Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

三星Galaxy Fold和華為Mate X都已發佈了摺疊屏手機,引起了極大的關注,同時高昂的價格也讓人咋舌,說明摺疊屏手機是真正的需求痛點,同時也說明技術實現非常困難,研製成本很高。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

人們想用手機的便攜性實現平板大視野的體驗,自然產生了對摺疊屏手機的需求,然而實現起來卻相當困難。主要難點有兩個,一個是可摺疊屏幕的材料性能和顯示技術,要求在屏幕彎折情況下正常顯示不變形,多次彎折不損壞,摺疊角度還需要達到一定的指標,這些都非常困難。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

第二個難點就是折彎鉸鏈設計。很明顯,鉸鏈承擔了幾個任務:首先是實現兩個平面的摺疊,就像家裡的門軸的作用一樣;其次需要承載屏幕,柔性屏是軟的,必須附著在一個硬東西上才能平整;還有一個任務是橫向延展,由於屏幕只能彎曲不能延展,也就是在屏幕的平面方向是沒有彈性的,這就需要在鉸鏈設計時考慮為屏幕留有展開時的餘量。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

摺疊屏手機鉸鏈的任務,一個比一個難。道理很明顯,受限於現有的摺疊屏性能,不管內折還是外折,都需要在摺疊處為柔性屏留有在摺疊和展開兩種不同狀態下的平面伸縮範圍,除非摺疊屏是彈性的,可以貼合鉸鏈在與鉸鏈垂直的方向伸縮,否則必然在摺疊狀態或者展平狀態產生波浪狀皺起。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

第一個任務實現起來相對簡單,和普通的鉸鏈作用一樣,只需要考慮功能和結構就可以了。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

第二個任務實現起來很難。鉸鏈需要在與屏幕接觸的一面始終保持平滑沒有縫隙,在展開時形成一個平面,讓柔性屏能附著在上面。從鉸鏈的機械結構來看,實現這樣的目標,只能通過增加零件數量,在屏幕的一面儘量模擬平整,用更多的零件擬合縫隙。這也是為什麼華為Maye X的鉸鏈由100多個零件構成的部分原因。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

第三個任務實現起來更難。設計需要實現在展開過程中向左右方向延伸,直到完全展開時,延伸的距離正好能完全鋪開屏幕,多一點屏幕就要承受拉力,少一點屏幕就會鼓起,在鉸鏈處顯得不平整。因為軸是曲面,這種需求成為設計中的最大難點,需要從結構、材料配合,特別是對於外折設計,需要在展開時鉸鏈處形成一個橫向擴大的平面,難度相當大。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

難怪華為工程師用了3年時間設計鉸鏈,用120多個零件構成一個複雜的機械機構,實現上述需求,想起來著實不易,但實際效果還有待實物測試。

Galaxy Fold和Mate X兩種摺疊鉸鏈的任務和難點

Galaxy Fold和Mate X一個內折一個外折,兩種設計哪個更好,也引起了巨大的爭議。不管內折還是外折,只要實現展開時屏幕平整,特別是在鉸鏈處的屏幕平整,顯示正常,就算成功。另外在使用全生命週期內,屏幕不會因為摺疊造成損壞,就算是成功的方案。


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