一种试验用寿命机的研制

【摘 要】文章介绍了为满足键盘开关寿命试验的需要而研制的一种新型试验用寿命机，该寿命机把力学原理和电子计数理论相结合，使用电力作为驱动电源，通过偏心轮的旋转，把定滑轮向下运动的次数用计数器表现出来。该寿命机能承载100万次以上的机械寿命，如实的反映键盘开关的技术水平；即使按压100万次以上，也不会因为机器疲劳，出现按键受力不均匀而导致开关损坏的现象。影响试验的正常进行；研制目的是提供一种试验装置，模拟手指按压键盘开关的操作状态，能如实测试开关真实寿命，进而测试出键盘开关真正的技术指标，为键盘开关的技术提升开拓空间。

【关键词】寿命机；模拟；测试；可靠性

中图分类号： TH114 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（c）0000-00

1、引言

键盘开关在电子通讯领域应用非常广泛，大到电脑，小到手机。都离不开键盘开关。键盘开关在整机中的作用：通过指尖的触摸，触动键罩按下和弹起，使开关触点接通和断开，实现信号的通断，从而达到信号的传输和控制作用。键盘开关产品不仅大量应用于交通、通信、网络、IT、医疗、石油等民用领域，还广泛应用于航空、航天、国防等军用系统中。这就要求键盘开关产品要经久耐用，进而对键盘开关产品的机械寿命提出了高的要求。现在的键盘开关产品的寿命已经达到了数十万次，更高的甚至达到了上百万次。如何通过试验验证键盘开关的机械寿命就提到了议事日程。

2、机械寿命机的研制目的

传统的机械寿命机通常能维持1万次以下的寿命试验，5万次已经达到极限，超过10万次就出现机器疲劳，受力不均匀，从而使开关出现损坏。不能正确体现开关真实寿命，进而影响键盘开关的技术指标。该寿命机把力学原理和电子计数理论相结合，使用电力作为驱动电源，通过偏心轮的旋转，把定滑轮向下运动的次数用计数器表现出来。该寿命机能承载100万次以上的机械寿命，如实的反映键盘开关的技术水平；即使按压100万次以上，也不会因为机器疲劳，出现按键受力不均匀而导致开关损坏的现象，从而使开关出现损坏。影响试验的正常进行；研制目的是提供一种试验装置，模拟手指按压键盘开关的操作状态，能如实测试开关真实寿命，进而测试出键盘开关真正的技术指标，为键盘开关的技术提升开拓空间。

3、设计依据、工作原理

以键盘开关机械寿命要求100万次为例，根据产品标注试验方法的规定，寿命试验要求开关试验频率为30次/分钟，设计一台有调速电机带动偏心轮，偏心轮拉动尼龙绳另一端与一固定的定滑轮连接，该定滑轮继续连接一个定滑轮组，该定滑轮组的数量根据键盘开关的按键数量而定，根据试验要求，一般规定为总按键数的30%（不足3个的按3个，低于三个的全部进行试验），定滑轮下均与可调重量砝码相连接，用可调重量砝码式触头垂直按压键盘开关中相应的按键，触头均采用尼龙材料，并将其设计成球面形状，这样设计的好处是，键盘开关内部为很薄的不锈钢带冲制引鼓内壁镀金的圆形簧片和电路板印制线路组成。触头选用尼龙材料，不会增加按键中簧片的额外按压力，给簧片带来人为损伤；将其设计成球面形状，可使触头与键盘平面更可靠接触。提高键盘接通的灵敏性。同时根据按力要求调整砝码的重量，按力的大小即为砝码自重 （F按力=G砝码），控制偏心轮的大小，使偏心轮的行程转换为触头向下的位移，即d=d1-d2（具体位置如图1所示）。调节尼龙绳的长度，控制砝码向下的位移，使触头挨到键盘的按键上，刚好使簧片变形，在调速电机的控制下，触头立即抬起，机械计数器计数一次，如此一次操作完成；同时，因为簧片发生形变，键盘开关由断变通。连接在键盘开关电路上的电子计数器也计数一次。如此反复，直到开关中的簧片失效。电子技术器立即停止计数。砝码式触头上下往返受调速电机控制。并用机械和电子计数器同时记下开关通断的次数。从而完成对键盘开关寿命的测绘和计量。

4、结论

采用如此原理自制的寿命试验机，使用电力作为驱动电源，通过偏心轮的旋转，把定滑轮向下运动的次数用计数器表现出来。实现了模拟手指按压键盘开关的理想试验状态。即使按压100万次以上，也不会因为机器疲劳，出现按键受力不均匀而导致开关损坏的现象。影响试验的正常进行；为此类键盘开关的机械寿命试验提供了一个新思路，拓展了一条新的路径。经试验验证非常理想。如实测试出了键盘开关真实的机械寿命，提升了键盘开关的整体试验水平，为键盘开关技术水平的提升开拓了空间，更好地为信息工业的发展服务。

参考文献

1、机械设计手册（第6版），机械工业出版社，2011年

2、金属材料手册，电子工业出版社，2012年

3、机电传递控制，华中科技大学出版社，2005年

圖1

姓名：唐静 出生年月：1974年11月 性别：女 籍贯：辽宁辽阳

研究方向：电子、自动化方向 学历：本科 职称：副教授