CN104314968A - 一种笔记本计算机的转轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种笔记本计算机的转轴结构，连接在笔记本计算机的系统端和显示端之间，所述系统端在转轴结构处具有向显示端的凸起部分，包括：固定连接系统端的定轴组件，用于承载所述笔记本计算机的显示端；固定连接显示端的具有变轴心结构的动轴组件，动轴组件通过所述变轴心结构转动连接所述定轴组件，以便当动轴组件围绕所述定轴组件转动时，使动轴组件的轴心位置发生变化，从而避免显示端在转动时与所述系统端的凸起部分发生干涉。本发明使显示端处动轴的轴心位置在转动过程中逐渐变化，从而避开与系统端的干涉，运动结构简单，易于制造，易于装配。

Description

一种笔记本计算机的转轴结构

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种笔记本计算机的转轴结构。

背景技术

在笔记本的产品外观设计之初，客户会约定一些产品外观特征，例如：如图1a所示，系统端1在转轴结构的位置处设计向显示端2的凸起部分10。如果按照传统的方案设计笔记本计算机的转轴结构，这种凸起部分的设计通常会造成转轴在转动过程中使显示端2与系统端1发生干涉，如图1b所示。因此需要设计一种转轴结构，使显示端在翻折过程中避开与系统端之间的高度差，从而避免干涉。目前有一种360度转轴结构，避免干涉的方法是：通过双轴调整轴心间距来实现显示端翻折过程中避开与系统端的高度差，但是通过双轴转动来调整轴心间距的制造精度要求高，制造难度高，并且成本高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种笔记本计算机的转轴结构，使显示端处动轴的轴心位置在转动过程中逐渐变化，从而避开与系统端的干涉，运动结构简单，易于制造，易于装配。

为了实现本发明的上述目的，提供以下技术方案：

一种笔记本计算机的转轴结构，连接在笔记本计算机的系统端和显示端之间，所述系统端在转轴结构处具有向显示端的凸起部分，包括：固定连接系统端的定轴组件，用于承载所述笔记本计算机的显示端；固定连接显示端的具有变轴心结构的动轴组件，动轴组件通过所述变轴心结构转动连接所述定轴组件，以便当动轴组件围绕所述定轴组件转动时，使动轴组件的轴心位置发生变化，从而避免显示端在转动时与所述系统端的凸起部分发生干涉。

优选的，所述定轴组件包括：其一端与系统端固定连接的定轴，所述变轴心结构的一端与所述定轴转动连接。

优选的，所述动轴组件还包括：动轴，所述动轴的一端与显示端固定连接，另一端与所述变轴心结构的另一端固定连接。

优选的，所述变轴心结构的一端开设有第二导向槽，所述定轴穿设在所述第二导向槽内，当所述动轴带动所述变轴心结构围绕所述定轴转动时，所述变轴心结构沿其第二导向槽绕着定轴转动。

优选的，所述定轴组件还包括：固定连接在定轴的另一端的第一连接件，第一连接件的一端与所述动轴转动连接，另一端与所述定轴固定连接；当所述动轴带动所述变轴心结构围绕所述定轴转动时，所述第一连接件用于辅助变轴心结构对动轴和定轴进行相互限位，以便使动轴相对于定轴的转动唯一。

优选的，所述第一连接件的一端开设有第一导向槽，所述动轴穿设在所述第一导向槽内，当所述动轴围绕所述定轴转动时，所述动轴沿第一导向槽滑动，以便使动轴的轴心沿第一导向槽滑动。

此外，还包括：套设在定轴上与变轴心结构邻接的至少一个第一摩擦件，在动轴带动变轴心结构围绕定轴转动时，第一摩擦件用于与变轴心结构相互干涉而产生扭力。

优选的，还包括：套设在动轴上与第一连接件邻接的至少一个第二摩擦件，在动轴沿所述第一导向槽滑动时，第二摩擦件用于与第一连接件相互干涉而产生扭力。

优选的，第一连接件和变轴心结构为凸轮。

优选的，所述第一摩擦件和第二摩擦件为凹凸轮。

本发明的有益效果体现在以下方面：

1)本发明的动轴在带动显示端围绕定轴转动的过程中，动轴的轴心位置会发生变化，从而避开显示端与系统端的干涉；

2)本发明主要通过定轴、动轴以及连接在定轴和动轴之间的凸轮来实现动轴的轴心变化，结构简单，成本低，易于制造，易于装配；

3)本发明通过连接在定轴和动轴之间的凸轮来实现动轴和定轴的相互限位，运动简洁有效，可靠。

附图说明

图1a是传统转轴结构的显示端与系统端保持0度的状态示意图；

图1b是传统转轴结构的显示端在转动时与系统端发生干涉的状态示意图；

图2是本发明动轴和定轴的连接关系图；

图3是本发明适用于低扭版本的结构示意图；

图4是图3所示的爆炸图；

图5是本发明适用于高扭版本的结构示意图；

图6是图5所示的爆炸图；

图7是本发明凸轮的结构示意图；

图8a是本发明在显示端闭合与系统端呈0°时的状态示意图；

图8b是本发明在显示端翻转与系统端呈30°时的状态示意图；

图8c是本发明在显示端翻转与系统端45°时的状态示意图；

图8d是本发明在显示端翻转与系统端60°时的状态示意图；

图8e是本发明在显示端翻转与系统端90°时的状态示意图；

图8f是本发明在显示端翻转与系统端120°时的状态示意图；

图9是对本发明动轴轴心变化的分析图。

附图标记说明：1-系统端；10-凸起部分；2-显示端；3-定轴；4-动轴；5-第一连接件；51-第一导向槽；52-定轴销孔；53-第一限位孔；54-第一止动凸轮；6-变轴心结构；61-第二导向槽；62-动轴销孔；63-第二限位孔；64-第二止动凸轮；7-第一摩擦件；8-第二摩擦件；9-弹片。

具体实施方式

本发明的转轴结构适用于系统端在转轴结构处具有向显示端的凸起部分的笔记本计算机。本发明的转轴结构连接在笔记本计算机的系统端和显示端之间，用于使显示端相对于系统端进行翻折，并且在显示端转动过程中，可以避开与系统端的干涉。

如图2所示是本发明用于避开显示端与系统端之间的干涉的转轴结构的核心，包括：固定连接系统端1的定轴组件，用于承载笔记本计算机的显示端并使显示端围绕该定轴组件旋转；固定连接显示端2的的动轴组件，动轴组件具有变轴心结构6，动轴组件通过该变轴心结构转动连接定轴组件。在动轴组件围绕定轴组件转动过程中，变轴心结构使动轴组件的轴心位置发生变化，从而避免显示端在转动时与系统端的凸起部分10发生干涉。

具体的，如图2所示，定轴组件包括：定轴3，其一端与系统端1固定连接；第一连接件5，固定连接在定轴3的另一端。动轴组件包括：动轴4，动轴的一端与显示端2固定连接；变轴心结构6，固定连接在动轴4的另一端。其中，定轴3和动轴4通过变轴心结构6和第一连接件5连接在一起。第一连接件5的一端与动轴4转动连接，另一端与定轴3固定连接；变轴心结构6的一端与定轴3转动连接，另一端与动轴4固定连接。当动轴4带动述变轴心结构6围绕定轴3转动时，第一连接件5用于辅助变轴心结构6对动轴4和定轴3进行相互限位，以便使动轴4相对于定轴3的转动唯一。

优选的，本发明的第一连接件5和变轴心结构6设计为结构相同的凸轮。如图2和7所示，当凸轮用作变轴心结构6时，变轴心结构6的一端开设有第二导向槽61，定轴3穿设在第二导向槽61内；变轴心结构6的另一端开设用于固定动轴4的动轴销孔62。当凸轮用作第一连接件5时，第一连接件5的一端开设有第一导向槽51，动轴4穿设在第一导向槽51内；第一连接件5的另一端开设用于固定定轴3的定轴销孔52。

如图8a至8f所示为显示端2从与系统端1呈0°状态翻转到120°时的部分状态图。如图8a所示，显示端2闭合与系统端1呈0°。当要翻动显示端时，如图8b至8f所示，动轴4沿第一连接件5的第一导向槽51运动，同时，变轴心结构6沿其第二导向槽61绕着定轴3转动，第一连接件5和变轴心结构6相互限位，使动轴4的轴心沿着如图9所示的唯一轨迹CA运动，从而使显示端2逐渐被抬起远离定轴轴心，整个转动过程中显示端2与系统端1无干涉。

如图9所示，B点为定轴轴心位置，C点为0°时动轴轴心位置，传统的转轴结构中，C点做以B点为圆心的圆弧运动，运动轨迹为CE，即翻开显示端的过程中，动轴轴心从C点运动到E点，动轴轴心与定轴轴心之间的距离没有变化。

对于本发明，动轴轴心的运动轨迹为CA，动轴轴心从C点运动到A点，动轴轴心与定轴轴心之间的距离发生变化，参照图9可分析动轴轴心运动到A点相对于E点被抬高的高度。

具体的，过A做BC的平行线，过E做BC的垂直线，两线相交于点F，EF即本发明动轴轴心相较于传统转轴轴心被抬高的高度差，该高度差使得显示端避开与系统端的干涉。

如图9所示，圆弧CA的圆心为D点，圆弧CE的圆心为B点。已知△ABC，设AB＝a，BC＝b，AD＝DC＝c，∠ADC＝α(120°)，求EF。

解：已知AD＝DC＝c，∠ADC＝α，在△ADC中由余弦定理得

$\begin{array}{c}\mathrm{AC}=\sqrt{{\mathrm{AD}}^2+{\mathrm{DC}}^2-2\left|\mathrm{AD}\right|\×\left|\mathrm{DC}\right|\×\mathrm{COS}\∠\mathrm{ADC}}\\ =\sqrt{c^2+c^2-2c^2\mathrm{COS\α}}=c\sqrt{2(1-\mathrm{COS\α})}\end{array}$

设∠ABC＝∠β，在△ABC中由余弦定理得

$\∠\mathrm{\β}=\mathrm{arcCOS}\left(\frac{{\mathrm{AB}}^2+{\mathrm{BC}}^2-{\mathrm{AC}}^2}{2\left|\mathrm{AB}\right|\×\left|\mathrm{BC}\right|}\right)=\mathrm{arcCOS}\left(\frac{a^2+b^2-2c^2(1-\mathrm{COS\α})}{2\mathrm{ab}}\right)$

因为∠EAF＝∠ABC＝∠β，AE＝AB-BE＝AB-BC＝a-b

所以 $\mathrm{EF}=\mathrm{AE}\×\sin \∠\mathrm{EAF}=(a-b)\sin \left(\mathrm{arcCOS}\left(\frac{a^2+b^2-2c^2(1-\mathrm{COS\α})}{2\mathrm{ab}}\right)\right)$

本发明既可用于低扭版本，也适用于高扭版本。

如图3和4所示，本发明用于低扭版本时，转轴结构还包括：套设在定轴3上与变轴心结构6邻接的至少一个第一摩擦件7及其夹紧机构，在动轴4带动变轴心结构6围绕定轴3转动时，第一摩擦件7用于与变轴心结构6相互干涉而产生扭力，夹紧机构用于在动轴转动过程中产生弹力，使第一摩擦件7和变轴心结构6发生干涉。

本发明用于低扭版本产生扭力的原型是在笔记本计算机行业中使用非常广泛的传统转轴结构，该原型在笔记本计算机行业中使用率90％以上。如图3和4所示，夹紧机构包括弹片9，弹片会在轴向给第一磨擦件7一个轴向预压力；第一磨擦件7的表面会有凹凸不平的结构，与第一摩擦件7邻接的变轴心结构6也有与之匹配的凹凸不平的结构。一旦产生了转动，这两个原来相互匹配的结构，就会相互挤压干涉并产生扭力。第一摩擦件7和变轴心结构6可以选择相匹配的凸台和凹台来产生扭力，也可以选择相匹配的凸点和凹点来产生扭力。当显示端闭合时，凸台和凹台(凸点和凹点)相匹配，不产生扭力；当转动显示端时，相匹配的凸台和凹台(凸点和凹点)会错位并相互挤压干涉产生扭力。优选地，第一摩擦件7为具有凸点和凹点的凹凸轮，变轴心结构6上具有与凹凸轮相匹配的凹点和凸点。

如图5和6所示，本发明用于高扭版本时，转轴结构在低扭版本的基础上又增加了：套设在动轴4上与第一连接件5邻接的至少一个第二摩擦件8及其夹紧机构，在动轴沿第一导向槽51滑动时，第二摩擦件8用于与第一连接件5相互干涉而产生扭力，夹紧机构用于在动轴转动过程中产生弹力，使第二摩擦件8和第一连接件5发生干涉。此处，高扭版本产生扭力的结构与原理同低扭版本，不再详细描述。如果需要调整扭力，可以根据实际需要增减凹凸轮的数量。

如图7所示，第一连接件5上还开设有第一限位孔53，变轴心结构6上还开设有第二限位孔63。如图3和5所示，第一限位孔53连接第一止动凸轮54，第一限位孔53用于与定轴3一起对第一止动凸轮54限位，使第一止动凸轮54的运动与第一连接件5的运动一致，第一止动凸轮54的设计可以减少第一连接件5在轴向的晃动。如图5所示，第二限位孔63连接第二止动凸轮64，第二限位孔63用于与动轴4一起对第二止动凸轮64限位，使第二止动凸轮64的运动与变轴心结构6的运动一致，第二止动凸轮64的设计可以减少变轴心结构6在轴向的晃动，增加运动的精确度与稳定性。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种笔记本计算机的转轴结构，连接在笔记本计算机的系统端和显示端之间，所述系统端在转轴结构处具有向显示端的凸起部分，其特征在于，包括：

固定连接系统端的定轴组件，用于承载所述笔记本计算机的显示端；

固定连接显示端的具有变轴心结构的动轴组件，动轴组件通过所述变轴心结构转动连接所述定轴组件，以便当动轴组件围绕所述定轴组件转动时，使动轴组件的轴心位置发生变化，从而避免显示端在转动时与所述系统端的凸起部分发生干涉。

2.根据权利要求1所述的转轴结构，其特征在于，所述定轴组件包括：其一端与系统端固定连接的定轴，所述变轴心结构的一端与所述定轴转动连接。

3.根据权利要求2所述的转轴结构，其特征在于，所述动轴组件还包括：

动轴，所述动轴的一端与显示端固定连接，另一端与所述变轴心结构的另一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的转轴结构，其特征在于，所述变轴心结构的一端开设有第二导向槽，所述定轴穿设在所述第二导向槽内，当所述动轴带动所述变轴心结构围绕所述定轴转动时，所述变轴心结构沿其第二导向槽绕着定轴转动。

5.根据权利要求4所述的转轴结构，其特征在于，所述定轴组件还包括：固定连接在定轴的另一端的第一连接件，第一连接件的一端与所述动轴转动连接，另一端与所述定轴固定连接；当所述动轴带动所述变轴心结构围绕所述定轴转动时，所述第一连接件用于辅助变轴心结构对动轴和定轴进行相互限位，以便使动轴相对于定轴的转动唯一。

6.根据权利要求5所述的转轴结构，其特征在于，所述第一连接件的一端开设有第一导向槽，所述动轴穿设在所述第一导向槽内，当所述动轴围绕所述定轴转动时，所述动轴沿第一导向槽滑动，以便使动轴的轴心沿第一导向槽滑动。

7.根据权利要求6所述的转轴结构，其特征在于，还包括：套设在定轴上与变轴心结构邻接的至少一个第一摩擦件，在动轴带动变轴心结构围绕定轴转动时，第一摩擦件用于与变轴心结构相互干涉而产生扭力。

8.根据权利要求7所述的转轴结构，其特征在于，还包括：套设在动轴上与第一连接件邻接的至少一个第二摩擦件，在动轴沿所述第一导向槽滑动时，第二摩擦件用于与第一连接件相互干涉而产生扭力。

9.根据权利要求7或8所述的转轴结构，其特征在于，第一连接件和变轴心结构为凸轮。

10.根据权利要求9所述的转轴结构，其特征在于，所述第一摩擦件和第二摩擦件为凹凸轮。