發(fā)布時(shí)間：2020-05-20 03:27

【摘要】：隨著柔性電子技術(shù)的不斷發(fā)展,作為其批量制備首選的卷繞(R2R)工藝,近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。為提高柔性電子的制備效率,需要在控制柔性膜張力的同時(shí),盡可能地提高柔性膜的輸送速度。然而,輥軸非圓度性、膜-輥間滑動(dòng)、輥軸不平行以及張力非均勻分布等因素的存在,導(dǎo)致柔性電子制備效率和質(zhì)量受到了較大的限制。柔性膜張力波動(dòng)、非均勻分布等又會(huì)引起膜的振動(dòng)、褶皺,甚至斷裂;而離面振動(dòng)及其分布變化又會(huì)影響柔性電子制備時(shí)的定位、變形以及圖案化工藝的穩(wěn)定。本文立足于柔性膜離面振動(dòng)分布測(cè)量的迫切需求,基于結(jié)構(gòu)光中心線(xiàn)提取算法探索薄膜振動(dòng)規(guī)律,進(jìn)而設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)柔性膜離面振動(dòng)分布測(cè)量的測(cè)量方案與裝置,其主要工作包括:(1)提出了一套柔性薄膜離面振動(dòng)分布測(cè)量系統(tǒng)。基于單目視覺(jué)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng),建立了離面振動(dòng)分布測(cè)量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了模型優(yōu)化,從而獲取了運(yùn)動(dòng)薄膜上任意一點(diǎn)的振動(dòng)幅值與該點(diǎn)在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)之間的關(guān)系。并根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行硬件選型。(2)設(shè)計(jì)了一套精確提取柔性膜上條紋光中心線(xiàn)坐標(biāo)的算法框架。以主成分分析法為基礎(chǔ),將對(duì)圖像灰度空間的處理轉(zhuǎn)換至圖像梯度空間的處理,求解圖像梯度向量協(xié)方差矩陣從而獲取條紋截面法線(xiàn)方向,最終獲取條紋中心線(xiàn)精確坐標(biāo)。同時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本算法的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性。(3)提出了一種雙目視覺(jué)薄膜離面振動(dòng)分布測(cè)量模型�；趩文恳曈X(jué)薄膜振動(dòng)分布測(cè)量系統(tǒng)的若干不足,利用立體標(biāo)定以及Bouguet立體校正簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)雙目視覺(jué)的復(fù)雜模型,利用視差法的原理搭建了任意擺放的薄膜離面振動(dòng)分布測(cè)量模型。最后,進(jìn)行了雙目相機(jī)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)以及校正實(shí)驗(yàn)。(4)進(jìn)行了柔性薄膜離面振動(dòng)分布測(cè)量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。利用本文所構(gòu)建的系統(tǒng)模型以及條紋中心線(xiàn)提取算法,對(duì)不同狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)薄膜的振動(dòng)幅值與頻率進(jìn)行檢測(cè),并與理論弦模型下自由振動(dòng)頻率進(jìn)行對(duì)比,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)具有較好的振動(dòng)分布測(cè)量效果。綜上所述,本文所提出的面向卷繞工藝的結(jié)構(gòu)光薄膜離面振動(dòng)分布測(cè)量系統(tǒng),能夠?qū)μ幱诓煌瑺顟B(tài)下的運(yùn)動(dòng)薄膜進(jìn)行軸向上的離面振動(dòng)分布測(cè)量,精度較高且實(shí)時(shí)性好,同時(shí)有望擴(kuò)展至其他類(lèi)似應(yīng)用工藝與領(lǐng)域。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文(d)柔性電池陣列 (e)電子皮膚 (f)仿生電子眼圖1.1 柔性電子產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域柔性卷繞輸送系統(tǒng)[7]以其輸送效率高、占地小等良好性能，受到柔性電子等諸多領(lǐng)域的高度關(guān)注。如圖1.2所示為典型的柔性卷繞輸送系統(tǒng)[8]。卷繞輸送系統(tǒng)的主要目標(biāo)是在柔性薄膜輸送過(guò)程中，控制柔性薄膜基板張力的同時(shí)，，盡可能地提高基板的輸送速度，從而提高柔性電子的制備效率。然而，由于輥?zhàn)拥姆菆A度性、薄膜的滑動(dòng)、輥?zhàn)娱g的不平行以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化等干擾因素的存在，基板輸送速度將會(huì)受到了較大的限制。且由于薄膜基板的柔性特性而引入耦合，這些干擾因素將被傳遞到柔性薄膜張力從而引起了柔性薄膜的振動(dòng)、褶皺，更嚴(yán)重甚至產(chǎn)生薄膜的斷裂[9]。而在多種薄膜振動(dòng)中，柔性薄膜在離面方向上的振動(dòng)是制約薄膜輸送速度的主要因素之一，也是本課題主要的測(cè)量研究對(duì)象。由于柔性薄膜的彎曲剛度較小

[7]以其輸送效率高、占地小等良好性能，受到柔性電子等諸多領(lǐng)域的高度關(guān)注。如圖1.2所示為典型的柔性卷繞輸送系統(tǒng)[8]。卷繞輸送系統(tǒng)的主要目標(biāo)是在柔性薄膜輸送過(guò)程中，控制柔性薄膜基板張力的同時(shí)，盡可能地提高基板的輸送速度，從而提高柔性電子的制備效率。然而，由于輥?zhàn)拥姆菆A度性、薄膜的滑動(dòng)、輥?zhàn)娱g的不平行以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化等干擾因素的存在，基板輸送速度將會(huì)受到了較大的限制。且由于薄膜基板的柔性特性而引入耦合，這些干擾因素將被傳遞到柔性薄膜張力從而引起了柔性薄膜的振動(dòng)、褶皺，更嚴(yán)重甚至產(chǎn)生薄膜的斷裂[9]。而在多種薄膜振動(dòng)中，柔性薄膜在離面方向上的振動(dòng)是制約薄膜輸送速度的主要因素之一，也是本課題主要的測(cè)量研究對(duì)象。由于柔性薄膜的彎曲剛度較小，一旦張力分布不均勻超出一定限度
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TB383.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2671965