專利名稱：一種電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁觸控領(lǐng)域，尤其涉及電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
目前基于電磁感應(yīng)技術(shù)的人機(jī)交互設(shè)備應(yīng)用很廣泛，這種設(shè)備必須是由電磁觸控 筆(簡稱電磁筆)和電磁觸控板(簡稱電磁板)配合工作，電磁筆和電磁板共同組成電磁 組件，定位精度很高。電磁筆與電磁板為相互獨(dú)立的組件，電磁板具有一定的感應(yīng)高度，電 磁筆可在該感應(yīng)高度范圍內(nèi)感應(yīng)電磁板發(fā)射的電磁信號(hào)，從而可以將電磁板放置在顯示裝 置的背面，提高了顯示對(duì)比度。電磁筆與電磁板可以是無線連接，電磁筆中可以沒有電源， 從而實(shí)現(xiàn)無線無源，在使用上更加方便等。例如使用了電磁組件的手寫輸入板、繪畫板等電 子產(chǎn)品。
例如用戶使用繪畫板進(jìn)行繪畫當(dāng)用戶使用電磁筆在繪畫板上進(jìn)行畫寫時(shí)，隨著 用戶下壓筆尖力量(簡稱為“壓力”)的大小不同，在顯示屏上顯示筆跡的粗細(xì)不同，壓力小 的時(shí)候顯示的筆跡細(xì)，壓力大的時(shí)候筆跡粗。這是由于電磁板對(duì)電磁筆在繪畫板上觸控畫 寫時(shí)感應(yīng)的壓力大小不同，導(dǎo)致輸出的數(shù)據(jù)不同，使電磁板對(duì)電磁筆的觸控壓力具有不同 的感應(yīng)靈敏度，這稱之為“壓感級(jí)數(shù)”。
判斷基于電磁感應(yīng)技術(shù)的人機(jī)交互設(shè)備定位精度的一個(gè)重要指標(biāo)就是壓感級(jí)數(shù)， 表現(xiàn)為使用電磁筆時(shí)，施加的力量不同電磁板輸出的壓感就不同，壓力和壓感的關(guān)系就反 應(yīng)了電磁組件的壓力壓感性能，這個(gè)壓力壓感性能指標(biāo)直接決定著用戶的體驗(yàn)效果。決定 這個(gè)指標(biāo)參數(shù)的因素主要有兩個(gè)一個(gè)因素是電磁板，由于電磁板的一致性非常好，對(duì)于壓 力壓感性能來說，電磁板之間的差異可以忽略不計(jì)；另一個(gè)因素是電磁筆，由于電磁筆本身 的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)的工藝，決定著電磁筆之間的差異較大，表現(xiàn)為壓力壓感性能有差異，最終用 戶的體驗(yàn)就會(huì)有差異。所以，為了保證用戶有很好的體驗(yàn)，必須保證電磁筆有較好的一致 性。這樣如何檢測電磁筆的壓力壓感性能就顯得十分重要。
現(xiàn)有的電磁筆測試方法如圖1所示，使用電磁板102測試電磁筆101的壓力壓感 性能。電磁板102通過連接線105連接到電腦103，電磁板102的下方設(shè)置有電子秤104。 其中，電磁板作為測試板用，可以是電子繪畫板產(chǎn)品或者使用在上面墊有一定厚度墊板的 電磁板；電子秤104用于測試電磁筆的壓力，為了直觀的表現(xiàn)所施加的壓力，且方便從電 子秤上讀取，通常以“克”為單位來表示壓力的大小；電腦上安裝有專門測試電磁筆和電磁 板壓感的軟件，該軟件通過顯示畫線的粗細(xì)和數(shù)值來反應(yīng)電磁板輸出的壓感；電磁板通過 USB線連接到電腦上。
測試方法是將電磁板放在電子秤上，在沒有用電磁筆在測試板上畫寫時(shí)，電子秤 進(jìn)行去皮清零，顯示為O克；手握電磁板在電磁板上畫圈，同時(shí)觀察電腦軟件上顯示的壓感 值，當(dāng)達(dá)到某一壓感值時(shí)，觀察電子秤上顯示的重量，就得到一組壓力值和壓感值；如此，通 過測試幾組壓力和壓感值來測試電磁筆的性能，判斷它是否合格等。
然而，現(xiàn)行的測試方法存在如下的缺陷
1、測試時(shí)，要求所施加的壓力是由小到大緩慢連續(xù)變化的，這樣得到的數(shù)據(jù)才是 準(zhǔn)確的，這一點(diǎn)手工測試是很難做到的。
2、所使用的電子秤是市場上常用的電子秤，這種電子秤的數(shù)據(jù)更新顯示速度一般 都很慢，如在電子秤上放上一個(gè)重物后，要稍等一會(huì)，顯示才會(huì)穩(wěn)定；所以要求操作者測 試時(shí)要慢、穩(wěn)，這對(duì)操作者的操作要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
3、測試時(shí)，操作者要一邊劃動(dòng)電磁筆、一邊觀察電腦上顯示的壓感值，達(dá)到某一壓 感值后，迅速觀察電子秤上顯示的重量，且此時(shí)壓筆的力要穩(wěn)定，電腦上顯示的壓感值要穩(wěn) 定，這也是操作者很難做到的。
4、測試得到的數(shù)據(jù)是近似值，所以每次測試的結(jié)果都會(huì)存在一定的差異，不同操 作者測試得到的結(jié)果也會(huì)存在差異，所以測試的結(jié)果是不準(zhǔn)確的。
為了解決上述問題，亟需一種可降低勞動(dòng)成本，能夠保證測試精度和準(zhǔn)確性的電 磁筆壓力壓感性能檢測設(shè)備，以克服傳統(tǒng)測試方法測試結(jié)果不準(zhǔn)確，一致性較差的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備以及方 法，其能夠解決傳統(tǒng)測試方法測試結(jié)果不準(zhǔn)確、一致性差等問題，提高電磁筆的一致性；解 決對(duì)測試操作者的依賴性大、操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，降低勞動(dòng)成本，提高測試效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，用于檢測 電磁筆的壓力壓感性能，所述設(shè)備包括起到支承作用的底板機(jī)構(gòu)；設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上的 用于夾持電磁筆的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)和用于夾持電磁板的電磁板夾持機(jī)構(gòu)，其中，電磁筆夾 持機(jī)構(gòu)和電磁板夾持機(jī)構(gòu)可相對(duì)位移，電磁筆在電磁板上產(chǎn)生壓力信號(hào)；壓力傳感機(jī)構(gòu)，與 所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)相連，用于將電磁筆的壓力信號(hào)傳送到控制單元；以及控制單元，用于 采集壓力傳感機(jī)構(gòu)輸出的壓力信號(hào)和電磁板輸出的壓感信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析并顯示。
進(jìn)一步地,所述設(shè)備還包括有電動(dòng)位移臺(tái)，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)連接在所述電動(dòng) 位移臺(tái)上，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)固定連接在所述底板機(jī)構(gòu)上。
進(jìn)一步地,所述設(shè)備還包括有電動(dòng)位移臺(tái)，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)連接在所述電動(dòng) 位移臺(tái)上，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)固定連接在所述底板機(jī)構(gòu)上。
進(jìn)一步地,所述控制單元還包括電磁板數(shù)據(jù)采集模塊,與電磁板夾持機(jī)構(gòu)相連, 用于采集電磁板輸出的壓感值；壓力采集模塊，與壓力傳感機(jī)構(gòu)相連，用于采集壓力傳感機(jī) 構(gòu)的壓力變化值；夾筆控制模塊，與電磁筆夾持機(jī)構(gòu)相連，用于控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的夾持 和松開動(dòng)作；以及位移臺(tái)控制模塊，與電動(dòng)位移臺(tái)相連，用于控制電動(dòng)位移臺(tái)的移動(dòng)速度和 移動(dòng)方向。
進(jìn)一步地，所述控制單元還包括用于實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲 線的顯示單元；用于給控制單元供電的電源模塊；以及用于啟動(dòng)測試的按鈕。
進(jìn)一步地，所述控制單元還包括主控模塊，用于控制電磁板數(shù)據(jù)采集模塊、壓力 采集模塊、夾筆控制模塊以及位移臺(tái)控制模塊，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，并通過顯示單元 實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲線。
進(jìn)一步地，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)包括用于支承的夾持底座；推動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在所 述夾持底座上的一側(cè)；推桿，連接在所述推動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)部；推塊，卡接在所述夾持底座上，連接在所述推桿遠(yuǎn)離推動(dòng)機(jī)構(gòu)的一側(cè)；以及用于限位的固定塊，位于所述夾持底座上的另一側(cè)。
進(jìn)一步地，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)還包括用于保護(hù)電磁筆的緩沖塊，連接在所述推 塊靠近電磁筆的一側(cè)；以及用于容納電磁筆的限位槽，開設(shè)在所述夾持底座之上，并鄰接于 所述固定塊。
進(jìn)一步地，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)包括呈交叉形狀的支架，所述支架的上、下端分 別開設(shè)有孔；以及與所述孔配合連接的緊固件；以及穿設(shè)在所述緊固件上的固定件。
進(jìn)一步地，所述電動(dòng)位移臺(tái)包括用于支承的位移臺(tái)底板；移動(dòng)部分，連接在所述 位移臺(tái)底板上，并與所述壓力傳感機(jī)構(gòu)相連；用于驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置在所 述位移臺(tái)底板上的一側(cè)；用于限位的限位開關(guān)，設(shè)置在所述移動(dòng)部分的兩側(cè)；以及限位塊， 設(shè)置在所述位移臺(tái)底板上的另一側(cè)。
進(jìn)一步地，所述壓力傳感機(jī)構(gòu)為稱重傳感器，所述稱重傳感器通過兩側(cè)的連接塊 分別與所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)和電動(dòng)位移臺(tái)的移動(dòng)部分相連。
本發(fā)明還提供了一種電磁筆壓力壓感性能檢測的方法，所述方法包括
將電磁筆放在電磁筆夾持機(jī)構(gòu)上，放置方向?yàn)楣P尖朝向電磁板；
啟動(dòng)按鈕，通過夾筆控制模塊控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁筆的夾持動(dòng)作；
通過位移臺(tái)控制模塊控制電動(dòng)位移臺(tái)朝向電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的方向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng) 電磁板朝向電磁筆筆尖方向移動(dòng)；
通過電磁板數(shù)據(jù)采集模塊和壓力采集模塊，分別實(shí)時(shí)采集電磁板輸出的壓感值和 壓力傳感機(jī)構(gòu)的壓力變化值，通過主控模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，通過顯示單元實(shí)時(shí)顯 示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲線；
電磁板接觸到電磁筆筆尖后，壓力產(chǎn)生變化，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，在位移臺(tái)控制 模塊的控制下改變電動(dòng)位移臺(tái)的方向，使其朝向遠(yuǎn)離電磁筆筆尖的方向運(yùn)動(dòng)；以及
電磁板離開電磁筆筆尖后，兩者不再接觸，停止電動(dòng)位移臺(tái)的動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾持電磁筆、自動(dòng)施加壓力、實(shí)時(shí)采集壓力和壓 感并繪制出壓力壓感曲線圖，得到準(zhǔn)確的電磁筆壓力壓感性能參數(shù)，取代操作者手工測試 電磁筆的方法，進(jìn)而能降低勞動(dòng)成本，提高電磁筆的質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中測試電磁筆的設(shè)備示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電磁筆檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖3a為本發(fā)明實(shí)施例的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的主視圖，其中電磁筆處于未夾持狀態(tài)；
圖3b為本發(fā)明的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的主視圖，其中電磁筆處于夾持狀態(tài)；
圖3c為圖3a的俯視圖3d不出了推塊與夾持底座之間的連接關(guān)系的不意圖3e為本發(fā)明又一實(shí)施例的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的俯視圖，其中電磁筆處于夾持狀 態(tài)；
圖4a為本發(fā)明的電磁板夾持機(jī)構(gòu)中支架的結(jié)構(gòu)示意圖4b為本發(fā)明的電磁板夾持機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；以及
圖4c為本發(fā)明的電磁板與亞克力板之間的布置方式。
主要附圖標(biāo)記說明
101電磁筆216限位塊302固定塊
102電磁板217位移臺(tái)底板303限位槽
103電腦218底板機(jī)構(gòu)305推塊
104電子秤220控制單元306推桿
105連接線221電磁板數(shù)據(jù)采集模塊307推動(dòng)機(jī)構(gòu)
208連接桿222壓力采集模塊308夾持底座
209連接塊223位移臺(tái)控制模塊3011電磁筆筆尖
210壓力傳感機(jī)構(gòu)224電源模塊3012筆前殼
211連接塊225按鈕3013筆后殼
212移動(dòng)部分226主控模塊3014電磁筆筆芯
213限位開關(guān)227夾筆控制模塊3021第一固定塊
214限位開關(guān)230電磁筆夾持機(jī)構(gòu)3022第二固定塊
215驅(qū)動(dòng)裝置301電磁筆3023螺釘
3041緩沖塊403固定孔406緊固螺母
3042緩沖塊404固定件407電磁板產(chǎn)品成品
401支架405螺栓409墊板
402孔具體實(shí)施方式
下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其它實(shí)施方式中。
參閱圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種電磁組件，尤其是電磁筆的壓力壓感性能檢測設(shè)備N，包括起支撐作用的底板機(jī)構(gòu)218，其上安裝各種檢測設(shè)備；電動(dòng)位移臺(tái)250，設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)218上；電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230,設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)218上,用于夾持電磁筆301 ;電磁板夾持機(jī)構(gòu)240,設(shè)置在電動(dòng)位移臺(tái)250上,用于夾持電磁板205,并與電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230 相對(duì)應(yīng)設(shè)置；壓力傳感機(jī)構(gòu)210,與所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)240相連,用于將電磁筆的壓力信號(hào)傳送到下述的控制單元220 ；以及控制單元220，用于采集壓力傳感機(jī)構(gòu)輸出的壓力信號(hào)和電磁板輸出的壓感信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析，并向外界顯示。
具體來說，電動(dòng)位移臺(tái)250是運(yùn)動(dòng)速度和方向都可控的位移臺(tái)，一般用精密電動(dòng)位移臺(tái)。其中，電動(dòng)位移臺(tái)250包括用于支承的位移臺(tái)底板217 ;移動(dòng)部分212，連接在位移臺(tái)底板217上，并與壓力傳感機(jī)構(gòu)210相連；用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)部分212的驅(qū)動(dòng)裝置215，例如步進(jìn)電機(jī)，也可以是伺服電機(jī)等執(zhí)行器件，設(shè)置在位移臺(tái)底板217上的一側(cè)；用于限位的限位開關(guān)213和214，設(shè)置在移動(dòng)部分212的兩側(cè)；以及限位塊216，設(shè)置在位移臺(tái)底板217 上的另一側(cè)。
上述實(shí)施例中，可以是電磁板夾持機(jī)構(gòu)240設(shè)置在電動(dòng)位移臺(tái)250上，電磁板夾持機(jī)構(gòu)240可隨電動(dòng)位移臺(tái)250的移動(dòng)部分212相對(duì)于底板機(jī)構(gòu)218移動(dòng)，電磁筆夾持機(jī)構(gòu) 230保持固定。也可以是電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230設(shè)置在電動(dòng)位移臺(tái)250，并隨之移動(dòng)，電磁板 夾持機(jī)構(gòu)240保持固定。
下面分別詳細(xì)描述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230和電磁板夾持機(jī)構(gòu)240的構(gòu)造。
結(jié)合圖3a 3e所示，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230包括起到支承作用的夾持底座308 ； 推動(dòng)機(jī)構(gòu)307，設(shè)置在夾持底座308上的一側(cè)；推桿306，連接在推動(dòng)機(jī)構(gòu)307的側(cè)部；推塊 305，卡接在夾持底座308上，連接在推桿306遠(yuǎn)離推動(dòng)機(jī)構(gòu)307的一側(cè)；用于限位的固定塊 302，位于夾持底座308上的另一側(cè)。
為了防止電磁筆301受到不必要的碰撞和損壞，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230還包括用于 保護(hù)電磁筆的緩沖塊3041、3042，連接在推塊305靠近電磁筆301的一側(cè)。為了起到較好 地限位作用，以防止電磁筆301滾動(dòng)，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230還包括用于容納電磁筆的限位槽 303，開設(shè)在夾持底座308之上，并鄰接于固定塊302。值得指出地是，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230 不僅可以用于檢測具有筆尖3011、筆前殼3012和筆后殼3013的電磁筆，還能夠用于檢測電 磁筆的半成品，即電磁筆筆芯3014(見圖3e)。進(jìn)一步來說，電磁筆的筆殼內(nèi)裝有筆的PCB 電路板，各個(gè)器件都焊接好的電磁筆PCB電路板簡稱筆芯。在組裝筆殼之前，需要先對(duì)筆芯 進(jìn)行測試，以保證筆芯都是合格的。
較佳地是，固定塊302還包括有第一固定塊3021和第二固定塊3022，第一固定塊 3021和第二固定塊3022通過螺釘3023固定到夾持底座308上。第一固定塊3021可采用 正方體塊的形式，第二固定塊3022可采用T型塊的形式。第二固定塊3022可具有兩種固 定方式，第一種固定方式即將T型塊的水平部分與待測電磁筆的側(cè)部抵接，如圖3c所示；第 二種固定方式為，將筆芯插入筆前殼中，按照?qǐng)D3e所示的方式將T型固定塊的垂直部分與 待測的電磁筆的筆芯3014的尾端抵接。由此可見，這種將電磁筆橫著放置、夾持的方法，結(jié) 構(gòu)簡單，夾持靈活方便，不僅可以夾持電磁筆，還可以夾持電磁筆筆芯，并且可以適用于不 同規(guī)格和不同尺寸的電磁筆。
將電磁筆放置好后，在控制單元的作用下，控制推動(dòng)機(jī)構(gòu)307動(dòng)作，推桿306外伸， 帶動(dòng)推塊305運(yùn)動(dòng)，最后夾緊電磁筆。測試完電磁筆后，推桿306回拉，即可松開電磁筆。
參閱圖4a 4c，具體來說，根據(jù)本發(fā)明的電磁板夾持機(jī)構(gòu)240包括呈交叉形狀 的支架401，可選擇為X型支架401，支架的上、下端分別開設(shè)有孔402 ;與孔402配合連接的 緊固件、以及穿設(shè)在緊固件上的固定件404，固定件404與支架401相互配合以固定電磁板 205。進(jìn)一步地，為了便于調(diào)整測試板的位置，以適合多種尺寸的電磁筆的夾持，孔402為長 條孔，且長條孔的個(gè)數(shù)為四個(gè)。支架的中心處還開設(shè)有固定孔403，通過穿過該固定孔的緊 固件將支架連接在連接桿208上。緊固件為螺栓405、和與螺栓相配合的緊固螺母406。安 裝電磁板205時(shí)，先將該電磁板205放置在X型支架401的側(cè)部表面，將事先穿設(shè)好固定件 404的螺栓405分別穿過長條孔，使得電磁板205被夾設(shè)在X型支架401和固定件404之 間，接著在支架的另一端安裝緊固螺母406，從而實(shí)現(xiàn)電磁板的穩(wěn)固夾持。應(yīng)當(dāng)注意地是，測 試電磁筆時(shí)，可以直接將電磁板產(chǎn)品成品407(如電子繪畫板、電子手寫板等)固定在X型 支架401上，或者將墊好了一定厚度的墊板409 (常用的是亞克力板)的電磁板205固定在 X型支架401上。另外不同電磁板產(chǎn)品的尺寸規(guī)格、材料有所不同，電磁板材料一般有FPC 軟板和PCB硬板，故本發(fā)明的電磁板夾持機(jī)構(gòu)操作方便靈活，可以適用于不同尺寸和不同材料的電磁板。
將電磁筆301和電磁板205分別夾持固定好以后，讓電磁筆筆尖接觸電磁板產(chǎn)生 壓力，并逐漸增大，這些是靠壓力傳感機(jī)構(gòu)210和電動(dòng)位移臺(tái)250實(shí)現(xiàn)的。壓力傳感機(jī)構(gòu) 250為稱重傳感器，亦或是其他的壓力傳感器，其中稱重傳感器通過兩側(cè)的連接塊209、211 分別與電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230和電動(dòng)位移臺(tái)的移動(dòng)部分212相連。結(jié)合圖2所示，優(yōu)選地是， 連接塊209和電磁板夾持機(jī)構(gòu)240之間還設(shè)置有連接桿208。
為了較好地控制該檢測設(shè)備，進(jìn)一步地，本發(fā)明還設(shè)置有控制單元220，包括電 磁板數(shù)據(jù)采集模塊221，與電磁板電連接，用于采集電磁板205輸出的壓感值；壓力采集模 塊222，與壓力傳感機(jī)構(gòu)210電連接，用于采集壓力傳感機(jī)構(gòu)210的壓力變化值；夾筆控制 模塊227，與電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230連接，用于控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230的夾持和松開動(dòng)作； 位移臺(tái)控制模塊223，與電動(dòng)位移臺(tái)250電連接，用于控制電動(dòng)位移臺(tái)250的移動(dòng)速度和移 動(dòng)方向；用于給整個(gè)控制單元220供電的電源模塊224;用于啟動(dòng)測試的按鈕225;主控模 塊226，用于控制電磁板數(shù)據(jù)采集模塊221、壓力采集模塊222、夾筆控制模塊227以及位移 臺(tái)控制模塊223，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，并通過顯示單元260實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感 值，繪制壓力壓感曲線。
應(yīng)當(dāng)注意地是，由于電磁板205、壓力傳感機(jī)構(gòu)210是與電動(dòng)位移臺(tái)250 —起運(yùn)動(dòng) 的，這樣電磁板205與其采集模塊之間的連接線的一端是固定的，而另一端是運(yùn)動(dòng)的；在運(yùn) 動(dòng)過程中，連接線和電磁板之間的作用力、電磁筆和電磁板之間的作用力共同影響壓力傳 感器，所以要使用軟排線，且長度要足夠長，這樣連線對(duì)壓力傳感器的影響可以忽略，從而 采集到的壓力為電磁筆對(duì)電磁板的壓力，結(jié)果準(zhǔn)確。
在測試過程中，位移臺(tái)控制模塊223控制電動(dòng)位移臺(tái)250帶動(dòng)電磁板205向電磁 筆筆尖的方向移動(dòng)，電磁板205接觸到電磁筆筆尖3011以后，筆尖將逐漸頂緊電磁板205， 即筆尖對(duì)電磁板205產(chǎn)生壓力，隨著位移臺(tái)的移動(dòng)，壓力逐漸增大。在整個(gè)過程中，控制單 元220實(shí)時(shí)獲取壓力傳感器的壓力變化值，當(dāng)施加的壓力達(dá)到一定值之后，控制電動(dòng)位移 臺(tái)250改變移動(dòng)方向，即向遠(yuǎn)離電磁筆筆尖方向移動(dòng)，直到電磁板205離開電磁筆筆尖3011 兩者不再接觸。判斷電磁筆205與電磁筆筆尖3011不再接觸的方法為壓力值恢復(fù)到電磁 板205接觸電磁筆之前的值，然后再后退一點(diǎn)，即認(rèn)為兩者不再接觸，即可停止位移臺(tái)的移 動(dòng)，松開電磁筆，完成了 一次測試。
在整個(gè)測試過程中，除去手工取放電磁筆301的時(shí)間和手按測試按鈕225的時(shí)間 外，測試速度主要取決于電動(dòng)位移臺(tái)250的移動(dòng)速度和行程，所以要加快整個(gè)測試速度，就 需要加快位移臺(tái)250的移動(dòng)速度，縮短位移臺(tái)的行程。
然而，要保證測試過程中所施加的壓力是平緩均勻變化的，則電動(dòng)位移臺(tái)250的 移動(dòng)速度不能太快，即要慢速移動(dòng)。要保證準(zhǔn)確測試電磁筆301的壓力壓感性能，開始測 試時(shí)，電磁筆筆尖3011不能接觸到電磁板205，退回時(shí)，電磁筆的筆尖也是不能接觸電磁板 205的，即位移臺(tái)250是有一定行程的。根據(jù)這些要求，本發(fā)明采用以下方法來加快測試速度。
1、將電磁筆放置在相同的位置
完成一次測試后，電磁筆筆尖3011是不接觸電磁板205的，且距離較短。因?yàn)槲?移臺(tái)在遠(yuǎn)離電磁筆筆尖3011方向時(shí)，電磁筆筆尖3011離開電磁板205后，再繼續(xù)移動(dòng)一點(diǎn)后停止移動(dòng)，所以筆尖離電磁板的距離很近。若每次都將電磁筆放置在這個(gè)位置，這樣在測 試過程中，電動(dòng)位移臺(tái)的行走的距離是最短的，且每次移動(dòng)的行程是相同的，可以最大化的 縮短位移臺(tái)的行程。
這個(gè)通過在電磁筆夾持機(jī)構(gòu)上做一個(gè)位置標(biāo)記，或者安裝一個(gè)位置限定塊，來保 證電磁筆每次放置的位置相同。
2、采用變速測試
由于要求測試過程中所施加的壓力是平緩均勻變化的，所以要用一種較慢的速度 進(jìn)行測試。若整個(gè)測試過程中都采用慢速運(yùn)行，則影響整個(gè)測試速度，所以采用變速測試， 如下
(I)在電磁筆筆尖接觸到電磁板205之前，電動(dòng)位移臺(tái)250快速移動(dòng)；
(2)實(shí)時(shí)采集壓力變化情況，判斷電磁筆筆尖3011是否接觸到了電磁板205，兩者 沒有接觸時(shí)，壓力是基本不變化的；
(3)電磁筆筆尖接觸到電磁板205以后，控制電動(dòng)位移臺(tái)250變?yōu)槁龠\(yùn)行；
(4)當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，改變位移臺(tái)250的方向，開始回退，同時(shí)改變位移臺(tái)250 為快速運(yùn)行，直到電磁筆筆尖離開電磁板205后，停止運(yùn)行。
這樣采用變速測試的方式，即滿足了對(duì)壓力的要求，又加快了測試速度，提高整個(gè) 測試效率。
根據(jù)本發(fā)明的一種電磁筆壓力壓感性能檢測的方法，包括
將電磁筆301放在電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230上，放置方向?yàn)楣P尖朝向電磁板；
啟動(dòng)按鈕225，通過夾筆控制模塊227控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230，實(shí)現(xiàn)電磁筆301 的夾持動(dòng)作；
通過位移臺(tái)控制模塊223控制電動(dòng)位移臺(tái)朝向電磁筆夾持機(jī)構(gòu)230的方向運(yùn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)電磁板205朝向電磁筆筆尖方向移動(dòng)；
通過電磁板數(shù)據(jù)采集模塊221和壓力采集模塊222，實(shí)時(shí)采集電磁板輸出的壓感 值和壓力傳感機(jī)構(gòu)的壓力變化值，通過主控模塊226負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，通過顯示單 元260實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值,繪制壓力壓感曲線；
電磁板205接觸到電磁筆筆尖3011后，壓力產(chǎn)生變化，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，在位 移臺(tái)控制模塊223的控制下改變電動(dòng)位移臺(tái)250的方向，使其朝向遠(yuǎn)離電磁筆筆尖的方向 運(yùn)動(dòng)；
電磁板205離開電磁筆筆尖3011后，兩者不再接觸，停止電動(dòng)位移臺(tái)250的動(dòng)作；
根據(jù)顯示單元260顯示的測試結(jié)果，分析電磁筆的性能，判定電磁筆的壓力壓感 性能是否合格。應(yīng)當(dāng)理解，控制系統(tǒng)可以采用不同的處理器，如單片機(jī)、ARM處理器、PC機(jī)、 工控機(jī)等。
綜上，本發(fā)明與目前電磁筆的手工測試方法相比，有如下優(yōu)點(diǎn)
1、設(shè)備自動(dòng)完成測試，不需要人工干預(yù)，減少對(duì)于熟練操作者的依賴，減輕了操作 者的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于操作者操作，進(jìn)而降低勞動(dòng)成本。
2、采用精密電動(dòng)位移臺(tái)，保證了電磁筆和電磁板之間所施加的壓力是均勻緩慢變 化的，且實(shí)時(shí)采集壓力值和壓感值，所以整個(gè)測試結(jié)果準(zhǔn)確、精度高、一致性好。
3、電磁筆壓力壓感性能測試是電磁筆生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試后，測試時(shí)間短，不僅能提高生產(chǎn)測試效率，還有利于將來實(shí)現(xiàn)電磁筆的整條生產(chǎn)線的自動(dòng)化。
4、不僅可以測試電磁筆成品，還可以測試電磁筆筆芯，適用于生產(chǎn)中電磁筆壓力 壓感性能參數(shù)的整個(gè)測試環(huán)節(jié)。
5、本發(fā)明還可用于研發(fā)過程中電磁筆壓力壓感性能參數(shù)的測試。
可以理解，本發(fā)明是通過一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉的，在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另 外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不 會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入 本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備(N)，用于檢測電磁筆(301)的壓力壓感性能，其特征在于，所述設(shè)備包括起到支承作用的底板機(jī)構(gòu)(218)；設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上的用于夾持電磁筆(301)的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)和用于夾持電磁板(205)的電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)，其中，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)和電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)可相對(duì)位移，電磁筆在電磁板上產(chǎn)生壓力信號(hào)；壓力傳感機(jī)構(gòu)(210),與所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)相連,用于將電磁筆的壓力信號(hào)傳送到控制單元；以及控制單元(220)，用于采集壓力傳感機(jī)構(gòu)輸出的壓力信號(hào)和電磁板輸出的壓感信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析并顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，還包括有電動(dòng)位移臺(tái)(250)，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)連接在所述電動(dòng)位移臺(tái)(250)上，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)固定連接在所述底板機(jī)構(gòu)(218)上。
3.如權(quán)利要求1所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，還包括有電動(dòng)位移臺(tái)(250)，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)連接在所述電動(dòng)位移臺(tái)(250)上，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)固定連接在所述底板機(jī)構(gòu)(218)上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述控制單元(220)還包括電磁板數(shù)據(jù)米集模塊(221),與電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)相連,用于米集電磁板輸出的壓感值；壓力采集模塊(222)，與壓力傳感機(jī)構(gòu)(210)相連，用于采集壓力傳感機(jī)構(gòu)的壓力變化值；夾筆控制模塊(227)，與電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)相連，用于控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)的夾持和松開動(dòng)作；以及位移臺(tái)控制模塊(223)，與電動(dòng)位移臺(tái)(250)相連，用于控制電動(dòng)位移臺(tái)的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述控制單元(220)還包括用于實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲線的顯示單元(260)；用于給控制單元供電的電源模塊(224);以及用于啟動(dòng)測試的按鈕(225)。
6.如權(quán)利要求5所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述控制單元(220)還包括主控模塊(226)，用于控制電磁板數(shù)據(jù)采集模塊(221)、壓力采集模塊(222)、夾筆控制模塊(227)以及位移臺(tái)控制模塊(223)，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，并通過顯示單元(260)實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲線。
7.如權(quán)利要求1所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)包括用于支承的夾持底座(308)；推動(dòng)機(jī)構(gòu)(307)，設(shè)置在所述夾持底座上的一側(cè)；推桿(306),連接在所述推動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)部；推塊(305)，卡接在所述夾持底座上，連接在所述推桿遠(yuǎn)離推動(dòng)機(jī)構(gòu)的一側(cè)；以及用于限位的固定塊(302)，位于所述夾持底座(308)上的另一側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)還包括用于保護(hù)電磁筆的緩沖塊，連接在所述推塊靠近電磁筆(301)的一側(cè)；以及用于容納電磁筆的限位槽(303)，開設(shè)在所述夾持底座(308)之上，并鄰接于所述固定塊(302)。
9.如權(quán)利要求1所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)(240)包括呈交叉形狀的支架(401)，所述支架的上、下端分別開設(shè)有孔(402);以及與所述孔(402)配合連接的緊固件；以及穿設(shè)在所述緊固件上的固定件(404)。
10.如權(quán)利要求2或3所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述電動(dòng)位移臺(tái)(250)包括用于支承的位移臺(tái)底板(217)；移動(dòng)部分(212)，連接在所述位移臺(tái)底板(217)上，并與所述壓力傳感機(jī)構(gòu)(210)相連；用于驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)裝置(215)，設(shè)置在所述位移臺(tái)底板(217)上的一側(cè)；用于限位的限位開關(guān)(213，214)，設(shè)置在所述移動(dòng)部分(212)的兩側(cè)；以及限位塊(216)，設(shè)置在所述位移臺(tái)底板(217)上的另一側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，其特征在于，所述壓力傳感機(jī)構(gòu)(210)為稱重傳感器，所述稱重傳感器通過兩側(cè)的連接塊(209，211)分別與所述電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)和電動(dòng)位移臺(tái)的移動(dòng)部分(212)相連。
12.—種電磁筆壓力壓感性能檢測的方法，其特征在于，所述方法包括將電磁筆(301)放在電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)上,放置方向?yàn)楣P尖朝向電磁板；啟動(dòng)按鈕(225)，通過夾筆控制模塊(227)控制電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)，實(shí)現(xiàn)電磁筆(301)的夾持動(dòng)作；通過位移臺(tái)控制模塊(223)控制電動(dòng)位移臺(tái)朝向電磁筆夾持機(jī)構(gòu)(230)的方向運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電磁板(205)朝向電磁筆筆尖方向移動(dòng)；通過電磁板數(shù)據(jù)采集模塊(221)和壓力采集模塊(222)，分別實(shí)時(shí)采集電磁板輸出的壓感值和壓力傳感機(jī)構(gòu)的壓力變化值，通過主控模塊(226)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，通過顯示單元(260)實(shí)時(shí)顯示壓力值和壓感值，繪制壓力壓感曲線；電磁板(205)接觸到電磁筆筆尖后，壓力產(chǎn)生變化，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，在位移臺(tái)控制模塊(223)的控制下改變電動(dòng)位移臺(tái)(250)的方向，使其朝向遠(yuǎn)離電磁筆筆尖的方向運(yùn)動(dòng)；電磁板(205)離開電磁筆筆尖后，兩者不再接觸，停止電動(dòng)位移臺(tái)(250)的動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁筆壓力壓感性能檢測的設(shè)備，用于檢測電磁筆的壓力壓感性能。所述設(shè)備包括起到支承作用的底板機(jī)構(gòu)；設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上的用于夾持電磁筆的電磁筆夾持機(jī)構(gòu)和用于夾持電磁板的電磁板夾持機(jī)構(gòu)，其中，電磁筆夾持機(jī)構(gòu)和電磁板夾持機(jī)構(gòu)可相對(duì)位移，電磁筆在電磁板上產(chǎn)生壓力信號(hào)；壓力傳感機(jī)構(gòu)，與所述電磁板夾持機(jī)構(gòu)相連，用于將電磁筆的壓力信號(hào)傳送到控制單元；以及控制單元，用于采集壓力傳感機(jī)構(gòu)輸出的壓力信號(hào)和電磁板輸出的壓感信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析，并向外界顯示。本發(fā)明還公開了一種電磁筆壓力壓感性能檢測的方法。根據(jù)本發(fā)明，能夠保證測試精度和準(zhǔn)確性，降低勞動(dòng)成本。
文檔編號(hào)G01M99/00GK103018059SQ20111028905
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉大勇, 李照鎖, 尹文彬, 蘇慶豐 申請(qǐng)人:漢王科技股份有限公司