CN108513613A - 柔性材料静态卷曲测试治具及方法 - Google Patents

Abstract

一种柔性材料静态卷曲测试治具，包括基台(10)及曲面承载体(15)；所述曲面承载体(15)装于所述基台(10)上；所述曲面承载体(15)的曲面用于卷曲并承载柔性材料(30)；所述柔性材料(30)包括第一部分、第二部分及位于第一部分及第二部分之间的第三部分，在第一测试阶段，第一部分及第二部分固定于曲面承载体(15)上，第三部分卷曲于曲面承载体(15)上；在第二测试阶段，第一部分与曲面承载体分离而使第三部分从曲面承载体(15)上释放，以确定柔性材料的形变恢复程度。

Description

柔性材料静态卷曲测试治具及方法

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，尤其涉及一柔性材料静态卷曲测试治具及方法。

背景技术

随着电子行业的高速发展，柔性材料的评测方法种类繁多。可卷曲的电子设备应用的柔性材料通常有两种使用状态：卷曲状态及平展状态。针对需要反复收卷的产品，一般是测量其卷曲疲劳极限程度。即通过卷曲疲劳极限测试可以测试出材料在反复收纳后，材料发生损坏的最大收卷数。但是，对于柔性材料从长时间处于的一个状态变化成另外一个状态的恢复特性，目前业界还没有相关的测量设备。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性材料静态卷曲测试治具及方法，用于测量应用于电子装置的柔性材料的卷曲恢复性能。

本申请一种柔性材料静态卷曲测试治具，包括基台及曲面承载体；所述曲面承载体装于所述基台上；所述曲面承载体的曲面用于卷曲并承载柔性材料；

所述柔性材料包括第一部分、第二部分及位于第一部分及第二部分之间的第三部分，在第一测试阶段，第一部分及第二部分固定于曲面承载体上，第三部分卷曲于曲面承载体上；在第二测试阶段，第一部分与曲面承载体分离而使第三部分从曲面承载体上释放，以确定柔性材料的形变恢复程度。

其中，还包括可活动的限位件，在第一测试阶段，限位件抵持第一部分；在第二测试阶段，限位件与第一部分分离。

其中，所述限位件包括定位件及与定位件连接的抵持件，所述定位件可活动地装于所述基台或曲面承载体上，并使所述抵持件抵持所述柔性材料的第一部分或与柔性材料的第一部分分离。

其中，所述限位件为装于基台上的定位销，所述定位件为销钉杆部，所述抵持件为定位销的头部。

其中，所述定位件为轴体，所述抵持件为压板，所述压板通过所述轴体可活动的装于所述曲面承载体上。

其中，抵持件具有弹性。

其中，第三部分从曲面承载体上释放之后，通过测量柔性材料上发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置来确定柔性材料的形变恢复程度。

其中，动点位于柔性材料的末端。

其中，静点位于曲面承载体上。

其中，其特征在于，在第一测试阶段及第二测试阶段，第二部分均夹持固定于曲面承载体与基台之间。

其中，所述基台包括支撑柱，所述曲面承载体可移动地装于所述支撑柱上。

其中，所述支撑柱上设有调节槽，转轴穿过调节槽而与曲面承载体连接，所述转轴用于在调节槽内移动而调节所述曲面承载体的曲面与所述基台之间的距离。

其中，所述曲面承载体包括曲面承载部及固定于曲面承载部一端的支撑部，所述曲面承载部的曲面连接所述支撑部的两个相对侧面，所述柔性材料层叠于所述曲面承载部的曲面与支撑部的两侧面。

其中，所述支撑部包括相对合的两个主体，所述两个主体通过连接柱连接，所述连接柱调节两个所述主体之间的距离以使两个主体适用于不同尺寸的曲面支撑部。

其中，还包括控制装置，在第一测试阶段时，控制装置控制限位件抵持第一部分；在第二测试阶段时，控制装置控制限位件移动而与第一部分分离。

其中，所述曲面承载体上设有计时器，所述计时器与所述控制装置电连接，以设置第一测试阶段的持续时间。

其中，所述曲面承载体包括圆弧面。

本申请还提供一种柔性材料静态卷曲测试方法，包括：

提供设有曲面承载体的基台，

将待测的柔性材料卷曲在曲面承载体的曲面上，待测的柔性材料第一部分通过限位件限位于所述曲面承载体上，第二部分固定在曲面承载体上，第一部分与第二部分之间的第三部分卷曲于曲面承载体的曲面上；

经过预设卷曲时间后，所述柔性材料在曲面承载体被抵持的第一部分被释放，使第三部分恢复形变；

测量柔性材料恢复形变的程度。

其中，测量柔性材料恢复形变的程度包括：

测量柔性材料释放时发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置。

其中，动点位于柔性材料的自由末端，静点位于曲面承载体上。

其中，第二部分夹持于曲面承载体与基台之间。

本申请通过所述曲面承载体模拟柔性电子装置对柔性材料的卷曲恢复性能进行测量，以保证柔性材料的应用品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的柔性材料静态卷曲测试治具的结构示意图。

图2是图1所示的柔性材料静态卷曲测试治具测试柔性材料示意图，其中柔性材料处于卷曲状态。

图3是图1所示的柔性材料静态卷曲测试治具测试柔性材料示意图，其中柔性材料处于释放状态。

图4是本发明另一实施例的柔性材料静态卷曲测试治具结构示意图，其中柔性材料卷曲于治具上。

图5是图4所示的柔性材料静态卷曲测试治具的基台与基台固定柔性材料的示意图。

图6是图4所示的柔性材料静态卷曲测试治具的一种方式示意图。

图7是图5所示的柔性材料静态卷曲测试治具的基台与基台通过调节杆连接的结构示意图。

图8是图4所示的柔性材料静态卷曲测试治具测试柔性材料示意图，其中柔性材料处于释放状态。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1与图2，本申请提供一种柔性材料静态卷曲测试治具，用于测试用于柔性电子装置的柔性材料的由卷曲状态到伸展状态的恢复特性。测试治具包括基台10、曲面承载体15、限位件20及控制装置(图未示)。所述曲面承载体15可拆卸的装于所述基台10上；所述曲面承载体15的曲面用于卷曲并承载柔性材料30。所述柔性材料30的一部分放置于基台10表面上，且被抵持于所述曲面承载体15及基台10表面之间，末端通过所述限位件20定位，其中柔性材料为待测件。由此，柔性材料30被卷曲于曲面承载体15上。当然，可以理解地，柔性材料30并不限于上述部分抵持于曲面承载体15与基台10之间，也不限于末端抵持于限位件20上，而是还可以通过不同的部分抵持曲面承载体15、基台10以及限位件20来实现卷曲状态维持效果。比如，柔性材料30可以包括位于相对两末端之间的第一部分及第二部分。第二部分可抵持于曲面承载体15与基台10之间，第一部分被限位件20所抵持，柔性材料30在第一部分与第二部分之间的第三部分卷曲在曲面承载体15上。当然，第二部分还可以位于柔性材料30的其中一末端，第一部分也可以位于柔性材料30的相对另一末端，具体取决于实际需求。此外，第二部分并不限于通过曲面承载体15及基台10固定夹持，而是还可以通过其他的方式固定于曲面承载体15上，比如可通过粘胶直接贴合固定于曲面承载体15上；或者在第二部分及曲面承载体15上分别设置二磁铁，通过磁吸的方式将第二部分固定于曲面承载体15上。

当使用测试治具测试柔性材料30的过程中，在第一测试阶段，第一部分及第二部分固定于曲面承载体15上，第三部分卷曲于曲面承载体15上；在第二测试阶段，第一部分与曲面承载体15分离而使第三部分从曲面承载体15上释放，以确定柔性材料的形变恢复程度。在第二测试阶段，在所述柔性材料30达到预设卷曲时间后，所述控制装置控制所述限位件20释放所述柔性材料。所述柔性材料30由于弹性恢复力脱离曲面承载体15展开。在第一测试阶段及第二测试阶段，第二部分均夹持固定于曲面承载体15与基台10之间。

如图2所示，本申请一实施例中，所述基台10包括表面101及支撑柱11。所述支撑柱11固定于基台10上并垂直于所述表面101，用于支撑固定所述曲面承载体15。所述曲面承载体15为圆盘形转轮，具有环形曲面的支撑面。当然，在其他实施方式中曲面承载体15的支撑面也可以为矩形、三角形或其他多边形。所述曲面承载体15通过转轴151可移动的装于所述支撑柱11上，所述曲面承载体15与所述基台10夹持所述柔性材料30一部分(即第二部分)，具体的所述柔性材料30卷曲于所述曲面承载体15的曲面上，柔性材料30一部分通过所述曲面承载体15的曲面与所述基台10的表面101夹持固定。

进一步的，所述限位件20包括定位件21及与所述定位件21连接的抵持件22，所述定位件21可活动的装于所述基台10上，并使所述抵持件22定位所述柔性材料30的第一部分或与柔性材料的第一部分分离。具体的，所述定位件21通过转轴或者滑轨等方式转动或移动连接于所述基台10的表面101上。在第一测试阶段，限位件20抵持第一部分；在第二测试阶段，限位件20与第一部分分离；即所述控制装置电气控制所述定位件21转动，进而带动抵持件22移动，从而离开或者抵持柔性材料30的末端。当然，可以理解地，上述限位件20也可以装设于曲面承载体15上，或者位于基台10及曲面承载体15之外的其他支撑结构上。

进一步的，所述曲面承载体15或者所述限位件20上设有计时器25，所述计时器25与所述控制装置连接用以设置所述预设卷曲时间也就是第一测试阶段的持续时间。本实施例中，计时器25装于所述曲面承载体15上，计时器与控制装置结合可以实现全程测试自动化。当然也可以采用其他方式进行计时。

请参阅图3，使用本实施的柔性材料静态卷曲测试治具测试柔性材料30时，第一步，提供上述设有所述曲面承载体的所述基台；

第二步，将待测的柔性材料卷曲在曲面承载体的曲面上，待测的柔性材料第一部分通过限位件限位于所述曲面承载体上，第二部分固定在曲面承载体上，第一部分与第二部分之间的第三部分卷曲于曲面承载体的曲面上；第二部分夹持于曲面承载体与基台之间；

第三步，经过预设卷曲时间后，所述柔性材料在曲面承载体被抵持的第一部分被释放，使第三部分恢复形变；

第四步，测量柔性材料恢复形变的程度。其中测量柔性材料恢复形变的程度包括：测量柔性材料释放时发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置。优选地，动点位于柔性材料的自由末端，静点位于曲面承载体上。

具体的，从柔性材料30末端开始将柔性材料30卷曲至所述曲面承载体15的曲面上，第二部分夹持于基台10与所述曲面承载体15之间，通过控制装置控制所述定位件21转动带动抵持件22抵持位于曲面承载体15的所述柔性材料30的第一部分，开启计时器记录预设的时间。到达预设卷曲时间之后，所述控制装置控制所述定位件21带动抵持件22离开所述柔性材料30的第一部分，柔性材料30由于弹性力部分恢复形变从曲面承载体15离开，呈现卷曲一定时间后的展开状态，也就是所述柔性材料末端被释放。第三部分从曲面承载体15上释放之后，通过测量柔性材料30上发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置来确定柔性材料30的形变恢复程度。本实施例中，所述动点位于柔性材料30的第一部分或者末端。所述静点位于曲面承载体15上。当释放预设的测试时间后，测量并记录柔性材料30卷曲末端与曲面承载体15的中心(即转轴151的位置)的连线相对于竖直方向的夹角的角度A，进而计算测试的柔性材料30的变形恢复程度。角度A可以通过量角器、光学传感器等测量工具来进行测量。当然，对于精度要求不严格的情况，甚至可以通过肉眼的方式来观察角度A的大小，而无需使用测量工具。可以理解地，也可以测量柔性材料30的卷曲末端与曲面承载体15的中心的连线相对于水平方向的夹角，同样可计算出柔性材料30的变形恢复程度。另外，对于角度的测量，本发明也并不限于是柔性材料30的卷曲末端与曲面承载体15的中心的连线，而是可以是柔性材料30的卷曲末端与其他固定位置的连线，比如基台10上的任何一点、曲面承载体15上的任何一点、柔性材料30上保持静止的任何一点或者其他固定位置的任何一点均可，仅需要确保所选取的固定位置在测量前后没有出现位置变化即可。进一步地，对于角度的测量，本发明也不限于是柔性材料30的卷曲末端，而是可以是柔性材料30在测量前后有发生过位置变化的任何一点，比如可以是靠近卷曲末端的其他位置。换句话说，只需要选定柔性材料30测量前后出现变化的位置(即柔性材料的动点)以及测量前后没有出现变化的位置(即静点)，然后确定动点与静点之间的连线与水平或者竖直方向的夹角，即可以计算出柔性材料30的形变恢复程度。此外，也可以不必对动点与静点连线来测量相对水平或竖直方向的夹角，而是可以直接测量动点相对于静点的位置、移动方向、移动角度或者移动距离等来确定柔性材料的形变恢复程度。

本实施例中，所述限位件20为定位销，所述定位件21为销钉杆部，所述抵持件22为定位销的头部。抵持件22具有弹性，可以更紧密地抵持所述柔性材料30保证固定力度又不破坏柔性材料。

进一步的，如图1，所述支撑柱11上设有调节槽12，所述调节槽12用于安装所述转轴151。所述转轴151可在调节槽12内上下移动而调节所述曲面承载体15的曲面与所述基台10之间的距离。所述调节槽12为条形通槽，沿着所述支撑柱11的厚度方向贯穿所述支撑柱11设置。所述转轴151穿过所述调节槽12，将曲面承载体15固定于所述支撑柱11上，并且使曲面承载体15的曲面与所述基台10之间的距离恰好可以夹持柔性材料。为了适应柔性材料30厚度不同，曲面承载体15的大小不同，并可以调整转轴151在调节槽12内的相对基台10的高度，以保证曲面承载体15的曲面与所述基台10之间的距离恰好可以夹持柔性材料30。

请参阅图4，本申请另一实施例中，与上述实施例不同的是：所述曲面承载体包括曲面承载部15及固定于曲面承载部15一端的支撑部40，所述曲面承载部15的曲面连接所述支撑部40的两个相对侧面，所述柔性材料层叠于所述曲面承载部15的曲面与支撑部40的两侧面。具体的，所述曲面承载部15的曲面朝向远离支撑部40的外侧，所述柔性材料30层叠于所述曲面承载部15的曲面与支撑部40的两侧面401。本实施例的限位件20的所述定位件23为轴体，所述抵持件24为压板，所述压板24通过所述轴体可活动的装于所述基台10上。具体的，所述定位件23为两组，每组两个定位件23相对设置，两个相对的定位件23之间供柔性材料30穿过。所述压板24沿着所述定位件23可相对所述支撑部40上下移动，实现对所述柔性材料30的抵压或者释放。

具体的，所述曲面承载部15为半圆形轮盘，其曲面为圆弧形。所述曲面承载部15固定于支撑部40的一端，曲面承载部15的平面一侧(半径端面)与所述支撑部40的端面可拆卸的对接，其中支撑部40的厚度与半圆形轮盘的直径相同，以使曲面与支撑部40的两侧面401可以平滑连接。所述柔性材料30层叠于所述曲面与所述两个侧面上。如图4所示，所述轴体的定位件23穿过所述压板将压板装于所述基台10的侧面401上，与支撑部40一起夹持所述柔性材料30的第一部分，柔性材料30的第二部分通过其它平面与支撑部40同时夹持，如固定该测试装置的平台50，见图5。或者第二部分也通过限位件20固定。压板可从活动轴上抬起或放下，从而抵压柔性材料30或与柔性材料分离，从而适应不同厚度的柔性材料，并方便柔性材料30的取放。

请参阅图6，进一步的，所述支撑部40包括相对合的两个主体41，所述两个主体41上下叠设并通过连接柱42连接，所述连接柱42调节两个所述主体41之间的距离以使两个主体41的上下侧面的距离适用于不同尺寸的所述曲面承载部15。本实施例中，连接柱42为3个，也可以是3组以上的多个。当需要测量较大弯曲半径的柔性材料30时，可更换大直径的曲面承载部15，同时，为了使曲面承载部15的曲面可以与支撑部40的侧面平滑连接，所述两个主体41之间的距离增大来调整所述两个主体41上下侧面的距离。

进一步的，本实施例中，如图5所示，所述柔性材料静态卷曲测试治具还包括基台50，所述支撑部40与所述基台50之间设有支撑柱51，如图7所示，支撑柱51用于调节所述支撑部40与曲面承载部15相对基台50的距离，实现对所述柔性材料30的夹持及释放。支撑柱51将所述支撑部40支撑于所述基台50上方，所述支撑部40的一侧朝向所述基台50，当测试的时候，所述支撑部40的一侧与所述基台50夹持所述柔性材料30的第二部分，柔性材料30的第一部分通过本实施例的限位件20固定。在持续预订时间之后，限位件20离开柔性材料30的第一部分，柔性材料30的第二部分保持夹持于基台50与支撑部40之间，柔性材料30的第三部分由于弹性力而自然释放。

如图8所示，柔性材料30的动点位于其末端的位置，静点位于曲面承载部15的底部。通过测量动点与静点之间的连线相对于水平方向的夹角A，可以计算出柔性材料30的恢复角度。

本申请所述的柔性材料静态卷曲测试治具通过曲面承载体卷曲柔性材料，测试柔性材料从长时间处于的一个状态变化成另外一个状态的恢复特性，可以更加详细地确定柔性材料的变形参数，方便柔性材料的后续使用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，包括基台及曲面承载体；所述曲面承载体装于所述基台上；所述曲面承载体的曲面用于卷曲并承载柔性材料；

所述柔性材料包括第一部分、第二部分及位于第一部分及第二部分之间的第三部分，在第一测试阶段，第一部分及第二部分固定于曲面承载体上，第三部分卷曲于曲面承载体上；在第二测试阶段，第一部分与曲面承载体分离而使第三部分从曲面承载体上释放，以确定柔性材料的形变恢复程度。

2.如权利要求1所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，还包括可活动的限位件，在第一测试阶段，限位件抵持第一部分；在第二测试阶段，限位件与第一部分分离。

3.如权利要求2所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述限位件包括定位件及与定位件连接的抵持件，所述定位件可活动地装于所述基台或曲面承载体上，并使所述抵持件抵持所述柔性材料的第一部分或与柔性材料的第一部分分离。

4.如权利要求3所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述限位件为装于基台上的定位销，所述定位件为销钉杆部，所述抵持件为定位销的头部。

5.如权利要求3所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述定位件为轴体，所述抵持件为压板，所述压板通过所述轴体可活动的装于所述曲面承载体上。

6.如权利要求3所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，抵持件具有弹性。

7.如权利要求1所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，第三部分从曲面承载体上释放之后，通过测量柔性材料上发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置来确定柔性材料的形变恢复程度。

8.如权利要求7所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，动点位于柔性材料的末端。

9.如权利要求7所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，静点位于曲面承载体上。

10.如权利要求1至9任一项所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，在第一测试阶段及第二测试阶段，第二部分均夹持固定于曲面承载体与基台之间。

11.如权利要求1至9任一项所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述基台包括支撑柱，所述曲面承载体可移动地装于所述支撑柱上。

12.如权利要求11所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述支撑柱上设有调节槽，转轴穿过调节槽而与曲面承载体连接，所述转轴用于在调节槽内移动而调节所述曲面承载体的曲面与所述基台之间的距离。

13.如权利要求1至9任一项所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述曲面承载体包括曲面承载部及固定于曲面承载部一端的支撑部，所述曲面承载部的曲面连接所述支撑部的两个相对侧面，所述柔性材料层叠于所述曲面承载部的曲面与支撑部的两侧面。

14.如权利要求13所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述支撑部包括相对合的两个主体，所述两个主体通过连接柱连接，所述连接柱调节两个所述主体之间的距离以使两个主体适用于不同尺寸的曲面承载部。

15.如权利要求2至9任一项所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，还包括控制装置，在第一测试阶段时，控制装置控制限位件抵持第一部分；在第二测试阶段时，控制装置控制限位件移动而与第一部分分离。

16.如权利要求15所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述曲面承载体上设有计时器，所述计时器与所述控制装置电连接，以设置第一测试阶段的持续时间。

17.如权利要求1至9任一项所述的柔性材料静态卷曲测试治具，其特征在于，所述曲面承载体包括圆弧面。

18.一种柔性材料静态卷曲测试方法，其特征在于，包括：

提供设有曲面承载体的基台，

将待测的柔性材料卷曲在曲面承载体的曲面上，待测的柔性材料第一部分通过限位件限位于所述曲面承载体上，第二部分固定在曲面承载体上，第一部分与第二部分之间的第三部分卷曲于曲面承载体的曲面上；

经过预设卷曲时间后，所述柔性材料在曲面承载体被抵持的第一部分被释放，使第三部分恢复形变；

测量柔性材料恢复形变的程度。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，测量柔性材料恢复形变的程度包括：

测量柔性材料释放时发生移动的动点相对于未发生移动的静点的位置。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，动点位于柔性材料的自由末端，静点位于曲面承载体上。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，第二部分夹持于曲面承载体与基台之间。