一种键盘测试机及测试设备的制作方法

本实用新型涉及可靠性测试设备技术领域，尤其涉及一种键盘测试机及测试设备。

背景技术：

键盘是用于操作设备运行的一种指令和数据输入装置，常需要在出厂前进行可靠性测试，以检验按键的可靠性。测试的内容包括：连续敲击同一个按键直至该按键失效，记录该按键的寿命；连续敲击同一个按键直至到达设定测试次数(例如100万次)，记录该按键是否失效；以及随机敲击多个按键直至到达设定测试次数(例如100万次)，记录所有按键是否失效。并且，键盘测试机敲击按键时施加的力的大小，需要满足不同的键盘的测试要求，否则测试结果并不准确。

现有技术中的键盘测试机主要包括测试平台、运动支架、一个驱动组件和测试件，其中键盘放置在测试平台上，运动支架设置在测试平台的上方，运动支架上安装了多个测试件，每个测试件的施力头均朝向键盘设置，一个驱动组件能够驱动运动支架在竖直方向上往复移动，使得所有的测试件的施力头均能够连续敲击键盘上的按键。由于驱动运动支架带动所有的测试件同时运动，每个测试件无法单独动作，而实际测试的项目有很多种，针对不同测试项目时，现有技术中的键盘测试机只能停机，调整测试件的数量和位置，测试时间长，此时效率低，无法实现自动化控制；同时敲击按键时施加的力不方便调节，无法记录敲击按键的压力值。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的一个目的是提出一种键盘测试机，能够记录敲击按键的压力值，敲击按键时施加的力调节方便。

本实用新型的另一个目的是提出一种测试设备，测试效率高，自动化程度高。

本实用新型采用以下技术方案：

一种键盘测试机，包括底板，键盘放置在所述底板上，还包括：

多个敲击组件，其设置在底板的上方，所述敲击组件包括敲击驱动源和连接在所述敲击驱动源的输出端的敲击头，所述敲击驱动源被配置为驱动所述敲击头敲击所述键盘上对应的按键；

压力测试单元，其一端与所述底板的底面连接，所述压力测试单元被配置为感应所述底板受到的压力；

升降驱动组件，其与所述压力测试单元另一端连接，所述升降驱动组件被配置为驱动所述底板移动以改变所述键盘与所述敲击组件之间的距离；

控制单元，其分别与所述键盘、所述敲击驱动源、所述压力测试单元和所述升降驱动组件信号连接。

作为本实用新型的一种可选方案，所述升降驱动组件包括升降驱动源和升降传动部，所述升降驱动源与所述升降传动部传动连接，所述升降传动部与所述压力测试单元另一端连接。

作为本实用新型的一种可选方案，所述升降传动部包括皮带轮、皮带、丝杆和丝杆螺母，所述升降驱动源的输出端和所述丝杆的一端均设置有皮带轮，所述皮带分别张紧套设在两个所述皮带轮上，所述丝杆螺母穿设在所述丝杆上，所述丝杆螺母与所述压力测试单元另一端连接。

作为本实用新型的一种可选方案，所述键盘测试机还包括机架，所述机架包括工作台和设置工作台上方的支撑架，所述敲击组件与所述支撑架连接，所述升降驱动组件与所述工作台连接，所述底板设置在所述工作台上方。

作为本实用新型的一种可选方案，所述升降驱动组件与所述工作台的下表面固定连接，所述工作台上设置有通孔，所述丝杆螺母和所述压力测试单元能穿过所述通孔。

作为本实用新型的一种可选方案，所述升降驱动组件还包括连接部，所述连接部包括第一连接板、第二连接板和连接柱，所述升降驱动源和所述丝杆连接在所述第一连接板上，所述第一连接板和所述工作台的下表面通过连接柱固定连接；所述丝杆螺母和所述压力测试单元分别通过所述第二连接板连接，所述第二连接板能穿过所述通孔。

作为本实用新型的一种可选方案，所述支撑架包括横梁和立柱，至少两根所述立柱相对设置在所述底板的两侧，所述横梁设置在两根所述立柱之间，多个所述敲击组件间隔设置在所述横梁上。

作为本实用新型的一种可选方案，所述支撑架还包括横杆，所述横杆连接于同侧的两个立柱之间，所述横杆与所述横梁滑动连接。

作为本实用新型的一种可选方案，所述敲击组件还包括缓冲器，所述缓冲器的一端与所述敲击驱动源的输出端连接，所述缓冲器的另一端与所述敲击头连接。

一种测试设备，采用上述的键盘测试机。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种键盘测试机，通过设置多个敲击组件，每个敲击组件包括敲击驱动源和连接在敲击驱动源的输出端的敲击头，控制单元与敲击组件信号连接，使得敲击组件都能够单独动作以敲击键盘，针对不同的测试项目要求，不需要停机调整，每个敲击组件可以自动实现针对测试要求的动作，解决了现有技术中测试件无法单独动作的问题，提高了测试效率；通过设置升降驱动组件，控制单元与升降驱动组件信号连接，使得升降驱动组件能够驱动底板移动以改变键盘与敲击组件之间的距离，在敲击头移动距离一定的情况下，键盘与敲击组件之间的距离越近，则键盘收到的压力越大，反之越小，通过这种方法来调节每次敲击键盘的力，解决了现有技术中敲击按键时力的大小不方便调节的问题；再通过设置压力测试单元以感应底板受到的压力，控制单元与压力测试单元信号连接，使得每次敲击时，压力测试单元均能够检测到施加在键盘上的压力，并将检测到压力值以信号形式发送到控制单元，控制单元能够接收该信号并记录相应的压力值；通过控制单元与键盘信号连接，能够准确地了解键盘在测试时间范围内是否损坏。

本实用新型提出的一种测试设备，采用上述的键盘测试机，测试效率高，自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的键盘测试机在第一视角下的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的键盘测试机在第二视角下隐去壳体的示意图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的键盘测试机中敲击组件的示意图。

图中：

1-底板；2-敲击组件；3-压力测试单元；4-升降驱动组件；5-机架；

21-敲击驱动源；22-敲击头；23-缓冲器；

41-升降驱动源；42-升降传动部；43-连接部；

51-工作台；52-支撑架；53-壳体；

421-皮带轮；422-丝杆；423-丝杆螺母；

431-第一连接板；432-第二连接板；433-连接柱；434-导向柱；

511-通孔；521-横梁；522-立柱；523-横杆；

100-键盘。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题-采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”-“连接”-“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”-“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”-“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1是本实用新型实施例提供的键盘测试机在第一视角下的示意图，图2是本实用新型实施例提供的键盘测试机在第二视角下隐去壳体的示意图，综合图1和图2所示，本实用新型提出的键盘测试机主要包括底板1、敲击组件2、压力测试单元3、升降驱动组件4和控制单元(图中未示出)，控制单元分别与键盘100、敲击组件2、压力测试单元3和升降驱动组件4信号连接，用于实现自动化控制。其中，键盘100放置在底板1上，多个敲击组件2设置在底板1的上方，敲击组件2包括敲击驱动源21和连接在敲击驱动源21的输出端的敲击头22，敲击驱动源21被配置为驱动敲击头22敲击键盘100上对应的按键；压力测试单元3的一端与底板1的底面连接，用于感应底板1受到的压力，升降驱动组件4与压力测试单元3另一端连接，升降驱动组件4用于驱动底板1移动以改变键盘100与敲击组件2之间的距离。

本实用新型实施例提供的键盘测试机的工作过程为：

准备过程：根据试验的要求，包括对键盘上按键施加的压力值的要求，测试次数要求，测试结束条件(例如：敲击键盘100万次后结束，检测按键是否失效；或持续敲击按键直至其失效则停止测试)，将上述要求输入控制单元。再将键盘100定位并固定在底板上。

测试阶段：控制单元控制升降驱动组件4动作，提升底板1向敲击组件2靠近，直至运动到某一位置停止，此时敲击组件2与键盘100之间的距离能够保证敲击头22敲击在键盘100时，键盘100受到的压力为预设值；控制单元向敲击驱动源21发出信号，使敲击驱动源21动作以带动敲击头22动作，持续敲击在键盘100的按键，此时压力测试单元3能够检测此时底板1受到的压力，并将该压力值信号传递给控制单元。

结束测试：在满足测试结束条件下，控制单元向敲击组件2发出信号，敲击组件2停止动作，测试结束。

本实用新型实施例提供的键盘测试机通过设置多个敲击组件2，控制单元与敲击组件2信号连接，使得敲击组件2都能够单独动作以敲击键盘100，解决了现有技术中测试件无法单独动作的问题，提高了测试效率；通过设置升降驱动组件4，控制单元与升降驱动组件4信号连接，使得升降驱动组件4能够驱动底板1移动以改变键盘100与敲击组件2之间的距离，在敲击头22移动距离一定的情况下，键盘100与敲击组件2之间的距离越近，则键盘100受到的压力越大，反之越小，通过这种方法来调节每次敲击键盘100的力，解决了现有技术中敲击按键时力的大小不方便调节的问题；再通过设置压力测试单元3以感应底板受到的压力，控制单元与压力测试单元3信号连接，使得每次敲击时，控制单元均能够感应到施加在键盘100上的压力，并将检测到压力值以信号形式发送到控制单元，控制单元能够接收该信号并记录相应的压力值，使得测试结果更加准确、可靠；通过控制单元与键盘100信号连接，控制单元可以根据键盘100所发来的信号准确判断键盘100在测试时间范围内是否损坏。

值得说明的是，在本实用新型提出的键盘测试机中，所谓的信号连接属于本领域的常规技术手段。其中，本实施例中记载的压力测试单元3属于本领域成熟的技术，压力测试单元3可选为常见的压力传感器，例如上海质展测控系统有限公司生产的ZZ110-008传感器，本实施例可采用现有技术中能够实现压力检测的任一种压力传感器即可。当敲击头22敲击在键盘100上时，压力测试单元3就能够感应此时的压力值，并将该压力值转化为电信号传递给控制单元。控制单元可选为常见的通用型控制单元，可以是集中式或分布式的控制器，比如，控制单元可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，可以是日本松下PLC AFPXHC60TD通用型控制单元，其具备内存取指令、分析指令和执行指令的功能，即读取不同传感器反馈的电信号，并根据电信号进行分析，再输出电信号给不同执行机构的功能，本实施例中记载的控制单元属于本领域成熟的技术，本实施例采用现有技术中能够实现自动化控制的控制单元即可。

值得说明的是，键盘100可以采用有线或无线的方式与控制单元信号连接，一个敲击组件2敲击一个按键，敲击组件2动作的信号能够反馈给控制单元，同时该按键受到敲击也能反馈给控制单元，控制单元读取了这两种信号，就证明该次敲击没有使得该按键失效；对应地，当某个按键被敲击而没有反馈给控制单元电信号时，即控制单元读取到了敲击组件2反馈的信号而没有读取到该按键反馈的信号，就证明该次敲击使得该按键失效了。因此可以总结出，控制单元通过读取敲击组件2动作的信号和对应的按键被敲击反馈的信号，来判断按键是否失效，而由于两种信号时一一对应的，因此同时感应到两种信号的次数，就对应着有效敲击的次数，从另一个角度看，对应着该按键的寿命。

值得说明的是，从图1中可以看出，敲击组件2设置有多个，而键盘100上的按键也有多个，由于压力测试单元3设置在底板1的下表面，以设置在底板1的重心上为例，只有敲击底板1的重心处的那个按键，压力测试单元3感应到的压力值才可能和设定敲击按键的压力值相等；而敲击其他任何按键，施力点均与该重心之间产生一个力矩，压力测试单元3实际检测出的数值，与敲击按键的实际压力值是不相等的。因此，压力测试单元3检测出来的数值与实际施加在按键上的数值有一个对应关系，该对应关系可由多次试验数据反向推导得出。

值得说明的是，由于每个敲击组件2均可以单独动作以敲击键盘，因此可以总结出以下几种工作情况，不做过多的展开，对应描述压力测试单元3的几种不同的工作状态：

工作状态一、一个敲击组件2只敲击一个按键：

无论该按键在整个键盘100上的具体位置在哪，每次敲击时候压力测试单元3能够测试到的压力值理论上相同的，如果压力测试单元3每次检测到的数据不发生突变，证明该试验过程是合理的；如果压力测试单元3检测到的数据发生突变，证明该次敲击键盘是有问题的。

工作状态二、多个敲击组件2同时敲击对应的多个按键：

与工作状态一中情况类似，虽然是多个敲击组件2同时敲击对应的多个按键，但每次敲击时候压力测试单元3能够测试到的压力值理论上相同的。

工作状态三、多个敲击组件2随机敲击多个按键：

工作状态三中的随机可以通过在控制单元中输入随机程序实现，属于本领域的常用手段。由于敲击是随机进行的，因此此时的压力测试单元3检测整个键盘100受到的压力是随机变化的。

以下将主要描述键盘测试机的各个部件的具体结构，再介绍各个部件之间的配合关系(位置关系和连接关系)和功能效果，值得强调的是，本申请中的各个部件的结构特征，在本申请公开内容的基础上，本领域技术人员的基础上，可以进行相关的结合，从而形成有效的技术方案。

首先介绍机架5，机架5为整个键盘测试机各个功能组件的承载件。

如图1和图2所示，机架5包括工作台51、支撑架52和壳体53，其中支撑架52设置工作台51的上方，壳体53用于保护内部的功能性部件；多个敲击组件2与支撑架52连接，升降驱动组件4与工作台51连接，底板1设置在工作台51上方。

具体地，图3是图1中A处的局部放大图，图3可见，支撑架52包括横梁521和立柱522，至少两根立柱522相对设置在底板1的两侧，横梁521设置在两根立柱522之间，即通过横梁521和立柱522形成一个龙门架结构，设置在底板1的两侧。

在本实施例中，立柱522设置有四根，两根为一组，分别设置在底板1的两侧。可选在同侧的两个立柱522之间设置一根横杆523，横杆523与横梁521滑动连接，再将多个敲击组件2间隔设置在横梁521上。这种结构设置使得整体结构更加稳定。

从图3中可以看出，在横杆523上还设置有滑轨，在横梁521上设置有滑块，滑块可沿滑轨滑动，以实现横杆523与横梁521滑动连接。将横杆523与横梁521设置为滑动连接的目的，在于调节横梁521的位置，使得设置横梁521上的敲击组件2能够准确地定位，实现每个敲击头22均能准确地敲击在对应的按键上。为了更好地实现该功能，本实施例可选在滑轨上刻有刻度线，以滑块的边沿作为指示，就能很好地显示横梁521在横杆523上的具体位置，以便于试验人员调整位置。

下面介绍敲击组件2，敲击组件2为键盘测试机的执行单元。

图4是本实用新型实施例提供的键盘测试机中敲击组件的示意图，如图4所示，敲击组件2包括敲击驱动源21和连接在敲击驱动源21的输出端的敲击头22，敲击驱动源21可选为气缸，敲击头22为端部呈圆弧状的橡胶头，防止多次敲击键盘100而对敲击键盘100造成损伤。试验过程中，气缸不停的伸出和缩回，对应橡胶头向下按压按键再抬起，实现敲击作用。

可知现有的键盘100的每个按键底部均有一个弹性件，使得键盘100的每个按键按压时都有一个反弹力，手感更好；弹性件在敲击驱动源21带动敲击头22动作以敲击按键时，提供了一定的缓冲作用。

为了进一步加强这种缓冲作用，在敲击驱动源21和敲击头22之间还设置了缓冲器23，缓冲器23的内部可选设置有弹簧结构。在敲击驱动源21驱动缓冲器23动作，敲击头22抵接在键盘100的按键上时，缓冲器23内的弹簧结构可以发生变形，减小对键盘100的硬冲击。

在本实施例中，如图2中所示，敲击组件2沿竖直方向向下，朝向键盘100设置，且敲击驱动源21、缓冲器23和敲击头22可选为同轴且螺纹连接固定。具体为横梁521整体呈板子形状，在敲击驱动源21外部套设了一个安装壳体，该安装壳体包括两个相对设置的子壳体，一个子壳体套在敲击驱动源21上，并抵接在横梁521的一个面上，另一个子壳体从抵接在横梁521的另一个面上，再通过螺栓和螺母配合拧紧。这种结构形式节省安装空间，且拆卸方便，不会对敲击驱动源21造成损伤；在其他实施例中，敲击驱动源21和横梁521还可以通过其他形式固定，在此不作过多展开。

下面介绍升降驱动组件4，升降驱动组件4的作用为驱动底板1上下移动，即升降驱动组件4的动作轨迹为直线运动，能够实现直线运动的结构形式有多种，在本实施例中选用丝杆和丝杆螺母的配合方式。

如图2中所示，升降驱动组件4包括升降驱动源41和升降传动部42，升降驱动源41与升降传动部42传动连接，升降传动部42与压力测试单元3另一端连接。

在本实施例中，升降驱动源41为电机，为提高控制精度可选为伺服电机；升降传动部42包括皮带轮421、皮带(图中未示出)、丝杆422和丝杆螺母423。图2中，电机的输出端和丝杆422的一端均设置有皮带轮421，皮带分别张紧套设在两个皮带轮421上实现传动，丝杆螺母423穿设在丝杆422上，丝杆螺母423与压力测试单元3另一端连接。

为了节省安装空间，同时为了保护升降驱动组件4，在本实施例中升降驱动组件4设置在工作台51的下方，参考图1，升降驱动组件4设置在壳体53的内部。由于底板1设置在工作台51的上方，升降驱动组件4要驱动底板1移动，因此升降驱动组件4要部分穿过工作台51。

为实现升降驱动组件4部分穿过工作台51，如图2中所示，还设置了通孔511和连接部43。通孔511设置在工作台51上，通孔511可选设置工作台51的中心位置。连接部43包括第一连接板431和连接柱433，第一连接板431和工作台51的下表面通过连接柱433固定连接。在本实施例中第一连接板431整体呈矩形，在第一连接板431的四个边角处分别设置了四根连接柱433，以更好地将第一连接板431固定在工作台51的下方。升降驱动源41和丝杆422连接在第一连接板431上，具体地，升降驱动源41可通过连接块实现与第一连接板431的连接，丝杆422可以通过在第一连接板431内部嵌设的轴承实现与第一连接板431的连接。

为了实现移动过程更加平稳，还设置了第二连接板432和导向柱434。如图2所示，第二连接板432的两端分别连接丝杆螺母423和压力测试单元3；通孔511截面呈矩形，对应第二连接板432截面也呈矩形，使得第二连接板432作为丝杆螺母423和压力测试单元3之间的连接件，更好地在通孔511中穿入和穿出。

导向柱434包括柱体和导向座，图2中导向座设置在第一连接板431，导向座本身呈套筒状结构，内部的孔穿过第一连接板431；柱体的一端与第二连接板432连接，另一端穿设在导向座内。由于第二连接板432截面也呈矩形，可选在第二连接板432的四角处设置四根柱体，对应第一连接板431设置四个导向座，每根柱体对应穿设在导向座内，以更好地对底板1的运动进行导向。

本实用新型还提出了一种测试设备，采用上述的键盘测试机。该测试设备以上述的键盘测试机为基础，可以额外连接多种功能性组件，对应使得测试设备具备多种附加功能，但测试设备的核心还是采用上述键盘测试机。因此在本实用新型提出的键盘测试机的基础上，即使附加多种功能性组件，同样在本实用新型的保护范围内。

举例说明，可将上述的控制单元与计算机信号连接，以实现对试验数据进行进一步地存储、处理和分析，得到完整的试验报告。

值得说明的是，计算机为本领域常见的设备，可选用工业电脑(Industrial PC，简称IPC)，通过标准的串行口(RS232/485等串口)获得控制单元的数据，通过计算机内部的微处理器的计算，最后通过显示屏或者通过串行口输出；相比较控制单元，计算机具备能更加快速读取数据，储存更多的数据，并进行更加复杂的运算和分析。通过连接计算机，也扩展了整个测试设备的应用领域，能够实现多种项目的测试，例如寿命试验或加速寿命试验等等。

例如，如果试验要求是以键盘100上某个按键的寿命作为整个键盘100的寿命进行试验，那么计算机就可以通过读取并同步记录控制单元中的信号进行分析，输出以有效敲击次数为横坐标，压力测试单元3实际检测出的数值为纵坐标的数据分析报告。可以从报告中得出，横坐标的最大值即为该按键能够敲击的极限次数，代表该按键的寿命，纵坐标上压力值的变化，能够表现出该按键对着敲击的不断进行，压力值的变化趋势，反应该按键的质量。

再例如，如果想要进行加速寿命试验，即试验要求为将一个试验周期分成连续的多个子周期，在后一个子周期内敲击组件2施加在键盘100上的压力，比在前一个子周期内的压力大，即施加的压力值逐渐递增的。此时可以设置控制单元，在前一个子周期时间结束后，控制升降驱动组件4动作将底板1的位置向上提升，使得在后一个子周期内键盘100与敲击组件2之间的距离变小，使得施加在键盘100上的压力变大。计算机就可以通过读取并同步记录控制单元中的信号进行分析，输出以有效敲击次数为横坐标，压力测试单元3实际检测出的数值为纵坐标的数据分析报告。可以从报告中得出，纵坐标上压力值的变化是阶梯状的，横坐标的最大值即为该按键能够敲击的极限次数，代表该按键的寿命。

由上述例子可知，本实用新型提出的测试设备，采用上述的键盘测试机，测试效率高，自动化程度高，具备更好地数据存储、读取和分析功能，可以输出完整的测试报告，应用范围更加广泛。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化-重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。