【摘 要】文章介紹了為滿(mǎn)足鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)的需要而研制的一種新型試驗(yàn)用壽命機(jī)，該壽命機(jī)把力學(xué)原理和電子計(jì)數(shù)理論相結(jié)合，使用電力作為驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)偏心輪的旋轉(zhuǎn)，把定滑輪向下運(yùn)動(dòng)的次數(shù)用計(jì)數(shù)器表現(xiàn)出來(lái)。該壽命機(jī)能承載100萬(wàn)次以上的機(jī)械壽命，如實(shí)的反映鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的技術(shù)水平；即使按壓100萬(wàn)次以上，也不會(huì)因?yàn)闄C(jī)器疲勞，出現(xiàn)按鍵受力不均勻而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損壞的現(xiàn)象。影響試驗(yàn)的正常進(jìn)行；研制目的是提供一種試驗(yàn)裝置，模擬手指按壓鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的操作狀態(tài)，能如實(shí)測(cè)試開(kāi)關(guān)真實(shí)壽命，進(jìn)而測(cè)試出鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)真正的技術(shù)指標(biāo)，為鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的技術(shù)提升開(kāi)拓空間。

【關(guān)鍵詞】壽命機(jī)；模擬；測(cè)試；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)： TH114 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（c）0000-00

1、引言

鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)在電子通訊領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，大到電腦，小到手機(jī)。都離不開(kāi)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)。鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)在整機(jī)中的作用：通過(guò)指尖的觸摸，觸動(dòng)鍵罩按下和彈起，使開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接通和斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的通斷，從而達(dá)到信號(hào)的傳輸和控制作用。鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品不僅大量應(yīng)用于交通、通信、網(wǎng)絡(luò)、IT、醫(yī)療、石油等民用領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于航空、航天、國(guó)防等軍用系統(tǒng)中。這就要求鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品要經(jīng)久耐用，進(jìn)而對(duì)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的機(jī)械壽命提出了高的要求。現(xiàn)在的鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的壽命已經(jīng)達(dá)到了數(shù)十萬(wàn)次，更高的甚至達(dá)到了上百萬(wàn)次。如何通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的機(jī)械壽命就提到了議事日程。

2、機(jī)械壽命機(jī)的研制目的

傳統(tǒng)的機(jī)械壽命機(jī)通常能維持1萬(wàn)次以下的壽命試驗(yàn)，5萬(wàn)次已經(jīng)達(dá)到極限，超過(guò)10萬(wàn)次就出現(xiàn)機(jī)器疲勞，受力不均勻，從而使開(kāi)關(guān)出現(xiàn)損壞。不能正確體現(xiàn)開(kāi)關(guān)真實(shí)壽命，進(jìn)而影響鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。該壽命機(jī)把力學(xué)原理和電子計(jì)數(shù)理論相結(jié)合，使用電力作為驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)偏心輪的旋轉(zhuǎn)，把定滑輪向下運(yùn)動(dòng)的次數(shù)用計(jì)數(shù)器表現(xiàn)出來(lái)。該壽命機(jī)能承載100萬(wàn)次以上的機(jī)械壽命，如實(shí)的反映鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的技術(shù)水平；即使按壓100萬(wàn)次以上，也不會(huì)因?yàn)闄C(jī)器疲勞，出現(xiàn)按鍵受力不均勻而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損壞的現(xiàn)象，從而使開(kāi)關(guān)出現(xiàn)損壞。影響試驗(yàn)的正常進(jìn)行；研制目的是提供一種試驗(yàn)裝置，模擬手指按壓鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的操作狀態(tài)，能如實(shí)測(cè)試開(kāi)關(guān)真實(shí)壽命，進(jìn)而測(cè)試出鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)真正的技術(shù)指標(biāo)，為鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的技術(shù)提升開(kāi)拓空間。

3、設(shè)計(jì)依據(jù)、工作原理

以鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)機(jī)械壽命要求100萬(wàn)次為例，根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)注試驗(yàn)方法的規(guī)定，壽命試驗(yàn)要求開(kāi)關(guān)試驗(yàn)頻率為30次/分鐘，設(shè)計(jì)一臺(tái)有調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)偏心輪，偏心輪拉動(dòng)尼龍繩另一端與一固定的定滑輪連接，該定滑輪繼續(xù)連接一個(gè)定滑輪組，該定滑輪組的數(shù)量根據(jù)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的按鍵數(shù)量而定，根據(jù)試驗(yàn)要求，一般規(guī)定為總按鍵數(shù)的30%（不足3個(gè)的按3個(gè)，低于三個(gè)的全部進(jìn)行試驗(yàn)），定滑輪下均與可調(diào)重量砝碼相連接，用可調(diào)重量砝碼式觸頭垂直按壓鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)中相應(yīng)的按鍵，觸頭均采用尼龍材料，并將其設(shè)計(jì)成球面形狀，這樣設(shè)計(jì)的好處是，鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)內(nèi)部為很薄的不銹鋼帶沖制引鼓內(nèi)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(huì)增加按鍵中簧片的額外按壓力，給簧片帶來(lái)人為損傷；將其設(shè)計(jì)成球面形狀，可使觸頭與鍵盤(pán)平面更可靠接觸。提高鍵盤(pán)接通的靈敏性。同時(shí)根據(jù)按力要求調(diào)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(zhuǎn)換為觸頭向下的位移，即d=d1-d2（具體位置如圖1所示）。調(diào)節(jié)尼龍繩的長(zhǎng)度，控制砝碼向下的位移，使觸頭挨到鍵盤(pán)的按鍵上，剛好使簧片變形，在調(diào)速電機(jī)的控制下，觸頭立即抬起，機(jī)械計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，如此一次操作完成；同時(shí)，因?yàn)榛善l(fā)生形變，鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)由斷變通。連接在鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)電路上的電子計(jì)數(shù)器也計(jì)數(shù)一次。如此反復(fù)，直到開(kāi)關(guān)中的簧片失效。電子技術(shù)器立即停止計(jì)數(shù)。砝碼式觸頭上下往返受調(diào)速電機(jī)控制。并用機(jī)械和電子計(jì)數(shù)器同時(shí)記下開(kāi)關(guān)通斷的次數(shù)。從而完成對(duì)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)壽命的測(cè)繪和計(jì)量。

4、結(jié)論

采用如此原理自制的壽命試驗(yàn)機(jī)，使用電力作為驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)偏心輪的旋轉(zhuǎn)，把定滑輪向下運(yùn)動(dòng)的次數(shù)用計(jì)數(shù)器表現(xiàn)出來(lái)。實(shí)現(xiàn)了模擬手指按壓鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的理想試驗(yàn)狀態(tài)。即使按壓100萬(wàn)次以上，也不會(huì)因?yàn)闄C(jī)器疲勞，出現(xiàn)按鍵受力不均勻而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損壞的現(xiàn)象。影響試驗(yàn)的正常進(jìn)行；為此類(lèi)鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的機(jī)械壽命試驗(yàn)提供了一個(gè)新思路，拓展了一條新的路徑。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證非常理想。如實(shí)測(cè)試出了鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)真實(shí)的機(jī)械壽命，提升了鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)的整體試驗(yàn)水平，為鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)技術(shù)水平的提升開(kāi)拓了空間，更好地為信息工業(yè)的發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第6版），機(jī)械工業(yè)出版社，2011年

2、金屬材料手冊(cè)，電子工業(yè)出版社，2012年

3、機(jī)電傳遞控制，華中科技大學(xué)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(yáng)

研究方向：電子、自動(dòng)化方向 學(xué)歷：本科 職稱(chēng)：副教授