CN111015710B - 柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，包括基座、传感器固定座、多个超声波传感器及静电吸附膜，基座上对应每个超声波传感器分别设有拉杆，基座上对应每个拉杆还分别嵌设有驱动电机，拉杆的一端向上伸入基座内并与驱动电机的输出端螺纹连接，拉杆的另一端向下突伸出基座外后连接在静电吸附膜上；每四个相邻的拉杆之间的中心位置分别设有喷气嘴，喷气嘴与四个相邻的拉杆分别通过一个两端具有球头部的连接杆连接；本发明采用非接触式检测距离目标曲面的距离大小，避免了机械接触式检测划伤目标曲面，同时使柔性电子膜经过二次整形共形，能够大大提高柔性电子膜对目标曲面模拟的精度，贴合良率更高，能够更好地保护柔性电子膜。

Description

柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手

技术领域

本发明涉及一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手。

背景技术

柔性多层电路板以及柔性显示屏等都需要柔性电子膜，其具有大面积、可变形、轻质和非平面等特点，通过转印方式随形贴覆的集成电路，可以贴覆在任意曲面上，实现相应的电性功能，相比于传统平面硅基微电子/传感器具有无可比拟的优势，其在航空航天、信息通信和健康医疗等领域具有巨大的发展空间和应用前景。

针对柔性电子膜的贴覆，往往采用直接将柔性电子膜贴覆于目标曲面上，由于平面制造的柔性电子膜具有一定的刚性，导致柔性电子膜与目标曲面的贴合效果往往不佳，甚至会出现褶皱、气泡等缺陷；为此，现有技术中也提供了一种改进的多插针转印头，其使柔性电子膜在贴覆前根据目标曲面进行压合变形，即使柔性电子膜在贴合前与目标曲面提前共形来解决上述问题，但这种机械式接触方式，容易划伤目标曲面以及容易损坏柔性电子膜。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，包括基座、设于基座顶面的传感器固定座、多个呈矩阵排列在传感器固定座上的超声波传感器以及设于基座底部的静电吸附膜，所述基座上对应每个超声波传感器分别设置有拉杆，所述基座上对应每个拉杆还分别嵌设有用于带动拉杆上下移动的驱动电机，所述拉杆的一端向上伸入基座内并与驱动电机的输出端螺纹连接，所述拉杆的另一端向下突伸出基座外后连接在静电吸附膜上；每四个相邻的所述拉杆之间的中心位置分别设有一个喷气嘴，所述喷气嘴位于基座的底部与静电吸附膜之间，所述喷气嘴与四个相邻的所述拉杆分别通过一个两端具有球头部的连接杆连接，所述连接杆两端的球头部分别活动嵌设在喷气嘴和拉杆上。

其中，每个所述拉杆均通过一个导向套转动连接在基座上，所述导向套嵌设于基座内，所述拉杆的一端向上贯穿导向套后与驱动电机的输出端连接。

其中，所述驱动电机包括电机定子和电机转子，所述电机定子嵌设于基座内，所述电机转子套设在电机定子内，所述拉杆的一端螺纹贯穿电机转子，所述拉杆的中心轴线与电机转子的中心轴线重合。

其中，每四个相邻的所述拉杆分别与喷气嘴相连的四个所述连接杆呈对角线分布。

与现有技术相比，本发明具有如下技术优点：

1、本发明利用矩阵排列的各个超声波传感器非接触式检测距离目标曲面的距离大小，避免了机械接触式检测划伤目标曲面，还能对非刚性目标曲面进行准确检测，抗干扰能力强，适用性更好。

2、本发明利用静电吸附膜来带动柔性电子膜经过二次整形共形，相比于一次整形结构，能够大大提高柔性电子膜对目标曲面模拟的精度，贴合良率更高，同时避免了直接作用在柔性电子膜上，更好地保护柔性电子膜。

3、本发明采用拉杆与驱动电机螺纹连接，从而利用螺纹的自锁特性来保持拉杆移动后的位置，省去了制动保持机构，进而简化整个贴合头的结构，降低成本。

4、本发明在拉杆与喷气嘴之间通过连接杆连接，利用连接杆的球头部的活动性，达到喷气嘴的喷口自动调整方向，以便对变形后的静电吸附膜进行整形。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是图2中沿A-A方向的剖视图；

图4是图3中I处的局部放大示意图；

图5是本发明隐藏静电吸附膜后的仰视图；

图6是图5中II处的局部放大示意图；

图7是本发明的使用状态示意图；

附图标记说明：1-基座；2-传感器固定座；3-超声波传感器；4-静电吸附膜；5-拉杆；6-驱动电机；61-电机定子；62-电机转子；7-喷气嘴；8-连接杆；9-导向套；100-目标曲面；200-柔性电子膜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，包括基座1、设于基座1顶面的传感器固定座2、多个呈矩阵排列在传感器固定座2上的超声波传感器3以及设于基座1底部的静电吸附膜4，静电吸附膜4采用高压静电吸附膜，保证对柔性电子膜200的吸附力，所述基座1上对应每个超声波传感器3分别设置有拉杆5，所述基座1上对应每个拉杆5还分别嵌设有用于带动拉杆5上下移动的驱动电机6，所述拉杆5的一端向上伸入基座1内并与驱动电机6的输出端螺纹连接，所述拉杆5的另一端向下突伸出基座1外后连接在静电吸附膜4上；每四个相邻的所述拉杆5之间的中心位置分别设有一个喷气嘴7，所述喷气嘴7位于基座1的底部与静电吸附膜4之间，所述喷气嘴7与四个相邻的所述拉杆5分别通过一个两端具有球头部的连接杆8连接，所述连接杆8两端的球头部分别活动嵌设在喷气嘴7和拉杆5上。

本实施例所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，每四个相邻的所述拉杆5分别与喷气嘴7相连的四个所述连接杆8呈对角线分布，即四个连接杆8分别处于四个拉杆5形成的方形的对角线上，如此便于喷气嘴7与拉杆5之间的连接，保证四个拉杆5之间的力臂等长，从而保证相邻拉杆5之间产生高度差时，使喷气嘴7始终保持与静电吸附膜4的切线方向垂直。

具体地，64个超声波传感器3以8×8矩阵排列方式固定在传感器固定座2上，对应地，基座1上设置64个呈8×8矩阵排列的拉杆5，对应每个拉杆5分别单独设置一个驱动电机6来为拉杆5上下移动提供动力；当然还可在传感器固定座2上设置其他数量的超声波传感器3，这里不再赘述。

实际使用时，通过外界机械手将柔性电子膜200放置在高压静电吸附膜上，高压静电吸附膜将柔性电子膜200吸附住，柔性电子膜200呈水平状态吸附于高压静电吸附膜上，然后外界机械手将整个贴合头移动至待贴覆的目标曲面100的正下方，此时，传感器固定座2上的64个超声波传感器3的检测端靠近目标曲面100，各个超声波传感器3对应测量曲面相应位置距离超声波传感器3的距离大小，并将检测结果传递至外界的控制单元，外界的控制单元根据测量数据计算出各个超声波传感器3之间的高度差，然后外界的控制单元控制相应的驱动电机6工作，驱动电机6根据外界的控制单元传递的信息，带动相应的拉杆5移动相应距离，带动高压静电吸附膜变形，形成与目标曲面100共形的曲面，从而使柔性电子膜200在贴合之前形成与目标曲面100共形的曲面，完成第一次整形，同时由于螺纹的自锁特性，保证了调整后的拉杆5高度位置不变，省去了制动保持机构，简化了整体结构，降低成本；而拉杆5在驱动电机6带动下拉动高压静电吸附膜变形时，相邻拉杆5之间存在高度差，喷气嘴7在连接杆8的合力作用下始终保持与高压静电吸附膜的切线方向垂直，即喷气嘴7能够根据相邻拉杆5的高度差自动调整喷口方向，然后通过喷气嘴7向高压静电吸附膜喷出压缩空气，对变形后的高压静电吸附膜进行二次整形，进而使柔性电子膜200达到与目标曲面100更高的重合度，完成二次整形，形成与目标曲面100匹配度更高的柔性电子膜200，如此大大提高了柔性电子膜200对目标曲面100模拟的精度，为贴覆过程创造良好的接触条件，降低目标曲面100对柔性电子膜200上电子元件的损坏几率，提高贴合良率。

本实施例利用矩阵排列的各个超声波传感器3非接触式检测距离目标曲面100的距离大小，避免了机械接触式检测划伤目标曲面100，还能对非刚性目标曲面100进行准确检测，抗干扰能力强，适用性更好。

本实施例利用静电吸附膜4带动柔性电子膜200经过二次整形共形，相比于一次整形结构，能够大大提高柔性电子膜200对目标曲面100模拟的精度，贴合良率更高，同时避免了直接作用在柔性电子膜200上，更好地保护柔性电子膜200。

另外，本实施例采用拉杆5与驱动电机6螺纹连接，从而利用螺纹的自锁特性来保持拉杆5移动后的位置，省去了制动保持机构，进而简化整个贴合头的结构，降低成本。

还有，本实施例在拉杆5与喷气嘴7之间通过连接杆8连接，利用连接杆8的球头部的活动性，达到喷气嘴7的喷口自动调整方向，以便对变形后的静电吸附膜4进行整形。

本实施例所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，每个所述拉杆5均通过一个导向套9转动连接在基座1上，所述导向套9嵌设于基座1内，所述拉杆5的一端向上贯穿导向套9后与驱动电机6的输出端连接。如此设置，减少拉杆5受到的阻力，同时利用导向套9为拉杆5提供导向，使拉杆5移动更精确、稳定，保证柔性电子膜200的整形效果。

本实施例所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，所述驱动电机6包括电机定子61和电机转子62，所述电机定子61嵌设于基座1内，所述电机转子62套设在电机定子61内，所述拉杆5的一端螺纹贯穿电机转子62，所述拉杆5的中心轴线与电机转子62的中心轴线重合。工作时，外界的控制单元控制电机转子62旋转，由于电机转子62位置固定，电子转子与拉杆5之间的螺纹连接，会将电机转子62的旋转运动转化为拉杆5的上下直线移动，达到调整拉杆5之间的高度差，从而带动静电吸附膜4变形，以匹配目标曲面100。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，其特征在于，包括基座（1）、设于基座（1）顶面的传感器固定座（2）、多个呈矩阵排列在传感器固定座（2）上的超声波传感器（3）以及设于基座（1）底部的静电吸附膜（4），所述基座（1）上对应每个超声波传感器（3）分别设置有拉杆（5），所述基座（1）上对应每个拉杆（5）还分别嵌设有用于带动拉杆（5）上下移动的驱动电机（6），所述拉杆（5）的一端向上伸入基座（1）内并与驱动电机（6）的输出端螺纹连接，所述拉杆（5）的另一端向下突伸出基座（1）外后连接在静电吸附膜（4）上；每四个相邻的所述拉杆（5）之间的中心位置分别设有一个喷气嘴（7），所述喷气嘴（7）位于基座（1）的底部与静电吸附膜（4）之间，

所述喷气嘴（7）与四个相邻的所述拉杆（5）分别通过一个两端具有球头部的连接杆（8）连接，所述连接杆（8）两端的球头部分别活动嵌设在喷气嘴（7）和拉杆（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，其特征在于，每个所述拉杆（5）均通过一个导向套（9）转动连接在基座（1）上，所述导向套（9）嵌设于基座（1）内，所述拉杆（5）的一端向上贯穿导向套（9）后与驱动电机（6）的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，其特征在于，所述驱动电机（6）包括电机定子（61）和电机转子（62），所述电机定子（61）嵌设于基座（1）内，所述电机转子（62）套设在电机定子（61）内，所述拉杆（5）的一端螺纹贯穿电机转子（62），所述拉杆（5）的中心轴线与电机转子（62）的中心轴线重合。

4.根据权利要求1所述的一种柔性显示屏用柔性膜的非接触式共形贴合机器手，其特征在于，每四个相邻的所述拉杆（5）分别与喷气嘴（7）相连的四个所述连接杆（8）呈对角线分布。

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