TWI479154B - 連桿式動態測試機及使用該測試機之動態測試設備 - Google Patents

Description

連桿式動態測試機及使用該測試機之動態測試設備

本發明係關於一種連桿式動態測試機及使用該測試機之動態測試設備，尤指一種適用於測試動態感應器之連桿式三維動態測試機及使用該測試機之動態測試設備。

近幾年來，隨著微機電系統的日新月異，各種小型化、高性能且成本低廉之感應器紛紛問世，使得感應器由關鍵元件進一步提升成為產生創新價值的主要元件，例如：蘋果公司的iPhone、新世代iPod、任天堂的Wii所使用的三軸加速度感應器，大部分採用微機電系統技術運用在感應器上，加速度感應器之運作原理為感應出加速度方向的XYZ三軸成分，從而得出物體在三度空間中的運動向量。

請參閱圖15係習知之直線往復動態測試機之示意圖，其直線往復裝置具有一滑設於承載台91上之往復 滑塊95、一偏心輪92及一連桿93，其偏心輪92並具有一配重塊94，連桿93的二端分別樞接往復滑塊95與偏心輪92上相對於配重塊94之一側，配重塊94主要用以平衡二端受力，以維持整體運轉的穩定性。另，測試座96則設置於往復滑塊95上，測試座96上容設有複數待測感應器97。

前述習知直線往復動態測試機是利用曲柄滑塊機構的加速度特性，作用於動態感測裝置，來達到高G力(G-force)之測試條件，然此種單邊直線往復之設計於測試時，整體裝置之震動頗大，機台本體會晃動過大，影響測試品質，並非十分理想，尚有改善之空間。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之連桿式動態測試機及使用該測試機之動態測試設備，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之目的係在提供一種連桿式動態測試機，俾能有效降低測試時之噪音，同時抑制機構所產生的震動雜訊。

本發明之另一目的可同時達成X、Y及Z方向三軸加速度測試之目的，相較習知三軸加速度測試設備結構更為簡單，且可有效降低成本。

本發明之又一目的係為連桿式動態測試機之平行四連桿組，以樞軸為圓心旋轉，可達成測試向心加速度之目的，用以提供測試陀螺儀之感應器，增加其實用性。

為達成上述目的，本發明之連桿式動態測試機包括有：一承載台、一主動平台、一從動平台、一平行四連桿、一測試基座以及一驅動單元。

上述承載台具有一支撐塊，平行四連桿之每一連桿分別藉由一樞軸樞設於支撐塊上。而主動平台與從動平台樞設於平行四連桿上，且分別位於支撐塊之相對側。至於測試基座則設於從動平台上。而驅動單元用以驅動主動平台往復運動，進而促使從動平台與測試基座經由平行四連桿而往復運動。

上述驅動單元可包括有至少一磁鐵、至少一電磁鐵、一功率放大器及一示波器。至少一磁鐵可固設於主動平台，至少一電磁鐵可固設於承載台，且功率放大器及示波器可與至少一電磁鐵電連接，用以控制變換至少一電磁鐵之磁極以及磁極交換頻率。藉由固定於主動平台之磁鐵與固定於承載台之電磁鐵交換磁極作用而產生往復運動，俾使連桿式動態測試機進行左右擺動，且速度與擺動幅度可被示波器與波行放大器所控制。此外，上述驅動單元亦可為馬達、油壓缸、氣壓缸、或其他等效裝置。

另外，上述之至少一磁鐵與至少一電磁鐵可為二磁鐵與一電磁鐵、或也可為一磁鐵與二電磁鐵、或也可為二磁鐵與二電磁鐵、或者其他數量之磁鐵與電磁鐵之組合，皆可達到產生往復運動之功能。

上述主動平台、從動平台及支撐塊可為平行設置。又，本發明可更包括有一防震墊，固設於承載台下方， 俾能有效降低測試時承載台之震動。另外，本發明可更包括有一基台，固設於防震墊下方，基台之二側可分別具有一握把以方便提攜基台。

上述每一連桿分別可具有一槽孔，樞軸可於槽孔內滑移以調整主動平台與支撐塊之間距，俾使四連桿之擺動幅度得以被調整。

另外，上述測試基座可容置一測試座，測試座可容設有一與測試座之運動方向呈45度之待測感應器，以同時測試待測感應器之二軸向加速度值。再加上四連桿之擺動會有一高度差，因此可同時測試待測感應器之三軸向加速度值。又，平行四連桿以樞軸為圓心旋轉產生向心加速度，可測試陀螺儀之感應器。

本發明之連桿式動態測試設備包括有：一連桿式動態測試機、一旋轉載盤、一進料盤以及一進料裝置。

本發明動態測試設備之連桿式動態測試機係固設於一基座上，其結構如前述之連桿式動態測試機完全相同，故不再贅述。另外，上述旋轉載盤設置於基座上並位於測試基座之下方，可包括有複數承載底座。而進料盤可固設於基座上，其具有一螺旋導軌，進料盤係以震動方式導引複數待測感應器沿螺旋導軌前進至一進料管。再者，進料裝置可設置於旋轉載盤與進料盤之間，用以將進料管之複數待測感應器移送至旋轉載盤。

另外，本發明動態測試設備之進料裝置可更包括有一機器手臂及一吸取頭，藉由吸取頭吸取待測感應器， 而機器手臂可將複數待測感應器運送至旋轉載盤之複數承載底座上之一測試座。

再者，上述旋轉載盤下方且對應於測試基座，可固設有一氣壓缸或其他等效裝置，用以頂升設有測試座之承載底座。另外，上述複數承載底座可呈環狀且可等間距設置於旋轉載盤上。

1‧‧‧動態測試機

11‧‧‧承載台

111‧‧‧支撐塊

12‧‧‧主動平台

13‧‧‧從動平台

14‧‧‧連桿

141‧‧‧樞軸

142‧‧‧樞軸

143‧‧‧槽孔

144‧‧‧樞軸

15‧‧‧測試基座

151‧‧‧測試針座

152‧‧‧測試排線

16‧‧‧驅動單元

161‧‧‧示波器

162‧‧‧功率放大器

163‧‧‧電磁鐵

164‧‧‧磁鐵

17‧‧‧防震墊

18‧‧‧基台

181‧‧‧握把

2‧‧‧測試座

21‧‧‧容置槽

3‧‧‧感應器

4‧‧‧旋轉載盤

41‧‧‧承載底座

42‧‧‧氣壓缸

5‧‧‧進料盤

51‧‧‧螺旋導軌

52‧‧‧進料管

6‧‧‧進料裝置

61‧‧‧機器手臂

62‧‧‧吸取頭

7‧‧‧基座

8‧‧‧分料裝置

81‧‧‧機械手臂

82‧‧‧吸取頭

83‧‧‧分料桶

91‧‧‧承載台

92‧‧‧偏心輪

93‧‧‧連桿

94‧‧‧配重塊

95‧‧‧往復滑塊

96‧‧‧測試座

97‧‧‧感應器

V,X,Y,Z‧‧‧方向

R‧‧‧旋轉中心軸

Ax‧‧‧X軸加速度分量

Ay‧‧‧Y軸加速度分量

Ar‧‧‧向心加速度

圖1係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之立體圖。

圖2係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之剖視圖。

圖3係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之驅動單元系統架構圖。

圖4係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之四連桿往左擺動立體圖。

圖5係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之四連桿往右擺動立體圖。

圖6係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之測試基座翻起立體圖。

圖7係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之立體圖。

圖8係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之進料裝置立體圖。

圖9係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之連桿式 動態測試機與旋轉載盤之立體圖。

圖10係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之測試基座真空吸附測試座局部立體圖。

圖11係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之測試座平面圖。

圖12係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之測試座容置槽平面圖。

圖13係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之連桿式動態測試機之側視圖。

圖14係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之分料裝置局部立體圖。

圖15係習知之直線往復動態測試機之示意圖。

請參考圖1、圖2以及圖3，係為本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之立體圖、剖視圖以及驅動單元系統架構圖。本實施例一種連桿式動態測試機1，包括：一承載台11、一主動平台12、一從動平台13、一平行四連桿14、一測試基座15、一驅動單元16、一防震墊17以及一基台18。

承載台11具有一支撐塊111，平行四連桿14之每一連桿14分別藉由一樞軸141樞設於支撐塊111上。而主動平台12與從動平台13藉由另一樞軸142樞設於平行四連桿14上，且分別位於支撐塊111之相對側。至於測試 基座15則由另一樞軸144樞設於從動平台13上。而驅動單元16用以驅動主動平台12往復運動，進而促使從動平台13與測試基座15經由平行四連桿14而往復運動。

驅動單元16包括一示波器161、一功率放大器162、二電磁鐵163以及二磁鐵164。二電磁鐵163固設於承載台11，而二磁鐵164固設於主動平台12。示波器161用以調整二電磁鐵163磁極轉換頻率且電連結功率放大器162，而功率放大器163又與二電磁鐵165電連接，且功率放大器163藉由示波器161傳送之波形以控制二電磁鐵163進行磁極轉換，亦即連桿式動態測試機1之擺動速度得以被控制。

本實施例之每一連桿14分別具有一槽孔143，樞軸141可於槽孔143內滑移以調整主動平台12與支撐塊111之間距，俾使平行四連桿14之擺幅得以被調整。

再者，本實施例之主動平台12、從動平台13及支撐塊111為平行設置。又，本實施例之防震墊17，係由複數個防震塊組成，固設於承載台11下方，俾能有效降低測試時承載台11之震動。另外，本實施例之基台18，固設於防震墊17下方，基台18之二側分別具有一握把181以方便提攜基台18。

請參考圖4以及圖5，係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之四連桿往左及往右擺動立體圖。如圖所示，藉由固定於主動平台12之二磁鐵164與固定於承載台11之二電磁鐵163磁極反覆交換作用而產生往復運動， 俾使平行四連桿14產生左右搖擺進而帶動測試基座15搖擺，且藉由示波器161以及功率放大器162，使得平行四連桿14擺動之速度與擺動幅度得以被控制。且由於二磁鐵161與二電磁鐵162為非接觸式傳動，相較習知的測試設備不會有噪音以及測試雜訊產生，且構造簡單可節省製造成本。

請參考圖6，係本發明連桿式動態測試機一較佳實施例之測試基座翻起立體圖。如圖所示，測試基座15為90度翻起，藉以測得感應器除了平面X,Y二方向外之第三方向Z之加速度參考零值。

請參考圖7以及圖8，係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之立體圖以及進料裝置立體圖。如圖所示，本實施例一連桿式動態測試設備，包括：一連桿式動態測試機1、一旋轉載盤4、一進料盤5、一進料裝置6以及複數測試座2。

本實施例之連桿式動態測試機1結構與前述完全相同，係固設於一基座7上，此處對於其結構不再加以贅述。

圖中顯示其進料盤5固設於基座7上，其具有一螺旋導軌51，係以震動方式導引複數待測感應器3沿螺旋導軌51前進至一進料管52。再者，進料裝置6設置於旋轉載盤4與進料盤5之間，用以將進料管52之複數待測感應器3移送至旋轉載盤4。本實施例之進料裝置6包括有一機器手臂61及一吸取頭62，藉由吸取頭62吸取待測感應器3，而機器手臂61可將複數待測感應器3運送至旋轉載 盤4之承載底座41上之測試座2之複數容置槽21內。

如圖9以及圖10所示，係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之連桿式動態測試機與旋轉載盤之立體圖，以及測試基座真空吸附測試座局部立體圖。圖中所示旋轉載盤4設置於基座7上並位於測試基座15之下方，包括有複數承載底座41，且複數承載底座41呈環狀且等間距設置於旋轉載盤4上。本實施例之承載底座41係為四個，每隔90度環狀排列設置。另外，本實施例之旋轉載盤4下方且對應於測試基座15，固設有一氣壓缸42，用以頂升具測試座2之承載底座41緊貼於測試基座15下方之一測試針座151，並利用一真空吸源以吸附固定測試座2，而後進行擺動測試。測試針座151上具有測試排線152，用以將測試結果輸出。

如圖11以及圖12所示，係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之測試座平面圖以及測試座容置槽平面圖。如圖所示，本實施例之測試座2具有四個感應器3之容置槽21，其分別與連桿式動態測試機1擺動方向V呈45度，亦即，藉由於單一擺動方向V，即可得知感應器3之X,Y軸加速度Ax,Ay，可免除需二方向之測試。

如圖13所示，係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之連桿式動態測試機之側視圖，本實施例測試機1之平行四連桿14，以樞軸141為圓心旋轉產生向心加速度Ar，可測試陀螺儀之感應器。由於四連桿14擺動時於Z方向具有高度差H，因此也可測得Z軸之加速度，故 本發明可同時檢測三軸向之加速度值。

如圖14所示，係本發明連桿式動態測試設備一較佳實施例之分料裝置局部立體圖，本實施例具有一分料裝置8，係由一機械手臂81、一吸取頭82以及分料桶83所構成。感應器3由連桿式動態測試機1測試完畢後，經由旋轉載盤4以旋轉中心線R旋轉90度至待吸取位置，藉由機械手臂81移至測畢感應器3上方，並往下由吸取頭82吸取測畢之感應器3，並依其測試結果分別放置分料桶83之各分類槽內。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧動態測試機

11‧‧‧承載台

111‧‧‧支撐塊

12‧‧‧主動平台

13‧‧‧從動平台

14‧‧‧連桿

141‧‧‧樞軸

142‧‧‧樞軸

143‧‧‧槽孔

144‧‧‧樞軸

15‧‧‧測試基座

17‧‧‧防震墊

18‧‧‧基台

181‧‧‧握把

Claims (13)

1. 一種連桿式動態測試機，包括：一承載台，具有一支撐塊；一防震墊，固設於該承載台下方；一主動平台；一從動平台；一平行四連桿，每一連桿分別藉由一樞軸樞設於該支撐塊上，該主動平台與該從動平台樞設於該平行四連桿上，且分別位於該支撐塊之相對側；一測試基座，設置於該從動平台上；以及一驅動單元，用以驅動該主動平台往復運動，進而促使該測試基座經由該平行四連桿而往復運動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式動態測試機，其中，該驅動單元包括有至少一磁鐵、至少一電磁鐵、一功率放大器及一示波器，該至少一磁鐵固設於該主動平台，該至少一電磁鐵固設於該承載台，功率放大器及該示波器與該至少一電磁鐵電連接，用以控制變換該至少一電磁鐵之磁極。
3. 如申請專利範圍第2項所述之連桿式動態測試機，其中，該至少一磁鐵係為二磁鐵，該至少一電磁鐵係為二電磁鐵。
4. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式動態測試機，其中，該主動平台、該從動平台及該支撐塊係平行設置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式動態測試機，其更包括有一基台，固設於該防震墊下方，該基台之二側分別具有一握把以方便提攜該基台。
6. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式動態測試機，其中，每一連桿分別具有一槽孔，該樞軸可於該槽孔內滑移以調整該主動平台與該支撐塊之間距。
7. 如申請專利範圍第1項所述之連桿式動態測試機，其中，該測試基座可容置一測試座，該測試座容設有一與該測試座之運動方向呈45度之待測感應器，以測試該待測感應器之二軸向加速度值。
8. 一種連桿式動態測試設備，包括：一連桿式動態測試機，固設於一基座上，包括有一具有一支撐塊之承載台、一主動平台、一設有一測試基座之從動平台、一平行四連桿及一驅動單元，該平行四連桿之每一連桿分別藉由一樞軸樞設於該支撐塊上，該主動平台與該從動平台固設於該平行四連桿上，且分別位於該支撐塊之相對側，該驅動單元可驅動該主動平台往復運動，進而促使該測試基座經由該平行四連桿而往復運動，該承載台與該基座之間夾設有一防震墊；一旋轉載盤，設置於該基座上並位於該測試基座之下方，包括有複數承載底座；一進料盤，固設於該基座上，具有一螺旋導軌；以及一進料裝置，設置於該旋轉載盤與該進料盤之間，用以將該進料盤之複數待測感應器移送至該旋轉載盤。
9. 如申請專利範圍第8項所述之連桿式動態測試備，其中，該驅動單元包括有至少一磁鐵、至少一電磁鐵、一功率放大器及一示波器，該至少一磁鐵固設於該主動平台，該至少一電磁鐵固設於該承載台，功率放大器及該示波器與該至少一電磁鐵電連接，用以控制變換該至少一電磁鐵之磁極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之連桿式動態測試備，其中，該至少一磁鐵係為二磁鐵，該至少一電磁鐵係為二電磁鐵。
11. 如申請專利範圍第8項所述之連桿式動態測試備，其中，每一連桿分別具有一槽孔，該樞軸可於該槽孔內滑移以調整該主動平台與該支撐塊之間距。
12. 如申請專利範圍第8項所述之連桿式動態測試備，其中，該旋轉載盤下方且對應於該測試基座固設有一氣壓缸，用以頂升該具有一測試座之承載底座。
13. 如申請專利範圍第8項所述之連桿式動態測試備，其中，該複數承載底座係呈環狀且等間距設置於該旋轉載盤上。