CN111037909A - 柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手 - Google Patents

柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手 Download PDF

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Abstract

本发明涉及柔性电子膜技术领域，具体涉及一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，包括基座以及多组共形贴合头组件；每组共形贴合头组件均包括拉杆以及驱动件；每组共形贴合头组件还包括设于基座另一端的传感器；所述传感器与驱动件电性连接；所述拉杆的另一端突审出基座的一端后连接有静电吸附膜；所述静电吸附膜与拉杆之间设有支撑机构。本发明通过光电非接触式检测目标曲面，避免了机械接触式检测划伤目标曲面，对非刚性曲面依然能准确检测；在柔性电子膜贴覆前进行共形变形，提高了其与目标曲面的贴合度，避免贴合过程对柔性电子膜的损伤；在拉杆末端设置支撑爪，在不增加拉杆的前提下增加了支撑点，提高了曲面模拟的精度。

Description

柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手
背景技术
柔性曲面电子膜是一种可弯曲并且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，相比传统平面硅基电子传感器具有无可比拟的优势。
目前，柔性电子膜的贴合转印的过程是其生产难点，由于平面制造的柔性电子膜具有一定的刚性，对于随形曲面的贴合效果往往不佳，会出现褶皱、气泡等缺陷。通过贴覆前模具变形方式可以一定程度上解决这个问题，但是在对柔性电子膜压合变形时容易使柔性电子膜损坏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，通过传感器检测待贴合的目标曲面，通过拉杆带动柔性电子膜变形构建与待贴合的目标曲面共形的曲面，以便贴合。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，包括有一个贴合头，还包括有用于使得贴合头平面内移动的水平横移杆。
贴合头
包括基座以及多组共形贴合头组件；
每组共形贴合头组件均包括穿设于基座内的拉杆以及用于驱动拉杆在基座内升降的驱动件；所述驱动件设于基座内；所述拉杆的一端与驱动件连接；所述拉杆的另一端突审出基座的一端；每组共形贴合头组件还包括设于基座另一端的传感器；所述传感器与驱动件电性连接；
所述拉杆的另一端突审出基座的一端后连接有静电吸附膜；所述静电吸附膜与拉杆之间设有支撑机构。
本发明进一步设置为，所述驱动件为直线电机；所述直线电机的输出端与拉杆的一端连接。
本发明进一步设置为，所述基座的另一端设有安装座；所述传感器设于安装座内；所述传感器为光电传感器。
本发明进一步设置为，所述基座内设有导向制动套；所述导向制动套套设于拉杆外。
本发明进一步设置为，所述拉杆另一端的端部设有与静电吸附膜的连接部。
本发明进一步设置为，所述静电吸附膜为高压静电吸附膜。
本发明进一步设置为，所述支撑机构包括支撑爪以及套设于拉杆另一端的膜片弹簧；所述支撑爪的一端与拉杆的另一端铰接；所述支撑爪上设有定位槽；所述膜片弹簧延伸有弹簧脚；所述弹簧脚设于定位槽内；所述弹簧脚与支撑爪的另一端连接。
本发明进一步设置为，所述支撑爪的数量为四个；四个支撑爪等间距设于拉杆的四周。
本发明的有益效果：1.通过光电非接触式检测目标曲面，避免了机械接触式检测划伤目标曲面，对非刚性曲面依然能准确检测；2.在柔性电子膜贴覆前进行共形变形，提高了其与目标曲面的贴合度，避免贴合过程对柔性电子膜的损伤；3.在拉杆末端设置支撑爪，在不增加拉杆的前提下增加了支撑点，提高了曲面模拟的精度。
附图说
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明与目标曲面配合的结构示意图；
图3是本实用其中一组共形贴合头组件的结构示意图；
图4是本发明拉杆与支撑机构配合的结构示意图；
其中：1-基座；11-驱动件；12-导向制动套；2-拉杆；21-连接部；3-安装座；31-传感器；4-静电吸附膜；5-支撑爪；51-定位槽；6-膜片弹簧；61-弹簧脚；7-目标曲面。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1至图4可知，本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，包括有一个贴合头a1，还包括有用于使得贴合头平面内移动的水平横移杆a2。
贴合头a1包括基座1以及多组共形贴合头组件；
每组共形贴合头组件均包括穿设于基座1内的拉杆2以及用于驱动拉杆2在基座1内升降的驱动件11；所述驱动件11设于基座1内；所述拉杆2的一端与驱动件11连接；所述拉杆2的另一端突审出基座1的一端；每组共形贴合头组件还包括设于基座1另一端的传感器31；所述传感器31与驱动件11电性连接；
所述拉杆2的另一端突审出基座1的一端后连接有静电吸附膜4；所述静电吸附膜4与拉杆2之间设有支撑机构。
具体地，本实施例所述的非接触式高精度共形贴合头，工作时，传感器31检测端靠近待贴合的目标曲面7，各个传感器31测量曲面相应位置距离各个传感器31的距离，并将检测结果传递至控制单元，该控制单元可以为单片机，控制单元根据测量数据计算出各个传感器31测量部位的高度差，从而控制驱动件11带动拉杆2运动相应距离，带动静电吸附膜4变形，而柔性电子膜由于被吸附在静电吸附膜4上，故静电吸附膜4带动柔性电子膜形成与目标曲面7共形的曲面，以使得柔性电子膜在贴合之前形成与待贴合的目标曲面7共形的状态，为贴覆过程创造良好的接触条件。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述驱动件11为直线电机；所述直线电机的输出端与拉杆2的一端连接。上述设置能够实现拉杆2在基座1中的升降。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述基座1的另一端设有安装座3；所述传感器31设于安装座3内；所述传感器31为光电传感器。上述设置便于固定光电传感器。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述基座1内设有导向制动套12；所述导向制动套12套设于拉杆2外。当拉杆2需要定位时，导向制动套12能够通电加热，温度升高后其与拉杆2配合的内孔减小，使拉杆2抱死定位。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述拉杆2另一端的端部设有与静电吸附膜4的连接部21。上述设置便于拉杆2与静电吸附膜4连接。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述静电吸附膜4为高压静电吸附膜。上述设置使得静电吸附膜4与柔性电子膜连接稳固。
本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述支撑机构包括支撑爪5以及套设于拉杆2另一端的膜片弹簧6；所述支撑爪5的一端与拉杆2的另一端铰接；所述支撑爪5上设有定位槽51；所述膜片弹簧6延伸有弹簧脚61；所述弹簧脚61设于定位槽51内；所述弹簧脚61与支撑爪5的另一端连接。本实施例所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，所述支撑爪5的数量为四个；四个支撑爪5等间距设于拉杆2的四周。
膜片弹簧6的弹簧脚61卡接在定位槽51中能够对支撑爪5形成弹性浮动支撑。当拉杆2带动静电吸附膜4变形时，由于每个拉杆2之间高度差的存在，静电吸附膜4呈倾斜状态，支撑爪5的设置能够在两个拉杆2之间对变形的静电吸附膜4起到辅助支撑作用，可以使得其变形更平缓，从而获得更接近于目标曲面7的模拟效果，减小了变形后的静电吸附膜4与目标曲面7的误差。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：
包括有一个贴合头（a1），还包括有用于使得贴合头平面内移动的水平横移杆（a2）。
2.根据权利要求1所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：贴合头（a1）
包括基座（1）以及多组共形贴合头组件；
每组共形贴合头组件均包括穿设于基座（1）内的拉杆（2）以及用于驱动拉杆（2）在基座（1）内升降的驱动件（11）；所述驱动件（11）设于基座（1）内；所述拉杆（2）的一端与驱动件（11）连接；所述拉杆（2）的另一端突审出基座（1）的一端；每组共形贴合头组件还包括设于基座（1）另一端的传感器（31）；所述传感器（31）与驱动件（11）电性连接；
所述拉杆（2）的另一端突审出基座（1）的一端后连接有静电吸附膜（4）；所述静电吸附膜（4）与拉杆（2）之间设有支撑机构；所述驱动件（11）为直线电机；所述直线电机的输出端与拉杆（2）的一端连接；所述基座（1）的另一端设有安装座（3）；所述传感器（31）设于安装座（3）内；所述传感器（31）为光电传感器。
3.根据权利要求1所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：所述基座（1）内设有导向制动套（12）；所述导向制动套（12）套设于拉杆（2）外。
4.根据权利要求1所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：所述拉杆（2）另一端的端部设有与静电吸附膜（4）的连接部（21）。
5.根据权利要求1所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：所述静电吸附膜（4）为高压静电吸附膜。
6.根据权利要求1所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：所述支撑机构包括支撑爪（5）以及套设于拉杆（2）另一端的膜片弹簧（6）；所述支撑爪（5）的一端与拉杆（2）的另一端铰接；所述支撑爪（5）上设有定位槽（51）；所述膜片弹簧（6）延伸有弹簧脚（61）；所述弹簧脚（61）设于定位槽（51）内；所述弹簧脚（61）与支撑爪（5）的另一端连接。
7.根据权利要求5所述的一种柔性曲面电子膜非接触式高精度共形贴合机械手，其特征在于：所述支撑爪（5）的数量为四个；四个支撑爪（5）等间距设于拉杆（2）的四周；所述支撑爪（5）的数量为四个；四个支撑爪（5）等间距设于拉杆（2）的四周。
8.一种贴合方法，其特征在于：传感器31检测端靠近待贴合的目标曲面7，各个传感器31测量曲面相应位置距离各个传感器31的距离，并将检测结果传递至控制单元，该控制单元可以为单片机，控制单元根据测量数据计算出各个传感器31测量部位的高度差，从而控制驱动件11带动拉杆2运动相应距离，带动静电吸附膜4变形，而柔性电子膜由于被吸附在静电吸附膜4上，故静电吸附膜4带动柔性电子膜形成与目标曲面7共形的曲面，以使得柔性电子膜在贴合之前形成与待贴合的目标曲面7共形的状态，为贴覆过程创造良好的接触条件。
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