CN113008710A - 一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠寿命性能检测系统 - Google Patents

一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠寿命性能检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，能够程控柔性电路在不同的弯折半径下进行弯折实验，通过Python的Pyvisa模块连接TEGAM高速毫欧电阻表的GPIBO接口能实时且准确地获取柔性电路弯折时的电阻数据并对获取的电阻数据进行实时画图，实时监测柔性电路在弯折过程中的电阻变化，获得导通性能变化曲线。

Description

一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠寿命性能检测系统
技术领域
涉及柔性电路领域，特别是涉及柔性电路弯曲折叠寿命性能检测。
技术背景
现代柔性电路具有柔软、可小半径弯折、高导通性等优点，在手机、相机、电脑等精密电子设备中广泛应用。柔性电路的弯曲寿命是柔性电路的关键技术参数，弯曲次数与导通性能曲线是柔性电路应用时的重要参考数据，因此需要一个针对柔性电路的弯曲寿命检测系统，采集柔性电路在不同的弯曲半径、弯曲次数下的电阻数据，获得导通性能变化曲线。
传统的有轴心弯折装置无法保证柔性电路按照所要求的弯曲半径进行弯折，甚至在弯折过程中由于挤压使柔性电路遭到破坏，无法获得有效的实验数据。本发明提出一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，能够程控柔性电路在不同的弯折半径下进行弯折实验，通过Python的Pyvisa模块连接TEGAM高速毫欧电阻表的GPIBO接口能实时且准确地获取柔性电路弯折时的电阻数据并对获取的电阻数据进行实时画图，实时监测柔性电路在弯折过程中的电阻变化，获得导通性能变化曲线。
发明内容
本发明提出一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，能够程控柔性电路在不同的弯折半径下进行弯折实验，通过Python的Pyvisa模块连接TEGAM高速毫欧电阻表的GPIBO接口能实时且准确地获取柔性电路弯折时的电阻数据并对获取的电阻数据进行实时画图，实时监测柔性电路在弯折过程中的电阻变化，获得导通性能变化曲线。
一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，包括柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台、运动控制与驱动系统、实时数据采集与数据实时绘图系统。
柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台由摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)、电机支架(1-4)、电机(1-5)、面板(1-6)、支撑柱(1-7)组成。由驱动电机(1-5)带动连接板(1-3)转动，连接板(1-3)与摆动板(1-1)的连接位置可调，固定板(1-2)的高度可调；摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)三者组成柔性电路无轴心弯折机构，柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与固定板(2-2)上，通过调整连接板(1-3) 与摆动板(1-1)的位置、调整固定板(1-2)的高度来调整无轴心弯折机构的弯折半径R，使柔性电路能够在不同的弯折半径下进行弯折寿命检测实验。柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台的无轴心弯折机构能够通过在0-180度旋转；旋转半径R的调节范围为 0.2mm-5mm；使用专用粘结剂将柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与(2-2) 上，确保柔性电路(2-8)与摆动板(2-1)、固定板(2-2)之间没有间隙，进而使柔性电路的弯曲半径R在单次实验过程中保持不变；
运动控制与驱动系统由可编程控制器、电机驱动器、驱动电源组成，可编程控制器能够根据实验需要输入性电路弯曲折叠寿命实验的弯曲次数、转动速度、转动角度、初始位置等，并输出相应信号给电机驱动器，电机驱动器驱动电机(1-5)运动；可编程控制器具有计数显示功能，实时显示当前弯折次数，弯折次数可调范围为0-50万次；
数据采集与数据处理系统分为两部分：第一部分是数据采集部分，通过Python的Pyvisa 模块连接TEGAM高速毫欧电阻表(3)的GPIBO接口实时采集柔性电路弯折实验过程中电阻数据；第二部分是用户图形操作界面(GUI)，主要功能是根据采集采集到的电阻数据使用python的Matplotlib模块进行实时绘图。图形界面包括：仪器连接及绘图参数设置(Settings)部分(4-1)、图形绘制控制(Begin、Pause以及Resume)部分(4-2)与图形的小周期大尺幅显示(Large sacle)和大周期小尺幅(Small sacle)显示部分(4-3)，用户图形操作界面(GUI)说明如下：
1)仪器连接及绘图参数设置部分(Settings)：
a)save to:实验过程中采集数据存储的文件名、文件类型、存储位置。默认文件名为： "resistence-％Y-％m-％d-％H-％M-％S"；文件存储类型有：Plain text files格式("*.txt")， Images格式("*.jpg*.gif*.png")以及All files("*")。默认文件存储格式为纯文本文件。
b)Init CMD：表示连接电阻仪的模式，其中R0T0X为默认系统模式，表示对数据读取进入即时模式(fast mode)，即连续读取数据。如果将Init CMD切换为R0T2D+KX，则数据读取进入延迟模式(delay mode)，即延迟K毫秒对数据进行读取(如：模式为 R0T2D 30X则表示延迟30毫秒才读取数据).
c)device：表示获取仪器的通讯接口，仪器默认的接口为"GPIB0::12::INSTR"。此外， device右侧的refresh可以根据连接的仪器不同，进行自动更新，除了 "GPIB0::12::INSTR"接口之外，可能还有"RS_232"和"GPIB0::15::INSTR"接口等。具体可以参照不同仪器的说明书。
d)rps：表示数据点采集的频率，默认为85/s。
e)dispT：表示实时图显示的周期范围，dispT控制是小周期大尺幅显示(LargeScale)，即反映前一段短时间内的数据采集情况。
f)dispT1：表示实时图显示的周期范围，dispT1控制是大周期小尺幅(SmallScale)，即反映前一段较长时间内的数据采集情况。
2)图形绘制控制部分：
a)Begin：开始键。设置好文件存储位置以及其他绘图参数后，点击Begin表示将读取的数据进行开始绘图。
b)Pause：暂停键。表示在读取的过程中或者是实验测试过程中，如果遇到什么问题，需要暂停实验的时候，可以点击此键停止对数据的读取。
c)Resume：恢复键。当点击了暂停键Pause后，如果需要继续之前的读数，则点击Resume键恢复继续读取，也可以点击Begin，表示重新对数据进行读取。当点击了Begin 后，不能点Resume。
3)图形小周期大尺幅(Large Scale)及大周期小尺幅显示部分(Smal Scale) 当对数据显示有不同周期的要求，需要一个实时图反映当前一段短时间内的数据采集情况，另一个实时图反映一段长时间内的数据采集情况时，我们可以通过Settings部分设置不同的dispT来实现。默认Large Scale显示的是15s内采集的所有电阻数据，而 Small Scale默认的是3000s内采集的所有电阻数据。
附图说明
图1为本发明柔性电路弯曲折叠寿命性能检测试实验台
图2为本发明柔性电路无轴心弯折机构原理图
图3为TEGAM高速毫欧电阻表
图4为本发明数据采集系统及数据实时绘图的图形界面
图1附图标记说明：1-摆动板、2-固定板、3-连接板、4-电机支架、5-驱动电机、6-面板、 7-支撑柱
图2附图标记说明：1-摆动板、2-固定板
图4附图标记说明：1-Setting部分、2-图形绘制部分、3-图形显示部分
具体实施例
一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统由柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台、运动控制与驱动系统、实时数据采集与数据实时绘图系统组成。
柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台由摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)、电机支架(1-4)、电机(1-5)、面板(1-6)、支撑柱(1-7)组成。由驱动电机(1-5)带动连接板(1-3)转动，连接板(1-3)与摆动板(1-1)的连接位置可调，固定板(1-2)的高度可调；摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)三者组成柔性电路无轴心弯折机构，柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与固定板(2-2)上，通过调整连接板(1-3) 与摆动板(1-1)的位置、调整固定板(1-2)的高度来调整无轴心弯折机构的弯折半径R，使柔性电路能够在不同的弯折半径下进行弯折寿命检测实验。柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台的无轴心弯折机构能够通过在0-180度旋转；旋转半径R的调节范围为 0.2mm-5mm；使用专用粘结剂将柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与(2-2) 上，确保柔性电路(2-8)与摆动板(2-1)、固定板(2-2)之间没有间隙，进而使柔性电路的弯曲半径R在单次实验过程中保持不变；
运动控制与驱动系统由可编程控制器、电机驱动器、驱动电源组成，可编程控制器能够根据实验需要输入性电路弯曲折叠寿命实验的弯曲次数、转动速度、转动角度、初始位置等，并输出相应信号给电机驱动器，电机驱动器驱动电机(1-5)运动；可编程控制器具有计数显示功能，实时显示当前弯折次数，弯折次数可调范围为0-50万次；
数据采集与数据处理系统分为两部分：第一部分是数据采集部分，通过Python的Pyvisa 模块连接TEGAM高速毫欧电阻表(3)的GPIBO接口实时采集柔性电路弯折实验过程中电阻数据；第二部分是用户图形操作界面(GUI)，主要功能是根据采集采集到的电阻数据使用python的Matplotlib模块进行实时绘图。图形界面包括：仪器连接及绘图参数设置(Settings)部分(4-1)、图形绘制控制(Begin、Pause以及Resume)部分(4-2)与图形的小周期大尺幅显示(Large sacle)和大周期小尺幅(Small sacle)显示部分(4-3)。参数设置为：
a)save to："resistence-％Y-％m-％d-％H-％M-％S"；文件存储类型有：Plaintext files格式("*.txt")，Images格式("*.jpg*.gif*.png")以及All files("*")。默认文件存储格式为纯文本文件。
b)Init CMD：表示连接电阻仪的模式，其中R0T0X为默认系统模式，表示对数据读取进入fast mode，即连续读取数据。
c)device：表示获取仪器的通讯接口，仪器默认的接口为"GPIB0::12::INSTR"。此外， device右侧的refresh可以根据连接的仪器不同，可以进行自动更新，除了 "GPIB0::12::INSTR"接口之外，可能还有"RS_232"和"GPIB0::15::INSTR"接口等。
d)rps：数据点采集的频率，默认为85。
e)dispT：实时图显示的周期范围，dispT(Large Scale)，默认为15s，即反应前一段较短时间内的数据采集情况。
f)dispT1：实时图显示的周期范围，dispT1(Small Scale)，默认为3000s，即反应前一段较长时间内的数据采集情况。

Claims (7)

1.一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，包括柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台、运动控制与驱动系统、实时数据采集与数据实时绘图系统。
柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台由摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)、电机支架(1-4)、电机(1-5)、面板(1-6)、支撑柱(1-7)组成。由驱动电机(1-5)带动连接板(1-3)转动，连接板(1-3)与摆动板(1-1)的连接位置可调，固定板(1-2)的高度可调；摆动板(1-1)、固定板(1-2)、连接板(1-3)三者组成柔性电路无轴心弯折机构，柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与固定板(2-2)上，通过调整连接板(1-3)与摆动板(1-1)的位置、调整固定板(1-2)的高度来调整无轴心弯折机构的弯折半径R，使柔性电路能够在不同的弯折半径下进行弯折寿命检测实验。
运动控制与驱动系统由可编程控制器、电机驱动器、驱动电源组成。可编程控制器能够根据实验需要输入性电路弯曲折叠寿命实验的弯曲次数、转动速度、转动角度、初始位置等，并输出相应信号给电机驱动器，电机驱动器驱动电机(1-5)运动。
数据采集与数据处理系统分为两部分：第一部分是数据采集部分，通过Python的Pyvisa模块连接TEGAM高速毫欧电阻表(3)的GPIBO接口实时采集柔性电路弯折实验过程中电阻数据；第二部分是用户图形操作界面(GUI)，主要功能是根据采集采集到的电阻数据使用python的Matplotlib模块进行实时绘图。图形界面包括：仪器连接及绘图参数设置(Settings)部分(4-1)、图形绘制控制(Begin、Pause以及Resume)部分(4-2)与图形的小周期大尺幅显示(Large sacle)和大周期小尺幅(Small sacle)显示部分(4-3)，用户图形操作界面(GUI)说明如下：
1)仪器连接及绘图参数设置部分(Settings)：
a)save to:实验过程中采集数据存储的文件名、文件类型、存储位置。默认文件名为："resistence-％Y-％m-％d-％H-％M-％S"；文件存储类型有：Plain text files格式("*.txt")，Images格式("*.jpg*.gif*.png")以及All files("*")。默认文件存储格式为纯文本文件。
b)Init CMD：表示连接电阻仪的模式，其中R0T0X为默认系统模式，表示对数据读取进入即时模式(fast mode)，即连续读取数据。如果将Init CMD切换为R0T2D+KX，则数据读取进入延迟模式(delay mode)，即延迟K毫秒对数据进行读取(如：模式为R0T2D 30X则表示延迟30毫秒才读取数据).
c)device：表示获取仪器的通讯接口，仪器默认的接口为"GPIB0::12::INSTR"。此外，device右侧的refresh可以根据连接的仪器不同，进行自动更新，除了"GPIB0::12::INSTR"接口之外，可能还有"RS_232"和"GPIB0::15::INSTR"接口等。具体可以参照不同仪器的说明书。
d)rps：表示数据点采集的频率，默认为85/s。
e)dispT：表示实时图显示的周期范围，dispT控制是小周期大尺幅显示(LargeScale)，即反映前一段短时间内的数据采集情况。
f)dispT1：表示实时图显示的周期范围，dispT1控制是大周期小尺幅(SmallScale)，即反映前一段较长时间内的数据采集情况。
2)图形绘制控制部分：
a)Begin：开始键。设置好文件存储位置以及其他绘图参数后，点击Begin表示将读取的数据进行开始绘图。
b)Pause：暂停键。表示在读取的过程中或者是实验测试过程中，如果遇到什么问题，需要暂停实验的时候，可以点击此键停止对数据的读取。
c)Resume：恢复键。当点击了暂停键Pause后，如果需要继续之前的读数，则点击Resume键恢复继续读取，也可以点击Begin，表示重新对数据进行读取。当点击了Begin后，不能点Resume。
3)图形小周期大尺幅(Large Scale)及大周期小尺幅显示部分(Smal Scale)
当对数据显示有不同周期的要求，需要一个实时图反映当前一段短时间内的数据采集情况，另一个实时图反映一段长时间内的数据采集情况时，我们可以通过Settings部分设置不同的dispT来实现。默认Large Scale显示的是15s内采集的所有电阻数据，而SmallScale默认的是3000s内采集的所有电阻数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台的无轴心弯折机构能够进行0-180度旋转。
3.根据权利要求1所述的一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，柔性电路弯曲折叠寿命性能检测实验台的无轴心弯折机构的旋转半径R的调节范围为0.2mm-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，使用专用粘结剂将柔性电路(2-8)的两端分别固定在摆动板(2-1)与(2-2)上，确保柔性电路(2-8)与摆动板(2-1)、固定板(2-2)之间没有间隙，进而使柔性电路的弯曲半径R在单次实验过程中保持不变。
5.根据权利要求1所述的一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，运动控制与驱动系统由可编程控制器、电机驱动器、驱动电源组成，可编程控制器能够根据实验需要输入性电路弯曲折叠寿命实验的弯曲次数、转动速度、转动角度、初始位置等，并输出相应信号给电机驱动器，电机驱动器驱动电机(1-5)运动。
6.根据权利要求5所述的可编程控制器，可编程控制器具有计数显示功能，实时显示当前弯折次数，弯折次数可调范围为0-50万次。
7.根据权利要求1所述的一种基于无轴心弯折的柔性电路弯曲折叠导通性能检测系统，数据采集与数据处理系统由数据采集部分和用户图形操作界面两部分组成。柔性电路弯折实验过程中产生的电阻数据通过Python的Pyvisa模块连接TEGAM高速毫欧电阻表的GPIBO接口进行实时采集，并通过python的Matplotlib模块进行实时绘图，实时监测柔性电路在弯折过程中的电阻变化，获得导通性能变化曲线。
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