一种开关元件寿命测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及微动开关测试技术领域，尤其涉及一种开关元件寿命测试装置。


背景技术：

2.微动开关具有微小接点间隔和快动机构，用规定的行程和规定的力进行开关动作的接点结构，用外壳覆盖，其外部有驱动杆的一种开关，开关的接触速度与驱动速度无关。结构类似于微动开关的按钮开关、门开关、不带浮标的水位开关或液位开关，现统一称为“微动开关”。
3.外检抽检要求，微动开关的机械寿命试验要求承受10万次闭合和断开，频率为1次/2s，通1s，断1s，按压力最大为1.5n。
4.现有的工装检验方式为通过磁性开关按压微动开关实现机械寿命试验。但是由于微动开关的寿命要求为10万次以上，在长期使用过程中出现磁性开关损坏导致不动作、卡死等情况，出现检测误报。目前测量方式主要存在以下问题：
5.(1)通过磁性开关按压，磁性开关易损坏导致按压不到位，出现误报微动开关通断的情况，试验结果不准确；
6.(2)如果微动开关内部触点碳化，仍会出现导通的情况，试验装置无法发现，将导致员工把不合格品判为合格品，影响空调整机产品质量。
7.(3)向微动开关施加的按压力无定量数据，按压力不一致将影响微动开关的通断情况，降低试验数据的准确性。
8.为了解决上述机械寿命测试装置存在的技术问题，现有技术公开了一种开关器件寿命测试装置，通过压合部件压合开关器件，实现对开关器件的寿命自动测试。总计数器，与所述时间继电器电连接，通过记录所述时间继电器的通电或断电次数来记录所述压合部件压合所述至少两个开关器件的次数。如果某个开关器件的监控计数器的记录的次数小于总计数器的次数，则表示开关器件出现损坏，那么该开关器件不达标。该压合部件仅针对固定型号的开关器件进行测试，应用范围受限；该装置依靠计数器记录通断次数，如果开关内部出现触点碳化等问题，开关依然会导通然后计数器计数，开关寿命测试不准确；同时，如果开关内部有异物存在，常规按压测试无法检出，开关质量无法有效管控。


技术实现要素：

9.为解决背景技术中提及的现有开关元件内部存在异物造成寿命测试异常的技术问题。本实用新型提供了一种开关元件寿命测试装置，通过在寿命测试前，向开关元件施加振动，以使开关元件内部的异物移位，提高微动开关内部异常检测能力。
10.为实现上述目的，本实用新型的一种开关元件寿命测试装置的具体技术方案如下：
11.一种开关元件寿命测试装置，包括测试平台，测试平台上设置按压机构，按压机构设有按压部，开关元件固定在测试平台上，按压机构驱动按压部控制开关元件的开合，还包
括用于向开关元件施加振动的振动机构。
12.进一步的，振动机构包括在测试平台底面的振动电机，振动电机的驱动轴上设有偏心轮。
13.进一步的，测试平台设置在控制箱顶部的开口处，测试平台底面设有支撑弹簧，控制箱内设有容纳支撑弹簧的定位柱，测试平台和控制箱之间还设有防尘布。
14.进一步的，还包括设置在按压机构上的按压检测机构，以确定按压部的运行状态。
15.进一步的，按压机构驱动按压部升降，按压检测机构检测按压部的位移。
16.进一步的，按压检测机构包括信号发射件，信号发射件设置在按压部或按压机构上，支架上设有用于接收信号发射件发射信号的信号接收件。
17.进一步的，信号发射件为磁铁，信号接收件为磁性开关，或者，按压检测机构包括位移传感器，位移传感器设置在按压部上。
18.进一步的，开关夹紧机构包括固定开关元件的夹具槽，夹具槽为夹具座上的凹槽，夹具座固定在测试平台上，夹具槽的宽度可调，以对不同宽度的开关元件进行固定。
19.进一步的，夹具槽内设有挡块和滑动块，驱动滑动块靠近挡块以将开关元件固定在挡块和滑动块之间。
20.进一步的，滑动块和挡块包括多组，滑动块和相邻组的挡块通过支撑件连接。
21.本实用新型的一种开关元件寿命测试装置具有以下优点：
22.首先，本实用新型所述的开关元件寿命测试方法，通过在寿命测试前，向开关元件施加振动，以使开关元件内部的异物移位，提高微动开关内部异常检测能力；通过磁性开关与磁铁联动，有效监控按压机构的工作状态，判定因按压机构异常出现微动开关异常的误判的情况，大大提升检测精度。
23.其次，本实用新型所述的开关元件寿命测试装置通过支撑件驱动滑动块靠近或远离挡块，实现不同型号的微动开关的寿命测试，测试装置的应用范围广。
24.最后，本实用新型所述的开关元件寿命测试装置通过采用螺杆，精确控制按压部的下压量，调节精度高，寿命测试的一致性好。
附图说明
25.图1为本实用新型开关元件寿命测试方法一个实施例的流程图；
26.图2为本实用新型微动开关寿命测试方法又一实施例的流程图；
27.图3为本实用新型开关元件寿命测试装置第一视角的立体图；
28.图4为本实用新型开关元件寿命测试装置第二视角的立体图；
29.图5为本实用新型按压机构的放大图；
30.图6为本实用新型按压机构的局部放大图；
31.图7为本实用新型螺杆传动的第一视角的立体图；
32.图8为本实用新型螺杆传动的第二视角的立体图；
33.图9为本实用新型振动机构的结构示意图；
34.图10为本实用新型振动机构安装在底座时的结构示意图；
35.图11为本实用新型微动开关触点电流-电压监控电路图；
36.图12为本实用新型微动开关内部信号采集时序图。
37.图中标号说明：1、开关夹紧机构；11、挡块；12、滑动块；13、支撑件；14、过线槽；2、压块；3、按压机构；31、滑块；32、螺杆；33、升降电机；34、滑槽；4、支架；5、按压检测机构；51、磁铁；6、接线端子排；7、测试平台；71、支撑弹簧；72、防尘布；8、振动机构；81、振动电机；82、偏心轮；9、控制箱；91、定位柱。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
40.图1示意性示出了本实用新型一个实施例的开关元件寿命测试方法的流程图。如图1所示，本实用新型实施例提出的开关元件寿命测试方法，开关元件可为微动开关、按钮开关等通过按动实现开关开合的开关元件，寿命测试方法主要包括以下步骤：
41.参数设定步骤：设定开关元件寿命测试的试验参数；
42.其中，试验参数包括按压机构3向开关元件施加的按压力、按压时间、按压次数以及按压频率(如：1次/2s)。试验参数与开关元件的型号有关，在试验前，在触摸屏上设定上述试验参数。
43.异物去除步骤：开启振动机构8，按照预设的振动参数向开关元件施加振动；
44.振动参数包括向开关元件施加的振幅和频率。
45.寿命测试步骤：开启按压机构3，按照预设的试验参数对开关元件进行重复的按压测试，当按压次数达到预设次数时，开关元件合格。
46.本实用新型实施例提供的开关元件寿命测试方法，在寿命测试步骤前，增加异物去除步骤，通过对开关元件施加一定振幅、一定频率的振动，以使开关元件内部的异物移位，实现开关元件内部异常准确检测，对内部结构动作慢、回弹慢等情况采用延时采集控制，提高微动开关内部异常检测能力。
47.在本实施例中，寿命测试方法还包括按压机构3监测步骤，通过按压检测机构5获取按压机构3的运行状态，以确定按压部是否按压到开关元件上，从而确定按压机构3的下压是否正确，以防止按压机构3未下压，造成开关元件未动作，出现误报的情况。
48.在通过按压检测机构5获取按压机构3的运行状态步骤中，通过获取按压部的下压量来获取按压机构3的运行状态，或者通过监测按压机构3的驱动电机的电参数以确定按压机构3是否正常下压。
49.当按压检测机构5获取到按压机构3的运行状态为异常时，开启报警装置，以提示用户设备异常；当按压检测机构5获取到按压机构3的运行状态为正常时，按压次数加1。
50.在本实施例中，延时采集开关元件导通时的电参数，电参数包括开关元件的通断信号、电流值和电压值等，将电参数不满足预设条件时，判定开关元件不合格，开启报警装
置以提示用户开关元件异常；当电参数满足预设条件时，重复对开关元件进行按压测试，直至按压次数达到预设次数，开关元件合格，测试完毕。
51.当开关元件导通后，延时15ms采集开关元件的电流值、电压值以及通断信号，当电流值、电压值与对应的预设值不一致时，判定开关元件不合格，当电流值、电压值与对应的预设值一致时，则判定开关元件合格，重复按压测试，直至测试结束。
52.本实用新型实施例提供的开关元件寿命测试方法，通过实时监测流过开关元件的电流值、电压值，实现对每个开关元件的运行情况实时监控、单独控制，出现故障报警停机，及时对其进行处理，防止在寿命试验过程中，用户无法及时发现开关元件异常，杜绝实验过程中不受控的情况发生。
53.图2示意性示出了本实用新型一个实施例的微动开关寿命测试方法的流程图，如图2所示，开关元件的寿命测试可参考以下步骤进行：
54.首先，固定待测微动开关，将连接微动开关的导线与接线端子排6连接，根据微动开关型号，在触摸屏上设定试验参数和振动参数；
55.其次，开启振动机构8，按照预设的振动参数向微动开关施加振动，当到达振动时间后，停止振动机构8；
56.再次，开启按压机构3，按照预设的试验参数重复按压微动开关，在按压过程中，通过按压检测机构5实时检测按压机构3是否正常下压，若下压异常，报警、停机，并提示用户处理；
57.若按压机构3的下压正常，系统延时15ms采集微动开关导通时的电流值和电压值，判断采集到的电流值、电压值及采集时间是否满足预设条件，若不满足预设条件，则判定开关元件不合格，报警、停机，并提示用户处理；若满足预设条件，则重复按压测试直至到达预设的按压次数，微动开关合格，测试完成。
58.图3示意性示出了本实用新型一个实施例的开关元件寿命测试装置第一视角的立体图。如图3所示，本实用新型实施例提出的开关元件寿命测试装置，包括测试平台7，测试平台7上相对的设置开关夹紧机构1和按压机构3，按压机构3设有按压部，微动开关固定在开关夹紧机构1内，按压机构3驱动按压部控制微动开关的开合。
59.在微动开关测试时，经常出现因微动开关内部异物而无法检出的问题，如图9所示，寿命测试装置还包括向微动开关施加振动的振动机构8，以使微动开关内部的异物移位。采用振动机构8对微动开关施加一定振幅、一定频率的振动，从而使微动开关内部的异物移位，提升微动开关寿命检测的可靠性。
60.在一个实施例中，如图9所示，振动机构8设置在测试平台7底面，振动机构8包括振动电机81，振动电机81固定在测试平台7底面，振动电机81的驱动轴上设有偏心轮82。
61.进一步的，如图10所示，测试平台7可升降的设置在控制箱9顶部的开口处，测试平台7上设有供支架4端部穿过的导向孔，支架4穿过导向孔固定在控制箱9内，测试平台7底面设有支撑弹簧71，控制箱9内设有容纳支撑弹簧71的定位柱91。
62.为了防止异物进入到控制箱9内，测试平台7四周和控制箱9的开口处还设有防尘布72。
63.在另一个实施例中，振动机构81设置在测试平台7表面，振动机构81为固定在测试平台7表面的伸缩杆，开关夹紧机构1与伸缩杆连接，开关夹紧机构1滑动的设置在测试平台
7上，控制伸缩杆的伸出或缩回，从而使开关夹紧机构1相对测试平台7移动，从而使微动开关内部的异物在惯性作用下偏移。
64.除此之外，振动机构81还可设置在开关夹紧机构1内部。对于振动机构81的设置位置及结构，本技术不做具体限定，只要能够对微动开关产生振动，并将微动开关内部的异物移位的振动机构81均适用。
65.在图3和图4中，按压机构3设置在开关夹紧机构1的上方，按压部为压块2，按压机构3驱动压块2升降，以控制微动开关的开合。
66.为了实现按压机构3驱动压块2升降的功能，按压机构3可选择线性平移驱动机构。如图5和图6所示，按压机构3包括沿竖直方向设置的升降件，升降件连接有传动件，传动件受驱动，带动升降件上下平移。
67.具体的，在一个实施例中，升降件为滑块31，传动件为螺杆32，滑块31旋紧在螺杆32上，螺杆32端部固定在升降电机33上。为了保证滑块31升降更平稳且滑块31不随螺杆32转动，滑块31滑动的设置在滑槽34内，测试平台7上设有门型支架4，滑槽34固定在支架4上。由于螺杆32的螺纹可以排列的较密，故通过螺杆32驱动滑块31升降，能够精确控制滑块31的下压量，从而方便调节按压部施加到微动开关的压力，有效解决现有气缸行程大，无法精确改变压力的技术问题。
68.作为按压机构3的另一个实施例，升降件为齿条，传动件为齿轮，齿轮与齿条啮合，齿轮固定在升降电机33的驱动轴上，齿条滑动的设置在滑轨上，滑轨固定在支架4上。开启升降电机33，齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而带动齿条上下平移，按压部闭合或开启微动开关。
69.为了精确控制按压部施加到微动开关的压力，升降电机33连接有控制器，控制器根据获取到的升降电机33的电参数，间接计算对微动开关施加压力的大小，通过控制施加到微动开关的压力，确保微动开关寿命检测的一致性。
70.除此之外，还可以在按压部内设置压力传感器，压力传感器与控制器电连接，通过检测压力传感器的压力值，以控制升降电机33的电参数，也可实现控制按压部施加到微动开关的压力的功能。
71.除了选用线性平移驱动机构，按压机构3还可采用转动机构实现对微动开关的按压操作，如按压机构3包括设置在转动连接在测试平台7上的摆臂，按压部设置在摆臂端部，摆臂通过三连杆或多连杆机构实现绕其转动轴的摆动。
72.为了防止在实际检测过程中出现按压机构3异常而系统判定微动开关正常的情况，寿命测试装置还包括设置在按压机构3上的按压检测机构5，以确定按压机构3的状态。通过设置按压检测机构5，有效防止因按压机构3异常导致微动开关未动作，系统误判的情况发生，提高寿命检测的准确度。
73.在实际使用过程中，按压机构3可能出现异常，导致按压部未按动微动开关，系统误报微动开关异常的问题，故，如图7和图8所示，按压检测机构5包括信号发射件和信号接收件，信号发射件设置在按压部或升降件上，信号接收件设置在支架4上。通过信号发射件发射信号，开启按压机构3后，按压部或升降件靠近微动开关，当信号接收件接收到上述信号后，表明按压机构3正常工作；若开启按压机构3后，信号接收件无法接收到上述信号，表明按压机构3工作异常，此时，若系统出现微动开关异常的提示后，能够判定为系统误报。
74.在一个实施例中，信号发射件为磁铁51，信号接收件为磁性开关。通过磁性开关与磁体的联动，若升降件未下降，则磁性开关与磁铁51无法感应，磁性开关不工作。
75.在另一个实施例中，信号发射件为光发射器，信号接收件为光接收器。光发射器可为红外光发射器、可见光发射器等。光发射器发出的光线具有指向性，光发射器与光接收器对准时，光线才可被光接收器捕获，方可判定按压机构3正常工作。
76.另外，按压检测机构5还可采用距离传感器、检测升降电机33的电参数的方式进行检测，以判断按压部是否按压微动开关。
77.为了实现不同型号的微动开关均可采用寿命检测装置进行测试，需要开关夹紧机构1具有通用性，如图5-图6所示，开关夹紧机构1包括设置在测试平台7上的夹具槽，夹具槽由四片侧壁围成的长条形槽体，夹具槽内设有挡块11和滑动块12，驱动滑动块12靠近挡块11以将微动开关固定在挡块11和滑动块12之间。通过设置滑动块12和挡块11，实现两者之间的距离连续可调，从而适用于不同型号的微动开关的固定，通用性强。
78.为了使寿命测试装置能够同时对多个微动开关进行测试，夹具槽内设置多个检测位，即，挡块11和滑动块12包括多组，多组挡块11和滑动块12沿夹具槽的长边方向设置，滑动块12和相邻组的挡块11通过支撑件13连接，位于端部的挡块11为夹具槽的侧壁。通过支撑件13驱动滑动块12靠近或远离挡块11，从而实现对微动开关的夹紧。检测位的数量根据实际使用情况而定，本技术中不做具体限定。
79.如图6所示，支撑件13为弹簧，弹簧包括多根，多根弹簧使滑动块12的移动更平稳。支撑件13还可为微型气缸。
80.夹具槽顶部和底部的开口处分别设置限位条，以使滑动块12的移动更平稳，夹具槽底部内部还设有用于支撑微动开关的凸台，以防微动开关从夹具槽内跌落，滑动块12上设有把手，便于使用者握住把手以拖动滑动块12，拆装微动开关。
81.微动开关在测试过程中，由于内部长期通电导致触点碳化，现有技术中无法检出该类缺陷，如图4所示，在测试平台7上还设有接线端子排6，微动开关通过导线与接线端子排6电连接，夹具槽上设有供导线穿过的过线槽14，接线端子排6与控制器电连接。图11为微动开关触点电流-电压监控的电路图，控制器通过接线端子排6获取微动开关在导通期间输出的电参数，对比分析后，达到实时监控处点状态的目的，以筛选出因触点碳化而不符合标准的微动开关。
82.通过控制器采集电流、电压的实际值与设定的电流电压进行对比分析，当采集的实际数据与设定值不一致时，判定为异常(ng)；只有当采集的实际数据与设定值一致时才判定为ok。通过采集同时流过触点的电流、电压对比分析，从而判断微动压力内部结构及触点是否出现异常。
83.图12为微动开关内部信号采集时序图，如图12所示，控制器根据获取到的微动开关在测试期间的电参数曲线，能够检出微动开关内部长期机械按压导致的结构异常的问题，通过测算触点间接接触时间与回调时间来实现实时监控。
84.因微动开关正常机械动作时间需要10ms才能完全吸合，故延时15ms后开始采集信号，若在该时段采集信号异常，则判定为故障(ng)。
85.寿命测试装置还包括设置在控制箱9上的触摸屏，触摸屏与控制器电连接，在触摸屏上选择微动开关的型号，输入实验参数，实验参数包括施加压力、电流值、电压值、按压时
间、按压次数、按压频率(例1次/2s)、振动时间及振动频率等。
86.使用时，首先固定待测微动开关，拖动滑动块12使其远离挡块11，然后将待测试的微动开关在挡块11和滑动块12之间的凸台上，松开并移动滑动块12直到将微动开关压紧，微动开关在支撑件13的作用下被压紧，相同的步骤夹紧其余微动开关，可进行十组试验。微动开关安装固定完成后，将各个微动开关的导线从夹具槽的过线槽14处牵出并固定在接线端子排6上。然后，在触摸屏上选择微动开关型号，输入施加压力、电流值、电压值、按压时间、按压次数、按压频率(如1次/2s)、振动时间及振动频率，试验参数设置完成后，设备运行。振动电机81开始运转，偏心轮82也随着振动电机81旋转，在偏心轮82的偏心旋转作用下产生振动，该振动从测试平台7传递至夹具槽，夹具槽内的微动开关也随着振动，当达到设定振动时间后，振动电机81停止运行，振动停止。升降电机33开始运转，螺杆32受驱动而转动，螺杆32与滑块31螺纹配合，螺杆32旋转驱动滑块31在滑槽34内向下滑动，当下滑到一定距离时，安装在滑块31上的磁铁51与磁性开关感应，系统记录感应信号。滑块31持续向下移动，直至压块2的底面与微动开关按钮逐渐接触，下压阻力逐渐增大直达达到设定压力，升降电机33将压力反馈至控制器，控制器控制升降电机33停止运行；当达到设定下压时间，控制器控制升降电机33反转，滑块31在螺杆32的作用下在滑槽34内向上滑动，完成一次按压，相同的动作，直至完成设定次数的按压。
87.该开关元件寿命测试装置通过磁性开关与磁铁51联动，有效监控按压机构3的工作状态，判定因按压机构3异常出现微动开关异常的误判的情况，大大提升检测精度；通过支撑件13驱动滑动块12靠近或远离挡块11，实现不同型号的微动开关的寿命测试，测试装置的应用范围广；通过采用螺杆32，精确控制按压部的下压量，调节精度高，寿命测试的一致性好。
88.本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
89.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。