CN111365359B - 一种铰链、铰链装置和柔性显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种铰链，该铰链中包括多个相互连接的链节；至少两个相邻的链节中的每个链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；对于两个相邻的链节，其中一个链节上的一个滑动连接件和一个导轨，分别与另一个链节上的一个滑动连接件和一导轨均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；对于相互滑动连接的一个滑动连接件和一个导轨，滑动连接件在导轨中的运动为点沿线的运动；铰链随每个链节上的滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折。本发明实施例解决了现有的柔性显示装置仅能进行圆周弯折的问题，实现了整条铰链相对自由的伸缩或弯折运动，有助于柔性显示装置实现不同形状的弯折形态，满足用户不同的弯折需求。

Description

一种铰链、铰链装置和柔性显示装置

技术领域

本发明实施例涉及显示技术，尤其涉及一种铰链、铰链装置和柔性显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，消费者对于显示装置的显示方式、显示效果等需求越来越多样化、个性化。柔性功能屏相对于传统的显示装置而言，具有可折叠、透明、曲面、柔性和可拉伸等优点，广泛地受到消费者的青睐。

目前，柔性显示装置一般是设置在通过铰链结构连接的两个平板主体上，铰链可以实现弯折，从而在展开状态下，柔性显示装置提供最大显示画面。然而，现有的柔性显示屏在通过铰链结构实现弯折时，铰链结构通常只能实现圆弧弯折，导致柔性显示屏不能满足用户的自由弯折需求，不能充分利用柔性显示屏本身的弯曲特性。

发明内容

本发明提供一种铰链、铰链装置和柔性显示装置，以调节铰链的弯折轨迹，减少柔性显示屏在弯折过程中被拉伸或者被压缩的情况发生。

第一方面，本发明实施例提供了一种铰链，包括多个相互连接的链节；

至少两个相邻的所述链节中的每个所述链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；

对于所述两个相邻的链节，其中一个所述链节上的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，分别与另一个所述链节上的一个所述滑动连接件和一所述导轨，均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；

对于相互滑动连接的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，所述滑动连接件在所述导轨中的运动为点沿线的运动；

所述铰链随每个所述链节上的所述滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折。

第二方面，本发明实施例还提供了一种铰链装置，包括第一方面任一实施方例提供的铰链。

第三方面，本发明实施例还提供了一种柔性显示装置，包括如第二方面任意一实施方例提供的铰链装置；

所述柔性显示装置还包括柔性显示屏，所述柔性显示屏至少部分铺设于所述铰链装置上，且位于所述铰链装置远离所述铰链装置弯折时围绕的中心轴的一侧。

本发明实施例提供的铰链、铰链装置和柔性显示装置，通过在铰链中设置多个相互连接的链节，并且，至少两个相邻的链节中的每个链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；对于两个相邻的链节，其中一个链节上的一个滑动连接件和一个导轨，分别与另一个链节上的一个滑动连接件和一导轨，均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；对于相互滑动连接的一个滑动连接件和一个导轨，滑动连接件在导轨中的运动为点沿线的运动；铰链随每个链节上的滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折。本发明实施例提供的铰链，保证了整条铰链可以进行相对自由的伸缩或弯折运动，通过设置相邻两个链节之间的连接方式，调节了相邻两个链节之间的相对转动的轨迹，相比于现有的柔性显示装置仅能按照固定的路径进行圆周弯折的情况，减少了柔性显示装置中的柔性显示屏在弯折过程中被拉伸或者被压缩的情况发生，利于延长柔性显示屏的使用寿命。

附图说明

图1是现有铰链结构的局部结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种铰链的结构示意图；

图3是图2所示的铰链的截面示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种铰链的截面示意图；

图5是本发明实施例的另一种铰链中相邻两个链节的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图；

图12是现有的柔性显示装置中两个45°外弯扇形链节的弯折过程的示意图；

图13是现有的两个链节结构中相邻的两个链节在弯折过程中的结构示意图；

图14是柔性显示屏的伸长量与夹角α的关系曲线；

图15是本发明实施例提供的链节导轨示意图；

图16是本发明实施例提供的一种铰链装置的结构示意图；

图17是本发明实施例提供的另一种铰链装置的结构示意图；

图18是本发明实施例提供的一种柔性显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是现有铰链结构的局部结构示意图，参考图1，现有的铰链结构中两个相邻的链节10通常是通过导槽1001和叉齿1002的结构进行连接，叉齿1001与导槽1002均呈圆弧状，叉齿1001在导槽1002中滑动，从而使铰链结构实现弯曲和平展。然而，由于叉齿1001的形状与导槽1002的形状相同，当叉齿1001在导槽1002中滑动时，导槽1002限制了叉齿1001的滑动轨迹，导致链节10只能围绕固定的中心轴进行弯折，也即铰链结构弯折路径固定，且只能进行圆弧形的弯折，相邻两个链节10之间的相对运动实质上是绕一个固定转轴的相对转动，该弯折方式会造成利用其实现弯折的柔性显示装置中的柔性显示屏在弯折过程中受到拉伸或者压缩，影响柔性显示屏的使用寿命。

针对上述问题，本发明实施例提供了一种铰链，该铰链中包括多个相互连接的链节；至少两个相邻的链节中的每个链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；对于两个相邻的链节，其中一个链节上的一个滑动连接件和一个导轨，分别与另一个链节上的一个滑动连接件和一导轨均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；对于相互滑动连接的一个滑动连接件和一个导轨，滑动连接件在导轨中的运动为点沿线的运动；铰链随每个链节上的滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折。

其中，铰链中相邻链节之间的相互连接为滑动连接，此时，每个链节可以相对另一相邻的链节进行滑动。并且由于采用滑动连接件和导轨连接的方式，使得该滑动过程实质为点沿线的运动，其中，滑动连接件为“点沿线”运动中的“点”，导轨为“点沿线”运动中的“线”，滑动连接件在导轨中滑动。因此，每个链节相对另一相邻链节的运动过程，实质是滑动连接件带动所属链节在相邻链节的导轨中随导轨轨迹滑动的过程，此时的链节不仅能够实现相对的靠近或远离，还可以实现相对的转动，两个链节的相对运动过程更为自由，不限于固定的圆周弯折运动，从而能够保证整条铰链不仅能够实现伸缩，也能完成弯折动作，还能够在弯折的同时实现伸缩运动。

需要注意的是，中间区域相连接的两个链节中，一个链节通过一个滑动连接件与另一链节上的导轨滑动连接，同时也通过一个导轨与另一滑动连接件滑动连接，也即位于中间区域的相邻的两个链节，是通过两组滑动连接结构和导轨的连接组合实现连接。由此可知，中间区域的每个链节上均设置有两个导轨和两个滑动连接件，即左右两端分别设置有一个导轨和一个滑动连接件，以与左右两侧的链节进行滑动连接。位于铰链两端的链节由于仅与一侧的一个链节滑动连接，因此，位于铰链两端的链节上仅在一端设置有一个导轨和一个滑动连接件。

本发明实施例提供的铰链，通过设置多个相互连接的链节，并且，至少两个相邻的链节中的每个链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；对于两个相邻的链节，其中一个链节上的一个滑动连接件和一个导轨，分别与另一个链节上的一个滑动连接件和一导轨，均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；对于相互滑动连接的一个滑动连接件和一个导轨，滑动连接件在导轨中的运动为点沿线的运动；铰链随每个链节上的滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折，解决了现有的柔性显示装置仅能按照固定的路径进行圆周弯折的问题，本发明实施例提供的铰链，保证了整条铰链可以进行相对自由的伸缩或弯折运动，从而可以充分利用柔性显示屏的柔软特性，有助于柔性显示装置实现不同形状的弯折形态，满足用户不同的弯折需求。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2是本发明实施例提供的一种铰链的结构示意图，参考图2，该铰链包括多个相互连接的链节10；至少两个相邻的链节10中的每个链节10上设置有至少一个导轨20和至少一个滑动连接件30；对于两个相邻的链节10，其中一个链节10上的一个滑动连接件30和一个导轨20，分别与另一个链节10上的一个滑动连接件30和一导轨20均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；对于相互滑动连接的一个滑动连接件30和一个导轨20，滑动连接件30在导轨20中的运动为点沿线的运动；铰链随每个链节10上的滑动连接件30在对应导轨20上的滑动而伸缩和/或弯折。

在如图2所示的铰链的基础上，滑动连接件和导轨的连接结构需要保证相邻的两个链节之间可以进行更加自由的相对移动。因此，继续参考图2，在设计该铰链时，对于相互滑动连接的一个滑动连接件30和一个导轨20，可设置滑动连接件30在导轨20中的运动包括滑动连接件30沿导轨20延伸轨迹的移动和滑动连接件30自身的转动。

可以理解的是，当导轨20的轨迹呈直线时，由于中间区域的相邻的两个链节10是通过两组滑动连接结构30和导轨20的连接组合实现连接，滑动连接件30的移动仅能保证链节10的相对靠近和远离，铰链实现伸缩。如图所示，当合理设置导轨20的轨迹后，可以使得滑动连接件30不仅能够在导轨20中进行滑动，同时，滑动连接件30所属的链节也可以与另一链节实现相对地转动，也即可以使两个链节之间的移动不限于单纯的直线运动或弯折运动，从而能够实现自由的相对移动。

具体地，为了保证滑动连接件能够同时实现沿导轨移动和自身转动，不仅需要设置导轨的轨迹，还需要对滑动连接件的结构进行合理设计。基于此，上述实施例中，所述滑动连接件在平行于导轨所在平面的截面形成的图形，在平行于导轨所在平面上的任意方向上的长度不变。图3是图2所示的铰链的截面示意图，参考图2和图3，该铰链中，滑动连接件30在平行于导轨20所在平面的截面形成的图形呈圆形，此时，滑动连接件30在导轨20中不仅能够实现滑动，还能够根据该圆形的结构特征，使得链节10可以围绕圆心进行转动。图4是本发明实施例提供的另一种铰链的截面示意图，参考图4，除图3所示，滑动连接件30截面形成的图形呈圆形外，还可以设置滑动连接件在平行于导轨所在平面的截面形成的图形呈莱洛三角形。此时的滑动连接件同样能够保证在导轨中的滑动，并且，链节可以围绕莱洛三角形的中心进行转动。

需要说明的是，继续参考图2，相邻的两个链节10之间的连接存在两组滑动连接件30和导轨20的连接组合，其中一组中的滑动连接件30对应与相邻的链节10上的导轨20滑动连接，同时，另一组的导轨20也对应与该相邻的链节10上的滑动连接件30滑动连接。因此，两个相邻的链节10在相对运动时，滑动连接件30的具体运动情况会受另外一组滑动连接件30和导轨20的限制，与相邻的两个链节10仅通过单独一组滑动连接件30和导轨20进行滑动连接的结构相比，两组滑动连接件30和导轨20的连接组合可以对滑动连接件30自身转动的程度和角度进行限制，实现相对自由的移动和转动，从而防止铰链过于自由的转动，避免柔性显示屏发生过弯折时受到损伤。

下面对照附图对铰链中两个相邻的链节的连接及相对运动进行介绍。图5是本发明实施例的另一种铰链中相邻两个链节的结构示意图，参考图2和图5，所述两个相邻的链节10分别为第一链节11和第二链节12，第一链节11的用于与第二链节12的滑动连接件30滑动连接的导轨20，与第二链节12的用于与第一链节11的滑动连接件30滑动连接的导轨20，在平行于导轨20的平面内呈轴对称设置。

此时，相邻的第一链节11和第二链节12不仅可以进行自由的相对移动，还能够保证该相对运动也呈轴对称。对于整个铰链而言，任意相邻的两个链节在进行相对移动时，能够保证对称的运动趋势，铰链的伸缩和弯折轨迹也更自然，此时铰链上的柔性显示屏的弯折也更加顺畅，柔性显示屏的弯折状态也更符合用户观看需求。

进一步地，由于每个链节上至少设置有一个导轨和一个滑动连接件，而且需要保证相邻的两个链节中，两组滑动连接件和导轨分别对应，需要合理布置滑动连接件和导轨的位置。继续参考图4，可选地，该铰链中，一个链节10上的分别与相邻的一个链节10滑动连接的一个滑动连接件30和一个导轨20，沿第一方向1相对设置；相互滑动连接的导轨20和滑动连接件30位于所属链节10在第一方向1上的同一侧；其中，第一方向1为铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向。

在上述实施例的基础上，可对链节的形状和构造进行合理设计。图6是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图，参考图6，该铰链中的链节10具体可包括链节主体101和外伸臂102；对于一个链节10，外伸臂102由链节主体101向相邻的链节10延伸，滑动连接件30位于外伸臂102的远离链节主体101的一端。

此时，两个外伸臂102分别由链节主体101向两端伸展，从而将滑动连接件30设置在外伸臂102的末端，保证了滑动连接件30与另一链节10上的导轨20的滑动连接。外伸臂102可以设置与链节主体101一体制成，以保证相对固定。在滑动连接件30滑动或转动的过程中，由外伸臂102提供力矩，从而带动链节主体101进行移动和转动。

可选地，如图6所示的结构中，所述链节主体101呈扇形，导轨20的轨迹呈弧状，每个链节10中的滑动连接件30在对应导轨20上滑动，使得铰链包括平展状态和弯曲状态。具体地，该扇形的链节主体包括上下相对的长短不同的第一边和第二边，第一边和第二边均呈圆弧状，同时，该扇形的链节主体还包括左右相对的第三边和第四边，第一边、第三边、第二边和第四边依次首尾相接，第三边和第四边的交点为该扇形的链节主体圆心。

如图6仅示出了铰链结构的中间区域的相邻的两个链节，铰链结构不限于两个链节，且相邻的两个链节均可以相对移动。显然，各个扇形的链节主体101相互抵持之后，可以保证整个铰链呈弧状的弯曲状态，由此可以满足柔性显示装置中柔性显示屏的平滑弯曲的要求。此外，该滑动连接件30的滑动过程中，还可使得铰链呈平展状态，能够支撑柔性显示屏的平展，从而扩大柔性显示装置的正面显示面积。

可以理解的是，在如图6所示的结构的基础上，铰链的弯曲过程以及弯曲状态主要取决于链节主体101上导轨20的轨迹走向。示例性地，当导轨20的轨迹呈圆弧状，圆弧的圆心位于导轨20的远离扇形的圆心且靠近与导轨20滑动连接的滑动连接件30所属的链节10的一侧时，每个链节10会围绕相邻的链节10上的圆弧导轨20的圆心进行弯折，此时，每个链节10相对相邻的链节10的运动仅包含圆弧转动过程，整条铰链的弯折过程呈现单纯的圆周弯折。进一步可选地，在设置导轨轨迹时，其圆心角φ的范围可设置为30°-60°，也即每个链节10相对于相邻的链节10进行圆弧转动的角度限定为30°-60°。除此之外，扇形的链节主体的圆心角θ也可设置为30°-60°。

具体地，在设置链节的结构时，参考图6，所述链节主体101在第一方向1上包括相背的第一侧表面1011和第二侧表面1012；链节10包括两个导轨20和两个外伸臂30，分别为第一导轨21、第二导轨22、第一外伸臂1021和第二外伸臂1022，第一导轨21和第二导轨22分别与不同的链节10上的滑动连接件30滑动连接，第一外伸臂1021对应的滑动连接件30和第二外伸臂1022对应的滑动连接件30分别与不同的链节10上的导轨20滑动连接；

可设置每个链节10中，第一导轨21和第一外伸臂1021设置在第一侧表面1011，第二导轨22和第二外伸臂1022设置在第二侧表面1012，第一导轨21和第一外伸臂1021分别位于对称轴的两侧，第二导轨22和第二外伸臂1022分别位于对称轴的两侧；其中，第一方向1为铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向。

除此之外，还可以设置每个链节中，第一导轨和第二导轨设置在第一侧表面，第一外伸臂和第二外伸臂设置在第二侧表面。图7是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图，参考图7，示例性地，每个链节10中，第一导轨21和第二导轨22设置在第一侧表面，第一外伸臂1021和第二外伸臂1022设置在第二侧表面1012。进一步地，为了保证相邻的两个链节不仅可以进行自由的相对移动，还还能保证相对运动呈轴对称，可设置第一导轨21与第二导轨22在平行于导轨的平面内呈轴对称设置。

继续参考图6和图7，其中，导轨20在链节主体101上的设置位置，决定了链节之间相互连接的结构，同时，导轨20的对称分布，也可确定链节之间的相对运动的对称，除此之外，在设置导轨20时，应考虑滑动连接件30在导轨20中的转动角度以及安装便利性。基于此，本发明实施例中，可设置所述导轨包括第一封闭端口和/或第二封闭端口，第二封闭端口位于第一封闭端口远离相邻的链节主体的一侧；当导轨包括第一封闭端口时，在平展状态下，每个链节的滑动连接件位于相邻链节的导轨的第一封闭端口处；当导轨包括第二封闭端口时，在弯曲状态下，每个链节的滑动连接件位于相邻链节的导轨的第二封闭端口处。

参考图6和图7可知，导轨20包括两个端口，其中第二端口202位于第一端口201远离相邻的链节主体101的一侧，并且，第一端口201实质为封闭端口，第二端口202呈开放端口。图8是本发明实施例提供的又一种铰链的结构示意图，参考图8，示例性地，该铰链中，导轨20包括个端口，且第一端口201和第二端口202均为封闭端口，此时可对导轨20的圆心角φ进行缩小，以限定相邻两个链节10的相对转动角度。

如上所示的铰链结构中，滑动连接件和导轨的滑动连接不仅需要保证滑动连接件在导轨中可实现滑动，还需要对滑动连接件在纵向上的进行限制，以避免滑动连接件由导轨中脱落。基于此，本发明实施例中的铰链，对于相互滑动连接的滑动连接件和导轨，可设置在滑动连接件与导轨相对运动的过程中，滑动连接件限制导轨脱离滑动连接件，或者，导轨限制滑动连接件脱离导轨。此时，滑动连接件和导轨可实现相互卡位避免脱离，从而能够保证整条铰链的固定连接。

本发明实施例针对对滑动连接件和导轨的相互卡位和相互限制以避免滑动连接件脱离导轨，提供了多种实施方式。可选地，所述导轨为形成在链节上的导槽，滑动连接件为可嵌入导槽中的凸起，或者，导轨为形成在链节上的凸轨，滑动连接件为可卡接所凸轨的凹槽，或者，导轨为贯穿链节的腰孔，滑动连接件为可嵌入腰孔中的凸起。并且，具体地，为了实现滑动连接件和导轨的相互卡位，导槽、凸轨和腰孔沿垂直轨迹线的横截面呈T字型或倒梯形，滑动连接件沿垂直轨迹线的横截面对应呈T字型或倒梯形。下面以具体示例进行介绍。

图9是本发明实施例提供的一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图，参考图8和图9，所述导轨20为形成在链节主体101上的导槽，滑动连接件30为可嵌入导槽中的凸起。导槽沿垂直导轨轨迹线的横截面呈T字型，滑动连接件沿垂直导轨轨迹线的横截面对应呈T字型。

图10是本发明实施例提供的另一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图，参考图8和图10，导轨20为形成在链节主体101的凸轨，滑动连接件30为可卡接所凸轨的凹槽，凸轨沿垂直轨迹线的横截面呈倒梯形，滑动连接件30沿垂直轨迹线的横截面对应呈倒梯形。

图11是本发明实施例提供的另一种铰链的滑动连接结构沿垂直导轨轨迹线的局部截面示意图，参考图8和图11，导轨20为贯穿链节主体101的腰孔，滑动连接件30为可嵌入腰孔中的凸起。腰孔沿垂直轨迹线的横截面呈倒梯形，滑动连接件沿垂直轨迹线的横截面对应呈倒梯形。

需要注意的是，由于滑动连接件30需要设置成剖面呈T字型或倒梯形，以防止滑动连接件30脱离导轨20，在如图6和图7所示的铰链中，链节主体101上的导轨20均包含一个开放的端口，在将滑动连接件30安装至导轨20上时，可以由开放的端口处，将滑动连接件30嵌套至该导轨20上。显然，如图8所示的铰链中，由于链节主体101上的导轨20的两个端口均为封闭端口，故而存在无法将滑动连接件30安装嵌入导轨20中的问题，同时，如图6和图7所示的结构中，与链节主体101一体成型的滑动连接件30的安装至导轨20上时，也存在不方便安装的问题。基于此，本发明实施例中，可设置所述滑动连接件与外伸臂可拆卸，和/或，外伸臂和链节主体可拆卸。此时，在将两个相邻的链节10进行连接时，可先将滑动连接件30安装嵌入导轨20上，再将外伸臂和链节主体的整体结构与滑动连接件30连接。或者，可将具有滑动连接件30的外伸臂102先安装在导轨20上，再将链节主体101与外伸臂102连接。当然，本领域技术人员也可根据实际的需求设计链节的结构，同时完善安装方式，此处不做限定。

需要说明的是，本发明实施例对现有圆周弯折的铰链的表面长度进行了考察，当铰链进行圆周弯折的过程中，整个铰链的表面长度会发生变化，当柔性显示屏设置在铰链表面时，会造成柔性显示屏的伸缩，因此容易导致柔性显示屏在伸缩时发生损伤，影响正常显示。下面以以链节呈45°外弯的扇形结构为例，对该圆周弯折的铰链在弯折过程中的表面长度进行计算。

图12是现有的柔性显示装置中两个45°外弯扇形链节的弯折过程的示意图，参考图12，a)图为相邻的两个链节在展开状态时的结构示意，b)图为相邻的两个链节在弯折过程中的结构示意图，c)图为相邻的两个链节在弯折状态时的结构示意图，其中，AB表示柔性显示装置中一段长度的柔性显示屏，柔性显示装置呈圆周弯折，也即其中的任意两个链节均围绕固定的圆心O进行转动，G为两个扇形链节中轴线的交点，F和E分别为两个扇形链节的圆心。需要说明的是，参考b)图，在弯折过程中，柔性显示屏AB中的一部分CD脱离链节呈平面伸展状态，而AC和DB部分则位于链节的表面，呈圆弧弯折状态。由以上分析可知，在两个链节围绕固定的圆心O进行转动实现展开和收合的条件下，可以利用几何关系分析和计算不同弯折状态下的部分柔性显示屏AB的长度值，而AB的长度实际代表了柔性显示屏覆盖在铰链的两个链节上的长度，由此可以获得现有圆周弯折的柔性显示装置中柔性显示屏在的铰链弯折过程中的长度变化。

下面对现有的柔性显示装置在弯折过程中，覆盖在铰链上的两个链节上的柔性显示屏长度AB进行公式推算。图13是现有的铰链结构中相邻的两个链节在弯折过程中的结构示意图，首先，假设在展开与弯折状态时，线段AB与弧AB的长度一致。参考图12的c)图，在弯折状态时，由于扇形链节的圆心角θ呈45°，

的圆心角θ＝45°，

参考图13，设AG与BG夹角为α，根据几何关系CD//FD，CF//DE，不难得出：

其中，L_EG＝L_GH-L_EH，

参考图12的a)图，L_AB＝2L_OH，可知

即可得

同时，由几何关系OG//ED，可知

即不难得出

从而可得，

显然，由最终推导的公式可知，柔性显示屏的长度L_AB随∠AGB夹角α的变化而变化。并且，当α＝0时，柔性显示屏呈平展状态，此时，

当α＝45°时，柔性显示屏呈弯折状态，此时，

而0＜α＜45°时，柔性显示屏的长度L_AB会增大，即柔性显示屏会被拉长。

具体地，根据上述推导的公式，本发明实施例对现有的圆周弯折的柔性显示装置，在弯折过程中柔性显示屏的伸长量进行了计算和示意，图14是柔性显示屏的伸长量与夹角α的关系曲线，由图14可知，柔性显示屏在弯折过程中，也即α在0-45°的范围内变化，柔性显示屏的伸长量会逐渐变大然后再减小。显然，现有的柔性显示装置中圆周弯折的铰链在弯折过程中的表面长度会增加，从而导致柔性显示屏在弯折过程中会伸长。

基于此，本发明实施例中，优选对链节主体上的导轨进行合理设计，以使滑动连接件在导轨的轨迹滑动时，减少其表面长度的伸长量甚至保证表面长度不变。具体地，以扇形的链节主体的圆心E为原点，以链节主体的中轴线为纵坐标轴，建立坐标系，所述链节主体上的导轨的轨迹曲线f(x)满足以下关系式：

g(x)≤f(x)＜h(x)，x₁＜x＜x₂；

g(x₁)＝f(x₁)＝h(x₁)；

g(x₂)＝f(x₂)＝h(x₂)；

其中，x₁和x₂分别为铰链呈平展状态和弯曲状态时，滑动连接件在导轨上的横坐标；g(x)和h(x)满足：

其中，

α是相邻的链节主体的中轴线与纵坐标轴的夹角；β是外伸臂与扇形链节主体的夹角；θ是扇形链节主体的圆心角；L₂为外伸臂的长度；

(x₀，y₀)是以g(x)曲线为轨迹的圆心，(x₀’，y₀’)是以h(x)曲线为轨迹的圆心，L₁是g(x)曲线为轨迹的圆心到外伸臂的初始端的距离，L₁′是h(x)曲线为轨迹的圆心到外伸臂的初始端的距离；(x₀，y₀)和L₁满足：

(x₀’，y₀’)和L₁′满足：

其中，L_MF为外伸臂初始端到扇形的链节主体的圆心的距离；R是扇形链节主体的曲率半径。

图15是本发明实施例提供的链节导轨示意图，参考图15，如上所述，h(x)实质是呈圆弧状的导轨的轨迹曲线，而g(x)实质是满足滑动连接件在导轨上滑动时，铰链表面长度保持不变的导轨的轨迹曲线。通过设置实际的导轨的轨迹曲线f(x)在(x₁，x₂)区间内满足，g(x)≤f(x)＜h(x)；即可保证滑动连接件在该导轨上滑动时，其铰链表面长度的伸长量相对较小，尤其在f(x)＝g(x)时，铰链的长度不变，从而可以减弱铰链弯折过程中对柔性显示屏造成的拉伸，避免柔性显示屏产生损伤。下面对h(x)和g(x)的轨迹曲线进行推导。

参考图13，以图中N点为滑动连接件，记E点为直角坐标系的原点，扇形的第一链节11的中轴线为纵坐标轴，当O点为g(x)曲线轨迹的圆心时，设O点坐标为(x₀，y₀)，M点坐标为(x₁，y₁)，N点坐标为(x，y)，OM长度记为L₁，其斜率为K₁，MN长度记为L₂，其斜率为K₂。由几何关系可知，

可以理解的是，由于g(x)曲线满足滑动连接件在导轨上滑动时，铰链表面长度保持不变，也即等式L_AB＝θR恒成立，又由上计算所得：

可得

进一步可知，

从而可得：

另外，已知O点位于扇形链节斜边的延长线上，因此不难确定O点坐标位置：x₀＝-L_OH，

即可得：

根据OM的斜率K₁和长度L₁可以得到M点的坐标(x₁，y₁)：

同理，可得N点的坐标(x，y)：

显然，N点坐标(x，y)位于g(x)上，即g(x)满足：

其中，(x₀，y₀)和L₁满足：

当O点为h(x)曲线轨迹的圆心时，设O点坐标为(x₀’，y₀’)，M点坐标为(x₁’，y₁’)，N点坐标为(x，y)，OM长度记为L₁’，其斜率为K₁’，MN长度记为L₂’，其斜率为K₂’。由几何关系可知，

可以理解的是，在两个链节呈展平状态(α＝0)时，L_AB＝θR。又由上计算所得：

在两个链节呈展平状态(α＝0)时，2L_OH＝θR，从而可得：

可以理解的是，由于h(x)曲线为圆弧曲线，圆心O点的位置固定，圆心O点的坐标(x₀’，y₀’)满足：

又根据OM的斜率K₁和长度L₁可以得到M点的坐标(x₁’，y₁’)：

同理，可得N点的坐标(x，y)：

显然，N点坐标(x，y)位于h(x)上，即h(x)满足：

其中，(x₀’，y₀’)和L₁’满足：

设置外伸臂与扇形链节主体的夹角为β，此时，

L₂＝L₂’＝L_MN，可得，h(x)满足：

在上述设置的导轨轨迹的基础上，可以进一步设置外伸臂与扇形链节主体的夹角

此时，参考图13，在展平状态下，外伸臂MN也呈水平状态，此时外伸臂MN的斜率K₂＝tanα。

本发明实施例还提供了一种铰链装置，该铰链装置包括上述实施例提供的任意一种铰链。并且，由于该铰链装置采用如上实施例提供的铰链，因此具备上述实施例提供的铰链的有益效果。下面以具体的示例，对该铰链装置中铰链的结构设置进行介绍。

图16是本发明实施例提供的一种铰链装置的结构示意图，参考图16，以铰链2弯折时所围绕的中心轴的延伸方向为第一方向1，铰链装置包括沿第一方向1并列铺设的多条铰链2；在第一方向1上，任意相邻的两个链节10均通过连接柱20固定连接，并且，属于同一行的连接柱20位于同一直线上。此时，通过连接柱20的固定连接，每条铰链20可以实现同步的伸缩或弯折，并排铺设的多条铰链2从而可以作为柔性显示屏的承载体。

图17是本发明实施例提供的另一种铰链装置的结构示意图，参考图17，以铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向为第一方向1，铰链装置包括两条铰链2以及以两条铰链2上对应的两个链节为首尾的支撑链3，支撑链3的延伸方向与第一方向1平行，支撑链3包括多个支撑节301，且相邻的链节10和支撑节301通过连接柱20固定连接，任意相邻的两个支撑节301通过连接柱20固定连接，并且，属于同一行的连接柱20位于同一直线上。

其中，铰链2上的链节10一一对应，链节10的数量决定了支撑链3的数量。该铰链装置通过位于两侧边上的两条铰链2来控制实现伸缩或弯折，其中间的多条支撑链3跟随铰链2本身的伸缩而相互靠近或远离，或者，中间的多条支撑链3跟随铰链2本身的弯折而围绕中心轴转动。

可以理解的是，在上述实施例的基础上，本领域技术人员可以根据实际的需求，利用上述实施例提供的铰链的特性，对铰链的实际应用在铰链装置中的方式进行合理地变形，并且，在没有做出创造性劳动前提下，通过合理变形所所获得的其他铰链装置的实施例，都落入本发明保护的范围。

本发明实施例还提供了一种柔性显示装置，该柔性显示装置包括如上实施例提供的任意一种铰链装置。图18是本发明实施例提供的一种柔性显示装置的结构示意图，参考图18，该柔性显示装置包括铰链装置100，还包括柔性显示屏200，柔性显示屏200至少部分铺设于铰链装置100上，且位于铰链装置100远离铰链装置100弯折时围绕的中心轴的一侧。

本发明实施例提供的柔性显示装置，通过采用如上的铰链装置，可以利用上述实施例提供的铰链对柔性显示屏进行支撑，解决现有的柔性显示装置仅能按照固定的路径进行圆周弯折的问题，本发明实施例提供的柔性显示装置中的铰链，能够进行相对自由的伸缩或弯折运动，从而可以充分利用柔性显示屏的柔软特性，有助于柔性显示装置实现不同形状的弯折形态，满足用户不同的弯折需求。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (21)

1.一种铰链，其特征在于，包括多个相互连接的链节；

至少两个相邻的所述链节中的每个所述链节上设置有至少一个导轨和至少一个滑动连接件；

对于所述两个相邻的链节，其中一个所述链节上的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，分别与另一个所述链节上的一个所述滑动连接件和一所述导轨，均以一个滑动连接件对应一个导轨的方式滑动连接；

对于相互滑动连接的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，所述滑动连接件在所述导轨中的运动为点沿线的运动；所述铰链随每个所述链节上的所述滑动连接件在对应导轨上的滑动而伸缩和/或弯折；

其中，所述滑动连接件为圆柱体；

其中，g(x)≤f(x)＜h(x)，g(x)是满足所述滑动连接件在所述导轨上滑动时，所述铰链表面长度保持不变的所述导轨的轨迹曲线；h(x)是呈圆弧状的所述导轨的轨迹曲线；f(x)是实际的所述导轨的轨迹曲线。

2.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，对于相互滑动连接的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，所述滑动连接件在所述导轨中的运动包括所述滑动连接件沿所述导轨延伸轨迹上的移动和所述滑动连接件自身的转动。

3.根据权利要求2所述的铰链，其特征在于，所述滑动连接件在平行于所述导轨所在平面的截面形成的图形，在平行于所述导轨所在平面上的任意方向上的长度不变。

4.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述两个相邻的链节分别为第一链节和第二链节，所述第一链节的用于与所述第二链节的滑动连接件滑动连接的所述导轨，与所述第二链节的用于与所述第一链节的滑动连接件滑动连接的所述导轨，在平行于所述导轨的平面内呈轴对称设置。

5.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，一个所述链节上的分别与相邻的一个所述链节滑动连接的一个所述滑动连接件和一个所述导轨，沿第一方向相对设置；相互滑动连接的所述导轨和所述滑动连接件位于所属链节在所述第一方向上的同一侧；

其中，所述第一方向为所述铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向。

6.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述链节包括链节主体和外伸臂；

对于一个所述链节，所述外伸臂由所述链节主体向相邻的所述链节延伸，所述滑动连接件位于所述外伸臂的远离所述链节主体的一端。

7.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于，所述链节主体呈扇形；所述导轨的轨迹呈弧状；每个所述链节中的所述滑动连接件在对应所述导轨上滑动，使得所述铰链包括平展状态和弯曲状态。

8.根据权利要求7所述的铰链，其特征在于，所述导轨的轨迹为圆弧，所述圆弧的圆心位于所述导轨的远离所述扇形的圆心且靠近与所述导轨滑动连接的所述滑动连接件所属的所述链节的一侧。

9.根据权利要求8所述的铰链，其特征在于，所述导轨的圆心角的范围为30°-60°。

10.根据权利要求7所述的铰链，其特征在于，以扇形的所述链节主体的圆心为原点，以所述链节主体的中轴线为纵坐标轴，建立坐标系，所述链节主体上的所述导轨的所述轨迹曲线f(x)满足以下关系式：

x₁＜x＜x₂；

g(x₁)＝f(x₁)＝h(x₁)；

g(x₂)＝f(x₂)＝h(x₂)；

其中，x₁和x₂分别为所述铰链呈平展状态和弯曲状态时，所述滑动连接件在所述导轨上的横坐标；g(x)和h(x)满足：

其中，

α是相邻的链节主体的中轴线与纵坐标轴的夹角；β是外伸臂与扇形链节主体的夹角；θ是扇形链节主体的圆心角；L₂为以g(x)曲线为轨迹的外伸臂的长度，L₂′为以h(x)曲线为轨迹的外伸臂的长度；

(x₀，y₀)是以g(x)曲线为轨迹的圆心，(x₀’，y₀’)是以h(x)曲线为轨迹的圆心，L₁是g(x)曲线为轨迹的圆心到所述外伸臂的初始端的距离，L₁′是h(x)曲线为轨迹的圆心到所述外伸臂的初始端的距离；

(x₀，y₀)和L₁满足：

(x₀’，y₀’)和L₁′满足：

其中，L_MF为外伸臂初始端到扇形的所述链节主体的圆心的距离；R是扇形链节主体的曲率半径。

11.根据权利要求10所述的铰链，其特征在于，

12.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于，所述滑动连接件与所述外伸臂可拆卸，和/或，所述外伸臂和所述链节主体可拆卸。

13.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于，所述链节主体在第一方向上包括相背的第一侧表面和第二侧表面；所述链节包括两个导轨和两个外伸臂，分别为第一导轨、第二导轨、第一外伸臂和第二外伸臂，所述第一导轨和所述第二导轨分别与不同的所述链节上的滑动连接件滑动连接，所述第一外伸臂对应的滑动连接件和所述第二外伸臂对应的滑动连接件分别与不同的所述链节上的导轨滑动连接；

每个所述链节中，所述第一导轨和所述第二导轨设置在所述第一侧表面，所述第一外伸臂和所述第二外伸臂设置在所述第二侧表面；

或者，每个所述链节中，所述第一导轨和所述第一外伸臂设置在所述第一侧表面，所述第二导轨和所述第二外伸臂设置在所述第二侧表面，所述第一导轨和所述第一外伸臂分别位于对称轴的两侧，所述第二导轨和所述第二外伸臂分别位于对称轴的两侧；

其中，所述第一方向为所述铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向。

14.根据权利要求13所述的铰链，其特征在于，所述第一导轨与所述第二导轨在平行于所述导轨的平面内呈轴对称设置。

15.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述导轨包括第一封闭端口和/或第二封闭端口，所述第二封闭端口位于所述第一封闭端口远离相邻的所述链节主体的一侧；

当所述导轨包括第一封闭端口时，在平展状态下，每个所述链节的所述滑动连接件位于相邻所述链节的所述导轨的第一封闭端口处；

当所述导轨包括第二封闭端口时，在弯曲状态下，每个所述链节的所述滑动连接件位于相邻所述链节的所述导轨的第二封闭端口处。

16.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于，对于相互滑动连接的所述滑动连接件和所述导轨，在所述滑动连接件与所述导轨相对运动的过程中，所述滑动连接件限制所述导轨脱离所述滑动连接件，或者，所述导轨限制所述滑动连接件脱离所述导轨。

17.根据权利要求16所述的铰链，其特征在于，所述导轨为形成在所述链节上的导槽，所述滑动连接件为可嵌入所述导槽中的凸起，或者，所述导轨为形成在所述链节上的凸轨，所述滑动连接件为可卡接所凸轨的凹槽，或者，所述导轨为贯穿所述链节的腰孔，所述滑动连接件为可嵌入所述腰孔中的凸起。

18.一种铰链装置，其特征在于，包括如权利要求1-17任一项所述的铰链。

19.根据权利要求18所述的铰链装置，其特征在于，以所述铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向为第一方向，所述铰链装置包括沿所述第一方向并列铺设的多条铰链；在所述第一方向上，任意相邻的两个链节均通过连接柱固定连接，并且，属于同一行的连接柱位于同一直线上。

20.根据权利要求18所述的铰链装置，其特征在于，以所述铰链弯折时所围绕的中心轴的延伸方向为第一方向，所述铰链装置包括沿所述第一方向铺设的多条支撑链和两条铰链，所述两条铰链在所述第一方向上分别位于所述多条支撑链的两侧；

所述支撑链包括多个支撑节，在所述第一方向上，相邻的所述链节和所述支撑节通过连接柱固定连接，任意相邻的两个支撑节通过连接柱固定连接，并且，属于同一行的连接柱位于同一直线上。

21.一种柔性显示装置，其特征在于，包括如权利要求18-20任意一项所述的铰链装置；

所述柔性显示装置还包括柔性显示屏，所述柔性显示屏至少部分铺设于所述铰链装置上，且位于所述铰链装置远离所述铰链装置弯折时围绕的中心轴的一侧。

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