CN114125107A - 一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构及电子设备，包括柔性屏、壳体组件、屏下支撑组件以及传动组件，所述壳体组件包括滑动连接的固定壳体与移动壳体，移动壳体相对固定壳体进行运动，屏下支撑组件安装在壳体组件内；传动组件设置在固定壳体中，包括相反方向运动的上齿条与下齿条、一端固定在上齿条上另一端卷绕传动组件固定在下齿条上的不锈钢带以及控制上齿条与下齿条运动的步进电机；柔性屏覆盖在壳体组件、屏下支撑组件与传动组件的不锈钢带上。本发明提出的方案通过传动组件与柔性屏的联动关系实现柔性屏显示设备开闭的目的，实现了用户大小屏的切换，操作简便，在满足用户对大尺寸屏需求的同时也方便携带，提高了用户的体验度。

Description

一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构及电子设备

技术领域

本发明涉及属于电子设备结构的技术领域，特别涉及一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构及电子设备。

背景技术

近年来，随着柔性显示屏技术的发展，卷轴手机凭借其宽广的显示视角以及折叠后便携性好的特点，并且在展开或收拢过程中没有折痕的优势受到广泛的关注。这将成为未来手机及其他电子设备的主流。

在目前相关技术使用柔性屏的电子设备中，主要是机身内部嵌入了两个步进电机，当用户触发了开关时，电机就能输出“恒力”将设备展开或收拢。在整个过程中，实现整个卷轴屏平稳的运动是关键。例如在卷曲过程中设备移动端受力不均，导致运动卡住或不顺畅的现象，或导致柔性屏卷曲不能顺畅展开与收拢，情况严重时会引发电机故障或柔性屏受损，从而影响电机和柔性屏的寿命。

发明内容

为了解决大尺寸显示设备的便携性问题及用户体验好感度较差的问题，提供了一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构及电子设备，柔性屏能自由伸出和展开，在满足用户对大尺寸屏需求的同时也方便携带，从而提高用户的体验度。

本发明采用的技术方案如下：一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，包括柔性屏、壳体组件、屏下支撑组件以及传动组件，所述壳体组件包括滑动连接的固定壳体与移动壳体，移动壳体相对于固定壳体进行运动；屏下支撑组件设置在壳体组件内，为柔性屏提供支撑；传动组件设置在固定壳体中，包括相反方向运动的上齿条与下齿条、不锈钢带以及控制上齿条与下齿条运动的步进电机；所述不锈钢带卷绕于传动组件外侧，一端固定在上齿条上，另一端固定在下齿条上，所述柔性屏覆盖在壳体组件、屏下支撑组件与传动组件的不锈钢带上，步进电机启动时，带动上齿条与下齿条横向运动从而带动柔性屏展开与收拢。

作为优选的技术方案，所述壳体组件还包括固定壳体支架与移动壳体支架，分别用于安装固定支撑组件与移动支撑组件，所述固定壳体支架与固定支撑组件之间形成能够收纳移动壳体支架和移动壳体的空间。

作为优选的技术方案，所述固定壳体与固定壳体支架侧端形成容纳柔性屏弯折的圆弧缝隙，与固定壳体支架底部形成容纳柔性屏的平面缝隙。

作为优选的技术方案，所述屏下支撑组件包括固定支撑组件和移动支撑组件，分别对应安装在固定壳体和移动壳体中，移动支撑组件跟随移动壳体运动；所述固定支撑组件与移动支撑组件上表面处于同一平面。

作为优选的技术方案，所述固定支撑组件与移动支撑组件滑动连接，固定支撑组件设有凸字形凹槽，移动支撑组件在凸字形凹槽内横向移动。

作为优选的技术方案，所述固定支撑组件与移动支撑组件上表面处于同一平面。

作为优选的技术方案，所述传动组件还包括传动支架，所述步进电机、上齿条、下齿条通过传动支架上连接组合为一个整体，不锈钢带卷绕于传动支架覆盖安装在上齿条和下齿条上。

作为优选的技术方案，所述传动组件还包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、直齿轮，所述第一锥齿轮固定在步进电机上，与第二锥齿轮啮合,第二锥齿轮与第一锥齿轮的中心轴垂直，实现步进电机提供的扭矩90度转向；所述直齿轮与第二锥齿轮固定连接为同轴转动的整体，上齿条与下齿条分别啮合在直齿轮上方与下方，由步进电机控制移动。

作为优选的技术方案，所述传动组件还包括分别对应安装在上齿条与下齿条两侧的齿条导槽，齿条导槽固定在传动支架上，上齿条与下齿条在对应的齿条导槽内移动。

作为优选的技术方案，所述适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构包括两个结构相同的传动组件，分别安装在固定壳体内的上下两侧，传动组件的直齿轮位于固定壳体横向的中间位置。

本发明还提出了一种电子设备，包括上述的显示结构以及安装在壳体组件内的主板、芯片、电源模块、线束以及其他外设连接件。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

1、操作简单，手指一键或一触摸操作即可实现柔性屏与设备展开与收拢，且可以实现任意位置停留。

2、结构紧凑，其中两组传动组件的步进电机安装在传动支架内，占用空间相对较小。上下齿条安装在同步传动支架内电机的上下方，厚度方向不增加多余的空间。整个显示结构的厚度仅为10mm左右，厚度与目前主流的非折叠设备、平板基本一致。

3、屏下支撑组件方向导向性好。柔性屏在伸缩和展开过程中，移动支撑组件相对于固定支撑组件运动，相互之间采用多组“凸”字型凹槽插入配合的方式进行连接，整个配合面接触面积大，受力均匀，保证运动只能在X方向，不能在Y/Z方向上做平移，也能有效降低由于滑动支撑平板运动过程中受力不均对柔性屏的损伤，提高卷轴屏的使用寿命。

4、传动平稳精度高。两组传动组件对称分布于固定壳体组件Y方向上下两侧，由一个开关控制一个电源模块同时给两组步进电机供电，可以实现两个步进电机的同时控制；传动组件由多个齿轮组传递运动，最终带动两组的上下齿条同步相反运动；整个运动都通过齿轮啮合进行传动，最终两组齿条运动速度几乎完全相同。

5、柔性屏卷曲接触面大，受力均匀，工作稳定性高。柔性屏两侧与不锈钢带大面积贴合，不锈钢带与齿条连接，上下齿条由传动组件同时驱动，使柔性屏卷曲受力均匀，柔性屏能更平稳的展开和卷曲。

附图说明

图1为本发明一实施例中显示结构收拢的示意图。

图2为本发明一实施例中显示结构展开的示意图。

图3为本发明一实施例中显示结构拆分的示意图。

图4为本发明一实施例中壳体组件装配示意图。

图5为本发明一实施例中屏下支撑组件与细节放大示意图。

图6为本发明一实施例中同步传动组件剖面示意图。

图7为本发明一实施例中同步传动组件布局位置示意图。

图8为本发明一实施例中显示结构剖面与电机处细节放大示意图。

图9为本发明一实施例中显示结构展开时剖面示意图。

图10为本发明一实施例中直齿轮逆时针旋转设备预收拢剖面放大示意图。

图11为本发明一实施例中显示结构展开与收拢剖面对比示意图。

附图标记：10-柔性屏，20-壳体组件，30-传动组件，40-屏下支撑组件，

201-固定壳体，202-固定壳体支架，203-控制按键，204-移动壳体，205-移动壳体支架，

301-传动支架，302-步进电机，303-第一锥齿轮，304-第二锥齿轮，305-直齿轮，306-上齿条，307-下齿条，308-齿条导槽，309-不锈钢带，

401-固定支撑组件，402-移动支撑组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1-图3，本实施例提出了一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，包括柔性屏10、壳体组件20、屏下支撑组件40以及传动组件30，柔性屏10卷绕在壳体组件20、屏下支撑组件40以及传动组件30上，由传动组件30提供动力，控制柔性屏10带动壳体组件20与屏下支撑组件40运动，实现柔性屏10的展开与收拢，在实际应用中，传动组件30由用户下发控制指令控制启动。

具体的，壳体组件20包括滑动连接的固定壳体201与移动壳体204，移动壳体204相对于固定壳体201进行运动；屏下支撑组件40设置在壳体组件20内，为柔性屏10与壳体组件20同时提供支撑；传动组件30设置在固定壳体201中，包括相反方向运动的上齿条306与下齿条307、不锈钢带309以及控制上齿条306与下齿条307运动的步进电机302；所述不锈钢带309卷绕于传动组件30外侧，一端固定在上齿条306上，另一端固定在下齿条307上，所述柔性屏10覆盖在壳体组件20、屏下支撑组件40与传动组件30的不锈钢带309上，步进电机302启动时，带动上齿条306与下齿条307横向运动从而带动柔性屏10展开与收拢。优选的，在本实施例中，不锈钢带309为薄不锈钢带。

需要说明的是，柔性屏形态包括展开与收拢形态，变换形态指由展开形态变换为收拢形态(该过程也可以表示为柔性屏的收拢过程)，或由收拢形态变换为展开形态(该过程也可以表示为柔性屏的收拢过程)。

如图3所示，传动组件30固定安装在壳体组件20内，柔性屏10的X向右侧部分安装在屏下支撑组件40与壳体组件20的Z方向最上端，同时与壳体组件20的X方向最右端固定，另一部分卷绕传动组件30，贴合安装在传动组件30的不锈钢带309上，其中，柔性屏10同时贴合位于传动组件30上下两侧的不锈钢带309上。

如图4所示，壳体组件20除了固定壳体201与移动壳体204外还包括了对应安装在固定壳体201内的固定壳体支架202和移动壳体204内的移动壳体支架205。在本实施例中，固定壳体支架202在固定壳体201内部形成能够收纳移动壳体支架205和移动壳体204的空间，固定壳体支架202作为壳体组件20的主要支撑体，固定与支撑显示结构的所有其他零部件和传动组件。同时，形成的平坦空间在柔性屏收拢时，能够将移动壳体204和移动壳体支架205收纳于其中。

固定壳体支架202的X向左侧部分呈圆弧形，由此，在X向左侧，固定壳体支架202与固定壳体201之间形成容纳柔性屏10弯折的圆弧缝隙；在底部，固定壳体支架202与固定壳体202之间形成容纳柔性屏的平面缝隙。

在另一实施例中，固定壳体201上还设有控制按键203，用于控制传动组件30，控制按键203包括不限于指纹识别开关、按钮开关、轻触开关。通过该控制按键203控制电源模块同时给两组步进电机供电，可以实现两个步进电机的同时控制。

在用户按动固定壳体201上的控制按键203后，柔性屏10开始变换形态：当柔性屏10处理收拢形态时，移动壳体204相对于固定壳体201向外滑动；当柔性屏10处理展开形态时，移动壳体204相对于固定壳体201向内滑动，固定壳体201与移动壳体204可同时对柔性屏10展开和收拢起到支撑和定位的作用。

在一个优选实施例中，固定壳体201的Y向上下两侧内部端面在X向上各有一条凹槽；移动壳体204的Y向两侧外部端面在X方向各有一个长条型的凸面，移动壳体204的凸面插装在固定壳体201凹槽中。采用该种安装方式，使得固定壳体201与移动壳体204在相对滑动时在X方向上具有导向的作用，同时也能防止移动壳体204滑动时与固定壳体201脱离连接。在移动壳体204中的凸面滑动至固定壳体201凹槽的其中一端时，表示完成了柔性屏10的收拢或展开运动。

如图5所示，屏下支撑组件40包括固定支撑组件401和移动支撑组件402，其中，固定支撑组件401固定安装在固定壳体支架202上，移动支撑组件402固定安装在移动壳体支架205上，移动支撑组件402跟随移动壳体204同步运动，能够为固定壳体201与移动壳体204起到加强支撑的作用，同时可作为支撑柔性屏10的骨架，柔性屏10下表面整体贴合在移动支撑组件402和固定支撑组件401上。

在本实施例中，固定支撑组件401与移动支撑组件402滑动连接，合起来是一个无缝平板，分开后可以增加平板的面积，固定支撑组件401设有凸字形凹槽，移动支撑组件402可以在固定支撑组件401的凹槽内做X向双向平移。柔性屏10在伸缩和展开过程中，移动支撑组件402相对于固定支撑组件401运动。相互之间采用多组“凸”字型凹槽插入配合的方式进行连接，整个配合面接触面积大，受力均匀，保证运动只能在X方向，不能在Y/Z方向上做平移，也能有效降低由于移动支撑组件402运动过程中受力不均对柔性屏的损伤，提高柔性屏的使用寿命。

进一步的，参见图6、图7、图8，传动组件30为整个显示结构的动力元件，用于驱动柔性屏10运动。在本实施例中，在固定壳体201中设有两组完全相同的传动组件30，分别设置在固定壳体201内Y方向的两侧，传动组件占用空间小，能完全容纳在固定壳体201的内部。在性能方面，通过同一控制按键203控制电源模块同时给两组步进电机302供电，可以实现两个步进电机的同时控制。传动组件30由多个齿轮组传递运动，最终带动两组的上下齿条同步相反运动；整个运动都通过齿轮啮合进行传动，最终两组齿条运动速度几乎完全相同，速度误差不大于±0.5‰，为最终柔性屏的运动提供稳定的输出。

以下结合图6-图10对传动组件30的具体结构进行说明，由于两组传动组件组成结构完全相同，在此仅对其中一组传动组件进行介绍。

如图6所示，传动组件30包括传动支架301，步进电机302、上齿条306、下齿条307通过传动支架301上连接组合为一个整体，不锈钢带309卷绕于传动支架301覆盖安装在上齿条306和下齿条307上。通过传动支架301将各个零部组合形成模块化的部件，能够有效减小占用空间。其中两组传动组件30的步进电机302安装在传动支架301内，占用空间相对较小。上下齿条安装在同步传动支架301内步进电机302的上下方，厚度方向不增加多余的空间。整个显示结构的厚度仅为10mm左右，厚度与目前主流的非折叠设备、平板基本一致。

具体的，传动组件30还包括第一锥齿轮303、第二锥齿轮304、直齿轮305，第一锥齿轮303固定在步进电机302上，与第二锥齿轮304啮合，第二锥齿轮304与第一锥齿轮303的中心轴垂直；所述直齿轮305与第二锥齿轮304固定连接为同轴转动的整体，上齿条306与下齿条307分别啮合在直齿轮305上方与下方，由步进电机302控制移动。薄不锈钢带309一端固定于上齿条306上，另一端固定于下齿条307上，弯曲部分卷绕于传动支架301上，弯曲部分包括但不限于滑动摩擦转动或者轴承转动。

在步进电机302工作过程中，步进电机302将扭矩传递给第一锥齿轮303，第一锥齿轮303将扭矩传递给第二锥齿轮304，实现扭矩的90度转向，第二锥齿轮304再将扭矩传递给直齿轮305，最终由直齿轮305将扭矩同步传递给上齿条306与下齿条307。上齿条306带动移动支撑组件402、移动壳体204与移动壳体支架205实现X向平动；下齿条307通过不锈钢带309带动柔性屏10的平移与卷曲，从而实现柔性屏与显示结构的展开与收拢。

在本实施例中，如图8所示，在传动支架301上安装四组齿条导槽308，分别对应设置在上齿条306与下齿条307两侧，上齿条306与下齿条307在对应的齿条导槽308内移动。

如图7所示。两组传动组件30分别固定于固定壳体201的Y向的上下两端，且直齿轮305位于固定壳体201的X方向中间位置，两组齿条与X向平行。图9所示为显示结构展开时剖面示意图，可见直齿轮305固定于固定壳体201中间位置，给柔性屏10与显示结构留出展开与收拢空间。

如图9、图10、图11，本实施例提供的显示结构具体展开与收拢过程如下：

展开过程：在用户按下控制按键203时，启动电源模块为步进电机302供电，步进电机302将扭矩转换到直齿轮305上，直齿轮305做顺时针旋转时，上齿条306在齿条导槽308内向X向右侧移动，上齿条306带动移动支撑组件402与移动壳体204与移动壳体支架205向X向右侧移动，拉动柔性屏10固定端一起向X向右侧移动；同时下齿条307在齿条导槽308内向X向左侧移动，固定在下齿条307上的不锈钢带309带动柔性屏10一起向X向左侧移动，将藏在壳体组件20内的柔性屏10展示出来。

收拢过程：在用户按下控制按键203时，启动电源模块为步进电机302供电，步进电机302将扭矩转换到直齿轮305上，直齿轮305做逆时针旋转时，上齿条306在齿条导槽308内向X向左侧移动，上齿条306带动移动支撑组件402与移动壳体204与移动壳体支架205向X向左侧移动，拉动柔性屏10固定端一起向X向左侧移动；同时下齿条307在齿条导槽308内向X向右侧移动，固定在下齿条307上的不锈钢带309带动柔性屏10一起向X向右侧移动，将露在外面的柔性屏10卷藏于壳体组件20内。

实施例2

在本实施例中提出了一种电子设备，包括实施例1提出的柔性伸缩卷轴的显示结构，在壳体组件中安装有主板、芯片、电源模块、线束以及其他外设连接件。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，包括柔性屏(10)、壳体组件(20)、屏下支撑组件(40)以及传动组件(30)，所述壳体组件(20)包括滑动连接的固定壳体(201)与移动壳体(204)，移动壳体(204)相对于固定壳体(201)进行运动；屏下支撑组件(40)设置在壳体组件(20)内，为柔性屏(10)提供支撑；传动组件(30)设置在固定壳体(201)中，包括朝相反方向运动的上齿条(306)与下齿条(307)、不锈钢带(309)以及控制上齿条(306)与下齿条(307)运动的步进电机(302)；所述不锈钢带(309)卷绕于传动组件(30)外侧，一端固定在上齿条(306)上，另一端固定在下齿条(307)上，所述柔性屏(10)覆盖在壳体组件(20)、屏下支撑组件(40)与传动组件(30)的不锈钢带(309)上，步进电机(302)启动时，带动上齿条(306)与下齿条(307)横向运动从而带动柔性屏(10)展开与收拢。

2.根据权利要求1所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述屏下支撑组件(40)包括固定支撑组件(401)和移动支撑组件(402)，分别对应安装在固定壳体(201)和移动壳体(204)中，移动支撑组件(402)跟随移动壳体(204)运动；所述固定支撑组件(401)与移动支撑组件(402)上表面处于同一平面。

3.根据权利要求2所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述壳体组件(20)还包括固定壳体支架(202)与移动壳体支架(205)，分别用于安装固定支撑组件(401)与移动支撑组件(402)，所述固定壳体支架(202)与固定支撑组件(401)之间形成能够收纳移动壳体支架(205)和移动壳体(204)的空间。

4.根据权利要求3所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，固定壳体(201)与固定壳体支架(202)侧端形成容纳柔性屏(10)弯折的圆弧缝隙，与固定壳体支架底部形成容纳柔性屏(10)的平面缝隙。

5.根据权利要求2-4任一项所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述固定支撑组件(401)与移动支撑组件(402)滑动连接，固定支撑组件(401)设有凸字形凹槽，移动支撑组件(402)在凸字形凹槽内移动。

6.根据权利要求1或2所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述传动组件(30)还包括传动支架(301)，所述步进电机(302)、上齿条(306)以及下齿条(307)通过传动支架(301)连接组合为一个整体，不锈钢带(309)卷绕于传动支架(301)覆盖安装在上齿条(306)和下齿条(307)上。

7.根据权利要求6所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述传动组件(30)还包括第一锥齿轮(303)、第二锥齿轮(304)、直齿轮(305)，所述第一锥齿轮(303)固定在步进电机(302)上，与第二锥齿轮(304)啮合,第二锥齿轮(304)与第一锥齿轮(303)的中心轴垂直，实现步进电机(302)提供的扭矩90度转向；所述直齿轮(305)与第二锥齿轮(304)固定连接为同轴转动的整体，上齿条(306)与下齿条(307)分别啮合在直齿轮(305)上方与下方，由步进电机(302)控制移动。

8.根据权利要求7所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述传动组件(30)还包括分别对应安装在上齿条(306)与下齿条(307)两侧的齿条导槽(308)，齿条导槽(308)固定在传动支架(301)上，上齿条(306)与下齿条(307)在对应的齿条导槽(308)内移动。

9.根据权利要求1所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，其特征在于，所述适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构包括两个结构相同的传动组件(30)，分别安装在固定壳体(201)内的上下两侧，传动组件(30)的直齿轮(305)位于固定壳体(201)横向的中间位置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的适用于柔性卷轴屏收拉式显示结构，以及安装在壳体组件内的主板、芯片、电源模块、线束以及其他外设连接件。

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