CN117073955A - 落球测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种落球测试装置，包括落球机构，所述落球机构位于用于承载待检测对象的载台的一侧，所述落球机构用于向所述待检测对象发射初速度为目标速度的至少一个球体，并接收经所述待检测对象反弹的所述球体。通过上述方案，能够提高落球测试的效率和准确性，扩大可检测范围。

Description

落球测试装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种落球测试装置。

背景技术

在现实生活中，随着人们使用手机、平板电脑等显示装置的频率逐渐提高，显示装置发生跌落的情况也随之增加，因此显示装置的抗冲击性能的重要性不言而喻。为保证产品质量，提升用户体验，模拟日常生活中出现的不同的棱、角、面在不一样的高度上跌落于地面时的实际情况，跌落测试必不可少。

现有技术通常使用小球跌落去检验样品对小面积冲击后的应力释放性能，以评估其受外力时抗打击的能力。然而在工艺制造过程中，待检验样品的厚度、表面硬度等并不均匀，在跌落过程中不同区域会产生不同结果，为保证跌落测试的准确性，通常需要在不同区域进行重复测试，测试效率较低。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种落球测试装置，提高测试效率和准确性，扩大可检测范围。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种落球测试装置，包括落球机构，所述落球机构位于用于承载待检测对象的载台的一侧，所述落球机构用于向所述待检测对象发射初速度为目标速度的至少一个球体，并接收经所述待检测对象反弹的所述球体。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的落球测试装置通过落球机构为球体提供一个初速度，使得球体在发射时具有重力势能的同时还具有一定的动能，即发射时球体具有的总能量为重力势能与动能之和。因此，相比于不具备初速度的现有技术，本申请的落球测试装置能够以更低的重力势能，达到相同的总能量。本申请一方面可以使用质量更小的球体，可以通过减小球体的体积实现。由于所使用的球体的体积更小，从而在相同面积下可以测试更多的点位，提高测试效率，或测试面积尺寸更小的对象，同时可以更加精准地对待测试对象的过孔、狭窄、弯曲等部位进行冲击实验，扩大测试范围。另一方面也可以降低球体的发射高度，从而降低球体下落位置产生偏移的概率，提高测试准确性。

附图说明

图1是本申请的落球测试装置一实施方式的结构示意图；

图2a是本申请的落球机构一实施方式进行落球测试时的结构示意图；

图2b是本申请的落球机构一实施方式进行落球测试之前的结构示意图；

图3a是本申请的落球机构另一实施方式进行落球测试时的结构示意图；

图3b是本申请的落球机构另一实施方式进行落球测试之前的结构示意图；

图4a是本申请的落球机构另一实施方式进行落球测试之前的结构示意图；

图4b是本申请的落球机构另一实施方式进行落球测试时的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

现有的落球测试方案通常为用设备带动一定重量的球体从一定高度跌落，以自由落体运动砸向待检测对象，通过球体的重力势能来检验小面积冲击后待检测对象的应力释放性能。现有方案通常将待检测对象分为多格，落球需砸向每格中心，每格测试一次，下落后由防二次跌落装置抓取，每跌落一次需要检查对象外观，电气功能及触控功能等，并记录实验结果，每次测试完成后重新去调节球体的高度，重复以上步骤，直到产品出现外观、电气功能或触控功能异常为止，记录破损位置以及测试高度，从而计算出使产品破损的能量，即该高度下落球的重力势能E_0＝m₀gh₀,其中，m₀为球体质量，h₀为球体的初始高度。因此现有技术中，球体发射时的总能量E等于重力势能E₀。

重力势能的改变可以通过调整高度和落球质量实现，但当高度过高时，球体下落位置容易产生偏差，因此为了达到足够的重力势能，现有技术中通常使用钢球，并通过增大钢球体积，以增大钢球质量，目前测试中使用的钢球直径通常达到20mm。发明人经过长期研究发现，由于钢球直径较大，对于尺寸较小的产品只能测试较少数量的点位，且对于一些非平整的区域难以评估它们受冲击后的应力释放性能，且更容易发生钢球反弹，砸偏的情况。

有鉴于此，本申请提供一种落球测试装置，以改善上述问题。参阅图1，图1是本申请的落球测试装置一实施方式的结构示意图。该落球测试装置包括载台1和落球机构2，载台1用于承载待检测对象3，具体地，待检测对象3可以是屏体、OLED模组或盖板等。落球机构2位于载台1的一侧。具体地，落球机构2位于载台1的正上方。落球机构2用于向待检测对象3发射初速度v₀为目标速度的至少一个球体4，并接收经待检测对象3反弹的球体4。具体地，落球机构2可以理解为能够竖直向下发射带有初速度v₀的球体4，球体4反弹后竖直向上运动，最后被落球机构2接收。接收球体4可以理解为固定住反弹后的球体4，便于下次测试再次发射球体4，能够避免反弹后的球体二次跌落影响测试结果。

本申请的落球测试装置通过落球机构2为球体4提供一个初速度，使得球体4在发射时具有重力势能E₁的同时还具有一定的动能E₂＝1/2m₁v₀ ²(其中m₁为本申请使用的球体4的质量，v₀为本申请中球体4发射时的初速度)，即发射时球体4具有的总能量E为重力势能E₁与动能E₂之和。因此，相比于不具备初速度的现有技术，本申请的落球测试装置能够以更低的重力势能E₁，达到相同的总能量。根据公式E₁＝m₁gh₁(其中m₁为本申请使用的球体4的质量，h₁为本申请中球体4发射时距离待检测对象的初始高度)可以得出，本申请一方面可以使用质量更小的球体4(m₁＜m₀)，可以通过减小球体4的体积实现。由于所使用的球体4的体积更小，从而在相同面积下可以测试更多的点位，提高测试效率，或测试面积尺寸更小的对象，同时可以更加精准地对待测试对象的过孔、狭窄、弯曲等部位进行冲击实验，扩大测试范围。另一方面也可以降低球体4的发射高度(h₁＜h₀)，从而降低球体4下落位置产生偏移的概率。

球体4的材质可以包括具有弹性的材料，以使得球体4具有一定的反弹高度，更容易被落球机构接收，例如球体4的材料可以全部为橡胶，也可以是主体为钢，外部包裹橡胶。

在本实施例中，落球机构2包括球体固定件21和发射子机构22。球体固定件21用于固定球体4；发射子机构22与球体固定件21固定连接，用于驱动球体固定件21向待检测对象3移动；其中，在球体固定件21向待检测对象3移动的过程中，当球体固定件21的速度达到目标速度时，球体固定件21与球体4自动分离，且当球体4经待检测对象3反弹后，球体固定件21与球体4自动固定。

具体地，参阅图2a和图2b，图2a是本申请的落球机构2一实施方式进行落球测试时的结构示意图，图2b是本申请的落球机构2一实施方式进行落球测试之前的结构示意图。在本实施例中，球体固定件21包括第一电磁铁211，当第一电磁铁211通电后，第一电磁铁211与球体4磁性连接，当第一电磁铁211断电后，第一电磁铁211与球体4自动分离。具体地，球体4的可以包括电磁性材料，例如钢等。在发射球体4前，第一电磁铁211通电，靠近球体4的一端具有磁性，能够与球体4相吸，从而固定住球体4；而在发射球体4时(如图2a所示)，第一电磁铁211断电后失去磁性，无法与球体4相吸，从而与球体自动分离；而球体4反弹后(如图2b所示)，第一电磁铁211通电，靠近球体4的一端具有磁性，能够与球体4相吸，从而固定住并接收球体4。

进一步地，球体固定件21与球体4自动分离时的高度与球体固定件21与球体4自动固定时的高度相同。本申请的落球测试装置发射时球体4具有的总能量E为重力势能E₁与动能E₂之和，接收时具有的总能量E’为重力势能E₁’与动能E₂’之和。发射时和接收时球体4的高度相同，使得发射时重力势能E₁与重力势能E₁’相同，因此，只需计算发射时的动能E₂与接收时的动能E₂’之差得到待检测对象3受到的冲击能量。同时，由于发射时和接收时球体4的高度相同，无需为了接收球体4而调整球体固定件21的高度，提高接收球体4的可靠性。

可选地，继续参阅图2a和图2b，第一电磁铁211设有用于接收球体4的凹槽21a。凹槽21a可以扩大与球体4的接触面，以提高二者磁性连接的可靠性。较佳地，凹槽21a与球体4的接触面可以为内凹的球面，球面的内径可以与球体4直径一致或稍大于球体4直径，以确保与球体4足够的接触面。在其他实施例中，凹槽21a也可以为U型槽等。

在本实施例中，发射子机构22可以为气缸或电机，发射子机构22的驱动端(气缸或电机的底端)与球体固定件21固定连接，发射子机构22的驱动端向下移动，从而驱动球体固定件21向下移动，当球体固定件21的速度达到目标速度时，球体固定件21与球体4自动分离。

可选地，在本实施例中，落球测试装置还包括第一控制器(图未示)，与发射子机构22耦接，用于调节目标速度。具体地，第一控制器可以通过调节发射子机构22驱动端的移动速度实现目标速度的调节。

可选地，参阅图1，落球机构2还包括至少一个第一导向件23，第一导向件23、落球机构2位于载台1的同一侧，如图2a所示，第一导向件23设有与载台的承载面垂直的第一导向面23a。第一导向面23a用于引导球体4垂直向载台发射，一方面使得球体4垂直射向待检测对象时损失能量最少，确保检测数据更为准确，另一方面保证球体4能竖直向上反弹，被落球机构2接收。

可选地，继续参阅图1，落球测试装置还包括至少一个第二导向件11，第二导向件11与第一导向件23位于载台的同一侧，第二导向件11与第一导向件23间隔设置，第二导向件11设有垂直于载台1的承载面的第二导向面(图未示)。第二导向件11设置在靠近待检测对象3的一侧，用于在球体4接近待检测对象3以及反弹远离待检测对象3时引导球体4沿竖直方向运动，进一步提高检测的准确性以及提高被落球机构2接收的概率。在其他实施例中，第一导向件23和第二导向件11可以连接为一体，可以理解为导向件贯穿球体4的移动路径，使得球体4在下落和反弹的过程中均得到竖直方向上的引导。

在本实施例中，第一导向件23和第二导向件11均是向载台1的承载面垂直延伸的导管，导管内径与球体4直径间隙配合。第一导向件23和第二导向件11可以设置多个且阵列分布，用于同时发射和接收多个球体4，由于球体4的体积可以缩小，同时发射和接收球体4的个数可以增多，从而提升检测效率。多个球体4的发射速度可以相同。

可选地，载台1的承载面上安装有真空吸附装置，用于吸附待检测对象3。通过真空吸附待检测对象3可以减少对其的损伤，进一步地，还包括与真空吸附装置连接的第二控制器，用于调节真空吸附装置的吸附力。可以通过第二控制器调节真空吸附力，以适配不同尺寸、类型的待检测对象。

在一种实施方式中，球体固定件21和球体4的固定可以通过真空吸附实现，球体4在发射至待检测对象3后反弹至球体固定件21吸附固定。

可选地，在本实施例中，落球测试装置还包括支架5，支架5与落球机构2连接，用于支撑落球机构2，支架5与落球机构2在高度方向(图1中Z方向和其反方向)上滑动连接，支架5上设有高度调节装置(图未示)，用于调节落球机构2的高度，可以通过调节高度调节发射时的初始重力势能E₁，从而调节初始总能量E₀，也可以通过降低落球机构2的高度降低球体2反弹后被接收的难度。可选地，还包括水平调节装置(图未示)，具体地，水平调节装置包括第一水平调节装置和第二水平调节装置，落球机构2在X方向和其反向上与支架5滑动连接，第一水平调节装置用于调节落球机构2在X方向和其反向上的位置，载台1底部设有沿Y方向延伸的滑轨12，第二水平调节装置与载台1连接，用于调节载台1在Y方向和其反向上的位置，从而实现落球机构2和待检测对象3在水平方向上相对位置的调节。

可选地，继续参阅图3a和图3b，图3a是本申请的落球机构2另一实施方式进行落球测试时的结构示意图，图3b是本申请的落球机构2另一实施方式进行落球测试之前的结构示意图。

在本实施例中，发射子机构22包括固定组件221和弹性件222，固定组件221用于固定球体固定件21；弹性件222与球体固定件21连接，其中，在进行落球测试之前，固定组件221固定球体固定件21，以使得弹性件222处于压缩状态，而在进行落球测试时，固定组件221与球体固定件21分离，以释放弹性件222的弹性势能，从而驱动球体固定件21向待检测对象3移动。利用弹性件222的弹性势能可以有效控制球体4的初速度达到目标速度，固定组件221对弹性件222的压缩幅度越大，弹性件222的弹性势能越大，弹性件222完全释放时达到的初速度也就越大。在本实施例中，弹性件222是压簧，在其他实施例中，也可以是可压缩的橡胶件等。

可选地，继续参阅图3a和图3b，固定组件221包括第二电磁铁2211，在进行落球测试之前，第二电磁铁2211以及第一电磁铁211均通电，第二电磁铁2211与第一电磁铁211磁性连接，在进行落球测试时，第二电磁铁2211或者第一电磁铁211断电，第二电磁铁2211与第一电磁铁211自动分离。在发射球体4前以及球体4反弹后(如图3b所示)，第一电磁铁211和第二电磁铁2211均通电，第一电磁铁211和第二电磁铁2211相吸，二者固定，使得弹性件222处于压缩状态，在本实施例中，第一电磁铁211的外侧面与第二电磁铁2211的外侧面相吸。而在发射球体4时(如图3a所示)，第一电磁铁211与第二电磁铁2211自动分离，此时弹性件222释放弹性势能，驱动球体固定件21和球体4向下移动，直到球体4达到目标速度，球体固定件21与球体4自动分离。第一电磁铁211与第二电磁铁2211的自动分离可以通过对第一电磁铁211与第二电磁铁2211断电实现。较佳地，也可以在发射球体4时继续保持对第一电磁铁211的通电状态，同时改变第二电磁铁2211电流方向，从而改变第二电磁铁2211磁极方向，使得第二电磁铁2211与第一电磁铁211相斥，在确保第二电磁铁2211与第一电磁铁211分离的同时，在弹性件222释放弹性势能的过程中仍能保证第一电磁铁211与球体4固定。

另一可选地，参阅图4a和图4b，图4a是本申请的落球机构2另一实施方式进行落球测试之前的结构示意图，图4b是本申请的落球机构2另一实施方式进行落球测试时的结构示意图。

固定组件221包括基座2212、驱动件2213和卡扣2214，驱动件2213一端固定在基座2212上，驱动件2213的驱动端与卡扣2214连接，卡扣2214在驱动件2213的驱动下与球体固定件21卡接或者解除卡接，其中，在进行落球测试之前，卡扣2214与球体固定件21卡接，以使得弹性件222处于压缩状态，而在进行落球测试时，卡扣2214与球体固定件21解除卡接。

具体地，基座2212内形成有竖直向下的第一导向件23，第一导向件23为导管，球体固定件21滑动设置在导管内，球体固定件21外壁设有卡接凹槽212，导管内壁形成有滑槽2215，滑槽2215内固定有驱动件2213。如图4a所示，在发射球体4之前，驱动件2213驱动卡扣2214向滑槽2215外移动，卡扣2214插入至卡接凹槽212完成卡接，固定住球体固定件21，此时弹性件222处于压缩状态。如图4b所示，在发射球体4之时，驱动件2213驱动卡扣2214向滑槽2215内移动，即收缩卡扣2214，使其离开卡接凹槽212解除对球体固定件21的卡接，此时弹性件222释放弹性势能，将球体固定件21向外推出。驱动件2213可以是电机或气缸等。在其他实施例中，也可以设置其他卡接结构，例如卡扣2214上设有凹槽，球体固定件21上设有与凹槽卡接适配的凸起等。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种落球测试装置，其特征在于，包括：

落球机构，位于用于承载待检测对象的载台的一侧，所述落球机构用于向所述待检测对象发射初速度为目标速度的至少一个球体，并接收经所述待检测对象反弹的所述球体。

2.根据权利要求1所述的落球测试装置，其特征在于，所述落球机构包括：

球体固定件，用于固定所述球体；

发射子机构，与所述球体固定件固定连接，用于驱动所述球体固定件向所述待检测对象移动；

其中，在所述球体固定件向所述待检测对象移动的过程中，当所述球体固定件的速度达到所述目标速度时，所述球体固定件与所述球体自动分离，且当所述球体经待检测对象反弹后，所述球体固定件与所述球体自动固定；

优选地，还包括第一控制器，与所述发射子机构耦接，用于调节所述目标速度；

优选地，所述球体固定件与所述球体自动分离时的高度与所述球体固定件与所述球体自动固定时的高度相同。

3.根据权利要求2所述的落球测试装置，其特征在于，

所述球体固定件包括第一电磁铁，当所述第一电磁铁通电后，所述第一电磁铁与所述球体磁性连接，当所述第一电磁铁断电后，所述第一电磁铁与所述球体自动分离；

优选地，所述第一电磁铁设有用于接收所述球体的凹槽。

4.根据权利要求3所述的落球测试装置，其特征在于，所述发射子机构包括：

固定组件，用于固定所述球体固定件；

弹性件，与所述球体固定件连接；其中，在进行落球测试之前，所述固定组件固定所述球体固定件，以使得所述弹性件处于压缩状态，而在进行落球测试时，所述固定组件与所述球体固定件分离，以释放所述弹性件的弹性势能，从而驱动所述球体固定件向所述待检测对象移动。

5.根据权利要求4所述的落球测试装置，其特征在于，

所述固定组件包括第二电磁铁，在进行落球测试之前，所述第二电磁铁以及所述第一电磁铁均通电，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁磁性连接，在进行落球测试时，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁自动分离。

6.根据权利要求4所述的落球测试装置，其特征在于，所述固定组件包括：

基座；

驱动件，设置在所述基座上；

卡扣，与所述驱动件的驱动端连接，所述卡扣在所述驱动件的驱动下与所述球体固定件卡接或者解除卡接，其中，在进行落球测试之前，所述卡扣与所述球体固定件卡接，以使得所述弹性件处于压缩状态，而在进行落球测试时，所述卡扣与所述球体固定件解除卡接。

7.根据权利要求1所述的落球测试装置，其特征在于，

所述球体数量为多个，所述落球机构以相同的目标速度向所述待检测对象同时发射多个所述球体。

8.根据权利要求1所述的落球测试装置，其特征在于，

所述落球机构还包括至少一个第一导向件，所述第一导向件、所述落球机构位于所述载台的同一侧，所述第一导向件设有与所述载台的承载面垂直的第一导向面；

优选地，所述落球测试装置还包括至少一个第二导向件，所述第二导向件与所述第一导向件位于所述载台的同一侧，所述第二导向件与所述第一导向件间隔设置，所述第二导向件设有垂直于所述载台的承载面的第二导向面；

优选地，所述第一导向件和/或第二导向件是向所述载台的承载面垂直延伸的导管，所述导管内径与所述球体直径间隙配合。

9.根据权利要求8所述的落球测试装置，其特征在于，

所述落球测试装置还包括所述载台，所述载台的承载面上安装有真空吸附装置，用于吸附所述待检测对象；

优选地，还包括与所述真空吸附装置连接的第二控制器，用于调节所述真空吸附装置的吸附力。

10.根据权利要求1所述的落球测试装置，其特征在于，进一步包括：

支架，与所述落球机构连接，用于支撑所述落球机构，所述支架与所述落球机构在高度方向上滑动连接，所述支架上设有高度调节装置，用于调节所述落球机构的高度；

优选地，还包括水平调节装置，与所述落球机构和/或所述载台连接，用于所述落球机构和/或所述载台的水平位置。