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技术领域

本实用新型涉及检测领域，具体地，涉及一种用于检测开关的设备。

背景技术

开关，是指可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的电子元 件，在各种不同的设备中随处可见。例如，汽车中使用的扳柄类开关、按压 类开关、旋拧类开关、等等。

对于开关，除了可靠性、耐久性、轻量化等方面的贡献外，舒适的操作 感觉(手感)也越来越被人们重视。目前，通常通过力感应装置检测开关操 作机构在运动过程中力与位移的相对关系来为操作感性能的定性提供检测 依据。

但是，仅通过力感应装置检测开关操作机构在运动过程中力与位移的相 对关系并不能科学地为操作感性能的定性提供检测依据，这使得开关设计成 为工程中较难解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测开关的设备，以更好地为操作感 性能的定性提供检测依据。

本实用新型提供的一种用于检测开关的设备包括：工控机、与所述工控 机连接的显示器、力传感器以及电源。其中，所述工控机，被配置为接收作 用在被测开关上的所述力传感器的操作力信号，以及，采集所述被测开关在 所述操作力信号的作用下对应的运动路线的物理信号，以及，采集所述被测 开关在所述操作力信号的作用下对应的电压降，将所述操作力信号与对应运 动路线的物理信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之 间的关系曲线输出到所述显示器进行显示。

可选地，所述工控机采集的所述被测开关在所述操作力信号的作用下对 应的运动路线的物理信号包括位移信号和/或角度信号。

可选地，所述设备还包括：与所述工控机连接的角度传感器。其中，所 述工控机被配置为通过接收作用在所述被测开关上的所述角度传感器的角 度信号来采集所述被测开关在所述操作力信号的作用下对应的运动路线的 角度。

可选地，所述设备还包括：夹具，所述夹具，用于固定所述被测开关。

可选地，所述工控机被配置为将所述操作力信号与对应运动路线的物理 信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之间的关系曲线 导入到开关设计模型中，将所述开关设计模型输出到所述显示器进行显示。

可选地，所述工控机还被配置为接收对所述开关设计模型的编辑指令， 对显示在所述显示器上的开关设计模型执行所述编辑指令。

可选地，所述工控机还被配置为根据所述操作力信号与对应运动路线的 物理信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之间的关系 曲线，查找出电压降达到最小时对应的操作力与位移的交点，将该交点作为 最佳设计点输出到所述显示器进行显示。

通过上述技术方案，由于本实用新型提供的用于检测开关的设备包括工 控机、与所述工控机连接的显示器、力传感器以及电源，从而工控机可以接 收作用在被测开关上的所述力传感器的操作力信号，以及，采集所述被测开 关在所述操作力信号的作用下对应的运动路线的物理信号，以及，采集被测 开关在所述操作力信号的作用下对应的电压降，将所述操作力信号与对应运 动路线的物理信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之 间的关系曲线输出到所述显示器进行显示，因此，记录了开关在运动过程中 操作力与运动路线以及操作力与电压降的同步关系，为开关的操作感性能的 定性提供了科学的检测依据。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细 说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用 新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一实施例提供的一种用于检测开关的设备结构示意 图。

图2A是本实用新型一实施例提供的关系曲线示意图之一。

图2B是本实用新型一实施例提供的关系曲线示意图之二。

图3是本实用新型另一实施例提供的一种用于检测开关的设备结构示意 图。

图4是本实用新型又一实施例提供的一种用于检测开关的设备结构示意 图。

图5是本实用新型一实施例提供的按键类开关结构示意图。

图6是本实用新型又一实施例提供的一种用于检测开关的设备结构示意 图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的 是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限 制本实用新型。

例如，参见图1，为本实用新型一实施例提供的一种用于检测开关的设 备结构示意图。如图1所示，所述用于检测开关的设备可以包括：工控机110、 与所述工控机110连接的显示器120、力传感器130以及电源140。

其中，该所述工控机110，可以被配置为接收作用在被测开关上的所述 力传感器130的操作力信号，以及，采集所述被测开关在所述操作力信号的 作用下对应的运动路线的物理信号，以及，采集所述被测开关在所述操作力 信号的作用下对应的电压降，将所述操作力信号与对应运动路线的物理信号 之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之间的关系曲线输出 到所述显示器130进行显示。

其中，所述工控机110采集的所述被测开关在所述操作力信号的作用下 对应的运动路线的物理信号可以包括位移信号和/或角度信号。

其中，所述操作力可以为至少能够刺激到橡胶开关的隔膜的力度。

其中，所述电压降是指被测开关在导通并带最大负载的过程中测出的触 点两端的电压值。

例如，在所述显示130显示的所述操作力信号与对应运动路线的物理信 号之间的关系曲线可以如图2A所示，所述操作力信号与对应电压降之间的 关系曲线可以如图2B所示。

可以理解的是，其中，所述电源140可以给该用于检测开关的设备的用 电器供电和提供负载。其中，所述电源140可以为可调电源。所述工控机110 可以通过运行相应的软件来实现相应的功能，在此不再赘述。

通过本实用新型实施例提供的上述技术方案，由于本实用新型提供的用 于检测开关的设备包括工控机、与所述工控机连接的显示器、力传感器以及 电源，从而工控机可以接收作用在被测开关上的所述力传感器的操作力信 号，以及，采集所述被测开关在所述操作力信号的作用下对应的运动路线的 物理信号，以及，采集被测开关在所述操作力信号的作用下对应的电压降， 将所述操作力信号与对应运动路线的物理信号之间的关系曲线、以及、所述 操作力信号与对应电压降之间的关系曲线输出到所述显示器进行显示，因 此，记录了开关在运动过程中操作力与运动路线以及操作力与电压降的同步 关系，为开关的操作感性能的定性提供了科学的检测依据。

例如，参见图3，为本实用新型另一实施例提供的一种用于检测开关的 设备结构示意图。如图3所示，所述用于检测开关的设备还可以包括：与所 述工控机110连接的角度传感器150。其中，所述工控机110可以被配置为 通过接收作用在所述被测开关上的所述角度传感器150的角度信号来采集所 述被测开关在所述操作力信号的作用下对应的运动路线的角度。

一种可能的实施方式中，所述力传感器130与所述角度传感器150可以 与被测开关的运动机构连接，从而在施加在被测开关上的操作力的作用下， 使得所述力传感器130与所述角度传感器150作用于所述被测开关，并能够 采集操作力信号，以及，所述被测开关在所述操作力信号的作用下对应的运 动路线的位移和角度。

例如，参见图4，为本实用新型又一实施例提供的一种用于检测开关的 设备结构示意图。如图4所示，所述用于检测开关的设备还可以包括：夹具 160。所述夹具160，可以用于固定所述被测开关。一种可能的实施方式中， 如图4所示，所述夹具160可以为万能夹具。万能夹具160可以固定在该设 备的操作台101上便于夹紧被测开关的位置。其中，万能夹具160可以方便 的转换方向，便于检测被测开关的不同运动机构。外部施加的操作力使与运 动机构连接的力传感器或角度传感器作用在被测开关上，并采集被测开关运 动曲线的物理信号，并传输给工控机。

一种可能的实施方式中，所述工控机110还可以被配置为将所述操作力 信号与对应运动路线的物理信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与 对应电压降之间的关系曲线导入到开关设计模型中，将所述开关设计模型输 出到所述显示器120进行显示。

一种可能的实施方式中，所述工控机110还可以被配置为接收对所述开 关设计模型的编辑指令，对显示在所述显示器120上的开关设计模型执行所 述编辑指令。例如，该编辑指令可以包括改变开关的各种设计参数等指令。

可以理解的是，开关的功能实现是当操作者对开关的运动机构(例如， 扳手、旋钮、按键等)施加操作力时，运动机构带动触点运动实现导通。如 图5所示按键类开关结构示意图，当按键510受操作力作用按下时，力传递 机构520驱动动触点530向静触点540方向移动，当动触点530与静触点540 达到触点接触压力时，开关接通。因此，实现可靠导通的基本要素包括：外 部施加的操作力，动静触点，触点接触压力。其中，触点接触压力是指开关 接通时，触点保持接通状态的压力。外部施加的操作力驱使动触点按照设定 的曲面运动，同时动触点与静触点保持一定的压力(即触点接触压力)以保 证开关可靠接通和断开。触点接触压力的大小与接触电阻成反比关系，即， 当触点接触压力越大时接触电阻越小，导通越可靠，相反当触点接触压力越 小时，接触电阻越大，接触不可靠。另外，触点接触压力越大，触点间的机 械磨损越大，施加的操作力越大(即手感越重)。由于电压降是开关在导通 并带最大负载的过程中测出的触点两端的电压值。因此，电压降达到最小时 对应的操作力与位移的交点可以作为开关的最佳设计点。一种可能的实施方 式中，所述工控机110还可以被配置为根据所述操作力信号与对应运动路线 的物理信号之间的关系曲线、以及、所述操作力信号与对应电压降之间的关 系曲线，查找出电压降达到最小时对应的操作力与位移的交点，将该交点作 为最佳设计点输出到所述显示器进行显示。

需要说明的是，本实用新型提供的用于检测开关的设备可以用于检测横 向拨动类开关、纵向抬动类开关、旋拧类开关等任意类型的开关。

例如，当用于检测横向拨动类开关时，可以设置水平运动平台带动力传 感器作用到开关拨动手柄上，实时在显示器输出力与位移以及力与电压降的 关系曲线。

再例如，当用于检测纵向抬动类开关时，可以设置垂直运动平台带动力 传感器作用到开关抬动手柄上，实时在显示器输出力与转动角度以及力与电 压降的关系曲线。

又例如，当用于检测旋拧类开关时，可以设置垂直运动平台带动扭矩测 试机构上下调整，再通过设置旋转平台来调整到适合的角度，通过万能夹具 与开关手柄连接，使驱动机构转动开关手柄，实时在显示器输出力与位移、 力与角度、以及力与电压降之间的关系曲线。

下面，对该设备用于检测旋拧类开关的实施例进行详细说明。例如，参 见图6，为本实用新型又一实施例提供的一种用于检测开关的设备结构示意 图。如图6所示，该用于检测开关的设备可以配置有柜机100，在柜机100 中，可以安装有工控机110、显示器120、动扭矩传感器121、拉压力传感器 131、万能夹具160、以及电流表170。其中，所述电流表170，可以用于工 控机采集被测开关在操作力信号的作用下对应的电压降。

综上所述，通过本实用新型提供的用于检测开关的设备，解决了开关操 作机构在运动过程中力与位移的相对关系曲线、力与电压降的相对关系曲线 的同步输出；还支持将关系曲线导入到设计模型；并可以通过工控机进行修 改、模拟、大大降低开发成本和开发周期。从而，从技术角度科学地找到了 开关舒适性与电性能状态达到最佳的契合点。克服了现有技术中顾此失彼， 依靠经验分析手感与电性能关系的难题和设计修改难题，并消除了手感的主 观评价弊端，同时为手感的定性提供了科学的测试依据。例如，在汽车整车 开关的整个试验过程中，可以为整车开关检测提供科学的测试依据以及分析 手段。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新 型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内， 可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实 用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必 要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只 要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。