Y轴滑台上设置有载具，所述载具的一侧设置有三轴对针模块，所述测力传感器与所述三轴对针模块相配合。

由上述方案可见，在本实用新型中，X-Z轴运动模组和Y轴运动模组共同组成了常规的3维运动模组，自动化程度高，其设计目的也是为了令测力传感器可以对载具上的产品进行按键测试，测力传感器在下压按键和上抬松压按键的过程中可以连续生成反馈值，为测试提供数据，运动模组采用丝杆传动，精度高，获得的数据更加精准；而设计三轴对针模块的目的是用于校准测力传感器位置数据，并获得各个轴向的零点补偿值，使得本实用新型具有自动回零功能，更换测试用测力传感器以后，设备可以自动回零点，在不改变程序位置设定的前提下，自动进行偏移量的补偿，保证传感器更换后走点的准确性，提高效率。

进一步地，所述三轴对针模块包括一组X向对射光纤传感器和一组Y/Z向对射光纤传感器。

由上述方案可见，在本实用新型中，测力传感器通过被对射光纤感应而分别校准X轴Y轴和Z轴位置，测力传感器的位移靠X-Z轴运动模组和Y轴运动模组带动，全程自动化无需人工调整，方便快捷，提高效率。

进一步地，所述Z轴滑台上还设置有第一安装座，所述第一安装座上安装有过载感应器，所述过载感应器的下端设置有Z向升降块，所述测力传感器设置在所述Z向升降块的下端，所述Z向升降块上固定且竖向设置有与所述过载感应器相配合的感应棒。

由上述方案可见，在本实用新型中，感应棒直接固定连接在与测力传感器相连接的Z向升降块上，当压力过载时，过载传感器便可以通过感应到感应棒而进行预设的过载保护程序，并起到保护产品的效果。

进一步地，所述Z轴滑台上还设置有第二安装座，所述第二安装座上安装有CCD相机。

由上述方案可见，在本实用新型中，CCD相机被常规地用于校准产品上的测试点，免去人工通过肉眼观察测试点位置，提高精度也提高效率。

进一步地，所述工作平台的一侧设置有与所述测力传感器相配合的校准模块，所述校准模块包括固定支座和设置在所述固定支座的上端的压力测试仪。

由上述方案可见，在本实用新型中，测力传感器与标准的测力仪器进行模拟压紧测试，使得本实用新型中的压力传感器具有自校准的功能。

进一步地，所述压力测试仪的底部的两侧均设置有压块，所述压块通过螺丝固定连接在所述固定支座上。

进一步地，所述载具上安装有与产品相配合的检位传感器。

由上述方案可见，在本实用新型中，检位传感器用于检测载具当前是否有产品。

进一步地，本实用新型还包括均与所述X-Z轴运动模组和所述Y轴运动模组相配合的运动控制系统与数据处理系统。

由上述方案可见，在本实用新型中，运动控制系统用于控制本实用新型中各运动部件的精确运动，而数据处理系统则用于对测力传感器反馈来的数据信息进行处理和记录并生成图表显示。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是载具和三轴对针模块的结构示意图；

图3是Z轴滑台上的部件的结构示意图；

图4是校准模块的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括工作平台1、设置在所述工作平台1的后端的X-Z轴运动模组2和设置在所述工作平台1的前端中部的Y轴运动模组3，所述X-Z轴运动模组2包括Z轴滑台4，所述Y轴运动模组3包括Y轴滑台5，所述Z轴滑台4上设置有常规现有的测力传感器6，所述Y轴滑台5上设置有载具7，所述载具7的左侧设置有三轴对针模块8，所述测力传感器6与所述三轴对针模块8相配合。X-Z轴运动模组2和Y轴运动模组3共同组成了常规的3维运动模组，自动化程度高，其设计目的也是为了令测力传感器6可以对载具7上的产品进行按键测试，测力传感器6在下压按键和上抬松压按键的过程中可以连续生成反馈值，为测试提供数据，运动模组采用丝杆传动，精度高，获得的数据更加精准；而设计三轴对针模块8的目的是用于校准测力传感器6位置数据，并获得各个轴向的零点补偿值，使得本实用新型具有自动回零功能，更换测试用测力传感器6以后，设备可以自动回零点，在不改变程序位置设定的前提下，自动进行偏移量的补偿，保证传感器更换后走点的准确性，提高效率。

在本具体实施例中，所述三轴对针模块8包括一组X向对射光纤传感器9和一组Y/Z向对射光纤传感器10。测力传感器6通过被对射光纤感应而分别校准X轴Y轴和Z轴位置，测力传感器6的位移靠X-Z轴运动模组2和Y轴运动模组3带动，全程自动化无需人工调整，方便快捷，提高效率。

在本具体实施例中，所述Z轴滑台4上还设置有第一安装座11，所述第一安装座11的上端安装有过载感应器12，所述过载感应器12的下端设置有Z向升降块13，所述测力传感器6设置在所述Z向升降块13的下端，所述Z向升降块13上固定且竖向设置有与所述过载感应器12相配合的感应棒14。感应棒14直接固定连接在与测力传感器6相连接的Z向升降块13上，当压力过载时，过载传感器12便可以通过感应到感应棒14而进行预设的过载保护程序，并起到保护产品的效果。

在本具体实施例中，所述Z轴滑台4上还设置有第二安装座15，所述第二安装座15位于所述第一安装座11的右侧，所述第二安装座15上安装有CCD相机16。CCD相机16被常规地用于校准产品上的测试点，免去人工通过肉眼观察测试点位置，提高精度也提高效率。

在本具体实施例中，所述工作平台1的左侧固定设置有与所述测力传感器6相配合的校准模块，所述校准模块包括固定支座17和设置在所述固定支座17的上端的压力测试仪18。测力传感器6与标准的测力仪器进行模拟压紧测试，使得本实用新型中的压力传感器具有自校准的功能。

在本具体实施例中，所述压力测试仪18的底部的两侧均设置有压块19，所述压块19通过螺丝固定连接在所述固定支座17上。

在本具体实施例中，所述载具7上安装有与产品相配合的检位传感器20。检位传感器20用于检测载具7当前是否有产品。

在本具体实施例中，本实用新型还包括均与所述X-Z轴运动模组2和所述Y轴运动模组3相配合的运动控制系统与数据处理系统。运动控制系统用于控制本实用新型中各运动部件的精确运动，而数据处理系统则用于对测力传感器6反馈来的数据信息进行处理和记录并生成图表显示。

键盘按键力感测试过程如下：

作业员将需要测试的产品放入到载具7中，启动设备后，产品连同载具7在Y轴运动模组3的带动下进入到测试位，CCD相机16对产品按键进行拍照，数据处理系统找到第一个按键的第一个测试点，此时控制Z轴下压至测力传感器6刚好能接触按键时停止，当控制Z轴继续在测试行程范围内（约0.15mm）往下移动时若干个点时，数据处理系统采集每个位置点下测力传感器6的回馈值，将这些力的数据点按照位置可以测量出按键工作范围内每个点的按键力度与位置点的下压过程曲线。反之，当Z轴从按键最大下压位置返回时，同样地采集若干个点，即可获取按钮回弹过程中按键的力度。

本实用新型的测力传感器6具有自动回零功能。当测力传感器6更换以后，可能存在X/Y/Z向的位置微量偏移，每次更换测力传感器6以后，设备自动回零点，在不改变程序位置设定的前提下，自动进行偏移量的补偿，保证传感器更换后走点的准确性；自动回零点过程如下：

X向回零：控制Y轴将X向对射光纤传感器9的中心对称面移动到与测力传感器6中心线共面，此时控制X轴带动测力传感器6向X向对射光纤传感器9方向移动，当测力传感器6被感应到时停止X轴的运动，数据处理系统获取此时X轴的坐标值X1，并将X1的值与预先设定的X向初始值X0比较，X1-X0的差值即是X方向的零点补偿值；

Y向回零：控制X轴带动测力传感器6移动到Y/Z向对射光纤传感器10对称中心时，Y轴带动Y/Z向对射光纤传感器10向测力传感器6方向移动，当Y/Z向对射光纤传感器10感应到测力传感器6时，Y轴停止运动，此时Y轴的坐标Y1，与Y向初始值Y0比较，Y1-Y0的差值即是Y向的零点补偿值；

Z向回零点：当Y向回零完成后，保持控制Y轴位置不变，控制Z轴向上运动，直到Y/Z向对射光纤传感器10的感应信号消失，获取此时的Z轴坐标Z1，与Z向初始值Z0比较，Z1-Z0的差值即是Z向的零点补偿值。

本案可以实现按键力感的自动测量，降低人工测试带来的人员不稳定，经验参差不齐对测试结果带来影响；本案可以实现力感数据的自动获取和自动分析，以及测试结果的自动判断，降低了测试员对测试数据统计的劳动强度，并杜绝了统计输入过程中带来的统计错误；本案可以实现测试点的自动判断和自动走位，不需要依靠测试员的经验校准位置。

本案中所用的压力传感器与标准的压力测试仪进行模拟压紧测试，获取若干个测试数值点后，数据处理系统自动进行两组数据的对比，并自动校准，从而达到本案中所用的测力传感器6和标准测力仪器的数值一致性。

本实用新型可用于按键测试的技术领域。

Claims (8)

1.一种按键触感自动测试装置，它包括工作平台（1）、设置在所述工作平台（1）的后端的X-Z轴运动模组（2）和设置在所述工作平台（1）的前端中部的Y轴运动模组（3），所述X-Z轴运动模组（2）包括Z轴滑台（4），所述Y轴运动模组（3）包括Y轴滑台（5），其特征在于：所述Z轴滑台（4）上设置有测力传感器（6），所述Y轴滑台（5）上设置有载具（7），所述载具（7）的一侧设置有三轴对针模块（8），所述测力传感器（6）与所述三轴对针模块（8）相配合。

2.根据权利要求1所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述三轴对针模块（8）包括一组X向对射光纤传感器（9）和一组Y/Z向对射光纤传感器（10）。

3.根据权利要求1所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述Z轴滑台（4）上还设置有第一安装座（11），所述第一安装座（11）上安装有过载感应器（12），所述过载感应器（12）的下端设置有Z向升降块（13），所述测力传感器（6）设置在所述Z向升降块（13）的下端，所述Z向升降块（13）上固定且竖向设置有与所述过载感应器（12）相配合的感应棒（14）。

4.根据权利要求1所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述Z轴滑台（4）上还设置有第二安装座（15），所述第二安装座（15）上安装有CCD相机（16）。

5.根据权利要求1所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述工作平台（1）的一侧设置有与所述测力传感器（6）相配合的校准模块，所述校准模块包括固定支座（17）和设置在所述固定支座（17）的上端的压力测试仪（18）。

6.根据权利要求5所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述压力测试仪（18）的底部的两侧均设置有压块（19），所述压块（19）通过螺丝固定连接在所述固定支座（17）上。

7.根据权利要求1所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：所述载具（7）上安装有与产品相配合的检位传感器（20）。

8.根据权利要求1至7其中的任意一项所述的一种按键触感自动测试装置，其特征在于：它还包括均与所述X-Z轴运动模组（2）和所述Y轴运动模组（3）相配合的运动控制系统与数据处理系统。