本发明专利技术涉及按钮压力试验装置技术领域，具体地说是一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置及模拟方法，包括壳体、实现多种类型按钮的替换安装的快换按钮模块、实现扭矩到按压力转换的按压力转换模块、通过电流输出大小控制磁滞阻尼器的扭矩的大小实现按压力调节的调节扭矩调节模块。本发明专利技术同现有技术相比，其结构简单、精巧，设计合理，满足了核电厂进行按钮类人机接口设备的设计的以下需求：1、基于快换接口可以对多种开关的按钮性能进行模拟，适应设备的不同应用场景需求；2、基于按压力转换模块，利用齿轮齿条机构将扭矩阻力转换为按压力，利用推力测量仪便可以轻松实现对操作压力的模拟，为舒适的用户体验提供参考。
【技术实现步骤摘要】
一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置及模拟方法
本专利技术涉及按钮压力试验装置
，具体地说是一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置及模拟方法。
技术介绍
核电厂人机接口的设计、运行和维修常常是引发电厂事故的主要原因之一，且在响应故障工况和缓解事故后果中起到重要作用。为确保电厂的安全性、可运行性和可维修性，设计人员需要关注人机接口设备的设计。其中，按钮类操作开关就是一类常用的人机接口设备。按钮类操作开关的规格和结构形式多样，如圆形手指按钮的规格有直径10mm、15mm、20mm、25mm等；矩形手指按钮的规格有10×20、15×30、20×40；圆形手掌按钮的规格有直径40mm、50mm、60mm、70mm等。不同的规格和结构的按钮，对操纵员的操作效果具有很大的影响。但是，在实际设计过程缺乏不同规格和结构的按钮类操作开关的参数验证的装置和方法。针对该问题，通过本专利技术的装置和方法，对不同规格和结构形式、按压行程范围以及按压力方面的按钮类操作开关进行验证，通过验证获得最优的按钮类操作开关的参数设计，确保操作安全、可靠和舒适，从而提升电厂的安全性、可靠性、舒适性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，设计一种装置对不同规格和结构形式、按压行程范围、按压方式以及按压力方面的按钮类操作开关进行验证，通过验证获得最优的按钮类操作开关的参数设计，确保操作安全、可靠和舒适，从而提升电厂的安全性、可靠性、舒适性。为实现上述目的，设计一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置，其特征在于：包括壳体、快换按钮模块、按压力转换模块、扭矩调节模块；——壳体，其两侧壁上部分别对称设有上通孔，两侧壁下部分别设有下通孔；——所述快换按钮模块，包括上按钮及设在上按钮上的上按钮快换结构，下按钮及设在下按钮上的下按钮快换结构，实现多种类型按钮的替换安装；——所述按压力转换模块，实现扭矩到按压力转换，其包括上行程调节螺母对、上齿条装置、上齿轮、中心齿轮、下齿轮、下齿条装置、下行程调节螺母对；所述上齿轮、中心齿轮、下齿轮依次轴接在壳体内，且上齿轮、中心齿轮、下齿轮依次啮合；所述上齿条装置中间部的下表面设上齿条部、一端部设有上快换结构，上齿条部与上快换结构之间为上螺纹行程调节部，余下部分为上圆柱部；所述下齿条装置中间部的上表面设下齿条部、一端部设有下快换结构，下齿条部与下快换结构之间为下螺纹行程调节部，余下部分为下圆柱部；上齿条装置的上圆柱部依次穿过壳体的两个上通孔，上齿条部与上齿轮的上部啮合；位于壳体外的上快换结构与上按钮快换结构装配连接；位于上快换结构与壳体之间的上螺纹行程调节部螺纹连接上行程调节螺母对；下齿条装置的下圆柱部依次穿过壳体的两个下通孔，下齿条部与下齿轮的底部啮合；位于壳体外的下快换结构与下按钮快换结构装配连接；位于下快换结构与壳体之间的下螺纹行程调节部螺纹连接下行程调节螺母对；——扭矩调节模块，包括智能电流源、磁滞阻尼器，位于壳体外的所述磁滞阻尼器的输出轴贯穿壳体后与中心齿轮固定连接，磁滞阻尼器通过电源线连接所述智能电流源；通过调节智能电流源的电流输出大小控制磁滞阻尼器的扭矩的大小，实现按压力的调节。进一步的，还包括上齿轮固定轴，其一端固定在壳体内，上齿轮固定轴的其余部分过盈连接上轴承的轴孔，上轴承过盈装配在所述上齿轮的内圈中。进一步的，还包括下齿轮固定轴，其一端固定在壳体内，下齿轮固定轴的其余部分过盈连接下轴承的轴孔，下轴承过盈装配在所述下齿轮的内圈中。进一步的，上按钮快换结构与上快换结构，以及下按钮快换结构与下快换结构分别采用相互配合的插接口与插接头。进一步的，所述磁滞阻尼器采用紧固件固定在壳体外壁上。进一步的，位于所述磁滞阻尼器相对侧的壳体一侧连接设备安装板。进一步的，与所述上齿条装置、下齿条装置的装配处的壳体的左右内侧壁分别设有凸块，所述上、下通孔分配贯穿相应凸块。进一步的，所述凸块与壳体一体成型。所述模拟装置的模拟方法，其特征在于：采用如下步骤：第一步，根据场景需求选择更换上按钮和下按钮；第二步，根据模拟的设备的按钮行程，来调节上行程调节螺母对和下行程调节螺母对在上齿条部和下齿条部的位置；调节时上行程调节螺母对和上按钮之间的距离与下行程调节螺母对与下按钮之间的距离保持一致；第三步，旋转智能电流源的电流调节按钮来调节输出电流大小，从而调节磁滞阻尼器的输出扭矩大小；第四步，根据上按钮、下按钮的形状，选择用手掌或者手指多次按压，感受按压阻力的大小是否满足上、下按钮应用场景的需求，若阻力较大，则减小智能电流源的输出电流大小，以减小磁滞阻尼器的输出扭矩；若阻力较小，则增大智能电流源的输出电流大小，使得磁滞阻尼器扭矩增大，直至达到满意的按压力大小为止；第五步，当按压力达到预期的效果后，手持推力测量仪按压上按钮或者下按钮，测量按压力大小并记录，为设计的设备按钮提供实验数据参考。本专利技术同现有技术相比，其结构简单、精巧，设计合理，满足了核电厂进行按钮类人机接口设备的设计的以下需求：1、基于快换接口可以对多种开关的按钮性能进行模拟，适应设备的不同应用场景需求；2、基于按压力转换模块，利用齿轮齿条机构将扭矩阻力转换为按压力，利用推力测量仪便可以轻松实现对操作压力的模拟，为舒适的用户体验提供参考；通过统一标准的快换结构，实现在按压力转换模块上快速更换快换按钮模块，实现包括圆形、方形等多个不同形状、大小的按钮的模拟；通过调节上、下行程调节螺母对的位置，实现按压行程的调节；通过调节智能电流源调节输出电流的大小，达到控制磁滞阻尼器的扭矩大小的作用，从而实现按钮操作压力的调节；通过手持推力测量仪按压上或下快换按钮可测量按钮的操作压力，实现对按钮的操作性能模拟，为更好的人机交互提供参考，操作简单。附图说明图1为本专利技术中按钮操作性能模拟装置内部结构轴侧图。图2为本专利技术中磁滞阻尼器电连接智能电流源的示意图。图3为本专利技术中按钮操作性能模拟装置的侧视图。图4为本专利技术中按钮操作性能模拟装置的俯视图。图5为采用本专利技术按钮操作性能模拟装置进行按压模拟测试时的示意图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步地说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的理解，但不作为对本专利技术的限定。实施例1参见图1～图4，一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置，其特征在于：包括壳体401、快换按钮模块、按压力转换模块、扭矩调节模块；——壳体401，其两侧壁上部分别对称设有上通孔，两侧壁下部分别设有下通孔；——所述快换按钮模块，包括上按钮102及设在上按钮上的上按钮快换结构，下按钮101及设在下按钮上的下按钮快换结构，实现多种类型按钮的替换安装；——所述按压力转换模块，实现扭矩到按压力转换的按压力转换模块，其包括上行程调节螺母对201、上齿条装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置，其特征在于：/n包括壳体(401)、快换按钮模块、按压力转换模块、扭矩调节模块；/n——壳体(401)，其两侧壁上部分别对称设有上通孔，两侧壁下部分别设有下通孔；/n——所述快换按钮模块，包括上按钮(102)及设在上按钮上的上按钮快换结构，下按钮(101)及设在下按钮上的下按钮快换结构，实现多种类型按钮的替换安装；/n——所述按压力转换模块，实现扭矩到按压力转换，其包括上行程调节螺母对(201)、上齿条装置(202)、上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)、下齿条装置(208)、下行程调节螺母对(209)；/n所述上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)依次轴接在壳体(401)内，且上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)依次啮合；/n所述上齿条装置(202)中间部的下表面设上齿条部、一端部设有上快换结构，上齿条部与上快换结构之间为上螺纹行程调节部，余下部分为上圆柱部；/n所述下齿条装置(208)中间部的上表面设下齿条部、一端部设有下快换结构，下齿条部与下快换结构之间为下螺纹行程调节部，余下部分为下圆柱部；/n上齿条装置(202)的上圆柱部依次穿过壳体(401)的两个上通孔，上齿条部与上齿轮(203)的上部啮合；位于壳体(401)外的上快换结构与上按钮快换结构装配连接；位于上快换结构与壳体(401)之间的上螺纹行程调节部螺纹连接上行程调节螺母对(201)；/n下齿条装置(208)的下圆柱部依次穿过壳体(401)的两个下通孔，下齿条部与下齿轮(206)的底部啮合；位于壳体(401)外的下快换结构与下按钮快换结构装配连接；位于下快换结构与壳体(401)之间的下螺纹行程调节部螺纹连接下行程调节螺母对(209)；/n——扭矩调节模块，包括智能电流源(303)、磁滞阻尼器(301)，位于壳体(401)外的所述磁滞阻尼器(301)的输出轴贯穿壳体(401)后与中心齿轮(205)固定连接，磁滞阻尼器(301)通过电源线(302)连接所述智能电流源(303)；通过调节智能电流源(303)的电流输出大小控制磁滞阻尼器(301)的扭矩的大小，实现按压力的调节。/n...
【技术特征摘要】
1.一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置，其特征在于：
包括壳体(401)、快换按钮模块、按压力转换模块、扭矩调节模块；
——壳体(401)，其两侧壁上部分别对称设有上通孔，两侧壁下部分别设有下通孔；
——所述快换按钮模块，包括上按钮(102)及设在上按钮上的上按钮快换结构，下按钮(101)及设在下按钮上的下按钮快换结构，实现多种类型按钮的替换安装；
——所述按压力转换模块，实现扭矩到按压力转换，其包括上行程调节螺母对(201)、上齿条装置(202)、上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)、下齿条装置(208)、下行程调节螺母对(209)；
所述上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)依次轴接在壳体(401)内，且上齿轮(203)、中心齿轮(205)、下齿轮(206)依次啮合；
所述上齿条装置(202)中间部的下表面设上齿条部、一端部设有上快换结构，上齿条部与上快换结构之间为上螺纹行程调节部，余下部分为上圆柱部；
所述下齿条装置(208)中间部的上表面设下齿条部、一端部设有下快换结构，下齿条部与下快换结构之间为下螺纹行程调节部，余下部分为下圆柱部；
上齿条装置(202)的上圆柱部依次穿过壳体(401)的两个上通孔，上齿条部与上齿轮(203)的上部啮合；位于壳体(401)外的上快换结构与上按钮快换结构装配连接；位于上快换结构与壳体(401)之间的上螺纹行程调节部螺纹连接上行程调节螺母对(201)；
下齿条装置(208)的下圆柱部依次穿过壳体(401)的两个下通孔，下齿条部与下齿轮(206)的底部啮合；位于壳体(401)外的下快换结构与下按钮快换结构装配连接；位于下快换结构与壳体(401)之间的下螺纹行程调节部螺纹连接下行程调节螺母对(209)；
——扭矩调节模块，包括智能电流源(303)、磁滞阻尼器(301)，位于壳体(401)外的所述磁滞阻尼器(301)的输出轴贯穿壳体(401)后与中心齿轮(205)固定连接，磁滞阻尼器(301)通过电源线(302)连接所述智能电流源(303)；通过调节智能电流源(303)的电流输出大小控制磁滞阻尼器(301)的扭矩的大小，实现按压力的调节。
2.如权利要求1所述的一种支持人因验证的按钮操作性能模拟装置，其特征在于：还包括上齿轮固定轴，其一端固定在壳体(401)内，上齿轮固定轴的其余部分过盈连接上轴承(204)的轴孔，上轴承(204)过盈装配在所述上齿轮(203)的内圈中。
3.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明瑾，郑添，宋霏，谢睿，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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