CN101982677B - 连杆机构及电子装置 - Google Patents

Abstract

一种连杆机构，包含第一基座、第一转轴、第二基座、第二转轴、第三转轴、第一连杆以及第二连杆。第一转轴设置于第一基座内部。第二转轴设置于第二基座内部。第三转轴设置于第一转轴与第二转轴之间。第一连杆的二端分别枢接于第一转轴与第三转轴。第二连杆的二端分别枢接于第二转轴与第三转轴。当第一基座与第二基座处于展开状态时，第一上表面与第二上表面共平面。当第一基座与第二基座处于闭合状态时，第二基座堆栈于第一基座的第一上表面上。当第一基座与第二基座处于展开状态时，第一连杆与第二连杆分别平行该第一上表面与该第二上表面；当第一基座与第二基座处于该闭合状态时，第一连杆的一第一延长线垂直该第一上表面，且第二连杆的一第二延长线与该第二上表面夹一锐角。

Description

连杆机构及电子装置

【技术领域】

本发明关于一种连杆机构，尤指一种可使二基座相对转动而处于展开状态或闭合状态的连杆机构及应用此连杆机构的电子装置。

【背景技术】

随着科技的日新月异，目前已有各式各样的可携式电子装置被开发，例如笔记型计算机、个人数字助理、移动电话、数字相机、掌上型游戏机等，使得人们的生活更为便利。为求携带方便，可携式电子装置多采取轻薄短小的设计。为了满足显示面积最大化的消费需求，目前有许多产品皆以折叠式或滑动式的双显示器作为基本架构，以争取最大的显示面积使用率。

请参阅图1，图1为背景技术的电子装置1的示意图。如图1所示，电子装置1包含二基座10、12、二显示器14、16以及一枢纽转轴18。二基座10、12通过枢纽转轴18而枢接在一起，使得二基座10、12可相对彼此转动。显示器14设置在基座10中，且显示器16设置在基座12中。由于枢纽转轴具有一定的宽度，在机构设计上较占空间。此外，因此在二基座10、12处于如图1所示的展开状态时，二基座10、12之间会存在过宽的间距G，使得二显示器14、16相距过远，进而影响使用者的视觉观感。

【发明内容】

因此，本发明的目的之一在于提供一种连杆机构及应用此连杆机构的电子装置，以解决上述问题。

根据一实施例，本发明的连杆机构包含一第一基座、一第一转轴、一第二基座、一第二转轴、一第三转轴、一第一连杆以及一第二连杆。第一基座具有一第一上表面与一第一垂直中心轴线，且第一基座的高度为H、宽度为W。第一转轴设置于第一基座上或内部，且第一转轴与第一垂直中心轴线相距一第一水平距离W₁。第二基座具有一第二上表面与一第二垂直中心轴线，且第二基座的高度、宽度分别与第一基座的高度、宽度相同。第二转轴设置于第二基座上或内部，且第二转轴与第二垂直中心轴线相距一第二水平距离W₂。第三转轴设置于第一转轴与第二转轴之间。第一连杆的二端分别枢接于第一转轴与第三转轴，且第一连杆的长度为L₁。第二连杆的二端分别枢接于第二转轴与第三转轴，且第二连杆的长度为L₂。当第一基座与第二基座处于一展开状态时，第一上表面与第二上表面共平面，且第一基座与第二基座间存在一水平间距δ_H。当第一基座与第二基座处于一闭合状态时，第二基座堆栈于第一基座的第一上表面上，且第一基座与第二基座间存在一垂直间距δ_V。

根据另一实施例，本发明的电子装置包含一如上所述的连杆机构以及一第一显示器。第一显示器设置于第一基座中且外露于第一上表面。

根据另一实施例，本发明的电子装置包含一如上所述的连杆机构以及一第二显示器。第二显示器设置于第二基座中且外露于第二上表面。

综上所述，本发明系利用连杆配合转轴的结构设计，使二基座可相对转动而处于展开状态或闭合状态。通过连杆的尺寸设计搭配转轴设置于基座上的位置安排，当二基座处于展开状态或闭合状态时，本发明可有效缩短存在二基座间的水平间距与垂直间距。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

【附图说明】

图1为先前技术的电子装置的示意图。

图2为根据本发明一实施例的连杆机构处于闭合状态的示意图。

图3为图2中的连杆机构沿A-A线的剖面图。

图4为图2中的连杆机构处于转动过程中的示意图。

图5为图4中的连杆机构沿B-B线的剖面图。

图6为图2中的连杆机构处于展开状态的示意图。

图7为图6中的连杆机构沿C-C线的剖面图。

图8为根据本发明另一实施例的连杆机构的示意图。

图9为图8中的连杆机构的转动示意图。

图10为图8中的连杆机构的转动示意图。

图11为根据本发明一实施例的电子装置的剖面示意图。

图12为根据本发明另一实施例的电子装置的剖面示意图。

图13为根据本发明另一实施例的电子装置的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

1、5、5'、5'' 电子装置          3、3'      连杆机构

10、12        基座              14、16     显示器

18            枢纽转轴          30         第一基座

32            第一转轴          34、34'    第二基座

36            第二转轴          38         第三转轴

40            第一连杆          42         第二连杆

50            第一显示器        52         第二显示器

300           第一上表面        302        第一垂直中心轴线

304           第一水平中心轴线  340        第二上表面

342           第二垂直中心轴线  344        第二水平中心轴线

346         倒角              G         间距

H           高度              H₁        第一垂直距离

H₂          第二垂直距离      W         宽度

W₁          第一水平距离      W₂        第二水平距离

L₁          第一连杆的长度    L₂        第二连杆的长度

δ_H         水平间距          δ_V       垂直间距

θ          锐角              C₁        垂直高度

C₂          水平宽度          P₁        上端点

P₂          下端点            R₁、R₂    转动半径

O₁、O₂      转动中心          d₁、d₂    距离

D₁          第一显示器的宽度  D₂        第二显示器的宽度

A-A、B-B、  剖面线

C-C

【具体实施方式】

请参阅图2至图7，图2为根据本发明一实施例的连杆机构3处于闭合状态的示意图，图3为图2中的连杆机构3沿A-A线的剖面图，图4为图2中的连杆机构3处于转动过程中的示意图，图5为图4中的连杆机构3沿B-B线的剖面图，图6为图2中的连杆机构3处于展开状态的示意图，图7为图6中的连杆机构3沿C-C线的剖面图。

如图2至图7所示，连杆机构3包含一第一基座30、一第一转轴32、一第二基座34、一第二转轴36、一第三转轴38、一第一连杆40以及一第二连杆42。第一基座30具有一第一上表面300、一第一垂直中心轴线302以及一第一水平中心轴线304，且第一基座30的高度为H、宽度为W。第一转轴32设置于第一基座30上或内部。第一转轴32与第一垂直中心轴线302相距一第一水平距离W₁，且与第一水平中心轴线304相距一第一垂直距离H₁。第二基座34具有一第二上表面340、一第二垂直中心轴线342以及一第二水平中心轴线344，且第二基座34的高度、宽度分别与第一基座30的高度、宽度相同。换言之，第二基座34的高度亦为H、宽度亦为W。第二转轴36设置于第二基座34上或内部。第二转轴36与第二垂直中心轴线342相距一第二水平距离W₂，且与第二水平中心轴线344相距一第二垂直距离H₂。于此实施例中，可将第一垂直距离H1设计成与第二垂直距离H₂相同，但不以此为限。

第三转轴38设置于第一转轴32与第二转轴36之间。第一连杆40的二端分别枢接于第一转轴32与第三转轴38，且第一连杆40的长度为L₁。第二连杆42的二端分别枢接于第二转轴36与第三转轴38，且第二连杆42的长度为L₂。藉此，第一连杆40与第二连杆42可分别相对第一转轴32、第二转轴36与第三转轴38转动，以使第一基座30与第二基座34可相对转动而处于闭合状态（如图2与图3所示）或展开状态（如图6与图7所示）。当第一基座30与第二基座34处于展开状态时，第一基座30的第一上表面300与第二基座34的第二上表面340共平面，且第一基座30与第二基座34间存在一水平间距δ_H。另一方面，当第一基座30与第二基座34处于闭合状态时，第二基座34堆栈于第一基座30的第一上表面300上，且第一基座30与第二基座34间存在一垂直间距δ_V。

于此实施例中，当第一基座30与第二基座34处于展开状态时，第一连杆40与第二连杆42分别平行第一基座30的第一上表面300与第二基座34的第二上表面340，且第一连杆40与第二连杆42亦共平面，如图7所示；当第一基座30与第二基座34处于闭合状态时，第一连杆40的一第一延长线400垂直第一基座30的第一上表面300，且第二连杆42的一第二延长线420与第二基座34的第二上表面340夹一锐角θ。此外，第二连杆42的长度L₂大于第一连杆40的长度L₁，且第一连杆40的长度L₁小于第一基座30的高度H。需注意的是，上述的结构设计亦可根据实际应用而调整，本发明并不以此为限。

根据上述的结构设计，可进一步归纳出下列关系式。

公式一：W₁=L₂cosθ+W₂。

公式二： $L_1+L_2=(\frac{W}{2}-W_1)+{\mathrm{\δ}}_H+(\frac{W}{2}+W_2).$

公式三：H₁=H₂。

公式四： $L_2\sin \mathrm{\θ}+L_1=(\frac{H}{2}-H_2)+{\mathrm{\δ}}_V+(\frac{H}{2}+H_1).$

根据公式二，将第一连杆的长度L₁移至等式的右边，即可得知第二连杆的长度L₂符合下列关系式。

公式五：L₂=W+W₂-W₁+δ_H-L₁。

此外，将公式三代入公式四并且移项后，可得到下列关系式。

公式六：L₂sinθ=H+δ_V-L₁。

接着，将公式一移项后，再与公式六平方相加，可得到下列关系式。

公式七：L₂ ²=(H+δ_V-L₁)²+(W₁-W₂)²

=(H+δ_V)²-2(H+δ_V)L₁+L₁ ²+(W₁-W₂)²。

最后，再将公式五代入公式七并且展开、移项后，即可得知第一连杆的长度L₁符合下列关系式。

公式八： $L_1=\frac{{(H+{\mathrm{\δ}}_V)}^2+{(W_1-W_2)}^2-{(W+W_2-W_1+{\mathrm{\δ}}_H)}^2}{2(H-W-W_2+W_1-{\mathrm{\δ}}_H+{\mathrm{\δ}}_V)}.$

因此，本发明可利用公式五与公式八配合公式中的参数，分别设计第一连杆的长度L₁与第二连杆的长度L₂的最佳尺寸。

请参阅图8，图8为根据本发明另一实施例的连杆机构3'的示意图。连杆机构3'与上述的连杆机构3的主要不同的处在于，连杆机构3'的第二基座34'具有一倒角346。如图8所示，倒角346具有一垂直高度C₁与一水平宽度C₂。当第一基座30与第二基座34'处于如图8所示的展开状态时，倒角346邻近第一基座30的一侧边。需说明的是，图8中与图2中所示相同标号的组件，其作用原理皆相同，在此不再赘述。

请参阅图9，图9为图8中的连杆机构3'的转动示意图。如图9所示，若欲使第二基座34'顺利地相对第一基座30转动，则倒角346的上端点P₁的转动半径R₁必须大于或等于对应上端点P₁的转动中心O₁至第一基座30的上方角落的距离d₁。R₁与d₁可分别以下列关系式表示。

公式九： $R_1=(\frac{W}{2}+{\mathrm{\δ}}_H)+(W_2+\frac{W}{2}-W_1)=W+W_2-W_1+{\mathrm{\δ}}_H.$

公式十： $d_1=\sqrt{{({W+W}_2-W_1)}^2+{(H-C_1)}^2}.$

由于R₁必须大于或等于d₁，且垂直高度C₁必须小于第二基座34'的高度H，因此可得知垂直高度C₁符合下列关系式。

不等式一： $H-\sqrt{{{\mathrm{\&delta;}}_H}^2+2(W+W_2-W_1){\mathrm{\&delta;}}_H}\&le;C_1<H.$

请参阅图10，图10为图8中的连杆机构3'的转动示意图。如图10所示，若欲使第二基座34'顺利地相对第一基座30转动，则倒角346的下端点P₂的转动半径R₂必须大于或等于对应下端点P₂的转动中心O₂至第一基座30的上方角落的距离d₂。R₂与d₂可分别以下列关系式表示。

公式十一： $R_2=(L_1+L_2)-(\frac{H}{2}-H_2)+(\frac{H}{2}-H_1)=L_1+L_2.$

公式十二： $d_2=\sqrt{{(L_1+L_2-C_2-{\mathrm{\&delta;}}_H)}^2+H^2}.$

由于R₂必须大于或等于d₂，且水平宽度C₂必须小于第二基座34'的宽度W，因此可得知水平宽度C₂符合下列关系式。

不等式二： $L_1+L_2-\sqrt{{(L_1+L_2)}^2-H^2}-{\mathrm{\&delta;}}_H\&le;C_2<W.$

通过上述结构设计，本发明即可有效地缩短水平间距δ_H。较佳地，水平间距δ_H可介于0.1公厘与0.15公厘之间。同理，本发明亦可通过上述结构设计有效地缩短垂直间距δ_V（如图2所示）。较佳地，垂直间距δ_V亦可介于0.1公厘与0.15公厘之间。

请参阅图11，图11为根据本发明一实施例的电子装置5的剖面示意图。如图11所示，电子装置5包含上述的连杆机构3以及一第一显示器50。第一显示器50设置于第一基座30中且外露于第一上表面300。连杆机构3的结构设计以及作用原理如上所述，故于此不再赘述。此外，电子装置5中的连杆机构3亦可以上述的连杆机构3'替换。于此实施例中，第一显示器的宽度D₁可设计成符合下列关系式。

不等式三：(W-D₁)≤0.2公厘。

请参阅图12，图12为根据本发明另一实施例的电子装置5'的剖面示意图。如图12所示，电子装置5'包含上述的连杆机构3以及一第二显示器52。第二显示器52设置于第二基座34中且外露于第二上表面340。连杆机构3的结构设计以及作用原理如上所述，故于此不再赘述。此外，电子装置5'中的连杆机构3亦可以上述的连杆机构3'替换。于此实施例中，第二显示器的宽度D₂可设计成符合下列关系式。

不等式四：(W-D₂)≤0.2公厘。

请参阅图13，图13为根据本发明另一实施例的电子装置5''的剖面示意图。如图13所示，电子装置5''包含上述的连杆机构3、第一显示器50以及第二显示器52。第一显示器50设置于第一基座30中且外露于第一上表面300，第二显示器52则设置于第二基座34中且外露于第二上表面340。连杆机构3的结构设计以及作用原理如上所述，故于此不再赘述。此外，电子装置5''中的连杆机构3亦可以上述的连杆机构3'替换。

当第一基座30与第二基座34处于如图13所示的展开状态时，第一显示器50即与第二显示器52共平面，使得整体显示面积扩增为两倍。此外，通过上述关于连杆机构3、3'的结构设计，可有效地缩短第一基座30与第二基座34间的水平间距δ_H，因此当第一基座30与第二基座34处于如图13所示的展开状态时，第一显示器50与第二显示器52的画面分割效应低，不致影响使用者的视觉观感。

相较于先前技术，本发明系利用连杆配合转轴的结构设计，使二基座可相对转动而处于展开状态或闭合状态。通过连杆的尺寸设计搭配转轴设置于基座上的位置安排，当二基座处于展开状态或闭合状态时，本发明可有效缩短存在二基座间的水平间距与垂直间距。此外，本发明可在二基座上分别设置显示器，以形成具有双显示器的电子装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种连杆机构，包含：

一第一基座，具有一第一上表面与一第一垂直中心轴线，且该第一基座的高度为H、宽度为W；

一第一转轴，设置于该第一基座内部，且该第一转轴与该第一垂直中心轴线相距一第一水平距离W₁；

一第二基座，具有一第二上表面与一第二垂直中心轴线，且该第二基座的高度、宽度分别与该第一基座的高度、宽度相同；

一第二转轴，设置于该第二基座内部，且该第二转轴与该第二垂直中心轴线相距一第二水平距离W₂；

一第三转轴，设置于该第一转轴与该第二转轴之间；

一第一连杆，该第一连杆的二端分别枢接于该第一转轴与该第三转轴，且该第一连杆的长度为L₁；以及

一第二连杆，该第二连杆的二端分别枢接于该第二转轴与该第三转轴，且该第二连杆的长度为L₂；

其中，当该第一基座与该第二基座处于一展开状态时，该第一上表面与该第二上表面共平面，且该第一基座与该第二基座间存在一水平间距δ_H；当该第一基座与该第二基座处于一闭合状态时，该第二基座堆栈于该第一基座的该第一上表面上，且该第一基座与该第二基座间存在一垂直间距δ_V；其中，当该第一基座与该第二基座处于该展开状态时，该第一连杆与该第二连杆分别平行该第一上表面与该第二上表面；当该第一基座与该第二基座处于该闭合状态时，该第一连杆的一第一延长线垂直该第一上表面，且该第二连杆的一第二延长线与该第二上表面夹一锐角。

2.根据权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，该第二连杆的长度L₂大于该第一连杆的长度L₁，且该第一连杆的长度L₁小于该第一基座的高度H。

3.根据权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，该第一连杆的长度L₁符合关系式： $L_1=\frac{{(H+{\mathrm{\&delta;}}_V)}^2+{(W_1-W_2)}^2-{(W+W_2-W_1+{\mathrm{\&delta;}}_H)}^2}{2(H-W-W_2+W_1-{\mathrm{\&delta;}}_H+{\mathrm{\&delta;}}_V)}.$

4.根据权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，该第二连杆的长度L₂符合关系式：L₂=W+W₂-W₁+δ_H-L₁。

5.根据权利要求1所述的连杆机构，其特征在于，该第二基座具有一倒角，该倒角具有一垂直高度C₁与一水平宽度C₂，当该第一基座与该第二基座处于该展开状态时，该倒角邻近该第一基座的一侧边。

6.根据权利要求5所述的连杆机构，其特征在于，该水平间距δ_H与该垂直间距δ_V分别介于0.1公厘与0.15公厘之间。

7.根据权利要求6所述的连杆机构，其特征在于，该垂直高度C₁符合关系式： $H-\sqrt{{{\mathrm{\&delta;}}_H}^2+2(W+W_2-W_1){\mathrm{\&delta;}}_H}\&le;C_1\&le;H.$

8.根据权利要求6所述的连杆机构，其特征在于，该水平宽度C₂符合关系式： $L_1+L_2-\sqrt{{(L_1+L_2)}^2-H^2}-{\mathrm{\&delta;}}_H\&le;C_2<W.$

9.一种电子装置，包含：

一根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的连杆机构；以及

一第一显示器，设置于该第一基座中且外露于该第一上表面。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，该第一显示器的宽度D₁符合关系式：(W-D₁)≤0.2公厘。

11.一种电子装置，包含：

一根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的连杆机构；以及

一第二显示器，设置于该第二基座中且外露于该第二上表面。

12.根据权利要求11所述的电子装置，其特征在于，该第二显示器的宽度D₂符合关系式：(W-D₂)≤0.2公厘。

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