CN212206937U - 柔性产品弯曲循环测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性产品弯曲循环测试设备，其还包括固定座、移动座、驱动装置、第一摆架、第二摆架、压紧部件、柔性保护条和压辊，合理加设有压辊，在测试过程中使得柔性电池与压辊紧密贴合，使柔性电池在测试过程中始终保持张紧状态，确保不同或相同的柔性电池在测试过程中的弯曲半径的统一性和准确性，方便对不同柔性电池的弯曲性能进行测试，利于测试数据的公平比较，也确保柔性电池不会因过度弯折而造成损坏；通过测量第一摆架的摆动角度便可以快速计算得出弯曲角度，操作简单、方便，另外本设备整体结构简单，易于实现，适用范围广，也可用于柔性屏、柔性电路板、柔性太阳能电池、柔性超级电容等柔性电子器件的弯曲循环测试。

Description

柔性产品弯曲循环测试设备

技术领域

本实用新型涉及产品弯曲循环测试技术领域，具体涉及一种柔性产品弯曲循环测试设备。

背景技术

近年来，柔性电子器件以其高柔性、轻薄、便携、可植入、可穿戴等特点广受不同行业和大众消费者的青睐，已应用于柔性显示器、柔性移动终端、可穿戴式医疗监控器件以及其他柔性电子系统。

然而这些柔性可穿戴电子设备的发展离不开高度灵活的储能装置，如柔性电池等。柔性电池在使用过程中需要在一定的弯曲半径范围内反复地弯折而不失效，相关研究表明，弯曲角度、弯曲半径和器件长度是评估柔性电池弯曲耐受性的常用参数。

目前已有的弯曲测试设备通过控制两个夹板的距离来实现柔性电池的弯曲循环测试，然而关于柔性电池的弯曲半径与弯曲角度均不能快速测得，并且对于不同柔性电池在测试时的弯曲半径难以保证统一，导致测试数据无法公平比较。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，能方便快速对柔性产品进行弯曲测试的柔性产品弯曲循环测试设备。

本实用新型为实现上述目的，所提供的技术方案是：

一种柔性产品弯曲循环测试设备，其包括机架、固定座、移动座、驱动装置、第一摆架、第二摆架、压紧部件、柔性保护条和压辊，所述固定座固定在所述机架上，所述移动座活动设置在机架上，所述驱动装置设置在机架上，并能驱动移动座相对所述固定座作分开和靠拢动作；所述第一摆架铰接在固定座上，所述第二摆架铰接在移动座上，所述柔性保护条的一端与第一摆架相连接，另一端与所述第二摆架相连接，所述压辊放置在柔性保护条上，被测柔性产品的两端分别通过所述压紧部件定位在第一、第二摆架上，且该被测柔性产品的中部位置与所述压辊相贴合。

作为本实用新型的一种改进，所述第一摆架包括摆臂、连板和销轴，两摆臂对称位于固定座两侧，且所述两摆臂的一端通过销轴铰接在固定座上，所述两摆臂的另一端通过所述连板相连接，该连板的中部设有所述压紧部件。

作为本实用新型的一种改进，所述第二摆架包括摆臂、连板和销轴，两摆臂对称位于移动座两侧，且所述两摆臂的一端通过销轴铰接在移动座上，所述两摆臂的另一端通过所述连板相连接，该连板的中部设有所述压紧部件。

作为本实用新型的一种改进，所述压紧部件为压紧片，该压紧片的边缘位置设有通孔，并在所述第一摆架或第二摆架上设有与该通孔相对应的安装孔。

作为本实用新型的一种改进，所述柔性保护条优选为强度较大、较薄、柔性较好的材料，如不锈钢条或纤维条等。

作为本实用新型的一种改进，所述压辊的直径为2～150mm，压辊的材质可以根据电池的硬挺度来相应选择铝、不锈钢等稳定性较好的材料。如相应选择铝制辊体、钢制辊体或PTFE制辊体等。

作为本实用新型的一种改进，所述固定座对应第一摆架的铰接位置设有量角器，能方便快速得出第一摆架的摆臂摆动角度，然后通过简单计算便可以得出电池的弯曲角度θ。

作为本实用新型的一种改进，所述驱动装置包括步进电机、齿形带、齿形带轮和齿形定轮，所述齿形定轮固定在所述移动座的底面，所述机架上设有供所述移动座滑动的导轨，两齿形带轮对应所述导轨的两端位置设置在机架上，所述齿形带环绕在两齿形带轮和齿形定轮上，所述步进电机设置在机架上，并能驱动齿形带轮转动。

作为本实用新型的一种改进，所述机架上设有PLC控制器、触摸控制面板、急停开关、电源开关和指示灯，所述PLC控制器分别与所述触摸控制面板、急停开关、电源开关、指示灯和驱动装置相连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的结构设计巧妙，合理加设有压辊，在测试过程中使得柔性电池与压辊紧密贴合，使柔性电池在测试过程中始终保持张紧状态，确保不同或相同的柔性电池在测试过程中的弯曲半径的统一性和准确性，方便对不同柔性电池的弯曲性能进行测试，利于测试数据的公平比较，也确保柔性电池不会因过度弯折而造成损坏；通过测量第一摆架的摆动角度便可以快速计算得出弯曲角度，操作简单、方便，另外整体结构简单，易于实现，适用范围广，也可用于柔性屏、柔性电路板、柔性太阳能电池、柔性超级电容等柔性电子器件的弯曲循环测试。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图1。

图2为本实用新型的结构示意图2。

图3为本实用新型的局部结构示意图。

图4为本实用新型中弯曲角度θ的计算原理图。

具体实施方式

实施例：本实施例中，以测试柔性电池为例，其它实施例中，也可以对柔性屏、柔性电路板、柔性超级电容等柔性电子器件进行弯曲循环测试。

参见图1、图2和图3，本实用新型提供的一种柔性产品弯曲循环测试设备，其包括机架1、固定座2、移动座3、驱动装置4、第一摆架5、第二摆架6、压紧部件7、柔性保护条8、压辊9、PLC控制器、触摸控制面板10、急停开关11、电源开关和指示灯12。所述PLC控制器设置在机架1内，且分别与所述触摸控制面板10、急停开关11、电源开关、指示灯12和驱动装置4相连接。所述触摸控制面板10、急停开关11、电源开关和指示灯12设置在机架1的正面位置。电源开关控制整个设备的通断电，而急停开关11用于在设备出现突发异常情况时对设备进行强制断电，从而避免对人员、设备等造成重大伤害，指示灯12可以提示设备操作者关于设备的运行状态，包括正常运行(绿色)、故障(红色)、待机(黄色)等。

所述固定座2固定在所述机架1上，所述移动座3活动设置在机架1上，具体的，在所述机架1上设有供所述移动座3滑动的导轨13，所述移动座3通过滑块活动设置在该导轨13上。其它实施例中，也可以在所述机架1上设有导杆，然后在所述移动座3上设有与导杆相适配的导套。

所述驱动装置4设置在机架1上，并能驱动移动座3相对所述固定座2作分开和靠拢动作；本实施例中，所述驱动装置4采用带轮传动结构，具体的，该驱动装置4包括步进电机41、齿形带42、齿形带轮43和齿形定轮44，所述齿形定轮44固定在所述移动座3的底面，两齿形带轮43对应所述导轨13的两端位置通过调节架设置在机架1上，所述齿形带42环绕在两齿形带轮43和齿形定轮44上，可以通过调节架来调节齿形带42的张紧程度。所述步进电机41设置在机架1上，并能驱动齿形带轮43转动。通过齿形带轮43带动齿形带42运转，由于齿形定轮44是固定在所述移动座3上，齿形带42与齿形定轮44的位置相对固定，在齿形带42运转时，能带动移动座3于导轨13上对所述固定座2作往返分开和靠拢动作。其它实施例中，该驱动装置4也可以为直线电机、油缸或气缸等能驱动移动座3作直线往复运动的装置。

所述第一摆架5铰接在固定座2上，具体的，所述第一摆架5包括摆臂51、连板52和销轴53，两摆臂51对称位于固定座2两侧，且所述两摆臂51的一端通过销轴53铰接在固定座2上，所述两摆臂51的另一端通过所述连板52相连接，摆臂51与销轴53为固定连接。对应摆臂51的铰接位置于固定座2上设有量角器(图中未视)，能方便快速得出摆臂51的摆动角度。该量角器优选为90°量角器。其它实施例中，也可以在销轴53上连接有角度传感器，通过角度传感器将角度信号反馈至PLC控制器，并由触摸控制面板10显示出来，同样能快速获取到摆臂51的摆动角度。所述连板52的中部设有所述压紧部件7。所述压紧部件7为压紧片，该压紧片的边缘位置设有通孔，并在所述连板52上设有与该通孔相对应的安装孔，通过螺丝穿过通孔拧入安装孔锁紧，实现压紧定位被测柔性产品一端的目的。较佳的，在压紧片的压紧面上粘有一层较硬的橡胶，有效防止被测柔性产品滑动以及极耳端夹持时发生电池短路，也方便与电池电性能测试系统进行连接测试。

所述第二摆架6铰接在移动座3上，同样，第二摆架6与第一摆架5的结构相一致。具体的，所述第二摆架6包括摆臂、连板和销轴，两摆臂对称位于移动座3两侧，且该两摆臂的一端通过销轴铰接在移动座3上，两摆臂的另一端通过所述连板相连接，该连板的中部设有所述压紧部件7。所述压紧部件7为压紧片，该压紧片的边缘位置设有通孔，并在所述连板上设有与该通孔相对应的安装孔，通过螺丝穿过通孔拧入安装孔锁紧，实现压紧定位被测柔性产品另一端的目的。

所述柔性保护条8的一端与第一摆架5相连接，另一端与所述第二摆架6相连接，所述柔性保护条8优选为强度较大、较薄、柔性较好的材料，如不锈钢条或纤维条等。所述压辊9放置在柔性保护条8上。所述压辊9的直径为2～150mm，压辊9的材质可以根据柔性电池的硬挺度来相应选择铝、不锈钢等稳定性较好的材料。如相应选择铝制辊体、钢制辊体或PTFE制辊体等。

在测试时，根据测试的柔性电池长度来确定柔性保护条8的长度，夹持定位好柔性保护条8。将柔性电池14的一端通过压紧部件7固定在第一摆架5的连板上；然后将压辊9放置在柔性保护条8上，接着将柔性电池14的另一端从压辊9下方位置绕过并通过压紧部件7固定在第二摆架6的连板上，确保柔性电池14与压辊9紧密贴合，这样能使柔性电池在测试过程中始终保持张紧状态，确保测试过程中弯曲半径的准确，也确保柔性电池不会因过度弯折而造成损坏。

预先通过触摸控制面板10编制测试参数，参数包括运行的速度、行程的距离、行程的次数等，进而控制步进电机41作出相应的工作状态，参数设置完成后，启动设备。PLC控制器发出脉冲信号驱动步进电机41转动，从而带动滑动座沿着导轨13在设定的区间内相对固定座2作往复运动，在往复运动时，柔性保护条8以及柔性电池会在压辊9的重力作用下始终保持张紧状态，第一摆架5和第二摆架6能以与其相对应的销轴为轴心线转动，从而达到弯曲柔性电池的目的，实现对柔性电池进行弯曲循环测试。

通过压辊9来限定和统一电池在测试过程中的弯曲半径(压辊9的半径就是柔性电池的弯曲半径)，实现在标准化条件下进行测试，方便比较不同电池的弯曲性能。

需要得知柔性电池的弯曲角度θ时，参见图4，图4中柔性电池从初始弯曲角度180°移动到了实线位置，弯曲角度θ是三角形OA’B’的外角，因此θ＝∠2+∠3，三角形OA’B’为等腰三角形，∠2＝∠3，故θ＝2∠2。∠2＝∠4(内错角)，∠1＝∠4(同位角)，故θ＝2∠1，∠1可以直接通过量角器读出，即第一摆架5的摆臂摆动角度，然后通过简单计算便可以获得柔性电池的弯曲角度θ，结构简单，易于实现。其它实施例中，也可以通过角度传感器感应第一摆架5的摆臂摆动角度反馈至PLC控制器，PLC控制器获得∠1角度后进行乘二运算，运算得到的弯曲角度θ直接通过触摸控制面板10显示出来。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。如本实用新型上述实施例所述，采用与其相同或相似的结构而得到的其它设备，均在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性产品弯曲循环测试设备，其包括机架，其特征在于，其还包括固定座、移动座、驱动装置、第一摆架、第二摆架、压紧部件、柔性保护条和压辊，所述固定座固定在所述机架上，所述移动座活动设置在机架上，所述驱动装置设置在机架上，并能驱动移动座相对所述固定座作分开和靠拢动作；所述第一摆架铰接在固定座上，所述第二摆架铰接在移动座上，所述柔性保护条的一端与第一摆架相连接，另一端与所述第二摆架相连接，所述压辊放置在柔性保护条上，被测柔性产品的两端分别通过所述压紧部件定位在第一、第二摆架上，且该被测柔性产品的中部位置与所述压辊相贴合。

2.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述第一摆架包括摆臂、连板和销轴，两摆臂对称位于固定座两侧，且所述两摆臂的一端通过销轴铰接在固定座上，所述两摆臂的另一端通过所述连板相连接，该连板的中部设有所述压紧部件。

3.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述第二摆架包括摆臂、连板和销轴，两摆臂对称位于移动座两侧，且所述两摆臂的一端通过销轴铰接在移动座上，所述两摆臂的另一端通过所述连板相连接，该连板的中部设有所述压紧部件。

4.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述压紧部件为压紧片，该压紧片的边缘位置设有通孔，并在所述第一摆架或第二摆架上设有与该通孔相对应的安装孔。

5.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述柔性保护条为不锈钢条或纤维条。

6.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述压辊为铝制辊体、钢制辊体或PTFE制辊体。

7.根据权利要求6所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述压辊的直径为2～150mm。

8.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述固定座对应第一摆架的铰接位置设有量角器。

9.根据权利要求1所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述驱动装置包括步进电机、齿形带、齿形带轮和齿形定轮，所述齿形定轮固定在所述移动座的底面，所述机架上设有供所述移动座滑动的导轨，两齿形带轮对应所述导轨的两端位置设置在机架上，所述齿形带环绕在两齿形带轮和齿形定轮上，所述步进电机设置在机架上，并能驱动齿形带轮转动。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的柔性产品弯曲循环测试设备，其特征在于，所述机架上设有PLC控制器、触摸控制面板、急停开关、电源开关和指示灯，所述PLC控制器分别与所述触摸控制面板、急停开关、电源开关、指示灯和驱动装置相连接。

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