2024年6月1日发(作者：枝力夫)
液晶显示器结构易拆卸设计可靠性研究
摘要 将形状记忆材料作为液晶显示器支架之间的主动拆卸单元，运用
ADSM方法对液晶显示器支架进行了重新设计。通过对液晶显示器进行易拆卸
设计研究，可以大幅提高液晶显示器维修、回收时的拆卸效率，并为其他电子电
器产品的易拆卸设计提供技术支持。
关键词 液晶显示器;易拆卸;可靠性
近年来，应用形状记忆材料实现产品主动拆卸的研究得到人们的广泛关注。
主动拆卸结构不仅可以极大提高产品的拆卸效率和回收利用率，而且可以实现大
规模拆卸。
1 液晶显示器主动拆卸设计方法及原则
（1）液晶显示器支架主动拆卸设计流程，液晶显示器主要包括外框架、电
路板、液晶模组等。液晶模组包括液晶屏和背光模组，二者通过支架固定在一起。
液晶显示器支架由铝板支架前盖、铝板支架后盖和中间塑料架组成。为了高效拆
解液晶显示器，应对液晶显示器支架进行主动拆卸设计。对液晶显示器支架结构
进行分析，并结合主动拆卸原理，制定支架主动拆卸设计流程。
（2）液晶显示器支架主动拆卸设计原则，根据对液晶显示器生产企业的咨
询调研，以及对多款液晶显示器的结构分析和拆卸实验，总结出以下设计原则：
①改动最小原则。为降低设计成本，对支架原结构的改动应该越小越好。因此，
对支架进行主动拆卸设计时不改变支架前后盖的结构，只对塑料架的结构进行设
计。②分级拆卸原则。为提高液晶显示器支架零部件分拣效率，对液晶显示器支
架进行分级拆卸。塑料架主动拆卸结构激发条件应呈现一定的梯度，如激发条件
为温度，梯度一般为5～10℃，以便分级拆卸。③变形最小原则。拆卸液晶显示
器支架时，为使主动拆卸结构尺寸最小，支架前盖与塑料架变形量应刚好满足拆
卸要求。
2 液晶显示器支架易拆卸结构设计
液晶显示器面板支架主要包括：支架前盖、支架后盖、塑料架等。支架前盖、
后盖前后壁通过金属凸台进行连接，支架后盖、塑料架前后壁通过凸台与凹槽进
行连接，塑料架位于支架前盖侧壁与支架后盖侧壁之间，支架前盖与塑料架两侧
通过螺钉进行连接。对不同款式液晶显示器分析可知，大多数面板支架的材质为
镀锌钢板，镀锌钢板具有钢板的强度，具有良好的防辐射性能，由于钢板的弹性
模量较大，因此，面板支架拆卸时不容易产生变形，因此，选用易于变形的材料
代替液晶面板支架的原有材质。
（1）基于TRIZ的液晶显示器支架拆卸设计，对液晶面板支架进行改进设
计，必须确保对其结构改动最小。因此，借助TRIZ矛盾矩阵对液晶面板支架进
行改进设计，首先必须确保液晶显示器面板支架的可维修性，即面板支架的可拆
卸性，为提高液晶面板的可拆卸性，并且对面板的结构不做较大的改变，因此，
避免惡化的参数为液晶显示器面板支架的形状，根据TRIZ矛盾矩阵阳q，建议
的创新法则为：01，分割原理;13，反向作用原理;02，抽取原理;04，局部质量原
理。01，02，04为物理参数，13为技术正向参数。对支架结构分析可知，拆卸
支架前盖4时作用力的方向，如图1（a）所示。拆卸支架前盖4时，必须借助
工具使得支架前盖壁向外变形，实现支架前盖凸台5与支架后盖凸台6分离，通
过实验可知，当拆卸作用力方向向外时不容易施加力，因此，根据创新原则13，
反向作用原理，对支架结构进行重新设计，使得拆卸支架时作用力的方向相反，
重新设计后的液晶面板支架结构，如图l（b）所示。
（2）液晶显示器支架易拆卸结构尺寸设计，根据所确定的液晶显示器面板
支架连接结构的形态以及材质，建立液晶面板支架连接结构的拆卸力学模型，如
图2.实线为L型卡扣正常工作时的形态，虚线为L型卡扣受拆卸力作用后的形
态。根据液晶显示器面板支架L型卡扣拆卸力学模型可知，当L型卡扣顶点产
生2mm位移时所需的拆卸力为4.02N。液晶显示器面板支架原有凸台连接拆卸
力学模型可以简化为悬臂梁，液晶显示器面板支架凸台分离所需拆卸力为。因此，
采用L型卡扣代替原有的凸台连接可以有效减小液晶显示器支架拆卸时的作用
力，大幅提高液晶显示器支架拆卸效率。
3 液晶显示器支架易拆卸结构的拆卸效果
（1）试验条件，以牌号为6061铝薄板为材质制成液晶显示器支架L型卡
扣，支架后盖L型卡扣的具体尺寸为：高度为10mm，厚度为0.3ram，宽度为
5.5mm，支架前盖相应位置开槽与L型卡扣凸台进行配合。L型卡扣与支架后盖
侧壁相连，凸台位于L型卡扣中部。
（2）支架后盖易拆卸结构拆卸效果以支架后盖的一个L型卡扣作为研究对
象进行拆卸实验，L型卡扣的高度为10ram，厚度为0.3ram，宽度为5.5mm，在
支架后盖原有凸台处布置L型卡扣，支架前盖相应位置开槽与L型卡扣凸台进
行配合，L型卡扣拆卸前，L型卡扣与支架前盖凹槽进行配合连接，支架后盖与
支架前盖之间为塑料架，支架后盖通过L型卡扣与支架前盖进行配合。通过实
验可知，L型卡扣拆卸时间约为8s，因此，液晶显示器支架易拆卸结构大幅提高
了液晶显示器支架的拆卸效率。
将主动拆卸结构应用到液晶显示器支架中，并结合主动拆卸原理，提出了液
晶显示器支架主动拆卸设计原则。将主动拆卸结构应用到液晶显示器支架结构
中，可以大幅提高液晶显示器的拆卸、回收效率。
2024年6月1日发(作者：枝力夫)
液晶显示器结构易拆卸设计可靠性研究
摘要 将形状记忆材料作为液晶显示器支架之间的主动拆卸单元，运用
ADSM方法对液晶显示器支架进行了重新设计。通过对液晶显示器进行易拆卸
设计研究，可以大幅提高液晶显示器维修、回收时的拆卸效率，并为其他电子电
器产品的易拆卸设计提供技术支持。
关键词 液晶显示器;易拆卸;可靠性
近年来，应用形状记忆材料实现产品主动拆卸的研究得到人们的广泛关注。
主动拆卸结构不仅可以极大提高产品的拆卸效率和回收利用率，而且可以实现大
规模拆卸。
1 液晶显示器主动拆卸设计方法及原则
（1）液晶显示器支架主动拆卸设计流程，液晶显示器主要包括外框架、电
路板、液晶模组等。液晶模组包括液晶屏和背光模组，二者通过支架固定在一起。
液晶显示器支架由铝板支架前盖、铝板支架后盖和中间塑料架组成。为了高效拆
解液晶显示器，应对液晶显示器支架进行主动拆卸设计。对液晶显示器支架结构
进行分析，并结合主动拆卸原理，制定支架主动拆卸设计流程。
（2）液晶显示器支架主动拆卸设计原则，根据对液晶显示器生产企业的咨
询调研，以及对多款液晶显示器的结构分析和拆卸实验，总结出以下设计原则：
①改动最小原则。为降低设计成本，对支架原结构的改动应该越小越好。因此，
对支架进行主动拆卸设计时不改变支架前后盖的结构，只对塑料架的结构进行设
计。②分级拆卸原则。为提高液晶显示器支架零部件分拣效率，对液晶显示器支
架进行分级拆卸。塑料架主动拆卸结构激发条件应呈现一定的梯度，如激发条件
为温度，梯度一般为5～10℃，以便分级拆卸。③变形最小原则。拆卸液晶显示
器支架时，为使主动拆卸结构尺寸最小，支架前盖与塑料架变形量应刚好满足拆
卸要求。
2 液晶显示器支架易拆卸结构设计
液晶显示器面板支架主要包括：支架前盖、支架后盖、塑料架等。支架前盖、
后盖前后壁通过金属凸台进行连接，支架后盖、塑料架前后壁通过凸台与凹槽进
行连接，塑料架位于支架前盖侧壁与支架后盖侧壁之间，支架前盖与塑料架两侧
通过螺钉进行连接。对不同款式液晶显示器分析可知，大多数面板支架的材质为
镀锌钢板，镀锌钢板具有钢板的强度，具有良好的防辐射性能，由于钢板的弹性
模量较大，因此，面板支架拆卸时不容易产生变形，因此，选用易于变形的材料
代替液晶面板支架的原有材质。
（1）基于TRIZ的液晶显示器支架拆卸设计，对液晶面板支架进行改进设
计，必须确保对其结构改动最小。因此，借助TRIZ矛盾矩阵对液晶面板支架进
行改进设计，首先必须确保液晶显示器面板支架的可维修性，即面板支架的可拆
卸性，为提高液晶面板的可拆卸性，并且对面板的结构不做较大的改变，因此，
避免惡化的参数为液晶显示器面板支架的形状，根据TRIZ矛盾矩阵阳q，建议
的创新法则为：01，分割原理;13，反向作用原理;02，抽取原理;04，局部质量原
理。01，02，04为物理参数，13为技术正向参数。对支架结构分析可知，拆卸
支架前盖4时作用力的方向，如图1（a）所示。拆卸支架前盖4时，必须借助
工具使得支架前盖壁向外变形，实现支架前盖凸台5与支架后盖凸台6分离，通
过实验可知，当拆卸作用力方向向外时不容易施加力，因此，根据创新原则13，
反向作用原理，对支架结构进行重新设计，使得拆卸支架时作用力的方向相反，
重新设计后的液晶面板支架结构，如图l（b）所示。
（2）液晶显示器支架易拆卸结构尺寸设计，根据所确定的液晶显示器面板
支架连接结构的形态以及材质，建立液晶面板支架连接结构的拆卸力学模型，如
图2.实线为L型卡扣正常工作时的形态，虚线为L型卡扣受拆卸力作用后的形
态。根据液晶显示器面板支架L型卡扣拆卸力学模型可知，当L型卡扣顶点产
生2mm位移时所需的拆卸力为4.02N。液晶显示器面板支架原有凸台连接拆卸
力学模型可以简化为悬臂梁，液晶显示器面板支架凸台分离所需拆卸力为。因此，
采用L型卡扣代替原有的凸台连接可以有效减小液晶显示器支架拆卸时的作用
力，大幅提高液晶显示器支架拆卸效率。
3 液晶显示器支架易拆卸结构的拆卸效果
（1）试验条件，以牌号为6061铝薄板为材质制成液晶显示器支架L型卡
扣，支架后盖L型卡扣的具体尺寸为：高度为10mm，厚度为0.3ram，宽度为
5.5mm，支架前盖相应位置开槽与L型卡扣凸台进行配合。L型卡扣与支架后盖
侧壁相连，凸台位于L型卡扣中部。
（2）支架后盖易拆卸结构拆卸效果以支架后盖的一个L型卡扣作为研究对
象进行拆卸实验，L型卡扣的高度为10ram，厚度为0.3ram，宽度为5.5mm，在
支架后盖原有凸台处布置L型卡扣，支架前盖相应位置开槽与L型卡扣凸台进
行配合，L型卡扣拆卸前，L型卡扣与支架前盖凹槽进行配合连接，支架后盖与
支架前盖之间为塑料架，支架后盖通过L型卡扣与支架前盖进行配合。通过实
验可知，L型卡扣拆卸时间约为8s，因此，液晶显示器支架易拆卸结构大幅提高
了液晶显示器支架的拆卸效率。
将主动拆卸结构应用到液晶显示器支架中，并结合主动拆卸原理，提出了液
晶显示器支架主动拆卸设计原则。将主动拆卸结构应用到液晶显示器支架结构
中，可以大幅提高液晶显示器的拆卸、回收效率。