专利名称：一种轨迹球测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明专利涉及一种手机设计过程中，用于验证轨迹球的使用寿命的检测装置和 方法。
背景技术：
轨迹球最早在电脑鼠标中被应用，个头比较大，随着轨迹球体积设计逐渐变小，一 些笔记本电脑，上网本，手持游戏机都开始使用。目前，新型的手机设计上已经采用轨迹球 的结构设计。对于带有轨迹球的手机等个人手持设备，在日常使用中，轨迹球将是被用户使用 的最为频繁的一个部件。为了验证选用的轨迹球能否满足设计的寿命指标，避免选用了质 量不好的轨迹球，将造成大量的返修成本。为此，需要对轨迹球进行使用寿命试验以确保其
可靠性。国内目前没有轨迹球的寿命实验设备。过去客户主要依赖供应商的品质保证，所 以一般都采用进口器件，比如松下轨迹球，成本比较高。随着手机竞争加剧，降成本需要考 虑国产轨迹球，有的厂家尝试依靠一个小马达带动的橡胶磨轮与轨迹球表面进行接触，带 动轨迹球进行滚动，对于实际的转速与对轨迹球的压力都无法精确的把握，从而导致测试 结果的差异性很大。
发明内容
本发明的目的是解决目前缺乏微型轨迹球寿命专用自动测试工具和方法的现状， 提供一种轨迹球寿命测试装置和方法，模拟实际的操作场景，按照要求的压力，规定的转速 和点击速度完成寿命测试，提高测试的精度，增强测试的准确性。本发明的内容包括测试装置和测试方法两个部分—种轨迹球专用的自动测试装置。本设备具有测试压力设定，测试速度设定以及 灵活的工位调节功能，适用于各种尺寸的轨迹球设备。本设备包括一个台体，用于固定样品的四个升降式工位，两个用于测试轨迹球滚 动寿命滚动测试头，两个用于测试按压寿命的按压测试头，两个调速电机，两个测试头支 座，一个压力计，一个转速计和两个计时器。所述升降式工位固定在台体上面，工位上的夹具可以调节用了固定测试样品；升 降台具有高度标尺，用于精确定位。所述滚动和按压测试头分别固定在滚动和按压测试工位上方，通过转轴和支座固 定在台体上。所述两个调速电机分别固定在两个支座上，具有转速和转向调整装置，通过同步 轮系统分别为两种测试头提供动力。所述滚动测试头为不同规格的滚轮，固定在转轴上，通过与轨迹球的接触摩擦力 带动轨迹球在一定压力下滚动，转轴通过同步轮系统由电机带动。
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所述按压测试头由一个带有弹簧装置的笔形压头和一个凸轮组成。压头固定在支 座上，内部的弹簧一端固定在压头底部，一端固定在压头活动杆上端；凸轮固定在转轴上， 凸轮转动按压活动杆下移，在最低位置依靠弹簧的弹力弹起活动杆，模拟对轨迹球的按压 动作，压力的大小可以通过调整活动杆对轨迹球的下压位移来确定。所述压力计为一个单独的第三方仪表，可以放置在工作台上，测量工作压力，作为 测试中压力参数调整的依据。所述转速计为一个单独的第三方仪表，用于测量测试头的转速，作为电机转速的 调整依据。所述计时器分别控制两个电机的运转，并触发报警信号。一种轨迹球滚动和按压寿命测试的方法。本发明的测试方法步骤如下对于轨迹球滚动寿命测试步骤1，跟据样品的规格选择合适规格的滚轮；步骤2，调整电机的转速，并使用转速计监测滚轮的转速，直到达到规定的转速V;步骤3，根据公式T = C/[V*(R1/R2)]计算所需要的测试时间T，其中C代表测试 要求次数，V为规定的转速，Rl和R2分别代表滚轮和被测轨迹球样品的直径；步骤4，将压力计固定在工作台上，调整工作台的高度，使得滚轮对样品的压力达 到测试要求；步骤5，将样品固定到工作台上，并调整到步骤4确定的测试位置；步骤6，将滚动寿命计时器的时间设定为T并启动设备开始测试；步骤7，到达预定计时时间T后，设备自动停止，测试完成。对于轨迹球按压寿命测试步骤1，调整电机的转速，并使用转速计监测凸轮的转速，直到达到规定的转速V ；步骤2，根据公式T = C/V计算测试所需时间，其中T表示测试所需时间，C为测试 要求次数，V为转速；步骤3，将压力计放在工作台上，跟据测试要求，调整工作台的高度，使得压头活动 杆在最低点产生需要的压力，记录下工作台测试点的位置；步骤4，将样品固定到工作台上，并调整到步骤3确定的测试位置；步骤6，将按压寿命计时器的时间设定为T并启动设备开始测试；步骤7，到达预定计时时间T后，设备自动停止，测试完成。本发明所解决的技术问题和有益成果本发明针对目前缺乏针对手机等数码设备的轨迹球寿命专用测试装置的情况，设 计了同时在一台设备上完全模拟轨迹球滚动和按压操作行为的测试装置，提高了寿命测试 的自动化程度和准确性，利于设计出高可靠性的产品。本发明的测试装置，未采用复杂昂贵的自动化控制器件，仅使用常规的电机，继电 器等，就可以比较方便的调整测试的压力，速度等关键测试参数，自动完成轨迹球的寿命测 试，成本低廉，使用方便。通过更换测试头，可以对各种形状规格的样品进行测试，适用性 广，测试效率高。
图1为本发明装置的正视图；图2为本发明装置的侧视图；图3为本发明装置的俯视图；图4为本发明装置的按压测试头的示意图。附图中的标记为101-台体；102 105-升降式工作台；106 107-滚动测试头；108 109-按压测试 头；；IKTlll-电机调速器；112 113-电机转向调整开关；114 115-计时器；116 117-支 座；20广202-调速电机；301-同步轮系统；401-凸轮；402-弹簧；403-活动杆。
具体实施例方式如图1所示，为本发明的测试装置的一个实施方式，图2，图3分别为其俯视图和侧 视图。本发明的装置包括台体(101)、升降式工作台(102 105)、滚动测试头(106 107)、 按压测试头(108 109)、调速电机(201，202)、电机调速器(110，112)、电机转向调整开关 (112，113)，动力传输通过同步轮系统(301)进行。由调速电机驱动同步轮系统，将动力分 别传送到滚动和按压测试转轴，带的测试头执行测试动作。其中按压头结构示意图如图4，包括凸轮(401)、弹簧(402)、活动杆(403)。测试 转轴带的凸轮转动，凸轮每转一周下压活动杆一次，然后在弹簧的弹力下提起活动杆，完成 一次按压测试动作。下面对本发明的测试装置下进行轨迹球的滚动和按压寿命的测试方法分别进行 详述。进行滚动寿命测试时，首先确定测试需要的条件参数，包括所用滚轮的直径Rl和 待测轨迹球的直径R2，要求的测试线速度V，要求的测试次数C和测试压力P，根据公式R = V/(2PjiR1)计算出电机的转速札根据1 = (/[￥*0 1/1 2)]计算所需要的测试时间T ；然后 按照以下步骤测试步骤1，将选择的滚动测试头安装在测试转轴上；步骤2，调整电机的转速，并使用转速计监测滚轮的转速，直到达到规定的转速R ；步骤3，将压力计固定在工作台上，调整工作台的高度，使得滚轮对压力计滚动时 的压力达到P，记录下工作台测试面的位置；步骤4，把待测样品固定到工作台上，并调整到步骤4确定的测试位置；步骤5，如果要同时测试两台样品，采用步骤3和4同样的方法调整压力和位置；步骤5，将滚动寿命计时器的时间设定为T，通过转向开关112选择合适的电机转 向，启动调速电机110 ；步骤6，电机驱动同步轮转动，同步轮同时带动两个滚动测试转轴转动，滚轮在转 轴的带动下通过摩擦力带的轨迹球转动；步骤7，到达预定计时时间T后，计时器自动发出信号，设备自动停止，测试完成。进行按压寿命测试时，同样首先确定测试需要的条件参数，包括要求的测试次数 C，测试频度R(即电机的转速)和测试压力P，根据公式T = C/R计算所需要的测试时间T， 然后按照以下步骤测试
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步骤1，调整电机111的转速，并使用转速计监测凸轮的转速，直到达到规定的转 速R;步骤2，将压力计固定在工作台上，跟据测试要求，调整工作台的高度，使得压头活 动杆在最低点产生的压力为P，记录下工作台测试点的位置；步骤3，将样品固定到工作台上，并调整到步骤3确定的测试位置；步骤5，如果要同时测试两台样品，采用步骤2和3同样的方法调整压力和位置；步骤6，将按压寿命计时器的时间设定为T，通过转向开关113选择合适的转向，启 动调速电机111 ；步骤7，电机驱动同步轮转动，同步轮同时带动两个按压测试转轴转动，凸轮在转 轴的带动下，每转动一周，下压活动杆到调整的位置产生对轨迹球产生设定的压力，然后在 弹簧的恢复弹力作用下抬起活动杆，完成一次完整的按压动作；步骤7，到达预定计时时间T后，计时器自动发出信号，设备自动停止，测试完成。以上两种测试可用同时进行，互不干扰。通过上述实施例，可以清楚地了解本发明的技术方案。但是以上所述仅是本发明 的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上， 然而并非用以限定本发明，任何熟知本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱 离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。本发明的保护范围应以权利要求书的 记载为准。
权利要求
一种轨迹球滚动寿命及按压寿命的自动测试装置，其特征在于该装置包括一个台体，两个滚动寿命测试工位，两个按压寿命测试工位。其中台体用来固定测试工位，安装各种控制开关，提供操作设置界面，控制测试装置的运行；滚动寿命测试工位用于轨迹球的滚动寿命测试，每个测试工位具有一个测试转轴，一个滚动测试头和一个工作台组成，由同一个电机带动两个测试转轴，分别驱动两个测试头进行滚动测试；按压寿命测试工位用于轨迹球的按压寿命测试，每个测试工位具有一个测试转轴，一个按压测试头和一个工作台组成，由同一个电机带动两个测试转轴，分别驱动两个测试头进行按压测试。
2.根据权利要求1所述的台体，其特征在于放置在固定在台体上。台体一侧为轨迹 球滚动寿命测试装置，可同时测试两个样品；台体另一侧为轨迹球按压寿命测试装置，可同 时测试两个样品。
3.根据权利要求1所述的滚动测试工位，其特征在于滚动测试头是可以根据需要更换的滚轮，滚轮固定在转轴上，转轴由电机驱动，转轴带 动滚轮转动，滚轮通过摩擦力带动轨迹球转动完成滚动测试动作；工作台是可升降调节的，样品固定在工作台上，通过调节工作台的高度，调节滚动测试 头对轨迹球的压力，使得轨迹球在规定的压力下滚动。
4.根据权利要求1所述的按压测试工位，其特征在于按压测试头由一个凸轮和一个套有弹簧的活动杆压头组成，凸轮固定在测试转轴上， 电机驱动转轴转动，转轴带的凸轮转动，当凸轮的凸出部位滚动到最低点时，将套有弹簧的 活动杆压头压下，当凸轮的凸出部位不在最低点时，弹簧将活动杆压头弹起，每转动一周对 测试中的轨迹球完成一次按压动作；工作台是可升降调节的，样品固定在工作台上，通过调整工作台的高度，调节按压测试 头在凸轮的凸出部位滚动到最低点时对轨迹球的压力，使得轨迹球在规定的压力下接受按 压。
5.根据权利要求1所述的测试装置的一种轨迹球滚动和按压寿命的测试方法，其特征 在于该方法包括如下步骤进行滚动寿命测试时，步骤1，确定测试需要的条件参数，条件参数包括滚轮测试头的直径Rl和轨迹球的直 径R2，要求的测试线速度V，测试次数C和测试压力P，根据公式R = V/ (2P π Rl)计算出电 机的转速R，根据T = C/[V*(R1/R2)]计算所需要的测试时间T ；步骤2，选择合适的测试头滚轮，调整电机的转速，并使用转速计监测滚轮的转速，直到 达到规定的转速R ；步骤3，将压力计固定在工作台上，调整工作台的高度，使得滚轮对压力计滚动时的压 力达到P，记录下工作台测试面的位置；步骤4，把待测样品固定到工作台上，并调整到步骤4确定的测试位置；步骤6，将滚动寿命计时器的时间设定为T，通过转向开关选择合适的电机转向，启动 调速电机；步骤7，电机驱动同步轮转动，带动两个滚动测试转轴转动，滚轮压头在转轴的带动下 通过摩擦力带动轨迹球转动；步骤8，到达预定计时时间后，计时器自动发出信号，设备自动停止，测试完成。 进行按压寿命测试时，步骤1，确定测试需要的条件参数，包括要求的测试次数C，测试频度R (即电机的转速) 和测试压力P，根据公式T = C/R计算所需要的测试时间T ；步骤2，调整电机的转速，并使用转速计监测凸轮的转速，直到达到规定的转速； 步骤3，将压力计固定在工作台上，跟据测试要求，调整工作台的高度，使得压头活动杆 在最低点产生规定的压力，记录下工作台测试点的位置；步骤4，将样品固定到工作台上，并调整到步骤3确定的测试位置； 步骤5，将按压寿命计时器的时间设定为T，启动调速电机；步骤7，电机驱动同步轮转动，同步轮同时带动两个按压测试转轴转动，凸轮在转轴的 带动下，每转动一周，完成一次完整的按压动作；步骤8，到达预定计时时间T后，计时器自动发出信号，设备自动停止，测试完成。
6.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于滚动测试和按压测试的压力调整都是通过调整工作台的高度，调整测试接触面的压力 达到，其压力指标是通过第三方的压力计测量得出。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于滚动测试和按压测试的转速调整都是通过调整调速电机的转速实现的，其转速是通过 第三方的压力计测量得出。
8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于滚动测试的测试速度和按压测试的测试次数，都是通过公式换算成测试时间进行控制的。
全文摘要
本发明公开了一种全自动的手机轨迹球寿命测试装置。其特征在于该装置包括一个台体，两个滚动寿命测试工位，两个按压寿命测试工位，滚动和按压测试可以独立进行，测试的速度和压力可以按测试要求调整。还公开了一种轨迹球的滚动和按压寿命测试方法，依次有以下步骤计算需要设定的参数，根据计算的参数调整测试装置的设置，启动装置自动完成规定动作的测试，测试完成自动停止。本发明可以比较方便的完成轨迹球的寿命自动测试，解决了目前没有相关专用测试装置的问题，有利于提高使用轨迹球的相关产品的设计和生产质量。
文档编号G01M13/00GK101968400SQ201010120638
公开日2011年2月9日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者王芸, 蒋炯, 贾虎 申请人:慧源检测技术(上海)有限公司