CN104375570A - 便携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种配有键盘的便携式电子装置。主机(1)是一种平板形计算机，主机(1)与屏盖(3)通过连杆(4)相连，键盘(2)设置在屏盖(3)的上面。闭合姿态时，主机下端位于下连轴(5)的后方；主机(1)斜立成键盘操作姿态时，主机(1)下端移至下连轴(5)的前方，以解决键盘操作姿态时的重心稳定问题；连杆与主机之间采用有连杆姿态转角稳定机构，主机下端与屏盖之间设置有钩扣机构或永磁体装置，使主机(1)斜立成键盘操作姿态时，不会翻倒。

Description

便携式电子装置

技术领域

本发明属于便携式电子装置领域，特别涉及到配有键盘，带显示屏的电子装置，如平板形计算机、智能手机。

技术背景

配有触屏的平板式计算机，便于手写，更方便携带，因而受到人们的欢迎。但现纯粹的平板式计算机缺少人们应用更多的键盘操作方式，现有微软公司推出的surface，在平板式计算机上加配有键盘，并配有斜立支撑板，可实现笔记本式计算机那样的键盘操作模式，但该产品存有缺点，打开斜立支撑板必须手动操作，动作繁多，键盘和平板计算机不能形成刚性连接，在不平坦地方(比如大腿上)，斜立支撑不稳，键盘操作不便利。

发明内容

本发明的目的是提出一种同样配有键盘的电子装置，比如配有键盘的智能手机和平板形计算机，但结构上与上述的surface不一样，操作更简单，结构更简洁紧凑，在不平坦地方，也能便利地进行键盘操作。

本发明的技术方案：整机包括有主机、键盘、屏盖和连杆，主机配有平板式显示屏，主机是一种平板形计算机，主机与屏盖通过连杆相连。连杆下端通过下连轴与屏盖相连，连杆上端通过上连轴与主机相连；主机与屏盖闭合时(简称闭合姿态)，屏盖盖着显示屏；键盘设置在屏盖的上面，键盘与屏盖后端之间留有距离。本发明的特征在于：上连轴位于主机下端或靠近主机下端；当主机与屏盖闭合时，主机下端位于下连轴的后方，下连轴离屏盖后端有一段距离，该距离与连杆的长度相当；当主机打开斜立在屏盖上，成键盘操作姿态时，连杆以下连轴为轴线向屏盖的前方(即键盘所在方向)转动，主机下端移至下连轴的前方。

由于整机的重量主要集中在主机上，主机斜立成键盘操作姿态时，整机重心提高，因而产生有重心不稳的问题。主机下端移至下连轴的前方，主机的重心向屏盖内方向移动，保证整机的重心垂线(特别是主机的重心垂线)，在屏盖平卧时，在屏盖内，以解决键盘操作姿态时的重心稳定问题。

为使主机能斜立在屏盖上，主机不会翻倒，本发明提出的技术方案有：(a)、屏盖上设置有沟槽或挡钩，当主机打开成键盘操作姿态时，主机的底端前边缘伸入沟槽或挡钩中，并且在屏盖上设置有顶着主机背后的支点。

(b)、在主机背后设置有支杆或支板，支杆或支板的上端连在主机上，当主机打开成键盘操作姿态时，支杆或支板的下端立在屏盖上，支杆或支板为主机斜立时的支撑装置。

(c)、连杆与主机之间采用有连杆姿态转角稳定机构，当主机打开成键盘操作姿态时，主机下端与屏盖之间设置有阻挡主机下端向上运动的钩扣机构或永磁体装置。

附图说明

以下结合附图以及具体实施方案对本发明作进一步说明：

图1是一种本发明便携式电子装置特征结构侧视示意图。

图2是一种本发明便携式电子装置主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构侧视局部示意图。

图3、4、5分别是三种本发明便携式电子装置主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构局部剖面示意图。

图6、7、8分别是三种本发明便携式电子装置主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)时，主机下端与屏盖之间扣紧连接机构的特征结构局部剖面示意图。

图9是一种本发明便携式电子装置主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构局部剖面示意图。

图10是一种本发明屏盖的特征结构局部剖面示意图。

图11a、图11b分别是图10中A-A处的两种局部特征结构剖面示意图。

图12和13分别是两种主机与连杆连接处的局部特征结构剖面示意图。

图14是一种本发明主机与连杆之间局部特征结构剖面示意图，示出了一种连杆姿态转角锁死台阶的特征结构。

图15是一种本发明中的连杆转角稳定机构采用凹沟式台阶结构的局部特征结构剖面示意图。

图16是一种本发明连杆通过上连轴与主机连接配合的局部特征结构剖面示意图，

图17和图18分别是图16中B-B处的两种结构局部特征剖面示意图。

图19、20分别是两种本发明便携式电子装置特征结构侧视示意图。

图中，1-主机，101-主机重力垂线，102-主机底端前边缘，103-台阶，104-阻力夹板，105-凸起，106-挡齿，107-主机高侧面，108-主机低侧面，109-凹沟，110-接触作力处，2-键盘，3-屏盖，301-屏盖上侧面线，4-连杆，401-表示连杆转动的箭头，402-上端连板，403-连杆直杆段，404-上端弯折段，405-连杆上端部分，406-凹孔，5-下连轴，6-上连轴，601-上连轴孔，602-转轴，603-凸齿，7-支杆或支板，8-沟槽，9-支点，10-挡钩，11-永磁体，12-磁性材料，13-弹片，14-顶件，15-弹性装置，16-球头或圆柱头，17-弹性扣帽，18-屏盖上侧面线，19-滑扣件，20-圆珠或杆，21-滑槽。

具体实施方案

图1所示的本发明便捷式电子装置，虚线所示的主机1与屏盖3闭合在一起，屏盖3盖着主机1上的显示屏(图中没有示出显示屏)，键盘2离屏盖3的后端(图中的右端、也就是与主机1下端对应的那端)留有一段距离，屏盖3的另一端(图中的左端、也就是与主机上端对应的那端)定义为前端，所在方向定义前方。连杆4过下连轴5与屏盖3相连，又通过上连轴6与主机1相连，上连轴6位于主机1下端，当闭合姿态(主机1与屏盖3闭合在一起，屏盖3盖着显示屏)时，上连轴6(图中虚线所示的)和主机1下端位于下连轴5的后方(即图中的右侧)。当主机1打开，斜立在屏盖3上，成键盘操作姿态(如图中实线所示的主机1)，键盘2在主机1(显示屏)的前方，连杆4以下连轴5为轴线向屏盖3的前方(即键盘2所在方向)转动(如图箭头401所示)，主机下端移至下连轴5的前方。通过前述结构，就可实现主机1斜立在屏盖3上，成键盘操作姿态时，主机1的重心垂线101在屏盖3内，这样就解决了由于主机斜立起，重心位置提高而产生的主机重心稳定问题。

图2示出了一种主机1斜立成键盘操作姿态的支撑方案，在主机1背后设置有支杆或支板7，支杆或支板7的上端连接在主机1上，主机1打开成键盘操作姿态时，支杆或支板7也打开，其下端立在屏盖3上，支杆或支板7为主机1斜立时的支撑装置。

图3示出了一种主机1斜立成键盘操作姿态的支撑方案，屏盖3上设置有沟槽8，主机底端前边缘102伸入沟槽8中，主机底端前边缘102作用在沟槽8的前侧壁上，为下作力点，主机1背后被沟槽8的后边缘顶着，该处称为支点9，为上作力点，两作力点合成就构成阻止主机1向后下翻倒的力矩。图4所示的方案和图3所示的方案原理一样，只是沟槽8换成了挡钩10.

实现主机斜立成键盘操作姿态的支撑方案还有：参见图1，连杆4与主机1之间采用一机构，该机构产生的力矩足够克服主机1的重力相对上连轴6所产生的力矩，使得主机1和连杆4之间的夹角α保持不变(不减小)，夹角α简称为连杆姿态转角，因而该机构就称为连杆姿态转角稳定机构，连杆姿态转角稳定机构可分为两类：一类称为连杆姿态转角锁死机构，定义为：主机斜立成键盘操作姿态时，连杆姿态转角α不能再减小，除非有部件损失。

另一类是连杆姿态转角可调变机构，通常采用连杆姿态转角扭矩阻尼机构实现。所谓连杆姿态转角扭矩阻尼机构是：阻挡连杆4转动(改变姿态转角α)所需的扭矩来自阻尼机构，该机构中的阻尼力来自有相对运动的接触面(处)之间相对运动时的作用力(称为阻尼作用力)，比如：主机1(或主机1上的部件)与上连轴或与上连轴连动的部件(比如转轴、转盘)之间有相对运动的接触处之间的作用力(比如摩擦力)；再比如：主机(或主机上的部件)与连杆上端或与连杆上端固定的部件(比如连板)之间有相对运动的接触处之间的作用力(比如摩擦力)，摩擦力是一种常用的阻尼力。

仅仅连杆姿态转角α稳定了，还不够，参见图1所示，主机1的重心垂线101在下连轴5的右边，则主机1还会有以下连轴5为轴线向后翻倒。解决该问题的方案有：一、主机1打开成键盘操作姿态时，主机下端与屏盖之间设置有阻挡主机下端向上运动的钩扣机构；二、利用永磁体的磁性吸力，主机下端与屏盖之间设置有永磁体装置，如图5所示，永磁体11设置在屏盖11上，在主机1下端端面设置有磁性材料12(比如金属铁)，利用永磁体11对磁性材料12的磁吸力，阻挡主机下端向上运动，阻止主机1以下连轴5为轴向后翻转。

图6和图7示出了两种主机下端与屏盖的钩扣机构。这两机构中都在屏盖3上设置有弹性推顶装置，推顶着主机1的背面下端，使得主机下端与屏盖3之间钩扣连接不易脱开，只要施加能克服弹性推顶装置的弹力，就可便捷将主机下端与屏盖分开。图6中的弹性推顶装置采用一弹片13，结构简单，图7中则包括有顶件14和弹性装置15。

图8所示的钩扣机构中，球头或圆柱头16设置在屏盖3上，主机1下端设置有弹性扣帽17，弹性扣帽17扣在球头或圆枪头16上，主机1下端与屏盖3就有一定的连接力，只要施加一定的力量，使球头或圆柱头16从弹性扣帽17中脱开，主机下端与屏盖可便捷地分开。

图9所示的本发明中，主机1下端与屏盖3之间设置有永磁体11，并且永磁体11设置在屏盖3上。图9中的连杆1包括有连杆直杆段403和上端连板402，可采用金属板切割或冲切成型，上端连板402与连杆(连杆直杆段403)为一体，装配上连轴6的上连轴孔601设置在上端连板402上。当闭合姿态时，如图中虚线所示，连杆直杆段403位于屏盖上侧面线18以下(屏盖上侧面线18定义为与键盘上侧面齐平的线)，上连轴6或上连轴孔601位于连杆直杆段403的上方。采用这样的结构，可使连杆4设置在屏盖3(主机1)两侧内，闭合姿态时，连杆直杆段403不会与主机1上的显示屏产生干涉，区别于图1所示的连杆设置在屏盖3(主机1)两侧，因而连杆被隐藏起来，外观效果好。采用上连轴6可便捷地抽动结构，即将上连轴6设计成可便捷地抽动，从连杆4上的上连轴孔601中抽出，则可实现主机1与屏盖3便捷地分离与拼合。

图10所示的本发明的屏盖(闭合姿态)中，同样，连杆直杆段403位于屏盖上侧面线18以下。图中的连杆4采用金属杆经有弯折加工而成，连杆4的上端有向上弯折的上端弯折段404，并且其上的上连轴孔601也是金属杆弯折而成的。

图11a和图11b示出了两种设置在屏盖3上的连杆4弹性扣紧机构，图11a中，通过弹性装置15顶推着滑扣件19，将连杆4(连杆直杆段403)紧扣在(并且贴在)屏盖3上，图11b中采用了类似于图8中的结构，设在屏盖3上的弹性扣帽17将连杆4紧扣在屏盖3上。其目的是：保证主机和屏盖闭合时，主机下端与屏盖之间贴紧，不容易翘起。

图9中示出了一种连杆姿态转角锁死机构，在连杆4上端与主机1的接触作力处110，连杆4与主机1之间的作用力为接触正压力，阻止了连杆姿态转角α再减小，该处的作用力称为锁死作用力。图12中示出，连杆上端部分405(上端弯折段404或上端连板402)被设置在主机1的阻力夹板104夹着，图中的阻力夹板104是用一金属板弯折加工而成，一般采用弹性金属板，阻止连杆转动(改变连杆姿态转角α)的扭矩力部分或全部来自阻力夹板104与连杆上端部分405之间的相对运动时的阻尼作用力(比如摩擦力)。图13所示的结构与图12类似，不同之处有：连杆上端部分405上有凹孔406，阻力夹板104上有与凹孔406相对应的凸起105，阻力夹板104采用弹性金属板，就构成相对运动接触处有凸凹配合弹性接触结构，凹孔406与凸起105之间的相对运动时的阻尼作用力就能产生非常大的相对于上连轴6的扭矩力，使连杆姿态转角稳定(不易减小)。

图14所示的结构为连杆4设置在主机1的两侧，主机1的侧面107高于主机1的侧面108，两侧面之间形成台阶103，连杆4相对主机1以上连轴6的轴心的转动就被限制在侧面108内。由于有台阶103，连杆姿态转角α₁不能再增加，该台阶则被称为(本发明定义为)连杆姿态转角锁死台阶，此时锁死作用力为连杆4与台阶103之间的作用力(接触正压力)。图15示出了一种采用凹沟结构的连杆姿态转角稳定机构，连杆4嵌入凹沟109中，受台阶103的阻挡，连杆姿态转角被稳定，如果加大转动力矩，连杆4能抬高跨越台阶103，连杆姿态转角则被调整。

图16所示，上连轴6与转轴602为一体结构，通过转轴602与主机1或与主机1固定的装置之间的相对运动的接触面间的摩擦力(阻尼作用力)，实现扭矩阻尼机构。

图17所示的连杆姿态转角稳定机构中，转轴602与主机1或与主机1固定的装置之间的相对运动接触面采用凸凹配合弹性接触结构，图13中的阻尼作用力产生的原理与此处一样。转动连杆2，施加的力矩必须足以克服弹性装置15所产生的阻尼作用力，将转轴602凹面中的圆珠或杆20推出。图18所示的是一种连杆姿态转角锁死机构，转轴602上有凸齿603，主机1或与主机1固定的装置上有相对应的挡齿106，就可将连杆姿态转角锁死，锁死作用力为凸齿603与挡齿106之间的接触正压力。

图19所示的本发明，上连轴6与主机1之间的连接采用了滑件与滑槽连接结构，滑槽21设置在主机1上，滑件(上连轴6)可在滑槽21中滑动，即上连轴6顺滑槽21，从主机1的下端向上移动，就可实现主机1背面贴着屏盖了，显示屏朝上的姿态。图20中，滑槽21设置在屏盖3上，下连轴与可顺着滑槽21移动到靠屏盖3的前端，实现主机1背贴屏盖了，显示屏朝上的姿态。

为了增加本发明便携式电子装置的连续工作时，在屏盖内加设电池，采用平板形电池，铺设在屏盖内的最下面，这样可充分利用屏盖内的空间。

Claims (10)

1.一种便携式电子装置，包括有主机(1)、键盘(2)、屏盖(3)和连杆(4)，主机(1)配有平板式显示屏，主机是一种平板形计算机，连杆(4)下端通过下连轴(5)与屏盖(3)相连，连杆(4)上端通过上连轴(6)与主机(1)相连，主机(1)与屏盖(3)闭合时，屏盖(3)盖着显示屏，键盘(2)设置在屏盖(3)的上面，键盘(2)与屏盖(3)后端之间留有距离，其特征在于：上连轴(6)位于主机下端或靠近主机下端；当主机(1)与屏盖(3)闭合时，主机下端位于下连轴(5)的后方；连杆(4)以下连轴(5)为轴线向屏盖的前方转动，主机(1)下端移至下连轴(5)的前方，主机(1)打开斜立在屏盖(3)上，成键盘操作姿态；连杆(4)与主机(1)之间采用有连杆姿态转角稳定机构，当主机(1)打开成键盘操作姿态时，主机(1)下端与屏盖(3)之间设置有钩扣机构或永磁体装置。

2.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其特征在于：当主机下端与屏盖(3)之间采用钩扣机构时，屏盖(3)上设置有弹性推顶装置，推顶着主机(1)背面下端。

3.根据权利要求1所述的便携式电子装置，其特征在于：当主机下端与屏盖(3)之间采用永磁体装置时，永磁体(11)设置在屏盖(3)上。

4.根据权利要求1、或2、或3所述的便携式电子装置，其特征在于：下连轴(5)与屏盖(3)之间的连接或上连轴(6)与主机(1)之间的连接采用了滑槽与滑件连接结构。

5.根据权利要求1、或2、或3所述的便携式电子装置，其特征在于：连杆姿态转角稳定机构中采用了连杆姿态转角锁死机构，锁死作用力来自，

(a)连杆(4)的上端或与连杆(4)上端固定的部件与主机(1)之间产生的接触正压力、或

(b)主机(1)与上连轴(6)或与上连轴(6)转动连接的转轴或转盘之间产生的接触正压力。

6.根据权利要求1、或2、或3所述的便携式电子装置，其特征在于：主机(1)设置有阻力夹板(104)，连杆上端部分(405)被阻力夹板(104)夹着，连杆姿态转角扭矩阻尼机构中的扭矩力部分或全部来自阻力夹板(104)与连杆上端部分(405)之间相对运动时产生的阻尼作用力。

7.根据权利要求1、或2、或3所述的便携式电子装置，其特征在于：连杆姿态转角稳定机构中的相对运动接触处采用了凸凹配合弹性接触结构。

8.根据权利要求1、或2、或3所述的便携式电子装置，其特征在于：闭合姿态时，连杆直杆段(403)位于屏盖上侧面线(18)以下，连杆(4)的上端有向上弯的上端弯折段(404)或与连杆上端连为一体的上端连板(402)，上连轴(6)或上连轴孔(601)位于连杆直杆段(403)的上方。

9.根据权利要求8所述的便携式电子装置，其特征在于：在屏盖(3)设置有将连杆(4)扣在屏盖(3)上的弹性扣紧机构。

10.根据权利要求8、或9所述的便携式电子装置，其特征在于：上连轴(6)采用了可便捷地从连杆(4)上的上连轴孔(601)中抽出的结构，主机(1)与屏盖(3)便捷地分离。