一種試驗用壽命機的研制

【摘 要】文章介紹了為滿足鍵盤開關壽命試驗的需要而研制的一種新型試驗用壽命機，該壽命機把力學原理和電子計數理論相結合，使用電力作為驅動電源，通過偏心輪的旋轉，把定滑輪向下運動的次數用計數器表現出來。該壽命機能承載100萬次以上的機械壽命，如實的反映鍵盤開關的技術水平；即使按壓100萬次以上，也不會因為機器疲勞，出現按鍵受力不均勻而導致開關損壞的現象。影響試驗的正常進行；研制目的是提供一種試驗裝置，模擬手指按壓鍵盤開關的操作狀態，能如實測試開關真實壽命，進而測試出鍵盤開關真正的技術指標，為鍵盤開關的技術提升開拓空間。

【關鍵詞】壽命機；模擬；測試；可靠性

中圖分類號： TH114 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（c）0000-00

1、引言

鍵盤開關在電子通訊領域應用非常廣泛，大到電腦，小到手機。都離不開鍵盤開關。鍵盤開關在整機中的作用：通過指尖的觸摸，觸動鍵罩按下和彈起，使開關觸點接通和斷開，實現信號的通斷，從而達到信號的傳輸和控制作用。鍵盤開關產品不僅大量應用于交通、通信、網絡、IT、醫療、石油等民用領域，還廣泛應用于航空、航天、國防等軍用系統中。這就要求鍵盤開關產品要經久耐用，進而對鍵盤開關產品的機械壽命提出了高的要求?，F在的鍵盤開關產品的壽命已經達到了數十萬次，更高的甚至達到了上百萬次。如何通過試驗驗證鍵盤開關的機械壽命就提到了議事日程。

2、機械壽命機的研制目的

傳統的機械壽命機通常能維持1萬次以下的壽命試驗，5萬次已經達到極限，超過10萬次就出現機器疲勞，受力不均勻，從而使開關出現損壞。不能正確體現開關真實壽命，進而影響鍵盤開關的技術指標。該壽命機把力學原理和電子計數理論相結合，使用電力作為驅動電源，通過偏心輪的旋轉，把定滑輪向下運動的次數用計數器表現出來。該壽命機能承載100萬次以上的機械壽命，如實的反映鍵盤開關的技術水平；即使按壓100萬次以上，也不會因為機器疲勞，出現按鍵受力不均勻而導致開關損壞的現象，從而使開關出現損壞。影響試驗的正常進行；研制目的是提供一種試驗裝置，模擬手指按壓鍵盤開關的操作狀態，能如實測試開關真實壽命，進而測試出鍵盤開關真正的技術指標，為鍵盤開關的技術提升開拓空間。

3、設計依據、工作原理

以鍵盤開關機械壽命要求100萬次為例，根據產品標注試驗方法的規定，壽命試驗要求開關試驗頻率為30次/分鐘，設計一臺有調速電機帶動偏心輪，偏心輪拉動尼龍繩另一端與一固定的定滑輪連接，該定滑輪繼續連接一個定滑輪組，該定滑輪組的數量根據鍵盤開關的按鍵數量而定，根據試驗要求，一般規定為總按鍵數的30%（不足3個的按3個，低于三個的全部進行試驗），定滑輪下均與可調重量砝碼相連接，用可調重量砝碼式觸頭垂直按壓鍵盤開關中相應的按鍵，觸頭均采用尼龍材料，并將其設計成球面形狀，這樣設計的好處是，鍵盤開關內部為很薄的不銹鋼帶沖制引鼓內壁鍍金的圓形簧片和電路板印制線路組成。觸頭選用尼龍材料，不會增加按鍵中簧片的額外按壓力，給簧片帶來人為損傷；將其設計成球面形狀，可使觸頭與鍵盤平面更可靠接觸。提高鍵盤接通的靈敏性。同時根據按力要求調整砝碼的重量，按力的大小即為砝碼自重 （F按力=G砝碼），控制偏心輪的大小，使偏心輪的行程轉換為觸頭向下的位移，即d=d1-d2（具體位置如圖1所示）。調節尼龍繩的長度，控制砝碼向下的位移，使觸頭挨到鍵盤的按鍵上，剛好使簧片變形，在調速電機的控制下，觸頭立即抬起，機械計數器計數一次，如此一次操作完成；同時，因為簧片發生形變，鍵盤開關由斷變通。連接在鍵盤開關電路上的電子計數器也計數一次。如此反復，直到開關中的簧片失效。電子技術器立即停止計數。砝碼式觸頭上下往返受調速電機控制。并用機械和電子計數器同時記下開關通斷的次數。從而完成對鍵盤開關壽命的測繪和計量。

4、結論

采用如此原理自制的壽命試驗機，使用電力作為驅動電源，通過偏心輪的旋轉，把定滑輪向下運動的次數用計數器表現出來。實現了模擬手指按壓鍵盤開關的理想試驗狀態。即使按壓100萬次以上，也不會因為機器疲勞，出現按鍵受力不均勻而導致開關損壞的現象。影響試驗的正常進行；為此類鍵盤開關的機械壽命試驗提供了一個新思路，拓展了一條新的路徑。經試驗驗證非常理想。如實測試出了鍵盤開關真實的機械壽命，提升了鍵盤開關的整體試驗水平，為鍵盤開關技術水平的提升開拓了空間，更好地為信息工業的發展服務。

參考文獻

1、機械設計手冊（第6版），機械工業出版社，2011年

2、金屬材料手冊，電子工業出版社，2012年

3、機電傳遞控制，華中科技大學出版社，2005年

圖1

姓名：唐靜 出生年月：1974年11月 性別：女 籍貫：遼寧遼陽

研究方向：電子、自動化方向 學歷：本科 職稱：副教授