TWI656333B - 落下試驗機 - Google Patents

Abstract

一種落下試驗機其適於對至少一待測元件進行落下測試。落下試驗機包含一機台、一導引軸及一量測方塊。導引軸設置在機台並在一重力方向上延伸。量測方塊包含至少一導引孔。導引軸插入於該至少一導引孔中，使得量測方塊適於在導引軸移動，量測方塊適於取得該至少一待測元件的一量測資料，並將量測資料輸出至機台。

Description

落下試驗機

本發明係關於一種落下試驗機，尤其關於一種自動落下試驗機。

圖1顯示一種習知的落下試驗機的立體圖。如圖1所示，習知的落下試驗機包括一機台10，機台10側邊設有一控制器11，內含馬達驅動器及可程式控制器，以提供動力讓平台14上升及下降及控制氣壓機構20，並設有馬達12以帶動鋼索13，進而帶動氣壓機構20做上下移動，以控制落下的高度，在氣壓機構20方面利用氣壓瞬間移動平台14，讓測試物體可以在不碰到平台14的狀況下衝擊地面鐵板15，同時配合的上方固定座30的調整可以使不同的形狀的測試物固定位置和方向。

習知的落下測試機能夠用於執行測試包裝材、電器及電子產品的耐衝擊試驗，以確保產品之安全性。然而，針對電子元件或裝置，依據習知技術，只能於其落下後，再將電子元件或裝置裝設於檢測機台的電路上，量測其性能，無法即時地測得電子元件或裝置的損壞狀態。因此，需要一種改良的落下試驗機。

依據本發明一實施例，提供一種落下試驗機其適於對至少一待測元件進行落下測試。落下試驗機包含一機台、一導引軸及一量測方塊。導引軸設置在機台並在一重力方向上延伸。量測方塊包含至少一導引孔。導引軸插入於該至少一導引孔中，使得量測方塊適於在導引軸移動，量測方塊適於取得該至少一待測元件的一量測資料，並將量測資料輸出至機台。

於一實施例中，導引軸包含多個氣孔，藉以讓機台通入空氣於導引軸中並且該些氣孔排出，使量測方塊在落下過程不會接觸摩擦導引軸。

於一實施例中，量測方塊包含一本體，至少一量測用模組及至少一緩衝機制。本體界定有至少一容置空間及該至少一導引孔。量測用模組用以取得該至少一待測元件的量測資料。量測用模組及緩衝機制容置於容置空間中，且緩衝機制位於量測用模組與本體之間。

於一實施例中，量測用模組包含一DUT量測電路、一g值觸發電路、一無線電路及一電源供應模組。DUT量測電路感測並取得待測元件的量測資料。g值觸發電路取得量測方塊的一重力值，當重力值超過一預設值時啟動DUT量測電路。無線電路將待測元件的量測資料，以一無線訊號將量測資料輸出至機台。電源供應模組提供一電力至g值觸發電路、DUT量測電路及無線電路。

於一實施例中，量測用模組更包含一加速規，加速規用以量測該量測方塊的一加速度曲線。於一實施例中，加速規量測電路為一100kHZ以上的高速量測模組。

於一實施例中，機台包含一翻轉機制、一拉升機制、一控制模組及一處理裝置。翻轉機制用以翻轉量測方塊。拉升機制用以將量測方塊拉升上至一預定高度後，釋放量測方塊。控制模組用以接收一測試程序，並依據測試程序控制翻轉機制及拉升機制。處理裝置用以接收並儲存量測資料。

於一實施例中，測試程序包含至少一預定高度、至少一撞擊面及撞擊次數至少其一的至少一次落下實驗的資訊。控制模組依據該測試程序執行至少一次落下實驗。量測方塊取得該至少一次落下實驗的待測元件的量測資料，其中量測資料包含至少一DUT輸出值及一撞擊加速曲線。處理裝置接收並儲存該至少一DUT輸出值及撞擊加速曲線。

於一實施例中，處理裝置更判斷該至少一DUT輸出值是否符合一標準值，當判斷不符合時則判斷該至少一DUT輸出值為失敗。

於一實施例中，導引軸包含多個氣孔，藉以讓機台的控制模組，通入空氣於導引軸中並且該些氣孔排出。

依據本發明一實施例的落下試驗機，能夠在例如為50g~2000g的中低g 值落下測試中，獲得較高的重現性。於一實施例中，落下試驗機包含翻轉機制，而能夠翻轉量測方塊的測試面。於一實施例中，能夠編輯各種不同的測試程序，進行自動地測試。於一實施例中，將氣體導入導引軸中，並且從導引軸的多個氣孔排出，而能夠提高落下實驗的重現性。

10‧‧‧機台

11‧‧‧控制器

12‧‧‧馬達

13‧‧‧鋼索

14‧‧‧平台

15‧‧‧地面鐵板

20‧‧‧氣壓機構

30‧‧‧固定座

100‧‧‧落下試驗機

110‧‧‧導引軸

111‧‧‧氣孔

200‧‧‧機台

201‧‧‧頂部

202‧‧‧底部

210‧‧‧支撐柱

220‧‧‧控制模組

230‧‧‧處理裝置

231‧‧‧儲存裝置

232‧‧‧處理器

233‧‧‧無線電路

240‧‧‧拉升機制

241‧‧‧鋼索

242‧‧‧平台

250‧‧‧翻轉機制

251‧‧‧機械手臂

300‧‧‧量測方塊

310‧‧‧導引孔

331‧‧‧電源供應模組

320‧‧‧容置空間

321‧‧‧本體

330‧‧‧量測用模組

332‧‧‧g值觸發電路

333‧‧‧無線電路

334‧‧‧DUT量測電路

335‧‧‧加速規

336‧‧‧高速量測電路

340‧‧‧緩衝機制

圖1顯示一種習知的落下試驗機的立體圖。

圖2顯示本發明一實施例的落下試驗機的立體圖。

圖3顯示本發明一實施例的量測用方塊的立體圖。

圖4顯示本發明一實施例的落下試驗機的功能方塊圖。

圖2顯示本發明一實施例的落下試驗機的立體圖。圖3顯示本發明一實施例的量測用方塊的立體圖。如圖2及3所示，本發明一實施例的落下試驗機100包括一機台200、一量測方塊300及至少一導引軸110。至少一導引軸110設於機台200並且在一重力方向上延伸，量測方塊300上設有至少一導引孔310，導引軸110插入於導引孔310中，使得量測方塊300能夠在導引軸110的長軸方向上移動。機台200適於將量測方塊300拉升至一預定高度後，釋放量測方塊300使其沿著導引軸110自由落體而下，如此能夠具有較高的重現性。於一實施例中，還能夠翻轉量測方塊300，再將導引軸110插入於另一側面上的導引孔310後，將量測方塊300拉升上一預定高度後，釋放量測方塊300使量測方塊300以另一側面朝上的方式沿著導引軸110自由落體而下。

於一實施例中，如圖2所示，機台200包含：至少一支撐柱210、一控制模組220、處理裝置230、拉升機制240及一翻轉機制250。於一實施例中，更包含一平台242。至少一支撐柱210延伸於機台200的頂部201及底部202之間，藉以支撐頂部201並提供導引軸110的延伸空間。控制模組220耦接於處理裝置230、拉升機制240及翻轉機制250。使用者可以利用處理裝置230編輯一測試程序，讓控制模組220接收該測試程序後，依據測試程序可程式化地控制拉升機制240及翻轉機制250的操作。於一實施例中，測試程序可以包含至少一落下實驗的資訊，例如包含至少一落下的預定高度、至少一撞擊面及撞擊次數等至少其一的資訊。控制模組220包含空壓機或高壓打氣泵、含馬達驅動器及可程式控制器等，用以控制機台200的各種設備。

拉升機制240只要是能將量測方塊300拉升上至一預定高度後，釋放量測方塊300使其沿著導引軸110自由落體而下的機制即可，沒有特別的限制，其可以為目前現有或未來發展的機制。於本實施例中，拉升機制240包含一鋼索241。翻轉機制250翻轉量測方塊300並將量測方塊300置於平台242後，控制模組220帶動鋼索241以將量測方塊300拉升至一預定高度後，瞬間釋放量測方塊300，藉以讓量測方塊300自由落體地落下，而掉落在平台242上。於一實施例中，平台242可以為一鋼板。於其他實施例中，在鋼板上可 以墊羊毛氈等柔軟的材質，藉以模擬不同的撞擊條件。

於本實施例中，翻轉機制250為一機械手臂251。量測方塊300落於地面後，控制模組220使導引軸110脫離導引孔310後，再控制機械手臂251翻轉量測方塊300。如圖3所示，機械手臂251從側面z(面朝向z方向的側面)翻轉量測方塊300，使量測方塊300的側面-x(面朝向-x方向的側面)朝上。隨後，控制模組220使導引軸110插入於側面-x的導引孔310，拉升機制240再將量測方塊300拉升上至另一預定高度。

於本實施例中，如圖2所示，導引軸110包含有多個氣孔111。控制模組220的空壓機或高壓打氣泵，將氣體導入導引軸110中，並且從該些氣孔111排出。如此，量測方塊300在沿著導引軸110自由落入時，能夠減少接觸導引軸110的壁面的機會，能夠減少摩擦力的產生，而能夠更真實地表現出自由落體的現象。更重要的是，當缺少該些氣孔111時，在不同的落下實驗中，會因不確定的摩擦力或方向，而會有不同的落下結果。利用從該些氣孔111排出的空氣，能夠減少量測方塊300與導引軸110之壁面間的摩擦，使每一次的落下都能夠有大致上或實質上相同的結果，進而提高落下實驗的重現性。

於一實施例中，如圖3所示，量測方塊300包含一本體321，該本體321可以為一立方體，具有六個側面例如分別為面朝向x、y、z、-x、-y及-z之六個方向的側面。一實施例中，量測方塊300的本體321的互相相對的兩側面 上的導引孔310互相連通。於圖3實施例中，在每個側面x、y、z、-x、-y及-z上分別形成有至少一導引孔310，其中任一兩相對側面上的導引孔310互相連通，亦即例如側面的x及-x的導引孔310互相連通，側面y及-y的導引孔310互相連通，且側面z及-z的導引孔310互相連通。

於一實施例中，本體321的至少一側面上界定有一容置空間320。容置空間320中可以容置各種量測用模組330。於一實施例中，量測方塊300更包含至少一緩衝機制340。緩衝機制340設於容置空間320內，且位於量測用模組330及本體321之間，用以緩衝落下撞擊，避免量測用模組330損壞。緩衝機制340只要能夠緩衝落下撞擊減少量測用模組330損壞的機制即可，可以使用目前現有或未來發展的機制，於一實施例緩衝機制340可以為例如海棉的彈性體。

圖4顯示本發明一實施例的落下試驗機的功能方塊圖。如圖4所示，處理裝置230包含一儲存裝置231、一處理器232及一無線電路233。無線電路233從量測方塊300接收量測數據，處理器232處理該些量測數據後，將其存儲至儲存裝置231中。本發明不限定無線電路333的技術種類，只要是能夠一無線訊號傳輸資料即可，其可以為wifi無線傳輸電路、藍牙傳輸電路或NFC傳輸電路等。

如圖4所示，量測方塊300包含各種相異的量測用模組330。該些量測用模組330可以包含有一電源供應模組331、一重力值(g值)觸發電路332、 一無線電路333及一被測元件(DUT)量測電路334。於一實施例中，該些量測用模組330可以更包含一加速規335及一高速量測電路336。被測元件(device under test，DUT)其表示正處於測試階段的產品。電源供應模組331可以為一電池模組或無線供電模組，用以提供電源給g值觸發電路332、無線電路333、DUT量測電路334以及其他量測用模組330。

g值觸發電路332取得量測方塊300落下時的加速度，當檢測到量測方塊300的g值或加速度到達一預設臨界值時，啟動DUT量測電路334及高速量測電路336，以使DUT量測電路334及高速量測電路336取得量測資料再將其儲存至其內部的記憶體中。並且，於量測方塊300落下地面被撞擊後，再通過無線電路333將該些量測資料傳送至處理裝置230。於一實施例中，DUT量測電路334可以包含能夠量測多個被測元件(DUT)的電路，舉例而言例如可以同時量測48個被測元件。於一實施例中，加速規335取得量測方塊300落下開始至落下結束間的加速度，較佳的情況是取得撞擊瞬間時的加速度曲線、加速度峰值peak(g)及維持期間Duration(ms)。加速規335可以為一三軸加速規，用以量測x、y及z三個軸向的加速度。於一實施例中，加速規335量測電路可以是量測速度100kHZ以上的高速量測電路，藉以能夠在較短的時間內取得更多的量測資料。

綜上所述，依據本發明一實施例，能夠在每一次落下實驗中，同時量測多個被測元件，並於落下實驗結束後，自動地輸出所有的DUT輸出值(量測資料)，於一實施例中，亦可以紀錄每次落下撞擊時的加速度曲線及各個 DUT輸出值。較佳的情況是，處理裝置230更自動地判斷該些DUT輸出值(量測資料)是否符合一標準值，當判斷不符合時則判斷該些DUT輸出值為失敗Fail。

於一實施例中，能夠利用處理裝置230編輯一落下實驗的資訊，其可以為包含落下預定高度、撞擊面及撞擊次數等至少其一資訊的測試程序，讓控制模組220接收該測試程序後，依據測試程序可程式化地控制拉升機制240及翻轉機制250的操作。於一實施例中，其能夠測試的側面可以包含有x、y、z、-x、-y及-z六個側面，並依據測試程序利用機械手臂251自動地將量測方塊300翻面。

依據本發明一實施例的落下試驗機100，能夠在例如為50g~2000g的中低g值落下測試中，獲得較高的重現性，而且在量測上具有較佳的彈性，能夠編輯各種不同的測試程序。較佳地，能夠進行連續地測試、能夠自動地翻面、自動地進行監測且自動地紀錄。

Claims (10)

1. 一種落下試驗機，適於對至少一待測元件進行落下測試，包含：一機台；一導引軸，設置在該機台並在一重力方向上延伸；及一量測方塊，包含至少一導引孔，其中，該導引軸插入於該至少一導引孔中，使得該量測方塊適於在該導引軸移動，該量測方塊適於取得該至少一待測元件的一量測資料，並將該量測資料輸出至該機台，而且該導引軸包含多個氣孔，用以讓通入於該導引軸中的一空氣，從該些氣孔排出。
2. 根據請求項1所述的落下試驗機，其中，該機台更用以通入該空氣於該導引軸中，並且該量測方塊包含：一本體，界定有至少一容置空間及該至少一導引孔；至少一量測用模組，用以取得該至少一待測元件的該量測資料；及至少一緩衝機制，其中該至少一量測用模組及該至少一緩衝機制容置於該至少一容置空間中，且該至少一緩衝機制位於該至少一量測用模組與該本體之間。
3. 一種落下試驗機，適於對至少一待測元件進行落下測試，包含：一機台；一導引軸，設置在該機台並在一重力方向上延伸；及一量測方塊，包含至少一導引孔， 其中，該導引軸插入於該至少一導引孔中，使得該量測方塊適於在該導引軸移動，該量測方塊適於取得該至少一待測元件的一量測資料，並將該量測資料輸出至該機台，而且，該量測方塊包含：一本體，界定有至少一容置空間及該至少一導引孔；至少一量測用模組，用以取得該至少一待測元件的該量測資料；及至少一緩衝機制，其中該至少一量測用模組及該至少一緩衝機制容置於該至少一容置空間中，且該至少一緩衝機制位於該至少一量測用模組與該本體之間。
4. 根據請求項2或3所述的落下試驗機，其中，該至少一量測用模組包含：一DUT量測電路，感測並取得該至少一待測元件的該量測資料；一g值觸發電路，取得該量測方塊的一重力值，當該重力值超過一預設值時啟動該DUT量測電路；一無線電路，將該至少一待測元件的該量測資料，以一無線訊號將該量測資料輸出至該機台；及一電源供應模組，提供一電力至該g值觸發電路、該DUT量測電路及該無線電路。
5. 根據請求項4所述的落下試驗機，其中，該至少一量測用模組更包含：一加速規，用以量測該量測方塊的一加速度曲線。
6. 根據請求項5所述的落下試驗機，其中，該加速規量測電路之量測速度為100kHZ以上的高速量測模組。
7. 根據請求項1-3任一項所述的落下試驗機，其中，該機台包含： 一翻轉機制，用以翻轉該量測方塊；一拉升機制，用以將該量測方塊拉升上至一預定高度後，釋放該量測方塊；一控制模組，用以接收一測試程序，並依據該測試程序控制該翻轉機制及該拉升機制；及一處理裝置，用以接收並儲存該量測資料。
8. 根據請求項7所述的落下試驗機，其中，該測試程序包含該至少一預定高度、至少一撞擊面及撞擊次數至少其一的至少一次落下實驗的資訊，該控制模組依據該測試程序執行該至少一次落下實驗，該量測方塊取得該至少一次落下實驗的該至少一待測元件的該量測資料，其中該量測資料包含至少一DUT輸出值及一撞擊加速曲線，且該處理裝置接收並儲存該DUT輸出值及該撞擊加速曲線。
9. 根據請求項8所述的落下試驗機，其中，該處理裝置更判斷該至少一DUT輸出值是否符合一標準值，當判斷不符合時則判斷該至少一DUT輸出值為失敗。
10. 根據請求項7所述的落下試驗機，其中，該導引軸包含多個氣孔，藉以讓該機台的該控制模組，通入空氣於該導引軸中並且該些氣孔排出。