旋钮试验装置和旋钮试验设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种旋钮试验装置和一种旋钮试验设备。该旋钮试验装置包括夹具、弹性轴、直线测试机构和旋转测试机构。夹具固定在旋钮上。弹性轴的第一端连接到夹具。直线测试机构包括直线驱动装置和直线传动装置，直线传动装置安装在弹性轴上，直线驱动装置施加驱动力驱动直线传动装置沿直线移动，克服弹性轴的弹性力并与夹具接触，通过夹具按压旋钮，直线驱动装置撤消驱动力，直线传动装置由弹性轴的弹性力复位并与夹具分离。旋转测试机构包括旋转驱动装置和旋转传动装置，旋转传动装置连接在弹性轴的第二端和旋转驱动装置之间，旋转驱动装置驱动旋转传动装置旋转，通过弹性轴和夹具带动旋钮旋转。
【专利说明】旋钮试验装置和旋钮试验设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及汽车零部件测试技术，更具体地说，涉及汽车中控台部件中的旋 钮的试验装置。
【背景技术】
[0002] 汽车中控台部件是人车交互的重要组成部分，直接影响到车辆的使用感受。目前， 一体化旋钮的应用越来越广泛，在中控台的多媒体播放器、空调控制等方面有着很多的应 用。一体化旋钮是指旋钮具备两种功能：整体旋转和整体按压，即旋钮既可以被旋转，又能 够被按压，旋转和按压对应不同的操作。
[0003] -体化旋钮的使用频率非常高，因此其耐久性是影响一体化旋钮质量的重要一 环。因为一体化旋钮有两种工作方式：按下和旋转，在进行耐久行测试的时候，两种工作方 式都需要进行测试。现有的测试技术中，直线按压测试和旋转测试无法在一台设备上一起 进行，需要使用不同的设备实现。这就造成了测试过程的复杂化，并且需要多次对待试验的 旋钮进行拆装并与测试设备连接，使得试验的周期和成本都被迫提升。 实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在提出一种旋钮试验装置，能够在一台设备上实现直线按压测试和 旋转测试。
[0005] 根据本实用新型的一实施例，提出一种旋钮试验装置，其特征在于，包括夹具、弹 性轴、直线测试机构和旋转测试机构。
[0006] 夹具固定在旋钮上。弹性轴的第一端连接到夹具。直线测试机构包括直线驱动装 置和直线传动装置，直线传动装置安装在弹性轴上，直线驱动装置施加驱动力驱动直线传 动装置沿直线移动，克服弹性轴的弹性力并与夹具接触，通过夹具按压旋钮，直线驱动装置 撤消驱动力，直线传动装置由弹性轴的弹性力复位并与夹具分离。旋转测试机构包括旋转 驱动装置和旋转传动装置，旋转传动装置连接在弹性轴的第二端和旋转驱动装置之间，旋 转驱动装置驱动旋转传动装置旋转，通过弹性轴和夹具带动旋钮旋转。
[0007] 在一个实施例中，夹具呈圆柱形，第一端开口、第二端封闭，旋钮由夹具的第一端 放入夹具内，夹具的侧壁上具有固定螺栓，固定螺栓旋紧将夹具固定在旋钮上，夹具的第二 端具有突起，突起与弹性轴的第一端连接。
[0008] 在一个实施例中，弹性轴是弹簧软轴，弹簧软轴的第一端固定在夹具的第二端的 突起上，弹簧软轴的第二端固定在旋转传动装置的第一端。
[0009] 在一个实施例中，直线传动装置包括支撑架和滑块，滑块滑动安装在支撑架上，支 撑架支承滑块，滑块内部具有腔体，第二端形成法兰盘，弹簧软轴置于腔体中，弹簧软轴的 两端延伸到滑块之外分别与夹具和旋转传动装置连接，弹簧软轴在滑块的第二端与滑块固 定；弹簧软轴在初始状态，滑块的第一端与夹具的第二端分离。
[0010] 在一个实施例中，直线驱动装置包括汽缸、气管和汽缸顶杆，气管连接到汽缸为汽 缸供气，汽缸驱动汽缸顶杆伸出，汽缸顶杆接触滑块的法兰盘施加驱动力，驱动力大于弹簧 软轴的弹性力，弹簧软轴被压缩而滑块由汽缸顶杆驱动而滑动，滑块的第一端与夹具的第 二端接触，夹具按压旋钮；汽缸驱动汽缸顶杆收缩，汽缸顶杆与滑块的法兰盘分离，撤消驱 动力，弹簧软轴由其弹性力恢复初始状态，带动滑块复位，滑块的第一端与夹具的第二端分 离。
[0011] 在一个实施例中，旋转驱动装置包括步进电机和万向节；旋转传动装置是传动轴， 传动轴的第一端与弹簧软轴的第二端连接，传动轴的第二端通过万向节连接到步进电机； 步进电机通过万向节带动传动轴旋转，再带动弹簧软轴和夹具旋转，夹具驱动旋钮旋转。
[0012] 根据本实用新型的一实施例，提出一种旋钮试验设备，包括数个旋钮试验装置， 该旋钮试验装置是前述的旋钮试验装置，数个旋钮试验装置共用一个旋转驱动装置，该旋 转驱动装置通过一个同步装置驱动各个旋钮试验装置中的旋转传动装置。
[0013] 在一个实施例中，同步装置包括数个由皮带连接的皮带轮，每一个皮带轮连接到 一个旋转传动装置，其中的一个皮带轮为主动轮，主动轮还连接到旋转驱动装置；旋转驱动 装置驱动主动轮旋转，通过皮带带动所有的皮带轮一起旋转，以驱动所有的旋转传动装置 一起旋转。
[0014] 在一个实施例中，同步装置还包括一个涨紧轮，涨紧轮串接在皮带中。
[0015] 本实用新型的旋钮试验装置能在同一个设备中同时实现直线按压测试和旋转测 试，解决了现有技术中这两种测试无法同时进行缺陷，通过集成后，简化了测试程序，降低 了测试成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的 描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0017] 图1揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验装置的结构图。
[0018] 图2揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验装置中夹具、弹性轴、滑块和 支撑架的结构图。
[0019] 图3揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验设备的结构图，其中包括两个 旋钮试验装置。
[0020] 图4揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验设备进行直线测试的示意图， 此时处于按压状态。
[0021] 图5揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验设备进行直线测试的示意图， 此时处于复位状态。
[0022] 图6揭示了根据本实用新型的一实施例旋钮试验设备进行旋转测试的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 参考图1所示，图1揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验装置的结构图。 该旋钮试验装置包括：夹具、弹性轴、直线测试机构和旋转测试机构。
[0024] 夹具102固定在旋钮上。进一步参考图2所示，夹具102呈圆柱形，第一端开口、 第二端封闭，旋钮由夹具的第一端放入夹具内，夹具102的侧壁上具有固定螺栓121，固定 螺栓121旋紧将夹具102固定在旋钮上。在图示的实施例中，在夹具102的侧壁上具有四 个固定螺栓121，四个固定螺栓向内旋紧后夹紧旋钮，使得旋钮和夹具102牢固连接。夹具 的第二端具有突起122,突起122与弹性轴的第一端连接。
[0025] 弹性轴是弹簧软轴103,弹簧软轴103的第一端固定在夹具102的第二端的突起 122上，弹簧软轴103的第二端固定在旋转传动装置的第一端。在图示的实施例中，弹簧软 轴103的第二端固定在旋转传动装置中的传动轴的第一端。
[0026] 直线测试机构包括直线驱动装置和直线传动装置，直线传动装置安装在弹性轴 上，直线驱动装置施加驱动力驱动直线传动装置沿直线移动，克服弹性轴的弹性力并与夹 具接触，通过夹具按压旋钮，直线驱动装置撤消驱动力，直线传动装置由弹性轴的弹性力复 位并与夹具分离。在图1所示的实施例中，直线传动装置包括支撑架115和滑块104,滑块 104滑动安装在支撑架115上，支撑架115支承滑块104。滑块104内部具有腔体，滑块104 的第二端形成法兰盘141，弹簧软轴103置于滑块104的腔体中。弹簧软轴103的两端延伸 到滑块104之外分别与夹具（第二端的突起）和旋转传动装置（传动轴）连接，弹簧软轴 103在滑块104的第二端的位置与滑块104固定。上述结构可参考图2。将弹簧软轴103 与滑块104固定的目的是为了利用弹簧软轴的弹性力带动滑块自动复位。弹簧软轴103在 初始状态（即弹簧软轴的自然状态），滑块104的第一端与夹具102的第二端分离（如图 1所示的状态）。
[0027] 直线驱动装置包括汽缸114、气管109和汽缸顶杆105。气管109连接到汽缸114 为汽缸供气，汽缸114驱动汽缸顶杆105伸出或者缩回。汽缸114驱动汽缸顶杆105伸出， 汽缸顶杆105接触滑块104的法兰盘141并向法兰盘141施加驱动力，汽缸顶杆105的驱动 力大于弹簧软轴103的弹性力，弹簧软轴被压缩而滑块104由汽缸顶杆105驱动而滑动，滑 块104的第一端与夹具102的第二端接触，夹具102被滑块压紧，进而按压旋钮。汽缸114 驱动汽缸顶杆105收缩，汽缸顶杆105与滑块104的法兰盘141分离，撤消驱动力。弹簧软 轴103由其自身的弹性力恢复初始状态，进而带动滑块104复位，滑块104复位后第一端与 夹具102的第二端分离。
[0028] 旋转测试机构包括旋转驱动装置和旋转传动装置，旋转传动装置连接在弹性轴的 第二端和旋转驱动装置之间，旋转驱动装置驱动旋转传动装置旋转，通过弹性轴和夹具带 动旋钮旋转。在图示的实施例中，旋转驱动装置是步进电机108和万向节107。旋转传动装 置是传动轴106。传动轴106的第一端与弹簧软轴103的第二端连接（可参考图2)，传动 轴106的第二端通过万向节107连接到步进电机108。步进电机108通过万向节107带动 传动轴106旋转，再带动弹簧软轴103和夹具102旋转，夹具驱动旋钮旋转。
[0029] 图1所示的该旋钮试验装置同时具备直线往复运动功能和旋转功能，能够在同一 个设备上完成对旋钮的按压耐久性测试（直线往复运动）和旋转耐久性测试（旋转运动）。
[0030] 在驱动机构与夹具的连接中，本实用新型的旋钮试验装置采用弹簧软轴的弹性连 接方式，取代传统技术中通常使用的刚性轴连接方式。弹簧软轴与刚性轴比较，具有如下的 优势：
[0031] 1)与刚性轴相比，弹簧软轴的作用类似于万向头，在旋转运动时提高了机构与试 件的同轴度，降低了安装调试的难度。
[0032] 2)弹簧软轴在试件夹具与传动轴之间起到软连接，在旋转运动时模拟了手对旋 钮的操作，使试验更接近于实车状态。
[0033] 3)在旋钮按键直线复位工作状态时，利用了弹簧自身的复位功能，使夹具回到试 验的初始位置。
[0034] 考虑到在实际的中控台上，一体化旋钮的数量通常会多于一个，因此本实用新型 还提出一种旋钮试验设备，包括数个旋钮试验装置，每一个旋钮试验装置是如前述的旋钮 试验装置，这数个旋钮试验装置共用一个旋转驱动装置，该旋转驱动装置通过一个同步装 置驱动各个旋钮试验装置中的旋转传动装置。图3揭示了根据本实用新型的一实施例的旋 钮试验设备的结构图，该旋钮试验设备适用于对具有两个旋钮的收音机进行测试，该旋钮 试验设备包括两个旋钮试验装置。
[0035] 如图3所示，该旋钮试验设备对收音机301的两个旋钮进行测试，此种具有两个旋 钮的收音机在汽车零部件中占据比较高的比例。因而该种具有两个旋钮试验装置的旋钮试 验设备也是比较常用的。该旋钮试验设备具有两个旋钮试验装置，每一个旋钮试验装置具 有夹具302、弹性轴（弹簧软轴303)、支撑架315、滑块304、汽缸314、气管309、汽缸顶杆 305、传动轴306。其中的支撑架315和滑块304构成直线传动装置、汽缸314、气管309和 汽缸顶杆305构成直线驱动装置，直线传动装置和直线驱动装置共同构成直线测试机构。 传动轴306构成旋转传动装置。参考图3所示，该旋钮试验设备还包括一同步装置，同步装 置包括数个由皮带316连接的皮带轮310,每一个皮带轮310连接到一个旋转传动装置，即 每一个皮带轮310与一个传动轴306连接。其中的一个皮带轮为主动轮，在图3中，皮带轮 310a为主动轮，主动轮还连接到旋转驱动装置。旋转驱动装置包括步进电机308和万向节 307。步进电机308通过万向节307驱动主动轮310a旋转，主动轮310a通过皮带316带动 所有的皮带轮310-起旋转，以驱动所有的旋转传动装置（传动轴306) -起旋转。该同步 装置还包括一个涨紧轮312,涨紧轮312串接在皮带316中。涨紧轮312的作用是将皮带涨 紧，使得所有的皮带轮310能够同步运行。
[0036] 图4?图6揭示了根据本实用新型的一实施例的旋钮试验设备进行测试的示意 图。其中图4是进行直线测试的过程中处于按压状态的示意图。图5是进行直线测试的过 程中处于复位状态的示意图。图6是进行旋转测试的示意图。
[0037] 如图4所示，气管309向汽缸314供气，汽缸314驱动汽缸顶杆305伸出，汽缸顶 杆305接触滑块304上的法兰盘341并推动滑块304滑动，滑块304与夹具302接触，通过 夹具302按压旋钮。在此过程中，弹簧软轴303被压缩。
[0038] 如图5所示，气管309停止向汽缸314供气，汽缸314驱动汽缸顶杆305缩回，汽缸 顶杆305与滑块304上的法兰盘341分离。此时施加在弹簧软轴303上的外力已经撤消， 弹簧软轴303在自身弹性力的作用下恢复自然长度，带动滑块304复位。滑块304与夹具 302分离，旋钮也不再被按压。
[0039] 重复图4和图5所示的过程，可以对旋钮进行直线往复测试，即按压的耐久性测 试。
[0040] 参考图6所示，步进电机308通过万向节307带动主轮动310a旋转，主动轮310a 通过皮带316传动，带动所有的皮带轮310 -起旋转。涨紧轮312确保皮带316不会打滑。 各个皮带轮310分别带动与之连接的传动轴306旋转，并由传动轴306通过弹簧软轴303 带动夹具302旋转，夹具302带动旋钮旋转，进行旋钮的旋转耐久性测试。其中所有的皮带 轮310的尺寸应当是一致的，以使得所有的皮带轮能够以同样的速度旋转。由此实现多个 旋钮的同步等速同方向的旋转耐久性测试。
[0041] 本实用新型的旋钮试验装置在一个设备上结合了直线与旋转两种运行方式，减少 了试验周期。充分利用了气缸的快捷、可靠的特点和步进电机控制精确、运转平稳的特点。 通过同步设备能够实现由一个步进电机同时进行多个旋钮的同步等速相同方向的旋转测 试。该旋钮试验装置利用弹簧软轴作为弹性联动轴，提高了机构与试件的同轴度，降低了安 装调试的难度，弹簧软轴在试件夹具与传动轴之间起到软连接，在旋转运动时模拟手对旋 钮的操作，使试验更接近于实车状态。
[0042] 本实用新型的旋钮试验装置能在同一个设备中同时实现直线按压测试和旋转测 试，解决了现有技术中这两种测试无法同时进行缺陷，简化了测试程序，降低了测试成本。 [〇〇43] 上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领 域的人员可对上述实施例做出种种修改或变化而不脱离本实用新型的实用新型思想，因而 本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特 征的最大范围。
【权利要求】
1. 一种旋钮试验装置，其特征在于，包括： 夹具，夹具固定在旋钮上； 弹性轴，弹性轴的第一端连接到夹具； 直线测试机构，包括直线驱动装置和直线传动装置，直线传动装置安装在弹性轴上， 直线驱动装置施加驱动力驱动直线传动装置沿直线移动，克服弹性轴的弹性力并与夹具接 触，通过夹具按压旋钮，直线驱动装置撤消驱动力，直线传动装置由弹性轴的弹性力复位并 与夹具分离； 旋转测试机构，包括旋转驱动装置和旋转传动装置，旋转传动装置连接在弹性轴的第 二端和旋转驱动装置之间，旋转驱动装置驱动旋转传动装置旋转，通过弹性轴和夹具带动 旋钮旋转。
2. 如权利要求1所述的旋钮试验装置，其特征在于，所述夹具呈圆柱形，第一端开口、 第二端封闭，旋钮由夹具的第一端放入夹具内，夹具的侧壁上具有固定螺栓，固定螺栓旋紧 将夹具固定在旋钮上，夹具的第二端具有突起，所述突起与弹性轴的第一端连接。
3. 如权利要求2所述的旋钮试验装置，其特征在于，所述弹性轴是弹簧软轴，弹簧软 轴的第一端固定在夹具的第二端的突起上，弹簧软轴的第二端固定在旋转传动装置的第一 端。
4. 如权利要求3所述的旋钮试验装置，其特征在于， 所述直线传动装置包括支撑架和滑块，所述滑块滑动安装在支撑架上，支撑架支承滑 块，滑块内部具有腔体，第二端形成法兰盘，所述弹簧软轴置于所述腔体中，弹簧软轴的两 端延伸到滑块之外分别与夹具和旋转传动装置连接，所述弹簧软轴在滑块的第二端与滑块 固定； 其中所述弹簧软轴在初始状态，滑块的第一端与夹具的第二端分离。
5. 如权利要求4所述的旋钮试验装置，其特征在于， 所述直线驱动装置包括汽缸、气管和汽缸顶杆，所述气管连接到汽缸为汽缸供气，汽缸 驱动汽缸顶杆伸出，汽缸顶杆接触滑块的法兰盘施加驱动力，驱动力大于弹簧软轴的弹性 力，弹簧软轴被压缩而滑块由汽缸顶杆驱动而滑动，滑块的第一端与夹具的第二端接触，夹 具按压旋钮； 汽缸驱动汽缸顶杆收缩，汽缸顶杆与滑块的法兰盘分离，撤消驱动力，弹簧软轴由其弹 性力恢复初始状态，带动滑块复位，滑块的第一端与夹具的第二端分离。
6. 如权利要求5所述的旋转试验装置，其特征在于， 所述旋转驱动装置包括步进电机和万向节； 所述旋转传动装置是传动轴，所述传动轴的第一端与弹簧软轴的第二端连接，所述传 动轴的第二端通过万向节连接到步进电机； 步进电机通过万向节带动传动轴旋转，再带动弹簧软轴和夹具旋转，夹具驱动旋钮旋 转。
7. -种旋钮试验设备，其特征在于，包括数个旋钮试验装置，所述旋钮试验装置是如权 利要求1-7中任一项所述的旋钮试验装置，数个旋钮试验装置共用一个旋转驱动装置，该 旋转驱动装置通过一个同步装置驱动各个旋钮试验装置中的旋转传动装置。
8. 如权利要求7所述的旋钮试验设备，其特征在于，所述同步装置包括数个由皮带连 接的皮带轮，每一个皮带轮连接到一个旋转传动装置，其中的一个皮带轮为主动轮，主动轮 还连接到旋转驱动装置； 旋转驱动装置驱动主动轮旋转，通过皮带带动所有的皮带轮一起旋转，以驱动所有的 旋转传动装置一起旋转。
9.如权利要求8所述的旋钮试验设备，其特征在于，所述同步装置还包括一个涨紧轮， 涨紧轮串接在所述皮带中。
【文档编号】G01M13/00GK203838308SQ201420189381
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】张毅, 陈维阳, 徐旭昱, 叶晓倩 申请人:上海大众汽车有限公司