一种通用的计算机产品测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种通用的计算机产品测试系统及方法。本系统包括机械臂、机械臂控制器、力传感器、末端工具、夹具、基准台面和主控计算机，其中夹具整体由若干具有C字形侧面轮廓特征的夹具单元组成，这套夹具有悬空夹持、多种组合变化、调整柔性高、刚性好的特点，通过配合机械臂、力传感器和末端工具完成各种测试，克服了传统测试设备在功能性和可拓展性上的不足。本方法包括四个操作步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果处理；通过分解计算过程、建立参数测量方法库等手段使该测试方法能够通用地应用于计算机产品使用可靠性方面不同种类的测试任务，且测试结果准确可信。

【技术实现步骤摘要】
一种通用的计算机产品测试系统及方法
本专利技术涉及计算机产品测试领域，特别涉及一种通用的计算机产品测试系统及方法。
技术介绍
笔记本电脑、平板电脑以及手机的转轴、显示触摸屏、键盘等，是用户与电脑产品直接产生物理交互的重要部件，其使用可靠性直接影响产品性能品质以及用户的使用体验，因此一直是上述产品研发及生产阶段中使用可靠性测试的核心。例如，笔记本电脑转轴既为笔记本显示屏的旋转提供支撑，也为显示屏在某个旋转角度的固定提供摩擦力矩，同时还保护连接笔记本电脑显示屏和键盘部分的数据线；而触摸屏既是图形显示装置，也是用户重要的甚至唯一的信息输入装置，这些单元组件均需要专用的测试设备来进行使用可靠性测试。对于笔记本电脑转轴的可靠性测试，目前普遍采用能够实现屏幕自动连带翻转的专用测试设备。例如，台湾顺滢企业股份有限公司的伺服系统全自动转轴扭力耐久试验机[1]，提供了一种包含翻转电脑屏幕功能和转轴力矩同步测试功能的自动测试设备。该设备的使用特性主要包括：首先将笔记本电脑旋转在具有等距螺纹孔的载荷台上，通过在待测电脑周围的螺纹孔安装压紧块以锁紧固定笔记本电脑；随后装有伺服马达的翻转机构按照用户预先设置进行自动旋转，并带动实现笔记本电脑显示屏与键盘开合角从0度到180度范围内的受控运动；在持续往复翻转过程中，载荷台上的压力传感器不断读取正压力参数，并将其转换至电脑转轴所受的转矩，从而实现笔记本电脑转轴的力矩特性测量。对于电脑产品的触摸屏测试，专利201010103922.7提供了一种电容触摸屏线性测试设备，可用于电脑或手机的电容触摸屏性能测试。该设备的使用特征主要包括：首先将待测电容屏锁紧固定在台面上，再由控制系统驱动空间XYZ三自由度串联结构的电控运动装置运动，并带动运动装置末端固定安装的电容笔与触摸屏按照用户预设轨迹进行接触，从而实现触摸测试；在测试过程中，触摸按压方向上的压力传感器持续测量触摸压力并将其反馈给控制系统。总而言之，现有针对计算机产品测试的设备及方法具有如下特征：待测物的专用夹紧装置。用来实现待测计算机产品在测试过程中的固定。专用的运动机构及其电控装置。用来实现测试所需的运动。专用的测试方法。描述测试的过程与规范，并将传感器读数转换计算为待测量。尽管上述产品及专利在产品结构可靠性测试中已获得了广泛的应用，然而随着消费电子产品的快速更新换代，传统测试技术和手段的不足已经充分显现，具体表现在：（1）测试设备的功能性不足。市场上具有多种应用形态的电脑产品不断涌现，且市场需求日益广泛。这种具有新应用形态的计算机产品主要表现在与传统产品在结构形态上有很大不同，以笔记本电脑类产品为例，新的电脑产品突破了原有笔记本电脑的屏幕与主机体180度以内开合的固定模式的限制，借助一种新的笔记本电脑和平板电脑混合的概念设计不同的产品，例如联想公司的IdeapadYoga[2]，可以实现屏幕绕主机体0到360度的翻转；华硕公司的EeePadTransformerTF101[3]，屏幕可以脱离键盘分离为独立的平板电脑；索尼公司的VAIODuo11[4]，通过滑动抬起屏幕和合上屏幕实现平板电脑和笔记本电脑的模式转换。进一步以以联想公司的IdeapadYoga为例，它用一种双轴式转轴可使屏幕开合角范围达到360度，且在旋转过程中屏幕的旋转轴线并不固定，这意味着原有的转轴测试设备无法完成该类转轴结构件的测试。专利201210295129.0提出了一种针对360度翻转笔记本电脑的转轴测试设备，它使用一个悬臂结构的超薄载台承载并固定夹持笔记本电脑键盘的一个侧边，随后驱动位于另一个侧边的翻转机构带动翻转笔记本电脑屏幕以实现测试。该设备新增了一组移动机构用于调整翻转机构的旋转轴心，但悬臂结构超薄载台的结构刚性没有得到保证，测试过程会出现颤动并而影响测试精度。（2）测试设备的可拓展性不足。面对市场越来越多样化的电脑、手机产品，针对它们的机械结构可靠性测试，同种测试功能的测试设备往往无法满足新的测试要求，具体表现在两方面，一是夹持的可拓展性，传统测试设备对于测试对象的形状尺寸规格有范围限定，虽然这个限定范围已经覆盖了大部分常规产品，但对于非常规的产品则存在测试局限性，而且在尺寸接近极限时很难保证测试的有效性和夹持的稳定性，所以需要一种针对被测产品尺寸有更高柔性以及夹持可靠性的夹具；二是测试动作的可拓展性，传统测试设备的测试动作较为单一，如直线往复运动、绕固定轴的旋转运动等，这种有限范围、有限形式的运动方式限制了测试动作的拓展。上述不足已经制约了电脑、手机等新产品的快速研制与测试。目前亟需一种新型的、更通用灵活的笔记本电脑、平板电脑、手机等电子产品的测试设备。参考文献：[1]http://www.se-tester.tw/product/pro01-13-5300S.html#M5300S[2]http://visitor.lenovo.com.cn/yoga/[3]http://www.asus.com/Tablets_Mobile/Eee_Pad_Transformer_TF101/[4]http://www.sonystyle.com.cn/products/vaio/u112.htm。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，以笔记本电脑、平板电脑、手机等计算机产品为测试对象，提供一种适用于该类测试对象的通用的计算机产品测试系统及方法，创新地提出了一种C字形的夹具设计来克服传统设备装夹能力及可拓展性的不足，进而提供了应用于所述测试系统的测试方法，克服已有测试设备的功能性不足和拓展性不足，适用于新型灵活通用的笔记本电脑、平板电脑和手机等产品的使用可靠性测试。为简化描述，
技术实现思路
后文中将以笔记本电脑来代表笔记本电脑、平板电脑、手机等计算机产品。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种通用的计算机产品测试系统，由机械臂、机械臂控制器、力传感器、末端工具、夹具、基准台面和主控计算机组成，其特征在于：机械臂具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；机械臂控制器用来控制机械臂运动；力传感器用来感知测试过程中的实时受力状态，其安装在机械臂末端法兰上，与把传感设备安装在被测部件上相比有更灵活通用的优点；末端工具安装在力传感器上，用来在机械臂的运动带动下实现对笔记本电脑的各种测试；夹具用来安装固定被测的笔记本电脑，在本专利技术中夹具经过创新设计，其结构特点在后文中叙述；基准台面上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具；主控计算机作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作。在通信连接关系上，从上到下依次是，主控计算机与机械臂控制器连接，机械臂控制器同时与机械臂、力传感器、末端工具中的电控装置相连接。进一步，如上所述的测试系统，其中，机械臂指具有空间多自由度运动能力的机器人系统，主要包括机械结构、驱动执行装置（例如电机），以及机械电气接口等。更进一步，上述的运动自由度数可根据实际测试需求、系统成本需要求进行确定，一般情况下为6自由度。更进一步，上述机构臂的一种典型实例是商用的6自由度工业机器人。进一步，如上所述的测试系统，其中，机械臂控制器包括具有实时控制机械臂运动所需要的硬件及软件，例如与商用工业机器人相配套的机器人控制器硬件设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用的计算机产品测试系统，包括机械臂（1）、机械臂控制器（2）、力传感器（3）、末端工具（4）、夹具（5）、基准台面（6）和主控计算机（7），其特征在于：所述机械臂（1）具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；所述机械臂控制器（2）连接控制机械臂（1）运动；所述力传感器（3）安装在机械臂（1）末端法兰上，力传感器（3）具有对空间力参数和力矩参数的同步测量；所述末端工具（4）安装在力传感器（3）上，末端工具（4）根据不同类别测试具有不同形态，包含有驱动和电控装置；夹具（5）用来安装固定被测的计算机产品；基准台面（6）上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具（5）；主控计算机（7）连接控制机械臂控制器（2）、力传感器（3）和末端工具（4），作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作。

【技术特征摘要】
1.一种通用的计算机产品测试系统，包括机械臂（1）、机械臂控制器（2）、力传感器（3）、末端工具（4）、夹具（5）、基准台面（6）和主控计算机（7），其中：所述机械臂（1）具有空间多自由度运动能力，用来执行测试动作；所述机械臂控制器（2）连接控制机械臂（1）运动；所述力传感器（3）安装在机械臂（1）末端法兰上，力传感器（3）具有对空间力参数和力矩参数的同步测量；所述末端工具（4）安装在力传感器（3）上，末端工具（4）根据不同类别测试具有不同形态，包含有驱动和电控装置；基准台面（6）上阵列有等距通孔或螺纹孔，用来定位固定夹具（5）；主控计算机（7）连接控制机械臂控制器（2）、力传感器（3）和末端工具（4），作为人机交互的终端，在用户的控制下协调各个系统部件的运作；所述夹具（5）为一种模块化、柔性化的对计算机产品进行装夹固定的夹具，由若干夹具单元组成，每个夹具单元都可对笔记本电脑的侧边结构进行夹持，单元之间能以任意的相对位置水平安装在基准台面（6）上，以适应不同尺寸的计算机产品的装夹；其特征在于：所述夹具单元的侧面轮廓为C字形，由可拆装的上部模块（51）、中部模块（52）和下部模块（53）组成；中部模块（52）支撑并连接上部模块（51）和下部模块（53），下部模块（53）使夹具单元定位固定在基准台面（6）上；上部模块（51）分布有多个夹紧模块（54），这些夹紧模块（54）以分散的力作用点的方式对计算机产品的侧边进行压紧；中部模块（52）与上部模块（51）和下部模块（53）之间的连接通过等距螺纹孔实现；下部模块（53）上面有至少2个平行的腰形孔（55），腰形孔（55）的直径与基准台面（6）上的通孔直径或螺纹孔公称直径相同，长度最长为基准台面（6）上阵列的孔间距，两个腰形孔（55）间的距离为基准台面（6）上阵列孔的孔间距的整数倍，下部模块（53）上的腰形孔（55）的长度方向在安装平面上任意。2.一种通用的计算机产品测试方法，采用根据权利要求1所述的通用的计算机产品测试系统进行测试，普适于计算机产品在使用可靠性方面不同种类测试任务的测试，测试方法分为四个步骤：一、计算方法分解、二、测试动作规划、三、中间参数测量、四、测试动作运行与结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾文川，柳杨，蒲华燕，孙翊，李明，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31