CN102619868A - 双铰链轴向凸轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双铰链轴向凸轮。在双铰链轴向凸轮的各实施例中，便携式设备包括与显示设备集成的第一壳体和可移动地耦合至第一外壳的第二壳体。第一壳体可用于相对于第二壳体打开和闭合，且第一和第二壳体可从大致零度(0°)的闭合位置旋转至大致一百八十度(180°)的打开位置，以及旋转经过大致三百六十度(360°)。双铰链用于可移动地耦合第一壳体和第二壳体。双铰链包括在打开位置中施加保持扭矩的轴向凸轮，该保持扭矩抵抗第一和第二壳体闭合。

Description

双铰链轴向凸轮
技术领域
本发明涉及双铰链轴向凸轮。
背景技术
移动电话和便携式设备越来越普及，且许多都包括双显示器和/或相对于设备的手持基座打开和闭合的显示设备。例如，移动计算机设备可以被铰接以打开两个显示设备，每个显示设备被集成到设备壳体的一侧或一半中。然而，铰链机构可能包括相对复杂的旋转铰链和硬件组件来定位显示屏以供使用。铰链机构在配置在显示设备之间时也可能是突出的，和/或可能占用原本可用于实现更大显示设备的空间。用户通常想要尽可能小的设备以便于在口袋或包中携带，但也希望设备有更大的显示表面。
发明内容
提供本发明内容以便介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的双铰链轴向凸轮的简化概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
描述了双铰链轴向凸轮。在各实施例中，便携式设备包括与显示设备集成的第一壳体和可移动地耦合到第一壳体的第二壳体。第一壳体用于相对于第二壳体打开和闭合，且第一和第二壳体可从大致零度(0°)的闭合位置旋转至大致一百八十度(180°)的打开位置，以及旋转经过大致三百六十度(360°)。双铰链用于可移动地耦合第一壳体和第二壳体。双铰链包括在打开位置下施加保持扭矩的轴向凸轮，该保持扭矩抵抗第一和第二壳体闭合。
在其它实施例中，便携式设备的第二壳体与附加显示设备集成，且该显示设备和该附加显示设备可在第一和第二壳体的打开位置下定位成彼此邻接作为表面显示器。因此，在第一和第二壳体的闭合位置下，这些显示设备可从该便携式设备的相反侧查看(在本文也被称为反书本模式)。双铰链包括铰链连杆，铰链连杆耦合轴向凸轮，并且铰链连杆被设计为用于安装到便携式设备的第一和第二壳体中。轴向凸轮每个都包括凸轮和凸轮从动件。凸轮之一与铰链连杆集成，且第二凸轮可从铰链连杆移除。第二凸轮可在铰链连杆被安装到便携式设备的第一和第二壳体中之后被组装到铰链连杆中。
在其它实施例中，双铰链可通过第一致动和第二致动顺序打开第一和第二壳体，以及逆序闭合第一和第二壳体。双铰链的轴向凸轮包括凸轮及从动件机构，所述凸轮及从动件机构之一在双铰链的第二半打开之前以较小的所施加扭矩打开双铰链的第一半，以及在双铰链的第二半闭合之前闭合双铰链的第一半。凸轮从动件之一的凸轮面具有与另一凸轮从动件不同的形状，且凸轮从动件的不同形状作用在凸轮上以施加较小扭矩。
附图说明
参考下面的附图来描述双铰链轴向凸轮的各实施例。在各附图中，使用相同的标号来指代相同的特征和组件：
图1示出根据一个或多个实施例的双铰链轴向凸轮的示例。
图2示出根据一个或多个实施例的双铰链轴向凸轮的另一示例。
图3示出根据一个或多个实施例的双铰链轴向凸轮的扭矩图表。
图4示出根据一个或多个实施例的用双铰链轴向凸轮实现的便携式设备的示例。
图5示出根据一个或多个实施例的双铰链轴向凸轮的示例性方法。
具体实施方式
描述了双铰链轴向凸轮。在各实施例中，双铰链允许具有两个壳体部分的便携式设备(比如移动电话或计算机设备)打开至平面位置。轴向凸轮面向轴向致动，并且可被实现为用于摩擦/制动运动或用于过中心/双稳态运动。双铰链可用于将设备的第一壳体相对于该设备的第二壳体打开和闭合，且所述壳体部分可从大致零度(0°)的闭合位置旋转至大致一百八十度(180°)的打开位置。双铰链还可以用于将便携式设备的壳体部分相对于彼此旋转大致三百六十度(360°)。双铰链的轴线凸轮在打开位置下施加保持扭矩，该保持扭矩抵抗壳体闭合(比如来自对显示设备的触摸输入)。附加地，双铰链可以安装在设备中并且被隐藏而不出现在安装在显示设备之下的铰链机构的视图中，这还可以允许将设备设计为更薄。
尽管所描述的用于双铰链轴向凸轮的系统和方法的特征和概念可在任何数量的不同环境、系统、设备、和/或各种配置中实现，但是在下面的示例性设备、系统和配置的上下文中描述双铰链轴向凸轮的各实施例。
图1示出根据在此描述的各实施例的双铰链轴向凸轮100的示例。该双铰链轴向凸轮包括铰链连杆102、以及两个凸轮及从动件机构104、106。铰链连杆具有集成凸轮108(例如被浇铸或构造成铰链连杆的整合组件)，并且具有可移除凸轮110(例如在安装时被拼合(keyed)为相对于铰链连杆原地锁定)。第一凸轮及从动件机构104包括凸轮从动件112和可移除凸轮110。类似地，第二凸轮及从动件机构106包括凸轮从动件114和集成凸轮108。第一凸轮及从动件机构104还包括张紧弹簧116，且第二凸轮及从动件机构106包括张紧弹簧118。所述张紧弹簧施加力以将相应的凸轮从动件推向对应的轴向凸轮的凸轮凸角(lobe)。凸轮从动件112、114具有停止件，这些停止件随着铰链连杆旋转将所述凸轮从动件112、114相对于相应凸轮110、108保持在固定位置处。
可移除凸轮110具有相对于第一凸轮从动件112致动的凸轮凸角120。类似地，集成凸轮108具有相对于第二凸轮从动件114致动的凸轮凸角122。在一实施方式中，这些凸轮中的每个都被平衡，其中三个凸轮凸角分别均匀地间隔一百二十度(120°)。在凸轮凸角接触凸轮从动件的情况下产生具有力和力方向的力矢量，并且凸轮的形状和凸轮从动件改变该力矢量和所施加的扭矩。在可替代的实施例中，双铰链可以被实现为摩擦铰链，并且凸轮及从动件机构用于基于凸轮与凸轮从动件之间的摩擦来致动。比如在双铰链轴向凸轮中的两个都被安装在便携式设备中时(例如便携式设备的相反端或相反侧)，扭杆124将铰链连杆102耦合到第二铰链连杆(未示出)。双铰链可被实现为双稳态铰链机构，其可用于通过126处的第一致动和128处的第二致动来顺序闭合并随后可在打开时逆序。
第一凸轮及从动件机构104在第二凸轮及从动件机构106闭合双铰链的第二半(例如在128处)之前以较小的所施加扭矩闭合该双铰链的第一半(例如在126处)。第一凸轮及从动件机构104还在第二凸轮及从动件机构106打开双铰链的第二半之前以较小的所施加扭矩打开该双铰链的第一半。在一实施方式中，第一凸轮从动件112的凸轮面与第二凸轮从动件114的形状不同，并且凸轮面的形状差异可作用在凸轮110上以施加较小扭矩。参考图3中所示的扭矩图表来进一步描述打开双铰链的顺序以及闭合双铰链的逆序。
图2进一步示出根据本文描述的各实施例的双铰链轴向凸轮。图1中所示的双铰链轴向凸轮100安装在铰链底盘200中，并且图2中标识出了参考图1描述的铰链组件。铰链底盘被示为处于打开位置，并且具有第一半202和第二半204，二者被设计为附连至诸如便携式计算机或移动电话之类的便携式设备的各壳体部分。例如，铰链底盘的第一半202附连至便携式设备的第一壳体，而该铰链底盘的第二半204附连至该便携式设备的第二壳体。该双铰链轴向凸轮然后可用于将该便携式设备的第一和第二壳体从大致零度(0°)的闭合位置到大致一百八十度(180°)的打开位置相对于彼此打开和闭合。双铰链轴向凸轮还可以被实现为将便携式设备的壳体部分相对于彼此旋转大致三百六十度(360°)。
图3示出根据本文描述的各实施例的双铰链轴向凸轮的扭矩图表300。该扭矩图表示出随着双铰链从零度(0°)铰链角的闭合位置打开至一百八十度(180°)铰链角的打开位置、以及随后回到零度(0°)铰链角的闭合位置时的扭矩(以牛顿-毫米为单位)。该便携式设备在302处(铰链角0°)闭合，且施加力以开始将该设备的第一和第二壳体相对于彼此打开。在大致三十度(30°)与八十度(80°)之间，该轴向凸轮被设计为提供平滑一致的打开扭矩，并且然后该设备自己打开至304处(铰链角90°)的第一制动。当再次施加力时(304与306之间的扭矩)，第一和第二壳体在306处继续打开。在大致一百二十度(120°)与一百七十度(170°)之间，该轴向凸轮被设计为再次提供平滑一致的打开扭矩，并且然后该设备自己打开至308处(铰链角180°)的第二制动。
在308处的打开位置下，双铰链的轴向凸轮施加保持扭矩，该保持扭矩抵抗响应于对实现为触摸屏显示器的显示设备的触摸输入的第一和第二壳体闭合。当再次施加力时(308与310之间的扭矩)，第一和第二壳体开始相对于彼此逆序闭合。在大致一百七十度(170°)与一百二十度(120°)之间，该轴向凸轮提供平滑一致的闭合扭矩，并且然后该设备自己闭合至312处(铰链角90°)的制动。当再次施加力时(312与314之间的扭矩)，第一和第二壳体在314处继续闭合。在大致八十度(80°)与三十度(30°)之间，该轴向凸轮被设计为再次提供平滑一致的闭合扭矩，并且然后该设备自己闭合至316处(铰链角0°)的制动。
图4示出根据在此描述的各实施例的可被实现为包括双铰链轴向凸轮的便携式设备400的示例。在各实施例中，该便携式设备可以是任何形式的消费者设备、计算机设备、用户设备、通信设备、电话设备、导航设备、电视设备、电器设备、游戏设备、媒体回放设备和/或电子设备。在第一视图402中，便携式设备400被示为处于闭合位置。便携式设备400具有包括集成显示设备406的第一壳体404，并且还具有可包括物理键盘或附加显示设备410(例如该示例中所示在该便携式设备的下侧)的第二壳体408。因此，在第一和第二壳体的闭合位置下，这些显示设备可从该便携式设备的相反侧查看(在此亦称反书本模式)。
第一壳体404通过双铰链轴向凸轮412可移动地耦合到第二壳体408，所述双铰链轴向凸轮412安装在该设备的各显示设备之间并且可用于从大致零度(0°)的闭合位置打开至大致一百八十度(180°)的打开位置、以及旋转经过大致三百六十度(360°)。在第二视图414中，便携式设备400被示为处于打开位置，比如在第二壳体408在416处环绕并向上旋转以将显示设备406与附加显示设备410彼此邻接地定位以形成表面显示器418的位置时(例如这两个显示设备看似为一个较大的显示器表面)。在打开位置下，双铰链轴向凸轮不可见，并且被设计为允许这些显示设备在打开位置聚到一起。
在各实施例中，双铰链轴向凸轮412在打开位置下施加保持扭矩，该保持扭矩抵抗响应于对显示设备的触摸输入420的第一和第二壳体闭合。例如，这些显示设备中的一者或两者可以是集成触摸屏显示器，且对触摸屏的触摸输入420是有向力，轴向凸轮抵抗该有向力以使该便携式设备的第一和第二壳体保持在打开位置。
在第三视图422中，示出第二壳体408的外套424以说明将双铰链轴向凸轮412安装到便携式设备的第一和第二壳体中的安装特征。第二壳体的套子具有铰链槽426，各个铰链连杆102在被附连至双铰链的另一半(其随后被附连至第一壳体)之前被插入铰链槽426。参考图1，可移除凸轮110被设计为用于在铰链连杆被安装到便携式设备的第一和第二壳体中之后安装到铰链连杆102中。这促成较窄的铰链槽426，其仅仅宽到足以容纳铰链连杆的宽度，而非铰链连杆与凸轮两者的组合宽度。壳体的套子中较窄的槽更能抵抗碎屑侵入便携式设备，并且较小或较窄的铰链槽更好地维持壳体的结构完整性。
图5示出双铰链轴向凸轮的示例性方法500。描述方法框的次序并不旨在解释为限制，并且任何数量的所述方法框都可以按任何次序组合以实现本方法或实现替换方法。
在框502，按顺序将便携式设备的第一壳体相对于该便携式设备的第二壳体打开。例如，双铰链轴向凸轮412(图4)按顺序将便携式设备400的第一壳体404相对于该便携式设备的第二壳体408打开。第一和第二壳体可用于从大致零度(0°)的闭合位置至大致一百八十度(180°)的打开位置相对于彼此打开和闭合、以及旋转经过大致三百六十度(360°)。将第一和第二壳体相对于彼此打开的顺序包括在双铰链的第二半打开之前用较小的所施加扭矩打开该双铰链的第一半。在一实施方式中，向双铰链的第一半的凸轮及从动件机构施加较小扭矩以顺序打开便携式设备的第一和第二壳体。双铰链的轴向凸轮可用于使第一致动在双铰链的第二半打开之前打开该双铰链的第一半。
在框504，集成在便携式设备的第一壳体中的显示设备被定位成邻接集成在该便携式设备的第二壳体中的附加显示设备。例如，双铰链轴向凸轮412被设计为将显示设备406和附加显示设备410定位成彼此邻接以在打开位置下形成平面显示器418(例如这两个显示设备看似为一个较大的显示器平面)。
在框506，在打开位置下施加保持扭矩，该保持扭矩抵抗响应于对显示设备的输入的第一和第二壳体闭合。例如，双铰链轴向凸轮412在打开位置下施加保持扭矩，该保持扭矩抵抗响应于对显示设备的输入420的第一和第二壳体闭合。例如，这些显示设备中之一或两者可以是集成触摸屏显示器，且对触摸屏的触摸输入420是有向力，轴向凸轮抵抗该有向力以使该便携式设备的第一和第二壳体保持在打开位置。
在框508，以逆序将便携式设备的第一壳体相对于该便携式设备的第二壳体闭合。例如，双铰链轴向凸轮412以逆序将便携式设备400的第一壳体404相对于该便携式设备的第二壳体408闭合。该逆序包括：在双铰链的第二半闭合之前，双铰链的第一半闭合。向双铰链的第一半的凸轮及从动件机构施加较小扭矩以逆序闭合便携式设备的第一和第二壳体。双铰链的轴向凸轮可用于使第二致动在双铰链的第二半闭合之前闭合该双铰链的第一半。
尽管已经用结构特征和/或方法专用的语言描述了双铰链轴向凸轮的各实施例，但是所附权利要求的主题不必限于所述的具体特征或方法。相反，这些具体特征和方法是作为双铰链轴向凸轮的示例实现来公开的。

Claims (10)

1.一种便携式设备(400)，包括：
第一壳体(404)，所述第一壳体(404)与显示设备(406)集成；
第二壳体(408)，所述第二壳体(408)可移动地耦合到所述第一壳体，所述第一壳体用于相对于第二壳体(408)打开和闭合，所述第一和第二壳体能够配置成从大致零度(0°)的闭合位置(402)到大致一百八十度(180°)的打开位置(414)；以及
双铰链(100)，所述双铰链(100)可移动地耦合第一壳体和第二壳体，所述双铰链包括轴向凸轮(100)，所述轴向凸轮(100)被配置为在打开位置下施加保持扭矩，所述保持扭矩抵抗第一和第二壳体闭合。
2.如权利要求1所述的便携式设备，其特征在于，所述双铰链用于使第一致动和第二致动顺序打开第一和第二壳体，以及进一步用于逆序闭合第一和第二壳体。
3.如权利要求2所述的便携式设备，其特征在于，所述双铰链的轴向凸轮包括凸轮及从动件机构，所述凸轮及从动件机构之一在所述双铰链的第二半打开之前以较小的所施加扭矩打开所述双铰链的第一半，以及在所述双铰链的第二半闭合之前闭合所述双铰链的第一半。
4.一种双铰链(100)，包括：
铰链底盘(200)，所述铰链底盘(200)被配置成附连至便携式设备(400)的第一壳体(404)和所述便携式设备的第二壳体(408)，所述第一和第二壳体用于从大致零度(0°)的闭合位置(402)至大致一百八十度(180°)的打开位置(414)相对于彼此打开和闭合；以及
轴向凸轮(110)，所述轴向凸轮(110)被配置成在所述打开位置下施加保持扭矩，所述保持扭矩抵抗响应于对集成到所述第一壳体中的显示设备(406)的输入的第一和第二壳体闭合。
5.如权利要求4所述的双铰链，其特征在于，所述轴向凸轮用于使第一致动和第二致动顺序打开所述第一和第二壳体，以及进一步用于逆序闭合所述第一和第二壳体。
6.如权利要求5所述的双铰链，其特征在于，所述轴向凸轮用作所述打开第一和第二壳体以及所述闭合第一和第二壳体的双稳态机构。
7.如权利要求4所述的双铰链，其特征在于，所述轴向凸轮包括凸轮及从动件机构，其中所述凸轮及从动件机构之一在所述双铰链的第二半打开之前以较小的所施加扭矩打开所述双铰链的第一半，以及在所述双铰链的所述第二半闭合之前闭合所述双铰链的所述第一半。
8.如权利要求7所述的双铰链，其特征在于，第一凸轮从动件的凸轮面包括与第二凸轮从动件不同的形状，所述凸轮面作用在凸轮上以施加所述较小的所施加扭矩。
9.如权利要求7所述的双铰链，其特征在于，所述双铰链被配置为摩擦铰链，所述摩擦铰链包括所述凸轮及从动件机构，所述凸轮及从动件机构用于基于凸轮与凸轮从动件之间的摩擦来致动。
10.如权利要求4所述的双铰链，其特征在于：
所述双铰链还包括铰链连杆，所述铰链连杆被配置成耦合所述轴向凸轮，所述铰链连杆进一步配置成安装在所述便携式设备的所述第一和第二壳体中；
所述轴向凸轮各自包括凸轮和凸轮从动件，第一凸轮与所述铰链连杆集成且第二凸轮被配置成可从所述铰链连杆移除；以及
所述第二凸轮被进一步配置成在所述铰链连杆被安装到所述便携式设备的所述第一和第二壳体中之后安装到所述铰链连杆中。
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