一、概述
柔性屏抗折弯测试中,机械传动系统的稳定性直接决定折弯角度精度与测试重复性。传统传动系统存在间隙大、响应滞后、易磨损等缺陷,导致测试数据波动。本方案以“高精度、长寿命、低能耗”为目标,设计滚珠丝杠-同步带复合传动机构,选用高强度铝合金与陶瓷涂层部件,优化传动比与润滑系统。在符合GB/T 35134-2023标准基础上,实现传动误差≤0.02mm,折弯角度重复精度±0.1°,传动部件寿命提升50%,满足柔性屏高频次、高精度的测试需求。
二、实验/设备条件
1. 环境条件:实验温度20-25℃,相对湿度40%-60%,环境振动≤0.05g(优于传统要求),避免粉尘与油污,配备通风散热装置,确保传动系统运行温度稳定在≤45℃。
2. 基础设备条件:配备激光干涉仪(定位精度±0.001mm)用于传动精度检测,扭矩测试仪(量程0-10N·m,精度±0.01N·m)测量传动效率,高速摄像机(帧率1000fps)记录运动响应;提供220V稳压电源(波动≤±5%),配套过载保护装置,避免电压波动影响电机性能。
3. 试验机预装条件:传动系统已完成组装,包含伺服电机(功率500W,转速0-3000rpm)、滚珠丝杠(导程5mm,精度C3级)、同步带(聚氨酯材质,齿距2mm),搭载运动控制卡实现0.1mm步进精度,预装传动参数监控软件,可实时显示转速、扭矩与温度数据。
三、样品提取
1. 样品来源:选取华为、小米、OPPO等品牌搭载柔性屏的终端产品,拆解获取柔性屏样品,涵盖6.7英寸内折屏、7.2英寸外折屏、5.4英寸滑卷屏三种类型,每种类型各30片,确保覆盖主流柔性屏结构。
2. 提取原则:采用分层抽样法,从不同生产批次中抽取样品,要求屏体无折痕、线路完好,通过万用表检测电极导通性,确保样品初始性能正常。提取时使用防静电吸盘与密封防潮袋,全程在无尘车间操作,避免二次损伤。
3. 样品预处理:将样品置于恒温恒湿箱(23℃,50%RH)中静置48小时,消除应力;用异丙醇擦拭屏体表面,粘贴耐高温定位贴纸,标注样品类型、批次及拆解日期,建立样品追溯档案。
四、实验/操作方法
1. 传动系统性能测试:① 精度测试:通过激光干涉仪测量传动系统在0-100mm行程内的定位误差,每5mm记录一次数据,计算误差值;② 效率测试:用扭矩测试仪连接电机与丝杠,在不同转速(500-3000rpm)下测量输入与输出扭矩,计算传动效率(输出扭矩/输入扭矩×100%);③ 耐久性测试:设定折弯频率10次/分钟,连续运行100000次,实时监测传动间隙与温度变化。
2. 验机操作流程:① 设备校准:开机后用标准量块校准折弯角度(设定90°,误差≤0.1°),通过扭矩测试仪校准传动负载;② 样品装夹:将预处理样品固定在气动夹具上,调整传动机构使屏体折弯中心与丝杠轴线对齐,夹具压力设定为3N;③ 测试执行:选择对应样品程序,设定折弯角度0-180°循环、次数5000次,启动设备并通过监控软件记录每次折弯的传动响应时间与角度偏差;④ 数据整理:每1000次停机检查样品与传动部件状态,测试结束后分析角度偏差曲线与传动效率变化规律。
3. 优化效果验证:对比优化前后传动系统的精度、效率与寿命数据,采用控制变量法,分别测试单一优化措施(如润滑改进、材料升级)的效果,明确关键优化方向。
五、实验结果/结论
1. 性能优化效果:优化后传动系统定位误差降至0.015mm,较传统系统(0.05mm)降低70%;传动效率提升至92%,较优化前(78%)提高14个百分点;连续运行100000次后,传动间隙仅增加0.002mm,温度稳定在42℃,寿命较传统系统延长62%。
2. 验机数据表现:6.7英寸内折屏测试中,折弯角度偏差≤0.08°;7.2英寸外折屏重复测试5次,角度波动值≤0.12°;5.4英寸滑卷屏传动响应时间稳定在0.03s,无滞后现象,所有样品测试数据均符合标准要求。
3. 结论:本方案设计的滚珠丝杠-同步带复合传动系统,通过材料升级与结构优化,显著提升了精度、效率与耐久性。优化后的传动系统适配各类柔性屏测试场景,可有效降低测试数据波动,为柔性屏抗折弯性能评估提供可靠的设备支撑。
六、仪器/耗材清单
1. 核心测试仪器(5台/套):① 柔性屏抗折弯试验机(含优化传动系统)1台,规格:传动精度0.015mm,折弯角度0-180°,配备伺服电机与运动控制卡,用途:实现样品折弯测试与传动参数采集;② 激光干涉仪1台,型号:XL-80,测量范围0-10m,精度±0.001mm,用途:检测传动系统定位精度;③ 扭矩测试仪1台,型号:TN-10,量程0-10N·m,用途:测量传动效率与负载扭矩;④ 高速摄像机1台,型号:FASTCAM Mini UX100,帧率1000fps,用途:记录传动机构运动响应;⑤ 恒温恒湿箱1台,型号:THB-1000,控温精度±0.5℃,用途:样品预处理与环境模拟。
2. 辅助仪器(7台/套):① 万用表1台,型号:FLUKE 17B+,用途:检测样品电极导通性;② 标准量块1套,规格10-100mm,精度0.0001mm,用途:校准折弯角度;③ 红外测温仪1台,型号:ST60,精度±0.3℃,用途:监测传动部件温度;④ 气动压力计1台,型号:AWM5104,量程0-10N,用途:调节夹具压力;⑤ 无尘工作台1台,型号:SW-CJ-2D,洁净度百级,用途:样品提取与装夹;⑥ 数据采集卡1套,型号:NI USB-6210,用途:同步采集多通道测试数据;⑦ 示波器1台,型号:DS1054Z,用途:监测电机控制信号稳定性。
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