CN101556213B - 机械寿命测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种机械寿命测试装置，用于测试工件的锁扣或切应力损耗结构的机械寿命，工件一端设有一锁扣，另一端设有一切应力损耗结构，测试装置包括：一基板；一工件安装台；一配合锁扣工作的仿真装置；一配合切应力损耗结构工作的切应力仿真结构；一使仿真装置及切应力仿真结构循环工作的联动摆杆装置；一驱动联动摆杆装置周期性运动的摆杆驱动装置；一感知工件压力的压力传感器；一记录压力传感器失压次数的第一计数器；一记录凸轮转动圈数的第二计数器；以及一控制电路，接收和比较第一计数器与第二计数器的计数，并控制马达运转或停转。利用本发明进行测试时，操作员只需启动测试装置，待马达停转后，即可通过第二计数器得知工件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种测试工件上的锁扣或切应力损耗结构的机械寿命的测试装置。
背景技术
一直以来，厂家在把产品推向市场前，都要对其进行严格的机械性能的测试，这关系着产品的质量问题，所以测试工作至关重要。
目前在市场上表现活跃的电子产品，如手机、笔记本电脑以及掌上游戏机等，经常会采用一本体及一盖体相结合的构造。由于盖体需要经常相对于本体运动以使电子产品启闭，盖体上的一些结构就会因为长期的使用或磨损而损坏，从而影响盖体的使用寿命。例如，图2所示的一手机盖1(一体成型)，其一端设有一锁扣12，另一端设有两切应力损耗结构凸舌142。两凸舌142的根部14相接并通过根部14附着于手机盖1。锁扣12会因为长期反复锁合而断裂，凸舌142会因为长期受切应力影响而损耗断裂。于是，在产品出厂前，需要确定手机盖1的锁扣12及凸舌142的机械耐久性，以确定手机盖1的使用寿命。由于目前尚无成熟的相关测试技术，因此，业界亟待需要一种测试该类机械耐久性的机械寿命测试设备。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种测试工件上的锁扣或切应力损耗结构的机械寿命的测试装置。
一种机械寿命测试装置，用于测试工件上的锁扣或切应力损耗结构的机械寿命，所述工件的一端设有一锁扣，另一端设有一凸舌，所述机械寿命测试装置包括：一基板；一固设于所述基板的安装台，所述工件装设于所述安装台，所述安装台开设一通槽；一锁扣扣合仿真装置，包括一滑动地装设于所述基板的滑块以及一设于所述基板与滑块之间的用于限制所述滑块滑动的第一弹性元件，所述滑块上延伸出一锁舌，所述锁舌与所述工件的锁扣相扣合；一切应力仿真结构，包括一支撑于所述工件的切应力损耗结构的根部的支撑体以及一向所述凸舌施加向下作用力的施压体，所述切应力仿真结构作用下产生内应力，使得所述凸舌产生相对于所述支撑体转动的趋势；一摆杆驱动装置，包括一固定于所述基板的马达以及一固设于所述马达的转轴的凸轮；一联动摆杆装置，包括一固定于所述基板的摆杆支架、一转动地装设于所述摆杆支架的摆杆以及一设于所述摆杆支架与所述摆杆之间的用于限制所述摆杆转动的第二弹性元件，所述摆杆包括一第一摆杆臂以及一第二摆杆臂，所述第二摆杆臂与所述凸轮相配合，使得在所述凸轮的一个转动周期内，所述第二摆杆臂依次经历近休止、第一升程、中间休止、第二升程、远休止以及回程六个阶段；一压力传感器，装设于所述装台的通槽并感知所述工件的压力；一第一计数器，其与所述压力传感器电连接，以获得所述压力传感器的失压次数；一第二计数器，用以记录所述凸轮的转动圈数；以及一控制电路，用于控制所述马达，并用于接收和比较所述第一计数器与第二计数器的计数并根据比较结果控制所述马达停转或继续运转。其中若所述凸轮进入某一转动周期时，所述工件的锁扣或切应力损耗结构未损坏，则当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述中间休止阶段时，所述摆杆仅与所述凸轮发生接触，所述联动摆杆装置的第二弹性元件变形，所述工件对所述压力传感器保持压力；当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述第二升程阶段时，所述第二摆杆臂逐渐接近并推动所述滑块，使得所述滑块的锁舌脱离所述工件的锁扣，所述凸舌的内应力释放，所述凸舌相对于所述切应力仿真结构的支撑体转动并带动所述工件的锁扣端翘起，所述压力传感器施压，所述锁扣扣合仿真装置的第一弹性元件变形，所述第一摆杆臂进一步远离所述工件，所述第二弹性元件进一步变形，当所述第二摆杆臂进入所述远休止阶段时，所述锁扣扣合仿真装置以及所述工件保持当前状态；当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述回程阶段时，所述第二弹性元件发生弹性恢复，使得所述第二摆杆臂脱离与所述滑块，所述滑块在所述第一弹性元件的弹性恢复力作用下反向滑动至初始位置，所述第一摆杆臂逐渐接近并按压所述工件，所述压力传感器再次感知所述工件的压力，所述手机盖的锁扣再次与所述滑块的锁舌相扣合，所述工件的凸舌再次产生所述内应力，当所述第二摆杆臂进入所述近休止阶段时，所述锁扣扣合仿真装置以及所述工件保持当前状态；当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述第一升程阶段时，所述第一摆杆臂脱离并逐渐远离所述工件，所述第二摆杆臂逐渐接近但不接触所述滑块，所述第二弹性元件变形。在该周期内，所述压力传感器失压次数等于所述凸轮转动圈数，所述第一计数器与第二计数器的计数相等，所述控制电路控制所述马达继续运转。否则若所述凸轮进入上述某一转动周期时，所述工件的锁扣或切应力损耗结构被损坏，所述工件的锁扣自动解除与所述滑块的锁舌的扣合或所述工件的凸舌自动释放其内应力，则当所述摆杆的第二摆杆臂经由所述第一升程阶段进入所述中间休止阶段时，所述压力传感器再次失压。在该周期内，所述压力传感器失压次数大于所述凸轮转动圈数，所述第一计数器的计数比第二计数器的计数多一，所述控制电路控制所述马达继续停转。
利用本发明机械寿命测试装置测试工件上的锁扣或切应力损耗结构时，十分简便，操作人员只需启动测试装置，待马达停转后，即可通过所述第二计数器得知锁扣或切应力损耗结构的可使用次数，从而得知工件的使用寿命。
附图说明
下面参考附图结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
图1为本发明较佳实施方式机械寿命测试装置及一手机盖的立体分解图。
图2为图1中手机盖于另一视角下的立体图。
图3为图1的组装图。
图4为图3的俯视图，但不包含所述手机盖。
图5为图4沿V-V线的剖面图。
图6至9与图5相似，为本发明较佳实施方式机械寿命测试装置与所述手机盖的工作过程图。
图10为图6内标示为X的部分的局部放大图。
图11为本发明较佳实施方式机械寿命测试装置的电气关系图。
具体实施方式
请参考图1至图3，本发明机械寿命测试装置的较佳实施方式用以测试手机盖1的锁扣12及凸舌142的机械寿命。所述测试装置包括一基板2、一位于基板2上方的测试机构装置群、一主要位于基板下方的测试电气装置群、一装设于基板2下方并用于***述测试电气装置群的电气箱22以及四根分别装设于基板2的四个角的支撑脚20。
所述测试机构装置群包括一用于模仿手机盖1工作的仿真装置组以及一用于迫使手机盖1重复工作的循环作动装置组。
所述测试机构装置群的仿真装置组包括一靠左固定于基板2的安装体3、两分别固设于安装体3两侧的限位块32、一位于安装体3右侧并固定于基板2的导向块34以及一装设于安装体3并承托于导向块34的锁扣扣合仿真装置。
请结合图4至图6，所述仿真装置组的安装体3的上部为一以悬臂形式向右伸出的安装台36，手机盖1平行地装设于安装台36上。限位块32高出安装台36，用于防止手机盖1由安装台36两侧脱出。安装台36上靠左开设一槽38，槽38内设有模仿手机盖1的凸舌142的受力的切应力仿真结构(参见图10)，所述切应力仿真结构包括支撑于凸舌142的根部14的支撑体382，以及用于向凸舌142施加向下作用力的施压体384，这样，当手机盖1以图3所示方式装设于安装台36后，其凸舌142在施压体384及支撑体382的共同作用下将产生内应力，使得凸舌142产生相对于支撑体382转动的趋势。安装体3中部自上而下设一通孔362。安装体3于其位于安装台36下方的右侧壁30上开设一狭槽301。
所述仿真装置组的导向块34上开设一导槽342。
所述仿真装置组的锁扣扣合仿真装置包括一滑块31、一压簧33以及一垫圈39。滑块31可滑动地置于导向块34的导槽342，滑块31包括一由其右端上表面向右延伸出的一锁舌312以及一由其左端下表面向下延伸出的一止挡块314，止挡块314用于防止滑块31向右滑出导向块34的导槽342。滑块31还包括一第一延伸体35以及一第二延伸体37。第一延伸体35的右端利用螺纹连接紧固于滑块31的左端，第一延伸体35的左端穿过垫圈39后可活动地伸入安装体3的右侧壁30上的狭槽301内。压簧33套设于第一延伸体35，压簧33的右端顶靠于滑块31的左端，压簧33的左端顶靠于垫圈39继而顶靠于安装体3的右侧壁30。第二延伸体37为一螺钉，其螺纹端穿过一螺母后紧固于滑块31的右端。
当手机盖1水平装设于安装体3的安装台36上后，所述锁扣扣合仿真装置的滑块31的锁舌312将扣合于手机盖1的锁扣12中。
所述测试机构装置群的循环作动装置组包括一联动摆杆装置、一摆杆驱动装置以及一调速旋钮50。
所述循环作动装置组的联动摆杆装置包括一位于导向块34右侧并固定于基板2的摆杆支架40、一转动地装设于摆杆支架40的摆杆44以及一夹设于摆杆支架40与摆杆44之间并弹性地限制摆杆44转动的扭簧42。摆杆44包括一第一摆杆臂441以及一与第一摆杆臂441不共线的第二摆杆臂442。第一摆杆臂441自由端及第二摆杆臂的自由端分别设有一滚轮443、444。
所述循环作动装置组的摆杆驱动装置包括一位于摆杆支架40右侧并固定于基板2的马达51以及一固设于马达51的转轴510的凸轮53。凸轮53的外轮廓与摆杆44的第二摆杆臂442的滚轮444相配合，以带动摆杆44运动。凸轮53的外轮廓由六段圆弧组成，其中，该六段圆弧分别为：近休止角圆弧段EF、第一升程圆弧段FA、中间休止角圆弧段AB、第二升程圆弧段BC、远休止角圆弧段CD、回程圆弧段DE。基板2上于凸轮53下方开设一避位槽23，使得凸轮53在转动过程中得以部分穿过。
调速旋钮50设于基板2上，用于调整马达51的转速。
所述测试电气装置群包括一压力传感器66、装设于电气箱22内的一第一计数器61、一光电开关64、一第二计数器62以及一控制电路(图未示)。
压力传感器66收容于所述测试机构装置群的仿真装置组的安装体3的通槽362内，且压力传感器66的顶面略高于安装体3的安装台36的表面，于是，当手机盖1平行地装设于安装台36时，压力传感器66可感知手机盖1的压力。
第一计数器61与压力传感器66电连接，以获得压力传感器66的失压次数。基板2上于压力传感器66下方开设一通孔26，使得信号线(图未示)得以从中穿过而连接压力传感器66及第一计数器61。
光电开关64包括一发射极641及一接收极642，光线由发射极641发出并由接收极642接受。光电开关64置于凸轮53的斜下方，并使得只有凸轮53的CD段可进入光电开关64的发射极641与接收极642之间，以切断光路使光电开关64关闭。
第二计数器62与光电开关64电连接，以记录光电开关64关闭的次数。
请参考图6至图8，开动马达51，在凸轮53逆时针转动一圈的一个周期内，且手机盖1无损坏时，所述测试机构装置群将发生以下动作：
(一)当摆杆44的滚轮444于凸轮53的圆弧段AB上滚动时，摆杆44仅与凸轮53发生接触，摆杆44与摆杆支架40之间的扭簧42变形。手机盖1对压力传感器66产生压力。
(二)当摆杆44的滚轮444于凸轮53的圆弧段BC上滚动时，摆杆44的第二摆杆臂442被凸轮53推动并向左运动，以逐渐接触并推动所述锁扣扣合仿真装置的滑块314的第二延伸体37，第一摆杆臂441向上运动以远离手机盖1，扭簧42进一步变形。请参考图7，当滚轮444到达凸轮53的C点时，滑块314被摆杆44向左推动至其锁舌312脱离手机盖1的锁扣12，所述锁扣扣合仿真装置的压簧33被压缩。于是，手机盖1的凸舌142在所述切应力仿真结构的施压体384及支撑体382的共同作用下所产生的内应力得以释放，使得凸舌142相对于支撑体382转动的同时带动整个手机盖1转动，使手机盖1的右端略微翘起，手机盖1对压力传感器66产生的压力被解除(实际上，手机盖1依然因其重力而对压力传感器66产生压力，但通过调整压力传感器66的灵敏度，可令消除该重力的影响)。而后，当摆杆44的滚轮444继续于凸轮53的圆弧段CD上滚动时，所述锁扣扣合仿真装置以及手机盖1保持当前状态。
(三)当摆杆44的滚轮444于凸轮53的圆弧段DE上滚动时，摆杆44与摆杆支架40之间的扭簧42发生弹性恢复，使得摆杆44的第二摆杆臂442并向右运动并脱离滑块314的第二延伸体37，滑块314在压簧33的弹性恢复力作用下向右滑动至初始位置。同时，摆杆44的第一摆杆臂441向下运动，第一摆杆臂441的滚轮443接触并下压手机盖1，使得手机盖1再次对压力传感器66产生压力，并使得手机盖1的锁扣12再次与所述锁扣扣合仿真装置的滑块314的锁舌312相配合，而手机盖1的凸舌142也再次在所述切应力仿真结构的作用下所产生内应力。而后，当摆杆44的滚轮444继续于凸轮53的圆弧段EF上滚动时，所述锁扣扣合仿真装置以及手机盖1保持当前状态。
(四)当摆杆44的滚轮444于凸轮53的圆弧段FA上滚动时，第二摆杆臂442被凸轮53推动并向左运动，摆杆44的第一摆杆臂441向上运动，滚轮443脱离手机盖1，直至摆杆44的滚轮444将滚动至凸轮53的圆弧段AB，使得所述测试机构装置群处于上述(一)中所述的状态。
综上所述，在凸轮53的一个转动周期内，且手机盖1无损坏时，压力传感器66仅在当摆杆44的滚轮444于凸轮53的圆弧段CD上滚动时，才会失压一次。
如果在凸轮53的某一个转动周期内，手机盖1的锁扣12或凸舌142因损坏而失效了，则锁扣12会自动脱离锁舌312或凸舌142因失效而自动释放其内应力，如图9所示并对照图6，那么当摆杆44的滚轮444经由凸轮53的圆弧段FA滚动至圆弧段AB时，手机盖1仅以其自身重力不足以使压力传感器66感受压力，压力传感器66也会失压。于是，在凸轮53的一个转动周期内，压力传感器66将两次失压。
请结合图11，利用本发明机械寿命测试装置进行测试时，假设手机盖1的锁扣12或凸舌142的机械寿命为其可被使用N次，则开启所述测试装置，所述控制电路开始工作并令马达51转动，并将两计数器61、62清零。其中，可利用调速旋钮50调节马达51的转速。凸轮53在马达51的带动下进行周期性转动，从而使所述测试机构装置群周期性的进行上述动作。所述控制电路接收第一计数器61及第二计数器62所发来的数据，并对数据进行同步比较，如果两计数器61、62的计数相同，所述控制电路控制马达51继续运转；如果两计数器61、62的计数不相同，假设当凸轮53转动至第N圈时，手机盖1的锁扣12或凸舌142因损坏而失效了。此时，记录光电开关64关闭次数的第二计数器62的计数为N，而记录压力传感器66失压次数的第一计数器61的计数为N+1，所述控制电路控制马达51停止运转。于是操作者根据第二计数器62的计数可知手机盖1的锁扣12或凸舌142的机械寿命为其可被使用N次，由此便可得知手机盖1的使用寿命。
另外，通常情况下，手机盖1的锁扣12较卡舌142更容易被磨损和破坏。因此，本发明机械寿命测试装置常常仅用于测试锁扣12的使用寿命。
在其他实施方式中，凸轮53上的近休止角圆弧段EF、中间休止角圆弧段AB以及远休止角圆弧段CD可以被省去。这是因为，这些休止角圆弧段EF、AB、CD仅是在摆杆44在与凸轮53配合时，为摆杆44在其回程(对应凸轮53的回程圆弧段DE)及第一升程之间(对应凸轮53的第一升程圆弧段FA)、第一升程及第二升程(对应凸轮53的第二升程圆弧段BC)之间、第二升程及回程之间分别提供一个缓冲过程。
Claims (13)
1.一种机械寿命测试装置，用于测试工件上的锁扣或切应力损耗结构的机械寿命，所述工件的一端设有一锁扣，另一端设有一切应力损耗结构，所述机械寿命测试装置包括：
一基板；
一固设于所述基板的安装台，所述工件装设于所述安装台，所述安装台开设一通槽；
一锁扣扣合仿真装置，包括一滑动地装设于所述基板的滑块以及一设于所述基板与滑块之间的用于限制所述滑块滑动的第一弹性元件，所述滑块上延伸出一锁舌，所述锁舌与所述工件的锁扣相扣合；
一切应力仿真结构，包括一支撑于所述工件的切应力损耗结构与所述工件的连接处的支撑体以及一向所述切应力损耗结构施加向下作用力的施压体，所述切应力损耗结构在所述切应力仿真结构作用下产生内应力而产生相对于所述支撑体转动的趋势；
一摆杆驱动装置，包括一固定于所述基板的马达以及一固设于所述马达的转轴的凸轮；
一联动摆杆装置，包括一固定于所述基板的摆杆支架、一转动地装设于所述摆杆支架的摆杆以及一设于所述摆杆支架与所述摆杆之间的用于限制所述摆杆转动的第二弹性元件，所述摆杆包括一第一摆杆臂以及一第二摆杆臂，所述第二摆杆臂与所述凸轮相配合，使得在所述凸轮的一个转动周期内，所述第二摆杆臂依次经历第一升程、第二升程以及回程三个阶段；
一压力传感器，装设于所述安装台的通槽并感知所述工件的压力；
一第一计数器，其与所述压力传感器电连接，以获得所述压力传感器的失压次数；
一第二计数器，用以记录所述凸轮的转动圈数；以及
一控制电路，用于控制所述马达，并用于接收和比较所述第一计数器与第二计数器的计数并根据比较结果控制所述马达停转或继续运转；其中
若所述凸轮进入某一转动周期时，所述工件的锁扣或切应力损耗结构未损坏，则
当所述摆杆的第二摆杆臂位于所述第二升程阶段的起点时，所述摆杆仅与所述凸轮发生接触，所述联动摆杆装置的第二弹性元件变形，所述工件对所述压力传感器保持压力，当所述摆杆的第二摆杆臂进一步进入所述第二升程阶段时，所述第二摆杆臂逐渐接近并推动所述滑块，使得所述滑块的锁舌脱离所述工件的锁扣，所述切应力损耗结构的内应力释放，所述切应力损耗结构相对于所述切应力仿真结构的支撑体转动并带动所述工件的锁扣端翘起，所述压力传感器失压，所述锁扣扣合仿真装置的第一弹性元件变形，所述第一摆杆臂进一步远离所述工件，所述第二弹性元件进一步变形，
当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述回程阶段时，所述第二弹性元件发生弹性恢复，使得所述第二摆杆臂脱离所述滑块，所述滑块在所述第一弹性元件的弹性恢复力作用下反向滑动至初始位置，所述第一摆杆臂逐渐接近并按压所述工件，所述压力传感器再次感知所述工件的压力，所述工件的锁扣再次与所述滑块的锁舌相扣合，所述工件的切应力损耗结构再次产生所述内应力，
当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述第一升程阶段时，所述第一摆杆臂脱离并逐渐远离所述工件，所述第二摆杆臂逐渐接近但不接触所述滑块，所述第二弹性元件变形，
在该周期内，所述压力传感器失压次数等于所述凸轮转动圈数，所述第一计数器与第二计数器的计数相等，所述控制电路控制所述马达继续运转；
若所述凸轮进入上述某一转动周期时，所述工件的锁扣或切应力损耗结构被损坏，所述工件的锁扣自动解除与所述滑块的锁舌的扣合或所述工件的切应力损耗结构自动释放其内应力，则
当所述摆杆的第二摆杆臂进入所述第一升程阶段时，所述压力传感器再次失压，
在该周期内，所述压力传感器失压次数大于所述凸轮转动圈数，所述第一计数器的计数比第二计数器的计数多一，所述控制电路控制所述马达停转。
2.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述摆杆的第二摆杆臂的自由端设一滚轮，所述第二摆杆臂通过所述滚轮与所述凸轮相配合。
3.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述摆杆的第一摆杆臂的自由端设一滚轮，所述第一摆杆臂通过所述滚轮与所述工件接触。
4.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述基板上固设一安装体，所述安装台固设于所述安装体上，所述安装体开设一狭槽，所述滑块上与所述锁舌相对的一端向所述安装体的狭槽内延伸出一第一延伸体，所述第一弹性元件为一压簧，所述压簧套设于所述第一延伸体，所述压簧的两端分别抵接于所述安装体与所述滑块。
5.如权利要求4所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述基板上固设一导向块，所述导向块开设一导槽，所述滑块滑动地装设于所述导槽。
6.如权利要求5所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述滑块上含有所述锁舌一端延伸出一第二延伸体，所述摆杆的第二摆杆臂通过与所述第二延伸体配合进而与所述滑块配合。
7.如权利要求6所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述滑块上延伸出一止挡块，用以防止所述滑块滑出所述导向块的导槽。
8.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述第二弹性元件为一扭簧。
9.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述机械寿命测试装置还包括一与所述第二计数器电性相连的光电开关，所述光电开关仅可被所述凸轮的最大轮廓处切断，所述第二计数器通过记录所述光电开关的关闭的次数来记录所述凸轮的转动圈数。
10.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：所述机械寿命测试装置还包括一调速旋钮，用于调整所述马达的转速。
11.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：在所述凸轮的一个转动周期内，所述第二摆杆臂在所述回程阶段及所述第一升程阶段之间还经历一近休止阶段。
12.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：在所述凸轮的一个转动周期内，所述第二摆杆臂在所述第一升程阶段及所述第二升程阶段之间还经历一中间休止阶段。
13.如权利要求1所述的机械寿命测试装置，其特征在于：在所述凸轮的一个转动周期内，所述第二摆杆臂在所述第二升程阶段及所述回程阶段之间还经历一远休止阶段。
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