基于柔性升降屏的多坐标联动机构及联动控制方法

技术领域

本发明涉及柔性升降屏技术领域，特别涉及一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构及联动控制方法。

背景技术

近年来，柔性折叠屏手机成为智能收集发展过程中的又一趋势，而折叠屏发展过程中的主要技术难点在于折叠屏以及折叠屏铰链以及升降结构等。

现有技术中，申请号为CN210223370U的专利文件公开了一种升降机构、柔性屏显示装置及电子装置，并具体公开了包括升降组件及驱动组件，所述升降组件包括至少一升降件，至少一所述升降件包括移动端，所述移动端连接于所述物体，所述驱动组件包括连接于至少一所述升降件的驱动气缸，所述驱动气缸驱动至少一所述升降件伸展或收缩使所述移动端带动所述物体抬高或降低。还提供一种设置有所述升降机构的柔性屏显示装置及一种设置有所述柔性屏显示装置的电子装置。

上述结构使用时，柔性屏的升降通过升降件进行驱动，升降件采用伸缩结构同时通过气动进行驱动，但是与此同时升降件只与柔性屏上端进行连接驱动，而柔性屏下端则并未设置牵引结构，当柔性屏需要向下运动时，柔性屏本身材质较软，此时柔性屏下端可能会出现褶皱，严重影响使用，针对上述情况，需要设计一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构及联动控制方法，能够避免柔性屏下降时下端因牵引不足导致出现褶皱影响使用的问题。

发明内容

本发明提供一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构及联动控制方法，能够避免柔性屏下降时下端因牵引不足导致出现褶皱影响使用的问题。

为此，采用的技术方案是，本发明的一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构，包括屏幕模块和包覆体，所述屏幕模块包括显示屏、铰链和中心轴，所述显示屏贴合所述铰链设置，所述显示屏及铰链绕设在中心轴外部且与中心轴贴合，所述包覆体设置为柔性材质且包覆在所述屏幕模块外部，还包括上牵引组件和下牵引组件，所述上牵引组件与显示屏上端连接用于带动显示屏上端运动，所述下牵引组件与显示屏下端连接用于带动其运动。

优选的，所述上牵引组件包括：

上固定板，所述显示屏上端连接有上固定板，所述上固定板设置在显示屏上端延伸面上；

第一固定底座，所述铰链内侧中心轴斜上方设置有第一固定底座，两个所述第一固定底座沿中心轴轴向对称设置，且第一固定底座上设置有第一直线导轨，所述第一直线导轨斜向上平行于所述铰链设置；

上固定条，所述第一直线导轨上端设置有上固定条，所述上固定条水平设置且垂直于所述第一直线导轨，所述上固定条与第一直线导轨滑动连接，且上固定条与上固定板固定连接；

第一电机，两个所述第一固定座之间设置有第一电机，所述第一电机输出轴平行于所述中心轴，所述上固定条上设置有第一丝杆，上固定条与第一丝杆螺纹连接，且第一丝杆平行于所述第一直线导轨，所述第一电机通过齿轮组带动第一丝杆转动。

优选的，所述下牵引组件包括：

第二直线导轨，所述中心轴径向侧部对称设置有第二直线导轨，所述第二直线导轨水平设置且垂直于所述中心轴；

下固定条，所述第二直线导轨靠近所述中心轴的一端设置有下固定条，所述下固定条平行于中心轴且与所述第二直线导轨滑动连接，所述下固定条与显示屏下端连接；

第二电机，两个所述第二直线导轨之间设置有第二电机，所述第二电机输出轴平行于中心轴，所述下固定条上设置有第二丝杆，所述第二丝杆与下固定条螺纹连接，且第二丝杆平行于所述第二直线导轨，所述第二电机通过齿轮组带动第二丝杆转动。

优选的，所述中心轴两端设置有滚珠轴承，所述滚珠轴承与所述铰链内壁抵接。

优选的，所述铰链设置为履带式结构，即铰链靠近所述中心轴的表面上等间距设置有多个支撑条，所述支撑条设置为等腰梯形结构，且支撑条长度方向平行于所述中心轴。

优选的，所述中心轴侧部还设置有清洁组件，所述清洁组件包括：

安装架，所述安装架设置为矩形框架结构，且安装架所在平面平行于所述第一直线导轨，所述安装架两侧通过连杆与所述第一固定底座水平滑动连接；

驱动板，所述安装架内设置有驱动板，所述驱动板与所述安装架沿竖直方向滑动连接，所述驱动板远离中心轴的侧壁上沿水平方向等间距设置有多个啮合柱，所述啮合柱垂直于所述驱动板；

第三丝杆，所述驱动板远离中心轴的侧部设置有第三丝杆，所述第一电机通过齿轮组带动第三丝杆转动，所述第三丝杆靠近驱动板的一端设置有驱动轮，所述驱动轮沿圆周方向等间距设置有多个配合柱，所述配合柱与啮合柱之间啮合传动；

清洁刷，所述驱动板靠近中心轴的侧壁上设置有清洁刷，所述清洁刷刷毛方向垂直于驱动板。

优选的，所述清洁组件还包括：

摆动轴，所述驱动板内转动设置有摆动轴，所述摆动轴水平设置，所述摆动轴靠近安装架内壁的一端固定设置有第一摆杆，所述第一摆杆水平设置且能够以摆动轴为中心摆动，所述第一摆杆一端沿长度方向开设有第一槽口，所述安装架内壁上设置有第一凸柱，所述第一凸柱滑动设置在第一槽口内，所述第一摆杆另一端通过拉力弹簧与所述安装架连接；

第二摆杆，所述摆动轴另一端固定设置有第二摆杆，所述第二摆杆上方依次设置有第三摆杆和第四摆杆，所述第三摆杆和第四摆杆分别与驱动板转动连接，所述第二摆杆两端分别通过曲柄与第三摆杆及第四摆杆远离清洁刷的一端铰接，所述第三摆杆及第四摆杆另一端伸出至驱动板外部；

收集盒，所述清洁刷侧部设置有收集盒，所述收集盒沿水平方向滑动设置在所述驱动板上，所述清洁刷位于收集盒与第三摆杆和第四摆杆之间，所述第三摆杆以及第四摆杆分别通过曲柄与所述收集盒铰接。

优选的，所述收集盒朝向所述清洁刷的一端开设有收集腔，所述收集腔内设置有朝向所述清洁刷的刮板，所述刮板前端设置有清洁齿。

本发明还提供一种基于柔性升降屏的多坐标联动控制方法，包括以下步骤：

步骤一：上升驱动，当屏幕需要上升展开时，第一电机启动并通过齿轮组带动第一丝杆转动，通过第一丝杆与上固定条之间的螺纹连接推动上固定条向上运动，从而带动显示屏上端及上固定板一同向上运动，完成显示屏的上升驱动；

步骤二：下降收回，当屏幕需要收回时，第二电机启动通过齿轮组带动第二丝杆转动，沿水平方向设置的第二丝杆转动时通过与下固定条之间的螺纹连接带动下固定条朝远离中心轴的方向运动，进而带动显示屏下降收回。

优选的，所述第一电机与第二电机分别从上下两端驱动显示屏上升或下降，所述第一电机启动时第二电机停止驱动工作，反之第二电机启动时第一电机停止驱动工作。

本发明的工作原理及有益技术效果如下：柔性升降屏使用时，多坐标联动机构启动，此时显示屏以及铰链绕过中心轴外部形成升降屏结构，通过设置在显示屏上下两端的上牵引组件和下牵引组件与显示屏进行连接并带动其运动，其中上牵引组件带动显示屏上升展开，下牵引组件带动带动显示屏下降收缩，双驱动结构的设置使得显示屏的展开以及收缩过程更加顺畅，避免了显示屏下降收缩时下端因牵引不足导致的显示屏发生褶皱影响使用的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构结构示意图一；

图2为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构结构示意图二；

图3为图2中A部分放大示意图；

图4为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构中清洁组件结构示意图一；

图5为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构中清洁组件结构示意图二；

图6为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构中清洁组件结构示意图三；

图7为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构中清洁组件结构示意图四；

图8为本发明实施例中一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构中清洁组件结构示意图五。

附图中的标记如下：1、屏幕模块；11、显示屏；12、铰链；13、中心轴；14、滚珠轴承；15、支撑条；2、包覆体；3、上牵引组件；31、上固定板；32、第一固定底座；33、第一直线导轨；34、上固定条；35、第一电机；36、第一丝杆；4、下牵引组件；41、第二直线导轨；42、下固定条；43、第二电机；44、第二丝杆；5、清洁组件；501、安装架；502、驱动板；503、啮合柱；504、第三丝杆；505、驱动轮；506、配合柱；507、清洁刷；508、摆动轴；509、第一摆杆；510、第一槽口；511、第一凸柱；512、拉力弹簧；513、第二摆杆；514、第三摆杆；515、第四摆杆；516、收集盒；517、收集腔；518、刮板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种基于柔性升降屏的多坐标联动机构，如图1和图2所示，包括屏幕模块1和包覆体2，所述屏幕模块1包括显示屏11、铰链12和中心轴13，所述显示屏11贴合所述铰链12设置，所述显示屏11及铰链12绕设在中心轴13外部且与中心轴13贴合，所述包覆体2设置为柔性材质且包覆在所述屏幕模块1外部，还包括上牵引组件3和下牵引组件4，所述上牵引组件3与显示屏11上端连接用于带动显示屏11上端运动，所述下牵引组件4与显示屏11下端连接用于带动其运动。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：柔性升降屏使用时，多坐标联动机构启动，此时显示屏11以及铰链12绕过中心轴13外部形成升降屏结构，通过设置在显示屏11上下两端的上牵引组件3和下牵引组件4与显示屏11进行连接并带动其运动，其中上牵引组件3带动显示屏11上升展开，下牵引组件4带动带动显示屏11下降收缩，双驱动结构的设置使得显示屏11的展开以及收缩过程更加顺畅，避免了显示屏11下降收缩时下端因牵引不足导致的显示屏11发生褶皱影响使用的问题。

在一个实施例中，如图2和图3所示，所述上牵引组件3包括：

上固定板31，所述显示屏11上端连接有上固定板31，所述上固定板31设置在显示屏11上端延伸面上；

第一固定底座32，所述铰链12内侧中心轴13斜上方设置有第一固定底座32，两个所述第一固定底座32沿中心轴13轴向对称设置，且第一固定底座32上设置有第一直线导轨33，所述第一直线导轨33斜向上平行于所述铰链12设置；

上固定条34，所述第一直线导轨33上端设置有上固定条34，所述上固定条34水平设置且垂直于所述第一直线导轨33，所述上固定条34与第一直线导轨33滑动连接，且上固定条34与上固定板31固定连接；

第一电机35，两个所述第一固定座之间设置有第一电机35，所述第一电机35输出轴平行于所述中心轴13，所述上固定条34上设置有第一丝杆36，上固定条34与第一丝杆36螺纹连接，且第一丝杆36平行于所述第一直线导轨33，所述第一电机35通过齿轮组带动第一丝杆36转动；

所述下牵引组件4包括：

第二直线导轨41，所述中心轴13径向侧部对称设置有第二直线导轨41，所述第二直线导轨41水平设置且垂直于所述中心轴13；

下固定条42，所述第二直线导轨41靠近所述中心轴13的一端设置有下固定条42，所述下固定条42平行于中心轴13且与所述第二直线导轨41滑动连接，所述下固定条42与显示屏11下端连接；

第二电机43，两个所述第二直线导轨41之间设置有第二电机43，所述第二电机43输出轴平行于中心轴13，所述下固定条42上设置有第二丝杆44，所述第二丝杆44与下固定条42螺纹连接，且第二丝杆44平行于所述第二直线导轨41，所述第二电机43通过齿轮组带动第二丝杆44转动。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：当柔性升降屏上升展开时，此时第一电机35启动通过齿轮组带动第一丝杆36转动，具体使用中第一电机35以及齿轮组外部设置有齿轮箱，齿轮箱的设置一方面能够对电机以及齿轮组进行保护，另一方面也能够方便对第一丝杆36等部件进行固定。第一丝杆36转动时，由于第一丝杆36与上固定条34之间螺纹连接，且上固定条34只能够沿第一直线导轨33滑动，此时第一丝杆36带动上固定条34向上运动，进而通过上固定板31带动显示屏11上端向上运动完成抬升展开过程。

而当柔性升降屏需要下降收缩时，此时第一电机35关闭，第二电机43启动通过齿轮组带动第二丝杆44转动，此时第二丝杆44以同样的方式带动下固定条42沿水平方向朝远离中心轴13的一侧运动，进而带动显示屏11下降收缩。通过第一电机35和第二电机43的分别驱动设置，避免了显示屏11收缩下降过程中因下端牵引不足导致的显示屏11褶皱影响使用的问题。同时，第一电机35使用时第二电机43停止驱动工作，此时第二电机43起到类似于阻尼的工作，使得显示屏11的展开过程更加稳定顺畅。

在一个实施例中，所述中心轴13两端设置有滚珠轴承14，所述滚珠轴承14与所述铰链12内壁抵接。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：通过在中心轴13的两端设置滚珠轴承14，使得屏幕弯折处更加顺畅且无折痕，具体使用者可选用静音轴承来进一步降低铰链12结构使用中的噪音影响。

在一个实施例中，所述铰链12设置为履带式结构，即铰链12靠近所述中心轴13的表面上等间距设置有多个支撑条15，所述支撑条15设置为等腰梯形结构，且支撑条15长度方向平行于所述中心轴13。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：通过设置履带式的铰链12结构以及等腰梯形结构的支撑条15，一方面使得铰链12对于显示屏11的支撑更加均匀稳定，另一方面也能够消除折弯时产生的变形。

在一个实施例中，如图4-8所示，所述中心轴13侧部还设置有清洁组件5，所述清洁组件5包括：

安装架501，所述安装架501设置为矩形框架结构，且安装架501所在平面平行于所述第一直线导轨33，所述安装架501两侧通过连杆与所述第一固定底座32水平滑动连接；

驱动板502，所述安装架501内设置有驱动板502，所述驱动板502与所述安装架501沿竖直方向滑动连接，所述驱动板502远离中心轴13的侧壁上沿水平方向等间距设置有多个啮合柱503，所述啮合柱503垂直于所述驱动板502；

第三丝杆504，所述驱动板502远离中心轴13的侧部设置有第三丝杆504，所述第一电机35通过齿轮组带动第三丝杆504转动，所述第三丝杆504靠近驱动板502的一端设置有驱动轮505，所述驱动轮505沿圆周方向等间距设置有多个配合柱506，所述配合柱506与啮合柱503之间啮合传动；

清洁刷507，所述驱动板502靠近中心轴13的侧壁上设置有清洁刷507，所述清洁刷507刷毛方向垂直于驱动板502；

所述清洁组件5还包括：

摆动轴508，所述驱动板502内转动设置有摆动轴508，所述摆动轴508水平设置，所述摆动轴508靠近安装架501内壁的一端固定设置有第一摆杆509，所述第一摆杆509水平设置且能够以摆动轴508为中心摆动，所述第一摆杆509一端沿长度方向开设有第一槽口510，所述安装架501内壁上设置有第一凸柱511，所述第一凸柱511滑动设置在第一槽口510内，所述第一摆杆509另一端通过拉力弹簧512与所述安装架501连接；

第二摆杆513，所述摆动轴508另一端固定设置有第二摆杆513，所述第二摆杆513上方依次设置有第三摆杆514和第四摆杆515，所述第三摆杆514和第四摆杆515分别与驱动板502转动连接，所述第二摆杆513两端分别通过曲柄与第三摆杆514及第四摆杆515远离清洁刷507的一端铰接，所述第三摆杆514及第四摆杆515另一端伸出至驱动板502外部；

收集盒516，所述清洁刷507侧部设置有收集盒516，所述收集盒516沿水平方向滑动设置在所述驱动板502上，所述清洁刷507位于收集盒516与第三摆杆514和第四摆杆515之间，所述第三摆杆514以及第四摆杆515分别通过曲柄与所述收集盒516铰接；

所述收集盒516朝向所述清洁刷507的一端开设有收集腔517，所述收集腔517内设置有朝向所述清洁刷507的刮板518，所述刮板518前端设置有清洁齿。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：由于铰链12设置为履带式结构，因此铰链12上的各支撑条15之间留有空隙，长时间使用时铰链12处可能会有灰尘堆积，而灰尘堆积会导致弯折时相邻支撑条15之间发生阻挡，进而影响弯折，此时清洁组件5启动，第一电机35在转动的同时通过齿轮组带动第三丝杆504转动，进而带动第三丝杆504前端的驱动轮505转动，此时由于配合柱506与啮合柱503之间啮合传动，因此驱动轮505转动时会推动啮合柱503以及驱动板502沿水平方向运动，进而带动安装架501沿水平方向运动，此时驱动板502另一侧的清洁刷507随驱动板502沿水平方向运动将铰链12缝隙间的灰尘刷出，而当驱动板502水平运动使得端部啮合柱503与配合柱506啮合时，此时在驱动轮505与配合柱506的作用下，驱动轮505沿端部啮合柱503周向运动，进而推动驱动板502相对于安装架501向上滑动，随后驱动轮505从下方继续与啮合柱503啮合，而此时驱动板502在驱动轮505作用下沿水平反方向运动，完成复位，通过上述设置，清洁刷507沿水平方向的反复运动完成对于铰链12的清洁，避免灰尘堆积对铰链12使用造成影响。

进一步的，在每次驱动板502运动至水平端部位置时，在驱动轮505作用下驱动板502会相对于安装架501沿竖直方向运动完成复位，当驱动板502相对于安装架501沿竖直方向运动时，此时通过第一凸柱511与第一槽口510的配合带动第一摆杆509以摆动轴508为中心转动，进而带动摆动轴508转动，摆动轴508转动时带动另一端的第二摆杆513转动，当摆动轴508顺时针转动时，此时第二摆杆513右侧向下运动而左侧向上运动，进而通过曲柄分别带动第三摆杆514及第四摆杆515左端运动，此时第三摆杆514以及第四摆杆515构成杠杆结构，第三摆杆514右侧向上运动，第四摆杆515右侧向下运动，即第三摆杆514与第四摆杆515右端相互靠近，当第三摆杆514与第四摆杆515右端相互靠近时，此时第三摆杆514以及第四摆杆515会通过曲柄推动收集盒516沿水平方向运动进而远离清洁刷507，反之当第三摆杆514与第四摆杆515相互靠近时，通过曲柄带动收集盒516靠近清洁刷507，直至收集盒516穿过清洁刷507，而在收集盒516穿过清洁刷507的过程中，刮板518前端的清洁齿会起到类似于梳子的作用，从而将清洁刷507内粘附的灰尘等清理出来留在收集盒516内，避免影响清洁刷507的使用。

本发明实施例还提供一种基于柔性升降屏的多坐标联动控制方法，包括以下步骤：

步骤一：上升驱动，当屏幕需要上升展开时，第一电机35启动并通过齿轮组带动第一丝杆36转动，通过第一丝杆36与上固定条34之间的螺纹连接推动上固定条34向上运动，从而带动显示屏11上端及上固定板31一同向上运动，完成显示屏11的上升驱动；

步骤二：下降收回，当屏幕需要收回时，第二电机43启动通过齿轮组带动第二丝杆44转动，沿水平方向设置的第二丝杆44转动时通过与下固定条42之间的螺纹连接带动下固定条42朝远离中心轴13的方向运动，进而带动显示屏11下降收回。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：柔性升降屏使用时，多坐标联动机构启动，此时显示屏11以及铰链12绕过中心轴13外部形成升降屏结构，通过设置在显示屏11上下两端的上牵引组件3和下牵引组件4与显示屏11进行连接并带动其运动，其中上牵引组件3带动显示屏11上升展开，下牵引组件4带动带动显示屏11下降收缩，双驱动结构的设置使得显示屏11的展开以及收缩过程更加顺畅，避免了显示屏11下降收缩时下端因牵引不足导致的显示屏11发生褶皱影响使用的问题。

在一个实施例中，所述第一电机35与第二电机43分别从上下两端驱动显示屏11上升或下降，所述第一电机35启动时第二电机43停止驱动工作，反之第二电机43启动时第一电机35停止驱动工作。

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：第一电机35使用时第二电机43停止驱动工作，此时第二电机43起到类似于阻尼的作用，反之第二电机43使用时第一电机35自锁，使得显示屏11的展开过程更加稳定顺畅。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。