本實用新型涉及開關(guān)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，人們生活水平的提高，對汽車的需求量不斷上升，在追求汽車的質(zhì)量和安全性能的同時對舒適度也提出了更高的要求。在汽車控制器領(lǐng)域，開關(guān)控制器上的船型開關(guān)在按壓過程中的按鍵力與位移的變化會影響產(chǎn)品客戶使用的手感。

船型開關(guān)在按壓過程中圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，如何模擬手指按壓過程中與按鍵面的實時接觸，進行按鍵力和按鍵位移的測量是船型開關(guān)測試的關(guān)鍵問題。

目前，現(xiàn)有的技術(shù)中汽車控制器開關(guān)按鍵按鍵力的測試是依靠簡單工裝手工推拉力計的辦法，以人工觀察的方法進行測試。這種測試方法是通過普通電機旋轉(zhuǎn)帶動間接執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)按鍵的動作，無法精確測量按鍵力的行程及其按鍵力的大小，同時容易造成開關(guān)的損壞；而且測試主要集中于按鍵力和壽命測試，很少關(guān)注按鍵過程中按鍵位移隨時間的變化曲線，而變化曲線能夠為開關(guān)控制器的性能判斷提供客觀的依據(jù)，提高評價的專業(yè)性和準確度。

因此，如何提供一種開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置，以提高測量準確度，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置，以提高測量準確度。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置，包括測試工裝和數(shù)據(jù)采集裝置以及計算機，所述測試工裝包括驅(qū)動裝置、基座、主動曲柄、轉(zhuǎn)軸、從動曲柄、鴨嘴觸頭、齒輪、齒條、壓力與位移傳感器，其中，所述主動曲柄設(shè)置在所述基座的一側(cè)，所述從動曲柄設(shè)置在所述基座的另一側(cè)，所述轉(zhuǎn)軸的一端與所述主動曲柄固定連接，其另一端與所述從動曲柄固定連接，所述鴨嘴觸頭固定在所述轉(zhuǎn)軸上，開關(guān)設(shè)置在所述基座內(nèi)且所述鴨嘴觸頭與所述開關(guān)接觸式連接，所述主動曲柄與所述齒輪同軸固定連接，所述齒輪與所述齒條嚙合，所述壓力與位移傳感器與所述齒條的一端連接，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述壓力與位移傳感器直線移動，所述計算機通過所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述壓力與位移傳感器連接。

優(yōu)選的，上述轉(zhuǎn)軸的中部為矩形塊，所述鴨嘴觸頭上設(shè)置有矩形孔，所述鴨嘴觸頭通過所述矩形孔固定在所述矩形塊上，所述矩形塊上間隔設(shè)置有定位孔，所述鴨嘴觸頭上設(shè)置有與所述定位孔配合使用的頂珠彈簧。

優(yōu)選的，上述鴨嘴觸頭的鴨嘴中設(shè)置有橡膠墊。

優(yōu)選的，上述壓力與位移傳感器通過雙頭螺栓與所述齒條的一端連接。

優(yōu)選的，上述驅(qū)動裝置為步進電機。

優(yōu)選的，上述基座上設(shè)置有用于將所述開關(guān)定位在所述基座上的定位塊。

優(yōu)選的，上述的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置還包括定位裝置，所述定位裝置包括底盤、兩個豎直導(dǎo)軌、橫梁、X軸移動裝置、Y軸移動裝置，其中，兩個所述豎直導(dǎo)軌固定在所述底盤上，所述橫梁的兩端分別與一個所述豎直導(dǎo)軌水平連接，所述Y軸移動裝置設(shè)置在所述底盤上，所述X軸移動裝置設(shè)置在所述Y軸移動裝置上，所述基座固定在所述X軸移動裝置上。

優(yōu)選的，上述X軸移動裝置和所述Y軸移動裝置均為絲杠移動裝置。

優(yōu)選的，上述驅(qū)動裝置固定在所述橫梁上。

本實用新型提供的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置，包括測試工裝和數(shù)據(jù)采集裝置以及計算機，所述測試工裝包括驅(qū)動裝置、基座、主動曲柄、轉(zhuǎn)軸、從動曲柄、鴨嘴觸頭、齒輪、齒條、壓力與位移傳感器，其中，所述主動曲柄設(shè)置在所述基座的一側(cè)，所述從動曲柄設(shè)置在所述基座的另一側(cè)，所述轉(zhuǎn)軸的一端與所述主動曲柄固定連接，其另一端與所述從動曲柄固定連接，所述鴨嘴觸頭固定在所述轉(zhuǎn)軸上，開關(guān)設(shè)置在所述基座內(nèi)且所述鴨嘴觸頭與所述開關(guān)接觸式連接，所述主動曲柄與所述齒輪同軸固定連接，所述齒輪與所述齒條嚙合，所述壓力與位移傳感器與所述齒條的一端連接，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述壓力與位移傳感器直線移動，所述計算機通過所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述壓力與位移傳感器連接。

使用時，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動壓力與位移傳感器移動，壓力與位移傳感器推動齒條移動，此時，壓力與位移傳感器得到齒條的位移與壓力數(shù)據(jù)，當齒條移動時，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，主動曲柄轉(zhuǎn)動，此時，轉(zhuǎn)軸與從動曲柄轉(zhuǎn)動，主動曲柄與從動曲柄同軸線設(shè)置，開關(guān)的轉(zhuǎn)動軸線也為該軸線，轉(zhuǎn)軸圍繞該軸線公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)動動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)鴨嘴觸頭，鴨嘴觸頭與開關(guān)的連接實現(xiàn)人手按壓的模擬，當齒條朝向一個方向移動時，鴨嘴觸頭將向上提起開關(guān)，數(shù)據(jù)采集裝置采集壓力與位移傳感器中的數(shù)據(jù)并傳送到計算機，計算機記錄、顯示、分析開關(guān)按壓過程及其抬起過程的按鍵力及其位移曲線，實現(xiàn)開關(guān)在按壓過程中的按鍵力及位移測試。開關(guān)被向下按壓的運動過程與提起過程類似，只是齒條向另一個方向運動，不再贅述。綜合對比待測的開關(guān)安裝前后的按鍵力及其位移曲線變化情況，分析得到去除外在干擾下(空載時的設(shè)備干擾)的真實按鍵力及其位移曲線。測試完一個開關(guān)后可以將鴨嘴觸頭切換到其它未測試開關(guān)繼續(xù)測試。并且，在整個測試過程中，將實際人手按動開關(guān)時的曲線運動改為直線運動的方式進行測試，也就是壓力與位移傳感器只需要測量直線運動的齒條即可，提高了測量準確度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的測試工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的轉(zhuǎn)軸與鴨嘴觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的開關(guān)與鴨嘴觸頭的接觸式連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖1-4中：

底盤1、豎直導(dǎo)軌2、橫梁3、計算機4、測試工裝5、X軸移動裝置6、Y軸移動裝置7、數(shù)據(jù)采集裝置8；

基座501、定位塊502、開關(guān)503、軸承座504、主動曲柄505、轉(zhuǎn)軸506、從動曲柄507、鴨嘴觸頭508、橡膠墊509、頂珠彈簧510、齒輪511、齒條512、雙頭螺栓513、壓力與位移傳感器514、驅(qū)動裝置515。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參考圖1-圖4，圖1為本實用新型實施例提供的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的測試工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的轉(zhuǎn)軸與鴨嘴觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的開關(guān)與鴨嘴觸頭的接觸式連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實用新型實施例提供的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置，包括計算機4、測試工裝5和數(shù)據(jù)采集裝置8，測試工裝5包括基座501、主動曲柄505、轉(zhuǎn)軸506、從動曲柄507、鴨嘴觸頭508、齒輪511、齒條512、壓力與位移傳感器514、驅(qū)動裝置515，驅(qū)動裝置515可以為步進電機，圖2中由于裝置的連接關(guān)系，驅(qū)動裝置515并未體現(xiàn)，但參照圖1應(yīng)能清楚分辨驅(qū)動裝置515與其他結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，其中，主動曲柄505設(shè)置在基座501的一側(cè)，從動曲柄507設(shè)置在基座501的另一側(cè)，轉(zhuǎn)軸506的一端與主動曲柄505固定連接，其另一端與從動曲柄507固定連接，鴨嘴觸頭508固定在轉(zhuǎn)軸506上，開關(guān)503設(shè)置在基座501內(nèi)且鴨嘴觸頭508與開關(guān)503接觸式連接，主動曲柄505與齒輪511同軸固定連接，齒輪511與齒條512嚙合，壓力與位移傳感器514與齒條512的一端連接，驅(qū)動裝置515驅(qū)動壓力與位移傳感器514直線移動，計算機4通過數(shù)據(jù)采集裝置8與壓力與位移傳感器514連接。

使用時，通過驅(qū)動裝置515驅(qū)動壓力與位移傳感器514移動，壓力與位移傳感器514推動齒條512移動，此時，壓力與位移傳感器514得到齒條512的位移與壓力數(shù)據(jù)，當齒條512移動時，帶動齒輪511轉(zhuǎn)動，主動曲柄505轉(zhuǎn)動，此時，轉(zhuǎn)軸506與從動曲柄505轉(zhuǎn)動，主動曲柄505與從動曲柄507同軸線設(shè)置，開關(guān)503的轉(zhuǎn)動軸線也為該軸線，具體的，即圖2中從動曲柄507與基座501連接的軸承座504的軸線，轉(zhuǎn)軸506在一定角度上圍繞該軸線公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸506將轉(zhuǎn)動動力傳遞給執(zhí)行機構(gòu)鴨嘴觸頭508，鴨嘴觸頭508與開關(guān)503的連接實現(xiàn)人手按壓的模擬，當齒條512朝向一個方向移動時，鴨嘴觸頭508將向上提起開關(guān)503，數(shù)據(jù)采集裝置8采集壓力與位移傳感器514中的數(shù)據(jù)并傳送到計算機4，計算機4記錄、顯示、分析開關(guān)503按壓過程及其抬起過程的按鍵力及其位移曲線，實現(xiàn)開關(guān)503在按壓過程中的按鍵力及位移測試。開關(guān)503被向下按壓的運動過程與提起過程類似，只是齒條512向另一個方向運動，不再贅述。綜合對比待測的開關(guān)503安裝前后的按鍵力及其位移曲線變化情況，分析得到去除外在干擾下(空載時的設(shè)備干擾)的真實按鍵力及其位移曲線。測試完一個開關(guān)503后可以將鴨嘴觸頭508切換到其它未測試開關(guān)503繼續(xù)測試。并且，在整個測試過程中，將實際人手按動開關(guān)503時的曲線運動改為直線運動的方式進行測試，即測試工裝5用于運動的傳遞及運動形式的轉(zhuǎn)換，將直線運動轉(zhuǎn)換為曲線運動，模擬人手按壓待測的開關(guān)503，那么也就是壓力與位移傳感器514只需要測量直線運動的齒條512即可，提高了測量準確度，具體的，壓力與位移傳感器514測量的是齒條上512的壓力及齒條512的位移數(shù)據(jù)。

并且，數(shù)據(jù)采集裝置8還能夠控制驅(qū)動裝置515，即步進電機，可以精確控制步進電機的位移，從而精確控制鴨嘴觸頭508的擺動角度，并將測試過程中采集到的按鍵力及位移數(shù)據(jù)輸出至計算機4進行顯示、分析處理。主動曲柄505、從動曲柄507、齒輪511、齒條512均可采用塑料材質(zhì)，以減小工裝本身負載對于測量結(jié)果的影響。

為了進一步優(yōu)化上述方案，轉(zhuǎn)軸506的中部為矩形塊，鴨嘴觸頭508上設(shè)置有矩形孔，鴨嘴觸頭508通過矩形孔固定在矩形塊上，具體的，為鴨嘴觸頭508上設(shè)置有與矩形塊相配合的矩形孔，轉(zhuǎn)軸506穿過鴨嘴觸頭508上的矩形孔將鴨嘴觸頭508固定在轉(zhuǎn)軸506上的矩形塊上，矩形塊上間隔設(shè)置有定位孔，鴨嘴觸頭508上設(shè)置有與定位孔配合使用的頂珠彈簧510，在實際使用時，矩形塊對鴨嘴觸頭508起到徑向定位的作用，然后頂珠彈簧510伸入一個定位孔中時可以將鴨嘴觸頭508軸向定位固定在矩形塊上，當需要移動位置時，只需要用力推動鴨嘴觸頭508，頂珠彈簧510會自動從這個定位孔中縮回并隨著鴨嘴觸頭508的移動進入到另外一個定位孔中，使鴨嘴觸頭508可以在橫向上進行位置調(diào)整，以切換測試開關(guān)503。其中，鴨嘴觸頭508的鴨嘴中設(shè)置有橡膠墊509，可以在測試過程中對開關(guān)503進行保護，避免劃傷，并能夠使鴨嘴觸頭508與開關(guān)503保持緊密配合。

具體的，壓力與位移傳感器514通過雙頭螺栓513與齒條512的一端連接。驅(qū)動裝置515為步進電機?；?01上設(shè)置有用于將開關(guān)503定位在基座501上的定位塊502。每次從基座501上更換開關(guān)503時，更加的方便，該定位塊502與開關(guān)503為直線滑軌的定位方式，方便開關(guān)503的更換和快速定位。

為了進一步優(yōu)化上述方案，上述的開關(guān)按鍵力與位移的測試裝置還包括定位裝置，定位裝置包括底盤1、兩個豎直導(dǎo)軌2、橫梁3、X軸移動裝置6、Y軸移動裝置7，其中，兩個豎直導(dǎo)軌2固定在底盤1上，橫梁3的兩端分別與一個豎直導(dǎo)軌2水平連接，其中，橫梁3是在兩個豎直導(dǎo)軌2之間水平放置的，其上下移動也是保持水平狀態(tài)，Y軸移動裝置7設(shè)置在底盤1上，X軸移動裝置6設(shè)置在Y軸移動裝置7上，基座501固定在X軸移動裝置6上，即測試工裝5固定在X軸移動裝置6上。使用時，驅(qū)動裝置515是安裝在橫梁3上的，驅(qū)動裝置515為步進電機，為了實現(xiàn)自動化，需要驅(qū)動裝置515找正壓力與位移傳感器514后推動壓力與位移傳感器514移動，那么X軸移動裝置6和Y軸移動裝置7能夠?qū)崿F(xiàn)XY平面上的定位，使得驅(qū)動裝置515順利的找正壓力與位移傳感器514，同時，采用橫梁3架設(shè)在兩個豎直導(dǎo)軌2的結(jié)構(gòu)，使得橫梁3能夠上下移動，豎直導(dǎo)軌2用于在垂直方向上調(diào)整橫梁3的位置以適應(yīng)不同的測試工裝5。

為了提高移動精度，X軸移動裝置6和Y軸移動裝置7均為絲杠移動裝置。

具體的，在測試時：

首先在未安裝待測的開關(guān)503的工況下通過步進電機帶動鴨嘴觸頭508進行運動，通過數(shù)據(jù)采集裝置8采集按鍵力及位移數(shù)據(jù)，然后由計算機4進行記錄、分析、顯示；

然后在測試工裝5上安裝待測的開關(guān)503，通過X軸絲杠移動機構(gòu)和Y軸絲杠移動機構(gòu)對待測的開關(guān)503在XY平面上進行定位，使用定位塊502對定位好的待測的開關(guān)503進行進一步的固定，防止在X軸方向上發(fā)生移動；

測試開始后，橫梁3上的步進電機4推動測試工裝5上的壓力與位移傳感器514向下移動；

壓力與位移傳感器514通過雙頭螺栓513與齒條512連接，帶動齒條512向下直線運動；

齒條512與齒輪511嚙合傳動，從而使齒輪511轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)直線運動與轉(zhuǎn)動的運動轉(zhuǎn)化；

齒輪511帶動主動曲柄505、轉(zhuǎn)軸506、從動曲柄507繞著待測開關(guān)503的旋轉(zhuǎn)軸506旋轉(zhuǎn)，主動曲柄505、從動曲柄507和待測的開關(guān)503為同軸線設(shè)置，將轉(zhuǎn)動動力傳遞到執(zhí)行機構(gòu)-鴨嘴觸頭508；

鴨嘴觸頭508將向上提起開關(guān)503，計算機4記錄、顯示、分析開關(guān)503按壓過程及其抬起過程的按鍵力及其位移曲線，實現(xiàn)開關(guān)503在按壓過程中的按鍵力及位移測試；

開關(guān)503被向下按壓的運動過程與提起過程類似，只是步進電機向上運動，不再贅述；

綜合對比待測的開關(guān)503安裝前后的按鍵力及其位移曲線變化情況，分析得到去除外在干擾下(空載時的設(shè)備干擾)的真實按鍵力及其位移曲線；

測試完一個開關(guān)后可以將鴨嘴觸頭508切換到其它未測試開關(guān)503繼續(xù)測試，頂珠彈簧510及定位孔在切換過程中還能起到定位作用。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。