折叠式手机平板二合一设备Word文档下载推荐.docx
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目录
第一章绪论1
（一）智能设备屏幕尺寸之争1
（二）FOLED技术的发展1
第二章创意描述2
（一）创意来源2
（二）整体创意描述2
1、手机形态3
2、平板形态4
3、连接部分4
第三章优势分析7
（一）核心优势7
（二）其他优势7
第四章可行性分析8
（一）机身总体部分8
（二）摄像头部分8
（三）电池厚度、容量及续航部分8
1、电池容量估算8
2、技术难点9
（四）屏幕部分9
1、FOLED屏幕技术9
（五）连接弹片部分9
1、弹片配方9
2、技术难点10
第五章应用前景11
（一）应用场景11
（二）市场需求11
1、潜在使用群体11
2、对潜在使用群体的吸引力11
（三）推广模式11
（四）未来展望12
1、机身总体部分12
2、电池部分12
结论13
参考文献14
第一章绪论
（一）智能设备屏幕尺寸之争
随着智能设备的不断发展，智能手机和平板电脑在我们的日常生活中扮演着愈发重要的角色，各大厂商也在不断尽其所能对其产品做出改良以使其更好地适应市场的需求。
然而近年来智能手机的屏幕尺寸之争一直没有停歇，稍小的屏幕能够带来更好的便携性，更大的屏幕则在浏览网页、观看视频、畅玩游戏等情况下带来更好的使用体验。
两者之间似乎针锋相对不可调和。
某厂商曾经试图通过全新的不基于传统屏幕的显示方式来解决这个矛盾，即通过在手机上整合投影仪，在某个平面上投影来得到更大的图像。
但该解决方案对环境有一定的要求，对手机电池的负担过高，而且投影组件的尺寸难以缩到足够小，导致最终无法商业化；
某厂商也曾采用折叠手机的解决方案，但受限于当时的技术发展水平他们没有采用柔性屏幕，而使用了两块分开的屏幕，在使用时两块屏幕间的空隙极大的影响了试用体验，而且系统在分屏显示方面的优化整合方面做的不够好，也导致了失败。
（二）FOLED技术的发展
OLED技术诞生于1987年，诞生之初就以易制作、低驱动电压、显示效果优异等优势引起了一定的关注[2]。
1992年第一块FOLED屏幕的诞生则给人们带来了无限的遐想，以往只能设想的柔性设备或将成为现实。
但是初期的FOLED屏幕存在发光效率低、弯曲半径大等问题，无法实现商业化。
随着技术的发展，至今日某公司已成功研制出厚度仅为10微米、收缩卷曲半径小于1毫米、可实现1670万色显示的性能极其优异的FOLED屏幕，使其在商业产品上的运用成为了可能。
第二章创意描述
（一）创意来源
在日常生活中我们已经离不开智能设备的陪伴了，智能手机和平板电脑已经融入我们的生活。
但是由于平板电脑便携性不够好，平时我们外出身边一般只带智能手机，常会遇到屏幕太小影响使用效果的情况出现。
如果能够有一种同时满足这两种要求的设备出现就能够带来更好的使用体验，而最简便的解决方案就是折叠。
但是使用普通不可挠曲屏幕的折叠设备也存在着一些缺陷，最明显的就是多块屏幕之间的空隙或接缝十分影响使用体验，即使设备在出厂之前对接缝处做了特殊处理使其能够较完美地贴合，但是随着日常使用设备所带来的轻微变形，接合处肯定会出现一定的偏移。
若要想不出现接缝或接缝处偏移，就可以采用一整块屏幕来代替多块屏幕。
若想要在设备上使用一整块屏幕，那么在不对现有的技术做过多改动的情况下该屏幕必须具备可挠曲的特性，目前技术发展较为成熟的选择就是FOLED屏幕，同时FOLED屏幕自发光、厚度薄、功耗低等优势也十分吸引人。
设备在折叠形态下被当做智能手机来使用，那么其多层厚度一定不能过大，也就意味着单层的厚度需要得到较好的控制。
考虑到目前最薄的智能手机4.75mm的厚度，本设备的单层厚度也被定为这个值[3]。
正是基于以上思路，我们开始了对折叠式手机平板二合一设备的设计。
（二）整体创意描述
在上述的思路之下，结合现阶段移动设备的具体技术限制，我们尝试着对折叠式手机平板二合一设备做出了如下的设计。
其中机身共分为三段，以平板形态下正面朝上为基准（下文凡是出现某段机身的描述均以此为基准），左段机身内主要容纳一块容量较大的电池、摄像头、MicroUSB接口和与中段机身相连接的线路；
中段机身主要容纳了一块厚度较薄容量较小的电池、听筒、home键和与左右段机身相连接的线路；
右段机身主要容纳了处理芯片、摄像头、一块较小的电池、3.5mm耳机接口、SIM卡插槽和与中段机身相连接的线路。
机身整个正面为了满足可挠曲的要求而采用了橡胶材质覆盖，背面各段机身分别采用金属铝，在连接处互相断开。
连接处背面和侧面的具体设计将在下文中作详细介绍。
1、手机形态
如图1所示，在手机形态下设备共有三层，中段机身（最上层）厚度为3mm，左右段机身（中下两层）厚度均为4.75mm，总厚度为12.5mm，尚处可接受范围内。
图1手机形态
附注1：
连接部分结构未在图中画出
附注2：
位于机身背部和下方的部分结构见图2
在中段机身上方有一透明玻璃区域，该玻璃上表面与机身上表面齐平，厚度为2mm，在平板形态下的后置摄像头（突出机身约1mm）经过翻折恰好嵌入其中，并由该摄像头充当手机形态下的前置摄像头。
在手机形态下经由屏幕IC控制合适的部分屏幕点亮，该区域对角线长为5英寸，比例为16：
9，屏幕右侧弯曲部分也有一小块可以点亮作为侧屏配合主屏使用，或是在主屏不点亮的情况下单独点亮显示一些较为简单的信息。
设备的主要芯片都被放置在了右段机身中，一方面是由于该段机身厚度为4.75mm，有足够的空间容纳下这些芯片，另一方面是由于折叠后该段机身位于最下层，背部没有遮挡物，方便散热。
2、平板形态
如图2所示，平板形态下机身十分轻薄，最薄处仅为3mm。
图2平板形态
此时机身的前置摄像头由手机形态下的后置摄像头充当，配备三色温闪光灯，同另一摄像头一样突出机身约1mm。
屏幕对角线尺寸为9.2英寸，比例为16：
9，经由屏幕IC控制所有区域点亮。
机身下方配备有MicroUSB接口、SIM卡插槽和3.5mm的耳机接口，能够满足日常使用对接口的需求，并且还留下了部分剩余空间，可用于放置TF卡插槽等部件。
3、连接部分
如图3和图4所示，由于在折叠的过程中要保持机身上表面尺寸不变（屏幕可挠曲但不可拉伸或压缩），则折叠状态下连接处机身的下表面长度就会比展开状态下的要短（即图3红色加粗部分的长度要增加为图4中红色直线段的长度），机身侧面的边框采用了可断开的设计，折叠形态下组成侧面的环形可以分开成一个个小扇形，这样就可以保证位于上方的屏幕不会受到挤压或拉伸，展开后的小扇形附着在表层的橡胶上并且具有较厚的厚度，保证展开后能够附着的足够牢固。
图3折叠状态下的机身侧面图4展开状态下的机身侧面
沿着图2中的蓝色直线方向纵切，连接段的大致结构可见图5，两端机身的表面由屏幕和橡胶相连，下表面则通过一连接弹片相连。
由图6可见连接段有一向内凹槽，其中有3根立柱，由图7可见连接弹片的左侧右侧各开3条槽，以便3根立柱在其中活动。
同样由于折叠状态下连接处机身的下表面长度就会比折叠状态下的要短，于是在手机形态时，6根立柱均位于6条槽的最内侧；
在平板形态时，6根立柱均位于6条槽的最外侧，这样就可以实现下表面总长度的变化。
图5纵切后的连接段总览
图6连接段细节图7连接弹片
当从手机形态打开至平板形态时，还需要四根插销来将其固定（插销位置见图2，图中仅标出下方的两根插销位置，上方的两根插销的位置与其对称）。
在各段机身中都有为插销而留下的孔洞，左段机身和右段机身的边框还为插销的凸起部分开了四条槽（如图9和图10），以便用户手按凸起部分，在翻折至平板状态时将插销插入，使设备被固定在平板形态。
图8插销图9插销与左段机身图10插销与右段机身
当从平板形态折叠至手机形态时，屏幕上下方内置的磁铁会将相邻的两层固定住，使设备能够保持手机形态。
第三章优势分析
（一）核心优势
我们设计的折叠式手机平板二合一设备在现有的技术限制下较好的解决了智能设备屏幕大小和便携性之间看似尖锐的矛盾，折叠的过程十分方便，折叠处的设计比较简洁，能够满足日常生活中长期反复折叠的需要。
这样大家出门的时候只要带上一台折叠式手机平板二合一设备就足敷使用，再也不用为到底要不要再带上平板电脑而纠结了。
（二）其他优势
1、在手机模式下由屏幕IC控制仅点亮需要点亮的部分屏幕，有助于延长使用时间，同时在一块屏幕上就可以实现不同显示区域的切换。
2、在手机模式下合理利用机身边缘弯曲的部分屏幕，带来更好的使用体验的同时也能够延长续航时间。
3、在平板模式下本设备非常薄，顺应当今智能设备的发展潮流。
第四章可行性分析
（一）机身总体部分
由于当前最薄的智能手机的厚度为4.75毫米，而且在使用了厚度仅为10微米（不包括保护涂层和保护膜）的FOLED屏幕后更加有助于整体机身厚度的下降，因此我们设计的折叠式手机平板二合一设备较厚的两部分机身也采取了这个厚度，该两部分机身中内置的是主要的电路芯片、电池和摄像头等设备。
中间段的机身厚度仅为3mm，但是由于其仅包括屏幕、机身外壳和一块容量较小的超薄电池，所以以目前的技术也是可以实现的。
（二）摄像头部分
根据在总体设计部分的介绍，本设备共具有两个摄像头，在两种形态下分别完成前置摄像头和后置摄像头的任务。
本设备拟采用东芝所产1300万像素、厚度为4.7mm的手机摄像头，由于单层机身厚度仅为4.75mm，所以采用了摄像头突出机身的设计，以便顺利的容纳下该摄像头[4]。
中段机身顶部也做了相应的设计以便在折叠的时候能够容纳突出的摄像头，保证折叠形态下的正常使用。
（三）电池厚度、容量及续航部分
1、电池容量估算
位于较厚机身部分的电池既可采用常规的手机电池，中段机身则采用超薄电池。
目前某公司生产的电池最薄可达0.5mm，所以完全可以生产出适用于该段机身的电池[5]。
目前的手机上被广泛使用的锂离子电池，其能量密度最高可达约450W·
h/L[6]。
根据机身尺寸估算，左右两段机身中电池厚度约为2mm，则所能够容纳下的电池体积约为0.039L，即17.5W·
h，以3.7V电压计算，约相当于4750mAh。
由于中段机身采用的超薄电池设计，其厚度只有约1mm，容量并不会很高，约为800mAh。
所以整个机身所含电池的容量共约为5550mAh。
在手机形态下，5550mAh的电池容量算是十分庞大的，再得益于OLED屏幕省电的特性，至少可以得到目前智能设备约两倍的续航时间，即满足两天的重度使用需要。
但是在平板形态下，由于超薄的单层机身，这个电池容量并不算大，大部分屏幕尺寸超9英寸的平板电脑产品电池容量都超过了7000mAh，部分产品的电池容量甚至接近了10000mAh，所以在平板形态下与其余平板电脑设备相比电池续航时间会较短，重度使用下的续航时间预计仅为5小时左右。
2、技术难点
由电池容量估算部分可以看出受限于极薄的单层设备厚度，本设备在平板形态下的使用体验受到了较大的影响，如何开发出具有更高能量密度的电池和进一步降低各个部件的功耗成为非常重要的问题。
（四）屏幕部分
1、FOLED屏幕技术
本设备可折叠的特性最主要的实现技术就是采用了FOLED屏幕。
为了实现可挠曲的特性，对普通OLED屏幕最大的改变就是基板材质的变化和改进电极的使用，目前FOLED屏幕最常用的基板为塑料材质或金属箔，如PES（polyethersulfone）等[7]。
随着基板材质的改变和电极制作工艺的改良，FOLED屏幕的最小弯曲半径在不断缩小，某厂商甚至生产出了收缩卷曲半径小于1mm的产品，完全能够满足本设备中最小弯曲半径为3.725mm的需求。
目前的FOLED屏幕仍然存在显示面板隔层材料众多，层间的应力无法消除而可能导致基板发生翘曲的问题。
如何保证在长期使用反复弯折后不发生薄膜剥离和龟裂的问题也十分重要。
（五）连接弹片部分
1、弹片配方
本设备中使用的连接弹片需要长时间保持弯折状态，并且能够承受上千次的弯折过程而不发生断裂，也不能因为长时间后发生老化而导致性能大幅度下降，目前仍然有部分材料能够满足上述的要求。
以PVC（聚氯乙烯）软质片材为例，具体配料为100份PVC,1.6份硫醇甲基锡，2份环氧大豆油，8-10份DOA（软片增塑剂），0.2份HA（透明质酸，润滑剂）和适量的补色剂[8]。
按照本配方生产的PVC软片具有较好的柔软度，能够满足本设备在弯折方面的需求。
虽然上述配方能够满足柔软度方面的需求，但是仍然存在一定程度的老化问题，即长期使用后可能会发生一定程度的脆化，这对于一款能够使用多年的智能设备来说还是比较致命的，在实际生产中应改良配方或原材料以获得更好的稳定性。
第五章应用前景
（一）应用场景
该折叠式手机平板二合一设备由于在保留了足够的便携性的同时还能够在需要较大的屏幕时带来良好的使用体验，在应用场景方面基本不会受到过大的限制，应用场景覆盖了日常生活的各个方面，不论是在室内还是室外，日常使用还是外出旅行，本设备都能够得到较好的应用。
（二）市场需求
1、潜在使用群体
近年来绝大部分群众都已经习惯了给大家带来极大便利的智能设备，有很大一部分人也曾经在便携性和屏幕尺寸之间纠结，希望能够出现一台同时满足这两个需求的设备；
而部分经济稍紧张的用户可能会因为购得本款设备就能够当成两款设备使用以降低成本，可以说这些用户都算是本产品的潜在使用群体。
2、对潜在使用群体的吸引力
由于本产品同时满足了便携性和屏幕尺寸的需求，对于智能设备的重度使用患者具有极强的吸引力，因为他们可能随时随地都在与智能设备进行着交互，随着周围环境的改变对智能设备的需求也会发生极大的改变，于是会迫切的渴求类似的设备以便带来更舒适的生活。
对于一般使用用户来说，本设备作为一种较为新奇的解决方案也会有一定的吸引力。
（三）推广模式
由于当今社会许多媒体和民众对于智能设备都有着十足的好奇心和兴奋感，因此任何一款带有某些奇特功能的智能设备只需要进行较低程度的宣传，接下去的信息传播就可交与媒体和民众来自发完成。
为了能够在推广前期尽可能为人们所知并占据市场，低价策略也十分重要，前期应尽可能压低价格以获取更大的消费群体和知名度。
后期在积累了一定的用户后可以通过增发高端版本等形式，在低价产品线仍然保持不变的情况下抬高价格获取更高的利润。
（四）未来展望
1、机身总体部分
随着智能设备的不断发展，其轻薄化的进程仍然在继续。
随着处理芯片、主板、传感器等部件的继续轻薄化、，未来的可折叠设备厚度还能够进一步降低，这样在手机形态下的使用体验就能够大大增强。
而石墨烯集成电路的研制成功则意味着我们已经可以开始设想薄如纸张的智能设备了。
2011年IBM研制出由石墨烯构成的集成电路，这表明用石墨烯电路代替硅基电路成为了可能[9]。
或许未来的折叠设备在手机形态下厚度仍然极薄而且可以容纳下不止三层的机身，展开后除了平板形态可能还会有更大的形态以满足更高的需求。
超薄的机身也意味着本设备中各段机身连接处的设计可以大幅简化。
2、电池部分
本设备中的电池部分可以说由于超薄的单层机身算是一个短板。
未来的电池注定朝着更高的能量密度、更多的充放电次数和更高的安全性等方面不断发展，因此在降低机身厚度的同时还能够带来更长的续航时间，满足更多情况下的使用需求。
结论
此折叠式手机平板二合一设备同时满足了用户对便携性和屏幕尺寸在不同使用环境下的不同需求，可以比较完美的融入用户的日常生活中去。
同时整体设计结构比较简单，便于生产厂家进行生产。
用于实现翻折功能的连接处结构和操作都较简单，带来更好的使用体验。
本设备潜在用户数量较多，具有一定的市场需求量，作为一款用于日常生活的智能设备具有较大的吸引力。
参考文献
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人民邮电出版社，2011．
[3]王健．当最薄遇到Hi_FiVivoX5Max音乐手机[J]．电脑爱好者，2015，（4）．
[5]黄可龙王兆翔．锂离子电池原理与关键技术[M]．北京：
化学工业出版社，2008．
[6]吴宇平张汉平吴锋李朝晖．聚合物锂离子电池[M]．北京：
化学工业出版社，2007．
[8]张玉龙张子欣．塑料挤出制品[M]．北京：
国防工业出版社，2006．
[9]佚名．IBM研制出首款石墨烯集成电路向研制石墨烯计算机芯片前进了一步[J]．化工新型材料，2011，（6）．
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