一种电容式触屏测试机械手的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电容式触屏测试机械手，一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，包括支架机构、传动机构和控制机构；支架机构包括底座、立架、手爪支架机构和移动夹具机构传动机构包括推杆机构等，控制机构主要用于精准控制舵机电机行程与位置。本发明提供对带电容式触摸屏的笔记本电脑和平板电脑的触屏功能测试来设计模拟人的手指动作的机械手爪，具有柔性和灵活的，以工业应用为目标，在现有的工业级设备基础上设计末端执行手爪，以模拟人分别以一指、二指、三指、四指和五指在触屏上滑动来对触屏进行测试等。
【专利说明】一种电容式触屏测试机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械手领域，具体涉及一种电容式触屏测试机械手。
【背景技术】
[0002]随着带触摸屏的消费电子产品如手机，平板电脑以及带触摸屏笔记本电脑的生产和销售日益增加，对触摸屏的功能测试显得越来越重要，触摸屏检测是必不可少的环节。
[0003]触屏检测中，包括功能性测试和可靠性测试，功能性测试又包括单点触摸测试与多点触摸测试以及划线测试等；可靠性测试又包括打点测试和耐静压力测试等。如果由人工完成会造成极大的操作量。
[0004]机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人。机械手研究始于2世纪中期，从1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手，到2世纪7年代初期制造业开始引进机械手的使用，再到1972年我国第一台机械手的开发以及随之而来的全国范围都开始研制和应用机械手，机械手的发展历经了这短短几十年，迎来的是制造业的全新面貌。工业机械手凭借其自身的显著优点得到了广泛的应用。如:应用机械手可以提高生产效率，节省劳动成本可达5 %，改善生产环境，提高产品质量；机械手可以在高温，高压，低温，低压，噪声，有灰尘，有放射性以及毒性污染的环境中部分或完全地代替人工工作，有效减少了人生事故的发生。但是在现有的触屏测试中，人工测试是主要的方法，工作量大、浪费时间且检测精度不一定准确。
[0005]如何将机械手运用到触屏检测的工作中，成为了现有技术发展的方向。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了解决现有技术中电子产品屏幕人工测试的不便性，和效率低下的问题，本发明提出一种电容式触屏测试机械手，加强了检测精度，解决了现有技术的不足。
[0007]技术方案:一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，包括支架机构、传动机构和控制机构；
[0008]所述支架机构包括底座、立架、手爪支架机构和移动夹具机构；所述移动夹具机构位于底座上，立架底部竖直固定在底座一侧；手爪支架机构位于立架顶端；
[0009]手爪支架机构包括Y轴导轨固定块、Y轴导轨、Z轴导轨固定块、Z轴导轨、Z轴导轨移块、机械手底座和手爪机架；所述Y轴导轨固定块固定在立架顶端，Y轴导轨可沿Y轴导轨固定块水平移动；z轴导轨固定块固定在Y轴导轨一端，Z轴导轨可沿Z轴导轨固定块竖直移动，Z轴导轨移块固定在Z轴导轨下端；机械手底座固定在Z轴导轨移块上；手爪机架固定在机械手底座下方；
[0010]移动夹具机构位于手爪机架下方，包括移动夹具平台和X轴导轨；
[0011]所述传动机构包括舵机、一组连杆机构和模拟手指机构；所述舵机包括锥齿轮；所述一组连杆机构包括完全相同的四组连杆，分别位于手爪机架四周；每组连杆包括上连杆、中间连杆和下连杆，上连杆一端连接锥齿轮，下连杆一端连接手爪机架，中间连杆连接上连杆和下连杆；
[0012]模拟手指机构包括手指推杆机构和一组手指架；所述手指架包括五个完全相同的手指架，其中一个固定在固定在手爪机架下端，其余四个分别固连在中间连杆和下连杆连接处；所述手指推杆机构包括五个完全相同的推杆，分别固定在一个手指架下端；所述推杆的末端包裹有导电海绵；
[0013]所述控制机构包括电源、电机组、控制器和移动终端。
[0014]进一步的，固定在手爪机架下端手指架上的推杆为中指推杆，该中指推杆内置推杆电机；其余四个推杆共用一个电机。在需要单指触控测试时，可以只启用一个电机。
[0015]进一步的，所述移动夹具平台和X轴导轨组成导轨滑块机构；移动夹具平台包括模型夹头。可移动夹具方便了模型的移动，可以手动调整待测试模型的位置。
[0016]进一步的，所述移动夹具平台相邻两侧有挡板，另两侧分别设置有模型夹头。夹头起到固定作用。
[0017]进一步的，所述Y轴导轨固定块和Y轴导轨组成导轨滑块机构；所述Z轴导轨固定块和Z轴导轨组成导轨滑块机构。利用该两组导轨机构，可以使得整个模拟手指机构在水平位置和竖直位置都可以灵活运动。
[0018]有益效果:本发明提供的电容式触屏测试机械手，针对带电容式触摸屏的笔记本电脑和平板电脑的触屏功能测试来设计模拟人的手指动作的机械手爪，为具有柔性和灵活的机械臂设计末端执行手爪，以工业应用为目标，在现有的工业级设备基础上设计末端执行手爪，以模拟人分别以一指、二指、三指、四指和五指在触屏上滑动来对触屏进行测试。此夕卜，该设计应用力学原理和机电控制知识，使用材料简单，功能完善，成本低廉，易于维修，能够降低使用的成本，同时可以提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图；
[0020]图中，机械手底座I，舵机2，上连杆3，中间连杆4，下连杆5，手指架6，周边指推杆7，中间指推杆8，Y轴模型夹头9，齿条10，移动夹具平台11，测试模型12，底座13，X轴模型夹头14，立架15，手爪机架16，锥齿轮17，Z轴导轨移块18，Y轴导轨固定块19，Z轴导轨固定块2。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0022]如图1所示，一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，包括支架机构、传动机构和控制机构；
[0023]所述支架机构包括底座13、立架15、手爪支架机构和移动夹具机构；所述移动夹具机构位于底座13上，立架15底部竖直固定在底座13—侧；手爪支架机构位于立架15顶端;
[0024]手爪支架机构包括Y轴导轨固定块19、Y轴导轨、Z轴导轨固定块2、Z轴导轨、Z轴导轨移块18、机械手底座I和手爪机架16 ;所述Y轴导轨固定块19固定在立架15顶端，Y轴导轨可沿Y轴导轨固定块19水平移动；Z轴导轨固定块2固定在Y轴导轨一端，Z轴导轨可沿Z轴导轨固定块2竖直移动，Z轴导轨移块18固定在Z轴导轨下端；机械手底座I固定在Z轴导轨移块18上；手爪机架16固定在机械手底座I下方；所述Y轴导轨固定块19和Y轴导轨组成导轨滑块机构；所述Z轴导轨固定块2和Z轴导轨组成导轨滑块机构。
[0025]移动夹具机构位于手爪机架16下方，包括移动夹具平台11和X轴导轨；所述移动夹具平台11和X轴导轨组成导轨滑块机构；移动夹具平台11包括模型夹头，模型夹头固定在齿条10上，移动夹具平台11相邻两侧有挡板，另两侧分有X轴模型夹头14和Y轴模型夹头9。
[0026]所述传动机构包括舵机2、一组连杆机构和模拟手指机构；所述舵机2包括锥齿轮17 ;所述一组连杆机构包括完全相同的四组连杆，分别位于手爪机架16四周；每组连杆包括上连杆3、中间连杆4和下连杆5，上连杆3 —端连接锥齿轮17，随着锥齿轮17的运动而运动，下连杆5 —端连接手爪机架16，中间连杆4连接上连杆3和下连杆5 ;连杆机构与手爪机架16组成了四边形，在增强结构的稳定性的同时，保证了中间连杆4能垂直向下。所述推杆的末端包裹有导电海绵，也可选择导电橡胶或其他常用模拟材料。
[0027]所述锥齿轮17共六个，其中一个用于与舵机2相连，该齿轮与相邻锥齿轮17构成锥齿轮17副，用于传动，安装在同一侧上的两个锥齿轮17则固连在一起，使一个舵机2可以带动所有锥齿轮17。
[0028]模拟手指机构包括手指推杆机构和一组手指架6 ;所述手指架6包括五个完全相同的手指架6，其中一个固定在固定在手爪机架16下端，其余四个分别固连在中间连杆4和下连杆5连接处；所述手指推杆机构包括五个完全相同的推杆，分别固定在一个手指架6下端；，固定在手爪机架16下端手指架6上的推杆为中指推杆，该中指推杆内直微型推杆电机；其余四个推杆共用一个电机。电机可控制机械手指的伸出与收缩，达到用不同个数的手指测试屏幕的目的。
[0029]所述控制机构包括电源、电机组、控制器和移动终端。部分电机安装在Y轴导轨固定块19中，主要用于控制各舵机2电机的行程与位置，以控制机械手底座1，模拟手指机构以及移动夹具平台11在一定范围空间的位置。整个结构，以的X轴导轨组为X轴，以Y轴导轨为Y轴，以Z轴导轨为Z轴形成空间位置，X轴为移动夹具平台11的运动方向，Y轴为Z轴导轨固定块2的运动方向，Z轴为Z轴导轨移块18的运动方向。
[0030]使用本发明进行屏幕测试时，将待测模型放在移动夹具平台11上，利用X轴模型夹头14和Y轴模型夹头9固定模型的位置，放置在测试过程中产生移动从而影响测试结果。在控制中心的控制下，移动夹具平台11将测试模型12送至机械手底座I位置下方。
[0031]当进行单指划屏测试时，中间指推杆8中的电机将手指推出直到接触屏幕，然后移动夹具平台11位置，同时相应Y轴导轨固定块19内嵌电机的位置改变，使手爪支架机构相对立架15的Y轴位置改变，测试可以布遍整个屏幕。
[0032]当进行多指划屏测试时，在舵机2的作用下使六个锥齿轮17同步运动，从而带动四边形连杆机构运动，使周边指推杆7抵达到相应位置，然后在周边指推杆7内置电机的作用下，使周边指的指尖接触到屏幕，假如需要三指划屏测试，则控制周边指的二个手指和中间指运动，其余过程与单指划屏测试相同。
[0033]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，包括支架机构、传动机构和控制机构； 所述支架机构包括底座(13)、立架(15)、手爪支架机构和移动夹具机构；所述移动夹具机构位于底座(13)上，立架(15)底部竖直固定在底座(13) —侧；手爪支架机构位于立架(15)顶端； 手爪支架机构包括Y轴导轨固定块(19)、Y轴导轨、Z轴导轨固定块(2)、Z轴导轨、Z轴导轨移块(18)、机械手底座(I)和手爪机架(16);所述Y轴导轨固定块(19)固定在立架(15)顶端，Y轴导轨可沿Y轴导轨固定块(19)水平移动；Z轴导轨固定块(2)固定在Y轴导轨一端，Z轴导轨可沿Z轴导轨固定块(2)竖直移动，Z轴导轨移块(18)固定在Z轴导轨下端；机械手底座(I)固定在Z轴导轨移块(18)上；手爪机架(16)固定在机械手底座(I)下方； 移动夹具机构位于手爪机架(16)下方，包括移动夹具平台(11)和X轴导轨； 所述传动机构包括舵机(2)、一组连杆机构和模拟手指机构；所述舵机(2)包括锥齿轮(17);所述一组连杆机构包括完全相同的四组连杆，分别位于手爪机架(16)四周；每组连杆包括上连杆(3)、中间连杆⑷和下连杆(5)，上连杆(3) —端连接锥齿轮(17)，下连杆(5)一端连接手爪机架(16)，中间连杆(4)连接上连杆(3)和下连杆(5)； 模拟手指机构包括手指推杆机构和一组手指架出)；所述手指架(6)包括五个完全相同的手指架，其中一个固定在固定在手爪机架(16)下端，其余四个分别固连在中间连杆(4)和下连杆(5)连接处；所述手指推杆机构包括五个完全相同的推杆，分别固定在一个手指架(6)下端；所述推杆的末端包裹有导电海绵； 所述控制机构包括电源、电机组、控制器和移动终端。
2.如权利要求1所述的一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，固定在手爪机架(16)下端手指架(6)上的推杆为中指推杆(8)，该中指推杆⑶内置推杆电机；其余四个推杆共用一个电机。
3.如权利要求1所述的一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，所述移动夹具平台(11)和X轴导轨组成导轨滑块机构；移动夹具平台(11)包括模型夹头。
4.如权利要求3所述的一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，所述移动夹具平台相邻两侧有挡板，另两侧分别设置有模型夹头。
5.如权利要求1所述的一种电容式触屏测试机械手，其特征在于，所述Y轴导轨固定块(19)和Y轴导轨组成导轨滑块机构；所述Z轴导轨固定块(2)和Z轴导轨组成导轨滑块机构。
【文档编号】G01R31/00GK104181431SQ201410452507
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】吴景 申请人:东南大学