CN102635768A - 形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于手机、平板电脑、PDA、电子书、数码播放器等便携式电子设备的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架(及方法)。该形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架包括具有张开弹力的支架以及置于便携式电子设备上用于阻止支架张开的卡钩、加热后可驱动卡钩的形状记忆合金，该形状记忆合金加热后可以驱动卡钩放开支架，支架随弹力张开，使得可以通过电信号控制加热形状记忆合金来控制打开支架。用户可以通过按键或者触摸屏操作完成对便携式电子设备支架的打开。

Description

形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架和方法

技术领域

本发明涉及手机、平板电脑、PDA、电子书、数码播放器等便携电子设备的支架。具体而言，本发明提供了一种通过形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架及相关方法。 

背景技术

在HTC HD7、诺基亚N86、诺基亚N96的手机上有折叠式支架，其支架是手动打开的。在放在桌面前，需要用两只手来完成打开支架的动作。并且由于支架主体的材料只有很少弹性，在放在桌面上时如果遇到过大的压力压在手机上将会造成支架或者转轴部分的损坏。 

纯机械装置控制打开支架，则增加了机械复杂程度容易出故障，而且手动操作的位置受机械的实际控制点位置的制约。 

电磁装置控制打开支架，电磁装置所能提供的力量和其体积的比很小，所以电磁装置会占比较大的空间，便携式电子设备的空间会比较小，而且操作的时候产生的磁场有电磁污染，且可能对周围的磁卡等造成不良影响。 

发明内容

本发明提供了一种用于手机、平板电脑、PDA、电子书、数码播放器等的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架(及方法)。可以通过电控加热形状记忆合金控制打开便携电子设备的支架，单手即可实现便携电子设备的支架的打开，并且遇到破坏性压力时不易损坏。 

本形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架包括由于弹簧作用或者自 身弹性形变而可以张开的支架主体、平时阻止支架主体张开的卡钩，被加热后恢复形变的力量足以带动卡钩部分放开支架主体的一部分的记忆合金、给形状记忆合金加热的电源或者加热器件。支架收起状态的时候，当形状记忆合金被电直接加热或者被加热器件加热后，形状记忆合金恢复形变之前的记忆形状，这个恢复力带动卡钩，卡钩放开支架主体。支架主体可以通过弹簧的弹力或者自身形变的弹力张开。 

支架主体采用不易损坏的超弹性合金或者合成材料制成，当支架张开时摔落或者施加过大压力时支架会弯曲，改变了受力点，从而减轻了其他部分损坏的可能性，失去过大外压力后支架主体恢复正常。所谓的超弹性是指在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复。 

形状记忆合金可以是单程形状记忆合金也可以是双程形状记忆合金。 

形状记忆合金是单程形状记忆合金时，当卡钩处于阻止支架主体打开的状态时，形状记忆合金处于被迫形变状态，当按动便携式电子设备上的按钮或者触摸屏操作给形状记忆合金通电加热或者用加热器件加热，形状记忆合金恢复到原记忆状态时的形状，此时带动卡钩放开支架主体，支架主体依靠支架弹簧的弹力或者自身形变产生的弹力张开，从而完成了通过加热形状记忆合金来控制打开便携式电子设备的支架的目的。当停止对形状记忆合金加热，形状记忆合金冷却时，将被卡钩机构的弹力重新带动至被迫形变状态，卡钩处于阻止支架主体打开的状态。此时如需要收起支架主体，需要将支架主体按压回原位置，支架主体的一部分随着按压的力量重新卡入卡钩，支架主体重新回到被卡钩阻止张开的收回状态。 

形状记忆合金是双程或全程形状记忆合金时，卡钩可以是双程或全程形状记 忆合金或者由双程或全程形状记忆合金带动。当卡钩处于阻止支架主体打开的状态时，双程或全程形状记忆合金处于低温的记忆状态的形状。当按动便携式电子设备上的按钮或者触摸屏操作给双程或全程形状记忆合金通电加热或者用加热器件加热时，双程或全程形状记忆合金恢复高温的记忆状态时的形状，此时带动卡钩放开支架主体的一部分，支架主体依靠支架弹簧的弹力或者自身形变产生的弹力张开，从而完成了通过加热双程或全程形状记忆合金来控制打开便携式电子设备的支架的目的。当停止对双程或全程形状记忆合金加热，双程或全程形状记忆合金冷却时，双程或全程形状记忆合金重新回归低温的记忆形状，卡钩被驱动至处于阻止支架主体打开的状态。此时如需要收起支架主体，需要将支架主体按压回原位置，支架主体的一部分随着按压的力量使卡钩和双程或全程记忆合金短暂变形重新卡入卡钩，支架主体重新回到被卡钩阻止张开的收回状态。 

形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，是通过电控加热来控制形状记忆合金恢复记忆的形状，在形状记忆合金恢复记忆的形状时，产生力量带动卡钩，使卡钩放开支架主体，支架主体依靠弹簧或者自身形变的弹力打开。本发明使得打开支架变成了可以通过单手进行按键操作或者触摸屏操作就能完成的过程。打开支架可以不再用双手手动打开了，使得打开支架的操作变得轻松顺畅。 

由于采用记忆合金作为驱动元件，所以具有体积小，执行力大，同时没有磁致制动器件的电磁污染，不会在操作时对周围磁卡等磁性敏感物品造成损坏。 

本发明的支架主体是由不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的。这样在支架打开状态时，便携式电子设备跌落的时候对支架有很大冲击力的时候， 或者便携式电子设备支架打开放在桌面的时候有过大外力施加在其上的时候，支架主体会产生弹性形变，改变支架其他部分受力分布，使得支架其他部分不容易损坏。当外力消失的时候支架主体恢复原状。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中： 

图1是本发明第一种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架收起状态的透视图。 

图2是本发明第一种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架打开状态的透视图。 

图3是本发明第一种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架打开状态局部放大的透视图。 

图4是本发明第一种实施方式控制卡钩的形状记忆合金执行单元的透视图。 

图5是本发明第二种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架收起状态的透视图。 

图6是本发明第二种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架打开状态的透视图。 

图7是本发明第二种实施方式弹性支架的透视图。 

图8是本发明第二种实施方式控制卡钩的形状记忆合金执行单元的透视图。 

图9是本发明第二种实施方式弹性支架和控制卡钩的形状记忆合金执行单元的透视图。 

图10是本发明第三种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支 架打开状态的透视图。 

图11是本发明第三种实施方式形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架打开状态局部放大的透视图。 

图12是本发明第三种实施方式控制卡钩的形状记忆合金执行单元的透视图。 

图13是本发明第四种实施方式控制卡钩的形状记忆合金执行单元的透视图。 

图14是本发明第五种实施方式控制卡钩的双程或全程形状记忆合金执行单元的透视图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。 

如图1、图2、图3、图4所示，本发明第一种实施方式的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，包括一个安装在便携式电子设备1上的用不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的支架主体3，支架主体3本身具有弹性不受任何外力的时候支架主体3是处于弧形的，当支架主体3处于如图1所示的收回状态的时候支架主体3是被压平的变形状态，支架主体3上有支架钩5。在便携式电子设备1上还装有控制卡钩9的形状记忆合金执行单元4。形状记忆合金执行单元4包括：形状记忆合金丝6和用于在形状记忆合金丝6与周围金属绝缘的绝缘接头7，还有可以弯曲变形的弹性金属片8和安装在弹性金属片8上的卡钩9。按钮2可以控制给形状记忆合金丝6在一定时间内加热。 

支架的打开过程：当按动按钮2或者便携式电子设备触摸屏的操作控制给形状记忆合金丝6通电时，形状记忆合金丝6的温度会因为电热作用升高。形状记忆合金丝6恢复到未被拉伸时的状态，形状记忆合金丝6的长度会缩短，形 状记忆合金丝6缩短的拉力拉动弹性金属片8弯曲变形，带动卡钩9运动。这时卡钩9放开了支架主体3上的支架钩5，支架主体3不再受到约束，于是由于支架主体3自己形变产生的弹力而自己张开。 

当停止给形状记忆合金丝6通电时，形状记忆合金丝6的温度会降低。形状记忆合金丝6会失去记忆形变的拉力，形状记忆合金丝6的会被弹性金属片8恢复到平的力再次拉长变形，弹性金属片8带动卡钩9运动。这时卡钩9恢复到可以约束支架钩5的位置。 

支架的收起过程：手动按压支架主体3，当支架钩5与卡钩9接触时，弹性金属片8将被迫弯曲，卡钩9被推动，支架钩5被压到卡钩9底下时，弹性金属片8恢复到平的状态卡钩9恢复原位，卡钩9重新约束支架钩5。支架主体3被压变形为平板状态，即支架处于收起状态。 

如图5、图6、图7、图8、图9所示，本发明第二种实施方式的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，包括一个安装在便携式电子设备11上的用不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的支架主体13，支架主体13本身具有弹性不受任何外力的时候支架主体13是处于弹出状态的，当支架主体13处于如图5所示的收回状态的时候支架主体13是处于压紧的变形状态，支架主体13的另一端16被固定箍17固定在便携式电子设备11上，支架主体13前端上有支架钩15。在便携式电子设备11上还装有控制卡钩21的形状记忆合金执行单元14。形状记忆合金执行单元14包括：形状记忆合金丝18和用于在形状记忆合金丝18与周围金属绝缘的绝缘接头19，还有可以弯曲变形的弹性金属片20和安装在弹性金属片20上的卡钩21。按钮12可以控制给形状记忆合金丝18在一定时间内加热。 

支架的打开过程：当按动按钮12或者便携式电子设备触摸屏的操作控制给形状记忆合金丝18通电时，形状记忆合金丝18的温度会因为电热作用升高。形状记忆合金丝18会恢复到未被拉伸时的记忆状态，形状记忆合金丝18的长度会缩短，形状记忆合金丝18缩短的拉力拉动弹性金属片20弯曲变形，带动卡钩21运动。这时卡钩21放开了支架主体13上的支架钩15，支架主体13不再受到约束，于是由于支架主体13自己形变产生的弹力而自己张开。 

当停止给形状记忆合金丝18通电时，形状记忆合金丝18的温度会降低。形状记忆合金丝18会失去记忆形变的拉力，形状记忆合金丝18的会被弹性金属片20恢复到平的力再次拉长变形，弹性金属片20带动卡钩21运动。这时卡钩21恢复到可以约束支架钩15的位置。 

支架的收起过程：手动按压支架主体13，当支架钩15与卡钩21接触时，弹性金属片20将被迫弯曲，卡钩21被推动，支架钩15被压到卡钩21底下时，弹性金属片20恢复到平的状态卡钩21恢复原位，卡钩21重新约束支架钩15。支架主体13被压平变形为扭簧般的缩紧状态，即支架处于收起状态。 

如图10、图11、图12所示，本发明第三种实施方式的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，包括一个安装在便携式电子设备31上的用不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的支架主体33，支架主体33是通过支架轴38在安装在便携式电子设备31上的轴套37中旋转而旋转的，当支架主体33处于收回状态的时候支架弹簧36处于被压紧的形变状态，支架弹簧36给支架主体33提供向外弹的弹力。支架主体33上有支架钩35。在便携式电子设备1上还装有控制卡钩42的形状记忆合金执行单元34。形状记忆合金执行单元34包括：形状记忆合金片40和用于给形状记忆合金片40加热的柔性电热材料41， 柔性电热材料41有供电的接线柱43，还包括可以弯曲变形的弹性金属框39和与弹性金属框39相连的卡钩42。按钮32可以控制柔性电热材料41给形状记忆合金丝片40在一定时间内加热。 

支架的打开过程：按动按钮32或者便携式电子设备触摸屏的操作控制通过接线柱43给柔性电热材料41通电，从而用柔性电热材料41给形状记忆合金片40加热，形状记忆合金片40的温度会升高。形状记忆合金片40会恢复到原来记忆的弯曲缩短的状态，形状记忆合金片40的会弯曲从而长度缩短，形状记忆合金片40弯曲缩短的拉力拉动弹性金属框39弯曲变形，带动卡钩42运动。这时卡钩42放开了支架主体33上的支架钩35，支架主体33不再受到约束，于是由于支架弹簧36形变产生的弹力而推动支架主体33沿轴套37旋转张开。 

当停止给柔性电热材料41通电时，柔性电热材料41停止加热，形状记忆合金片40的温度会降低。形状记忆合金片40会失去记忆形变的拉力，形状记忆合金片40会被弹性金属框39恢复到原形状的力再次拉长变形，弹性金属框39带动卡钩42运动。这时卡钩42恢复到可以约束支架钩35的位置。 

支架的收起过程：手动按压支架主体33，当支架钩35的斜面与卡钩42的斜面接触时，弹性金属框39将产生形变，卡钩42被推动，支架钩35被压到卡钩42底下时，弹性金属框39恢复到平的状态卡钩42恢复原位，卡钩42重新约束支架钩35，支架主体33处于收起状态。 

如图13所示，本发明第四种实施方式的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，支架部分与支架卡钩部分与前几例相同，所以只介绍用形状记忆合金执行单元。形状记忆合金执行单元可以分别与前几例的支架搭配。形状记忆合金执行单元包括：弹性金属框52、形状记忆合金拉簧53、卡钩51、 绝缘圈54。 

支架的打开过程：当按动按钮或触摸屏操作后控制给形状记忆合金拉簧53通电时，形状记忆合金拉簧53的温度会因为电热作用升高。形状记忆合金拉簧53会恢复到未被拉伸时的记忆形状，形状记忆合金拉簧53的长度会缩短，形状记忆合金拉簧53缩短的拉力拉动弹性金属框52弯曲变形，带动卡钩51运动。这时卡钩51放开了支架主体上的支架钩，支架主体不再受到约束，于是由于支架主体由于支架弹簧或者自己形变产生的弹力而自己张开。 

当停止给形状记忆合金拉簧53通电时，形状记忆合金拉簧53的温度会降低。形状记忆合金拉簧53会失去记忆形变的拉力，形状记忆合金拉簧53的会被弹性金属框52拉动再次拉长变形，弹性金属框52带动卡钩51运动。这时卡钩51恢复到可以约束支架钩的位置。 

支架的收起过程：手动按压支架主体，当支架钩与卡钩51接触时，弹性金属框52将弯曲，卡钩51被推动，支架钩被压到卡钩51底下时，弹性金属框52恢复带动卡钩51恢复原位，卡钩51重新约束支架钩。支架处于收起状态。 

如图14所示，本发明第五种实施方式的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，支架部分与支架卡钩部分与前几例相同，所以只介绍用双程或者全程记忆合金控制的形状记忆合金执行单元，可以分别与前几例的支架搭配。形状记忆合金执行单元包括：双程或者全程记忆合金片62、卡钩61、紧贴双程或者全程记忆合金片62的柔性电热材料63、柔性电热材料63是通过接线柱64通电发热的。 

支架的打开过程：按动按钮或者通过便携式电子设备触摸屏操作控制给柔性电热材料63通电，从而用柔性电热材料63给双程或者全程形状记忆合金片62 加热时，双程或者全程形状记忆合金片62的温度会升高。双程或者全程形状记忆合金片62会恢复到原来记忆的高温向内弯曲的状态，双程或者全程形状记忆合金片62会弯曲带动卡钩61运动。这时卡钩61放开了支架主体上的支架钩，支架主体不再受到约束，于是由于支架弹簧形变产生的弹力或者支架主体形变而产生的弹力的作用，支架主体张开。 

当停止给柔性电热材料63通电时，柔性电热材料63停止加热，双程或者全程形状记忆合金片62的温度会降低。双程或者全程形状记忆合金片62会恢复到平直或者向着高温时弯曲相反的方向弯曲，带动卡钩61运动。这时卡钩61恢复到可以约束支架钩的位置。 

支架的收起过程：手动按压支架主体，当支架钩与卡钩61的斜面接触时，双程或者全程形状记忆合金片62将产生形变，卡钩61被推动，支架钩被压到卡钩61底下时，卡钩61重新约束支架钩，支架主体处于收起状态。 

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。比如形状记忆合金的形状不仅仅是如上所述的形状，可以是其他形状。加热方式不仅仅是通电加热，柔性电热材料，还可以是PTC加热、红外加热装置等。还有其他在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。 

Claims (16)

1.一种形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，其包括：

具有张开弹力的支架；以及

置于便携式电子设备上用于阻止支架张开的卡钩、加热后可驱动卡钩的形状记忆合金，所述形状记忆合金可以加热后驱动卡钩放开支架，支架随弹力张开，使得可以通过电信号控制加热形状记忆合金来控制打开支架。

2.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述支架主体是用不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的。

3.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述具有张开弹力的支架其弹力是由弹簧提供的。

4.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述具有张开弹力的支架其弹力是由自身形变提供的。

5.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述形状记忆合金是单程的，在不对形状记忆合金加热时卡钩依靠自身弹力恢复到锁定位置。

6.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述形状记忆合金是双程或者全程的，停止加热时卡钩依靠双程或者全程形状记忆合金的低温记忆形状恢复力恢复到对支架的锁定位置。

7.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述形状记忆合金是通过通电加热的。

8.根据权利要求1的形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架，所述形状记忆合金是通过加热器对其加热的。

9.一种用于提供形状记忆合金控制打开的便携式电子设备支架的方法，其包括：在便携式电子设备上安装具有张开弹力的支架；以及

置于便携式电子设备上用于阻止支架张开的卡钩、加热后可驱动卡钩的形状记忆合金，所述形状记忆合金可以加热后驱动卡钩放开支架，支架随弹力张开，使得可以通过加热形状记忆合金来控制打开支架。

10.根据权利要求9的方法，所述具有张开弹力的支架主体是用不容易损坏的超弹性合金或者合成材料制成的。

11.根据权利要求9的方法，所述具有张开弹力的支架其弹力是由弹簧提供的。

12.根据权利要求9的方法，所述具有张开弹力的支架其弹力是由自身形变提供的。

13.根据权利要求9的方法，所述形状记忆合金是单程的，在不对形状记忆合金加热时卡钩单元依靠自身弹力恢复到锁定位置。

14.根据权利要求9的方法，所述形状记忆合金是双程或者全程的，停止加热时卡钩依靠双程或者全程形状记忆合金的低温记忆形状恢复力恢复到对支架的锁定位置。

15.根据权利要求9的方法，所述形状记忆合金是通过通电加热的。

16.根据权利要求9的方法，所述形状记忆合金是通过加热器对其加热的。

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