vivo NEX升降结构解析:5mm微型步进电机了解一下

07-03 16:09 吉祥弯弯 来源: 写评测的程远

首先大家需要搞清楚一点,伸缩结构算不上什么“颠覆式的创新”。按道理说,这种机械结构本不应该出现在现代智能手机上,只是为实现更零界的全面屏所衍生出来的特殊方案。但这并不妨碍NEX展现出它的创新力或者说想象力,用户方面也对如此耳目一新的产品感到兴奋并且乐于买单。

实验室素材

事实上,可伸缩的前置镜头是个很巧妙的设计。因为用户使用正面拍摄的频次以及时长并不是特别高。如果能寻找到一种方式,将摄像头隐藏起来,只在需要的时候“露出”,一定是更为“经济”的方法。于是vivo工程师采用了微型步进马达实现前置镜头升降的解决方案。

你可能觉得只不过是一升一降很好玩,但在这背后工程师需要考虑一整套逻辑流程,其中包括微型步进马达、独立驱动IC、精密控制算法的配合,在正式量产前还要对这套方案的可靠性以及耐用性进行质量测试验证。

凰家评测拆解

凰家评测拆解掉NEX的后盖发现,这里面最核心的机械传动结构,由步进马达、减速箱和传动丝杆三部分组成。

每一次升降,都依靠步进马达的扭转产生力量,通过精密减速箱放大扭矩,带动丝杆转动,提供足够的传动力量,带动前置摄像头完成数万次升起和降落回收的动作。

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机械传动装置并不是什么创新工程学结构,在其他工业领域应用广泛,但如何把这样的机构放入厚度不会超过10mm的智能手机中,是工程师需要攻克的难题。

本身就属于精密电子产品,内部空间十分有限,这种需要传动以及缓冲的机械结构必然要占据很大空间,所以我猜测这可能也是NEX必须把机身或者说屏幕做大的原因之一。

理论上,5mm直径的迷你步进马达大概只能产生10g左右的推力。但考虑到NEX的实际使用场景频次,vivo工程师需要把这个数值提升50倍。这就需要与供应链进行长期深度的合作推进,据悉升降镜头模组从2017年5月就开始初步立项了。

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说到这里,稍微给大家解释下步进电机的原理。这是一种将脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,常见于现代数字程序控制系统的执行单元中。它的特点优势在于「脉冲信号的精确控制」,我们可以通过控制频率与脉冲数实现精准调速与定位。

但并不是有了升降模组就完事大吉,如何把它合理地放置在机身顶部也是个挑战。这意味上半部分的主PCB板将受到极大影响,从而进一步改变下层的内部构造,比如NEX的SIM卡槽就迁移到了底部边框。所以vivo工程师重新设计切割了PCB电路板,相当于对其做了瘦身手术,从而更巧妙地覆盖内部边缘空间。

设计上一切准备就绪,接下来就是QA工程的考验了。工程师首先需要保证的是足够长的使用寿命,至少要完全大概率覆盖掉NEX的换机周期。经过大数据调研升降周期最终被设定在5万次,假设用户每天调用50次自拍场景,基本可以保证三年的正常使用周期。

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然而寿命只是基本面,手机在日常使用难免磕磕碰碰甚至衰落,屏幕还能贴个钢化膜,升降结构摔坏了修起来更麻烦。为了保证足够的抗跌落性,NEX的前置镜头具备外力缓冲保护机制,我拆开看了一下貌似就是个弹簧结构。另外内置的霍尔磁力感应开关,在感受到外力时也会自动收起镜头。

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以上是缩入形态下的可靠性,在伸出锁死形态下vivo也进行了相应的滚筒跌落测试。这是一项专门针对小型3C电子产品进行的连续回转跌落试验,遵循GB/T2324.8等测试标准。这个跌落试验不一定是前置镜头位置直接受力,所以大家在自拍的时候还是不要手滑的好。

根据vivo工程师的官方数据,NEX升降结构能够承受45kg伸出状态侧面推力。于是我们找来了体重正好是45kg的三娃知非老师,他表示要报个芭蕾舞班然后站上去试试。

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