CN102705642A - 用于电子设备的球形枢轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电子设备的球形枢轴。一种多位置计算机包括用户界面部分和处理部分。用户界面部分包括沿着其背表面的路径。用户界面部分可以包括用于接收计算机外围设备的狭槽。处理部分包括用于将处理部分可滑动地耦合至用户界面部分的连接部件以及用于接触外部表面的滚动表面。处理部分允许用户界面部分沿着路径定向于多个位置中的一个上。在用户界面部分的一个取向上，自动地显示内容以与用户界面部分的取向对准。在某些实施例中，当用户界面部分定向于预定位置上时，显示虚拟键盘。处理部分包括邻近于滚动表面的侧面。在某些实施例中，端口和/或连接是可从侧面中的至少一个接近的。

Description

用于电子设备的球形枢轴
技术领域
本发明涉及用于电子设备的枢轴。更特别地，本发明涉及用于电子设备的球形枢轴。
背景技术
一体式(AIO)计算机比其对应的传统台式计算机更加紧凑，这使得AIO计算机对消费者很有吸引力。例如，屏幕和计算系统被集成为一个单元以使用户的工作空间最优化。图1A举例说明示例性现有技术AIO计算机100。现有技术AIO计算机100是将屏幕和计算系统集成的单元105。由支架110来支撑单元105，诸如键盘115、鼠标120和扬声器125的外围设备通常与单元105通信。虽然现有技术AIO计算机100节省了空间，但现有技术AIO计算机100仍是笨重的，并且由于两个电子设备(即屏幕和系统)集成为一个而具有功率和热量限制。此外，单元105的取向受到限制，因为单元105通常被安装到固定支架110，这使得AIO计算机100的任何触摸屏特征操作起来是不可行的。
又例如，键盘和计算系统被集成为一个单元以使用户的工作空间最优化。图1B举例说明另一示例性现有技术AIO计算机150。现有技术AIO计算机150是将键盘和计算系统集成的单元155。单元155通常与监视器160通信。虽然现有技术AIO计算机150类似地节省空间，但现有技术AIO计算机150也遭受与现有技术AIO计算机100相同的缺点。特别地，现有技术AIO计算机150是笨重的，并且由于两个电子设备(即键盘和系统)集成为一个而具有功率和热量限制。
所需的是一种紧凑但解决与计算系统与另一电子设备的集成相关联的功率和热量限制的AIO计算机。
发明内容
本发明的实施例针对用于电子设备的球形枢轴。电子设备通常是显示面板。球形枢轴通常包括辊底座和臂。辊底座包括系统电路、I/O端口和到外部驱动的连接。臂将辊底座与显示面板耦合，并允许辊底座沿着位于显示面板上的路径滚动，使得显示面板定向于多个位置上。
在一方面中，一体式计算机包括包括背板的显示器、沿着背板的一部分的轨道以及被构造为用于显示器的支撑部件的计算系统。支撑部件通常被构造为沿着轨道滚动。在某些实施例中，显示器被装入框架中，使得在显示器的一部分与框架的底部之间存在狭槽以便接收计算机外围设备。在某些实施例中，轨道被设置在背板内。通常，支撑部件包括可去除地与轨道啮合的臂。支撑部件包括处理电路、输入/输出端口和盘驱动器。在某些实施例中，支撑部件包括用于吸收对显示器的冲击力的弹簧部件。替换地，支撑部件包括用于吸收对显示器的冲击力的材料。在某些实施例中，计算机还包括确定显示器的取向的传感器。当显示器处于第一取向时，显示器处于非触摸模式，并且当显示器处于第二取向时，显示器处于触摸模式。通常，在触摸模式下，虚拟键盘出现在显示器上。在某些实施例中，传感器位于显示器的一部分处，并且在传感器检测到支撑部件的存在时，显示器处于触摸模式。替换地，传感器位于显示器的一部分处，并且在传感器检测到支撑部件通过传感器时，显示器在一个输入模式与另一输入模式之间转换。
在另一方面中，多位置计算机包括用于显示内容的用户界面部分。用户界面部分包括沿着其背表面的路径。多位置计算机还包括处理部分。该处理部分包括用于将处理部分可滑动地耦合到用户界面部分的连接部件。处理部分还包括用于接触外表面的滚动表面。处理部分允许用户界面部分沿着路径定向于多个位置中的一个上。在某些实施例中，滚动表面的至少一部分包括防滑材料。在某些实施例中，处理部分还包括啮合用户界面部分以防止处理部分沿着路径滑动的闩锁(latch)。通常，处理部分还包括邻近于滚动表面的侧面。在某些实施例中，可从侧面中的至少一个接近输入/输出端口和到外部驱动的连接。在某些实施例中，多位置计算机还包括检测用户界面部分的取向的传感器。用户界面部分的输出端通常被配置为与用户界面部分的取向自动地对准。在某些实施例中，用户界面部分在用户界面部分定向于预定位置时自动地显示虚拟键盘。
在仍另一方面中，处理单元包括球形外壳。该球形外壳通常包括外部滚动表面和邻近于外部滚动表面的侧面、内部处理电路以及可从至少一侧接近的输入/输出端口。处理单元还包括从外部滚动表面延伸的臂。该臂被构造为可去除地与显示面板耦合。
在仍另一方面中，显示面板包括在显示面板的正面上的屏幕以及在显示面板的背面上的轨道。该轨道被构造为接收底座的滚珠轴承臂，使得臂能够在轨道内滑动以使显示面板沿着轨道定向于多个位置中的一个上。
在仔细阅读下面阐述的实施例的详细说明之后，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
现在将对在附图中举例说明的本发明的实施方式进行详细参考。遍及各图和以下详细说明将使用相同的附图标记以指示相同或类似部分。
图1A-1B举例说明示例性现有技术一体式(AIO)计算机。
图2A-2C举例说明依照本发明的示例性显示面板的不同角度。
图3A举例说明依照本发明的处于第一位置的示例性AIO计算机的不同角度。
图3B举例说明依照本发明的处于第二位置的图3A的示例性AIO计算机的不同角度。
图4举例说明依照本发明的另一示例性AIO计算机。
图5举例说明依照本发明的仍另一示例性AIO计算机。
图6举例说明依照本发明的另一示例性辊底座。
图7举例说明依照本发明的仍另一示例性辊底座。
具体实施方式
在以下说明中，出于解释的目的阐述了许多细节。然而，本领域的技术人员将认识到可以在不使用这些特定细节的情况下实施本发明。因此，本发明并不意图局限于所示的实施例，而是将依照与本文描述的原理和特征一致的最广泛范围。
本发明的实施例针对用于电子设备的球形枢轴。电子设备通常是平面显示面板。球形枢轴为显示面板提供支撑并通常包括辊底座和臂。在某些实施例中，辊底座是球状的，虽然辊底座可以是桶状的(例如略微水平地拉长)以在使用期间提供更大的稳定性和支撑。臂将辊底座与显示面板耦合，并允许臂沿着位于显示面板上的路径滚动，使得显示面板能够定向于多个位置中的任何一个上。在某些实施例中，辊底座还包括用于在使用期间吸收对显示面板的冲击力的弹簧部件、软垫等。本发明的辊底座不仅为显示面板提供支撑，而且辊底座还包括计算系统。计算系统与显示面板和键盘分离。替代地，计算系统在其自己的外壳中，这有利地减小了显示面板和键盘的厚度，并且消除了与现有技术一体式(AIO)计算机相关联的功率和热量限制。辊底座包括系统电路(例如，母板、印刷电路板)、I/O端口、到外部驱动的连接和/或计算机系统的其它典型组件(例如，到显示面板的连接器、电源连接、风扇)。本发明的AIO计算机包括显示面板和球形枢轴。
依照本发明，在图2A-2C中举例说明示例性显示面板200。特别地，图2A-2C举例说明示例性显示面板200的不同角度。通常，显示面板200与现有技术AIO计算机比较起来是薄的且并不笨重，因为显示面板200与计算系统分离。计算系统通常位于别处，诸如在可去除球形枢轴中。
在某些实施例中，显示面板200被装入比显示面板200大的框架240中，使得狭槽215存在于显示面板200的底部与框架240的底部之间。狭槽215可以用于在例如显示面板200竖直地定位时接收诸如键盘(未示出)和鼠标(未示出)的计算机外围设备。
显示面板200包括正面205和背面225。如图2A所示，屏幕220通常在显示面板200的正面205上形成。同样地，控制监视器设置的按钮21O通常位于正面205上，虽然按钮210可以位于显示面板200上的其它位置。端口及其它连接器235通常位于显示面板200的底部边缘上，如图2C所示，虽然端口及其它连接器235还可以位于显示面板200上的其它位置。
轨道230通常在显示面板200的背面225上形成。在图2B中，垂直轨道23O基本上位于背板225的宽度的中心处。在某些实施例中，将轨道230设置在背面225中。替换地，轨道230在背面225的平面表面上凸起。轨道230通常接收球形枢轴的臂。由于球形枢轴的臂能够沿着轨道230滑动并在任何位置处停止，所以显示面板200能够沿着轨道230定向于无限数目的位置中的一个上。替换地，沿着轨道230存在球形枢轴的臂能够停止在其处的离散位置。虽然图2B所示的轨道230被成形为“|”形，但轨道230可以是包括“+”形状的任何形状。“+”形状轨道允许用户使显示面板200从风景取向至肖像且反之亦然。
图3A-3B举例说明依照本发明的示例性AIO计算机300。AIO计算机300包括诸如图2A-2C所示的一个的显示面板200和球形枢轴31O。
图3A举例说明依照本发明的处于第一位置的AIO计算机300的两个不同角度。当AIO计算机300处于第一位置上时，球形枢轴310位于轨道230的底部处。在某些实施例中，当AIO计算机300处于此竖直位置上时，显示面板200以不大于35°的角度从垂直方向倾斜。
球形枢轴310包括辊底座335和臂350。辊底座335包括内部系统电路(未示出)、I/O端口355a、到外部驱动的连接355b和/或计算机系统的其它典型组件(例如，未示出)。通常，使辊底座335内的母板布局和印刷电路板布局与辊底座335的独特形状轮廓相符。辊底座335还包括滚动表面335a和邻近于滚动表面335a的侧面335b。在某些实施例中，至少I/O端口355a、到外部驱动的连接355b、到显示面板200的连接器以及电源连接位于辊底座335的一个或多个侧面335b上。在某些实施例中，诸如橡胶的防滑材料345在滚动表面335a的一部分上形成以防止球形枢轴310在显示面板200沿着轨道230定向于多个位置中的一个上时滚动。
球形枢轴310的臂350是用于将辊底座335连接到显示面板200的连接部件。臂350的尺寸被确定为配合在显示面板200的轨道230内，并被构造为在显示面板200的轨道230内滑动。在某些实施例中，臂350的耦合末端包括滚珠轴承模块，其允许臂350在轨道230内滑移或滑动，以便使显示面板200沿着轨道230定向于多个位置中的一个上。由于球形枢轴310的臂350能够沿着轨道230滑动并在任何位置处停止，所以显示面板200能够沿着轨道230定向于无限数目的位置中的一个上。替换地，沿着轨道230存在球形枢轴310的臂350能够停止在其处的离散位置。在某些实施例中，球形枢轴310还包括闩锁或锁定机构(未示出)，其与显示面板200啮合以防止球形枢轴在显示面板200的轨道230内进一步滑动。
图6举例说明依照本发明的另一示例性辊底座635。辊底座635包括内部系统电路(未示出)、I/O端口655a、到外部驱动的连接655b和/或计算机系统的其它典型组件(未示出)。辊底座635还包括滚动表面635a和邻近于滚动表面635a的侧面635b。在某些实施例中，至少I/O端口655a、到外部驱动的连接655b、到显示面板的连接器以及电源连接位于辊底座635的滚动表面635a的第一部分上。在某些实施例中，在滚动表面635a的第二部分上形成诸如橡胶的防滑材料645。在某些实施例中，第一部分位于第二部分之上，使得辊底座635的滚动不妨碍对I/O端口655a、到外部驱动的连接655b、到显示面板的连接器以及位于滚动表面635a的第一部分上的电源连接的接近。
图7举例说明依照本发明的另一示例性辊底座735。辊底座735被与图3A-3B的辊底座335类似地构造，不同的是辊底座735还包括在用户触摸与辊底座735耦合的显示面板时软化对AIO系统的冲击力的装置。辊底座735包括内部系统电路(未示出)、I/O端口755a、到外部驱动的连接755b和/或计算机系统的其它典型组件(未示出)。辊底座735还包括滚动表面735a和邻近于滚动表面735a的侧面735b。至少I/O端口755a、到外部驱动的连接755b、到显示面板的连接器并且电源连接位于辊底座735的一个或多个侧面735b上。滚动表面735a包括在用户触摸显示面板时软化对AIO系统的冲击力的装置。例如，滚动表面735a可以包括用于吸收对被耦合到辊底座735的显示面板的冲击力的弹簧部件765。弹簧部件765被构造为在弹簧部件765与诸如桌子的外部表面接触时提供弹性。在某些实施例中，将诸如橡胶的防滑材料745附着于滚动表面735a的一部分以防止球形枢轴在显示屏定向于多个位置中的一个时滚动。如图7所示，滚动表面735a的该部分包括弹簧部件765。
又例如，滚动表面可以包括诸如氯丁橡胶等的材料(未示出)以在用户触摸显示屏时缓冲对AIO系统的冲击力。
返回参考图3A-3B，当球形枢轴310从轨道230的底部滑动至轨道230的顶部时，显示面板200处于第二位置上。在第一位置(图3A)与第二位置(图3B)之间，存在显示面板200能够被定向的多个、甚至无限数目的位置。图3B举例说明依照本发明的处于第二位置的图3A的AIO计算机300的两个不同角度。当AIO计算机300处于第二位置时，球形枢轴310位于显示面板200的轨道230的顶部处。
如上文所讨论的，滚动表面335a的一部分包括防滑材料345。在某些实施例中，包括防滑材料345的那部分滚动表面335a覆盖辊底座335的表面，其在AIO计算机300处于此第二位置时接触诸如桌子的外部表面。由于至少I/O端口355a、到外部驱动的连接355b、到显示面板200的连接器以及电源连接位于辊底座335的一个或多个侧面335b上而不是滚动表面335a上，所以当球形枢轴310位于轨道300的顶部处时，I/O端口355a、到外部驱动的连接355b、到显示面板200的连接器以及电源连接仍是可接近的。然而，如在别处所讨论的，端口和连接在不妨碍对这些端口和连接接近的情况下可以位于辊底座335上的其它位置处。
通常，用户在用户坐下时(例如显示面板200通常与眼平)使显示面板200处于第一位置(图3A)且在用户站立时(例如用户在显示面板200之上)使其显示面板200处于第二位置(图3B)。当显示面板200处于至少第一位置时，AIO计算机300通常处于非触摸模式。换言之，用户使用键盘和鼠标作为输入设备。(可以将键盘和鼠标存储在狭槽215中。)然而，用户能够手动地将模式从非触摸模式变成触摸模式。在触摸模式下，虚拟键盘出现在显示面板200的屏幕上。至少在显示面板200处于第二位置时，AIO计算机300通常处于触摸模式。然而，用户能够使模式恢复至非触摸模式。
在某些实施例中，两个模式之间的转换是自动的，并且可以通过包括位于显示面板中的传感器以检测球形枢轴的位置来实现。图4举例说明依照本发明的具有此类传感器460的示例性AIO计算机400。如图4所示，传感器460位于显示面板405的近似中点处。包括辊底座435和臂450的球形枢轴410被耦合到显示面板405。在图4的最左图片中，球形枢轴410位于传感器460的下面或左侧。由于传感器460尚未检测到球形枢轴410的通过，所以AIO计算机400处于非触摸模式。然而，用户能够手动地将模式从非触摸模式变成触摸模式。当传感器460检测到球形枢轴410从传感器460下面(或左侧)至传感器460处或之上(或右侧)的通过时，诸如图4的最右图片所示，AIO计算机400自动地变成触摸模式(如果没有处于触摸模式的话)。然而，用户还能手动地使模式恢复至非触摸模式。同样地，当传感器460检测到球形枢轴410从传感器460的上面(或右侧)至下面(或左侧)的通过时，AIO计算机400自动地变成非触摸模式(如果没有处于非触摸模式的话)。
在某些实施例中，作为诸如图4中的传感器位于显示面板的近似中点处的替代，传感器560位于显示面板505的一端处，诸如在图5中。如图5所示，传感器560近似地位于显示面板505的顶部。包括辊底座535和臂550的球形枢轴510被耦合到显示面板505。在图5中的最左图片中，球形枢轴510和传感器560位于显示面板505的相对末端处。球形枢轴510位于显示面板505的底部处。由于传感器560未检测到球形枢轴510的存在，所以AIO计算机500处于非触摸模式。然而，用户能够手动地将模式从非触摸模式变成触摸模式。当显示面板505被倒转时(例如，球形枢轴510位于显示面板505的顶部处)，传感器560检测球形枢轴510的存在，如在图5的最右图片中所示。一旦传感器560检测到球形枢轴51O的存在，则显示面板505的输出端的取向被自动地变成与显示面板505对准。此外，AIO计算机500自动地变成触摸模式(如果没有处于触摸模式的话)。然而，用户还能手动地使模式恢复至非触摸模式。同样地，当显示屏505被向后倒转时(例如，传感器560未检测到球形枢轴510的存在，因为球形枢轴510位于显示面板505的底部处；图5的最左图片)，显示面板505的输出端的取向被自动地变成与显示面板505对准。此外，AIO计算机500自动地变成非触摸模式(如果没有处于非触摸模式的话)。用户还能手动地使模式恢复至触摸模式。在本实施例中，用户甚至能够在AIO计算机500被“倒转”时使用AIO计算机500。
另外或替换地，本发明的AIO计算机包括被构造为将屏幕取向自动地变成与显示面板对准或确定是否在屏幕上显示虚拟键盘的加速度计(未示出)。
在某些实施例中，本发明的球形枢轴有利地是可从本发明的显示面板去除的。当显示面板不操作(诸如屏幕被损坏)、但球形枢轴处于工作条件时，可以去除球形枢轴并将其机械地和电气地与另一显示面板耦合。同样地，当球形枢轴不操作(诸如硬盘驱动器损坏或存储器故障)、但显示面板处于工作条件时，可以去除并替换不操作的球形枢轴。
本发明的AIO系统是零覆盖区(zero-footprint)计算机，因为其有利地将计算系统的组件与支架或支撑体集成。不存在占用地板或办公桌上的空间的传统“机箱”。由于计算系统的组件未与另一电子设备集成，所以消除了与现有技术一体式(AIO)计算机相关联的功率和热量限制。此外，由于支撑体被构造为沿着显示面板的一部分滚动，所以显示面板能够定向于多个位置上，允许用户以符合人体工程学的方式来使用AIO系统。
虽然已参考许多特定细节描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到在不脱离本发明的精神的情况下可以以其它特定形式来体现本发明。因此，本领域的技术人员应理解的是本发明不受到前述说明性细节的限制，而是由所附权利要求来定义。

Claims (20)

1.一种一体式(AIO)计算机，包括：
a.显示器，其包括沿着所述显示器的背板的一部分的轨道；以及
b.计算系统，其被构造为用于显示器的支撑部件，其中，所述支撑部件被构造为沿着所述轨道滚动。
2.权利要求1的AIO计算机，其中，所述显示器被容纳在框架中，使得在所述显示器的一部分与所述框架的底部之间存在狭槽以便接收计算机外围设备。
3.权利要求1的AIO计算机，其中，所述轨道被设置在所述背板内。
4.权利要求1的AIO计算机，其中，所述支撑部件包括可去除地与所述轨道啮合的臂。
5.权利要求1的AIO计算机，其中，所述支撑部件包括用于吸收对所述显示器的冲击力的弹簧部件。
6.权利要求1的AIO计算机，其中，所述支撑部件包括用于吸收对所述显示器的冲击力的材料。
7.权利要求1的AIO计算机，还包括确定所述显示器的取向的传感器。
8.权利要求7的AIO计算机，其中，当所述显示器处于第一取向时，所述显示器处于非触摸模式，并且当所述显示器处于第二取向时，所述显示器处于触摸模式。
9.权利要求8的AIO计算机，其中，在所述触摸模式下，虚拟键盘出现在所述显示器上。
10.权利要求7的AIO计算机，其中，所述传感器位于所述显示器的一部分处，并且在所述传感器检测到所述支撑部件的存在时，所述显示器处于所述触摸模式。
11.权利要求7的AIO计算机，其中，所述传感器位于所述显示器的一部分处，并且在所述传感器检测到所述支撑部件通过所述传感器时，所述显示器在一个输入模式与另一输入模式之间转换。
12.一种多位置计算机，包括：
a.用户界面部分，其用于显示内容；以及
b.处理部分，其包括：
1.连接部件，其用于将所述处理部分可滑动地耦合到用户界面部分；以及
2.滚动表面，其用于接触外部表面，
其中，所述处理部分允许所述用户界面部分定向于多个位置中的一个上。
13.权利要求12的多位置计算机，其中，滚动表面的至少一部分包括防滑材料。
14.权利要求12的多位置计算机，其中，所述处理部分还包括啮合所述用户界面部分以防止所述处理部分沿着所述用户界面部分的一部分滑动的闩锁。
15.权利要求12的多位置计算机，其中，所述处理部分还包括邻近于所述滚动表面的侧面，并且其中，可从所述侧面中的至少一个接近输入/输出端口和到外部驱动的连接中的至少一个。
16.权利要求12的多位置计算机，还包括检测所述用户界面部分的取向的传感器。
17.权利要求12的多位置计算机，其中，所述用户界面部分的输出端被构造为自动地与所述用户界面部分的取向对准。
18.权利要求12的多位置计算机，其中，所述用户界面部分在所述用户界面部分定向于预定位置上时自动地显示虚拟键盘。
19.一种处理单元，包括：
a.球形外壳，包括：
1.外部滚动表面和邻近于所述外部滚动表面的侧面；
2.内部处理电路；以及
3.输入/输出端口和可从至少一个侧面接近的连接器；以及
b.臂，其从所述外部滚动表面延伸，其中，所述臂被构造为可去除地与显示面板耦合。
20.一种显示面板，包括：
a.在所述显示面板的正面上的屏幕；以及
b.在所述显示面板的背面上的轨道，所述轨道被构造为接收底座的滚珠轴承臂，使得该臂能够在所述轨道内滑动以使所述显示面板沿着所述轨道定向于多个位置中的一个上。
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