CN105681501B - 便携式电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种便携式电子设备，能够减小便携式电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。该便携式电子设备包括：壳体，包括底壳和自底壳边缘延伸而成的边框；中框，扣合连接在边框上，与该壳体围设形成空腔，用于实现便携式电子设备的功能的多个电子器件收容于该空腔内；显示屏，设置于中框，并位于便携式电子设备的外表面；电池，收容在该空腔内，用于向该多个电子器件供电；缓冲部件，收容在该空腔内，缓冲部件的材质为弹性材料，缓冲部件的在伸缩方向上的一个端部固定地设置于底壳或中框，缓冲部件的在伸缩方向上的另一个端部固定地设置在电池上，其中，在便携式电子设备正常放置时，缓冲部件处于可伸缩状态。

Description

便携式电子设备

技术领域

本发明实施例涉及电子设备领域，并且更具体地，涉及便携式电子设备。

背景技术

便携式电子设备(例如，手机)在日常使用中的跌落，大部分是从手中、背包或者桌子上掉落，高度通常约为0.8m～1.2m。从P8手机的跌落失效(英文全称可以为：Drop toFailure，英文简称可以为：DTF)测试数据来看，仅能通过0.7m，还不能覆盖用户的所有失效场面。

现有技术中，手机的电池和壳体通常采用双面胶或易拉胶固定，电池和整机为一体。一般，电池的重量占手机重量的1/5～1/3，由于电池和壳体紧密固定，在手机跌落至地面的瞬间，手机给地面的冲击为整机的所有重量，反过来，地面会给手机一个反作用力，在手机面跌场景下，与地面直接接触的是手机的显示屏，地面给手机的反作用力就会直接作用在显示屏上，如果显示屏的抗击力小于这个反作用力，则很容易导致显示屏损坏。

发明内容

本发明实施例提供一种便携式电子设备，能够减小便携式电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。

第一方面，提供了一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括：壳体，包括底壳和自底壳边缘延伸而成的边框；中框，扣合连接在该边框上，与该壳体围设形成空腔，用于实现该便携式电子设备的功能的多个电子器件收容于该空腔内，该中框具有背对该空腔的外表面；显示屏，设置于该中框，并位于该便携式电子设备的外表面；电池，收容在该空腔内，用于向该多个电子器件供电；缓冲部件，收容在该空腔内，该缓冲部件的材质为弹性材料，该缓冲部件的在伸缩方向上的一个端部固定地设置于该底壳或该中框，该缓冲部件的在伸缩方向上的另一个端部固定地设置在该电池上，其中，在该便携式电子设备正常放置时，该缓冲部件处于可伸缩状态。

现有技术中，电池与壳体通过背胶紧密固定，在便携式电子设备跌落至地面的瞬间，电池的重量会在跌落瞬间通过壳体对地面产生冲击力，反过来，地面对电池的冲击力产生反作用力，而显示屏一般设置在便携式电子设备的外表面，因此，地面产生的反作用力会直接作用在显示屏上，导致显示屏的损坏。因此，本发明实施例的便携式电子设备，通过在便携式电子设备的壳体与电池之间设置缓冲部件，从而在该电子设备跌落至地面的瞬间，电池会在缓冲部件的缓冲作用下，延缓冲击地面，以使得电池与该便携式电子设备的其它部件对地面造成的冲击力错开。反过来，在电子设备跌落至地面的瞬间，地面对该便携式电子设备的反作用力，仅为对除电池之外的其它部件的冲击力产生的反作用力，与现有技术相比，作用在显示屏上的反作用力变小，因此，能够减小便携式电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该缓冲部件包括泡棉。

根据第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该中框包括面对该电池的第一表面，该电池包括面对该中框的第二表面，该底壳包括面对该电池的第三表面，该电池包括面对该底壳的第四表面，以及，该泡棉胶接配置在该第一表面和该第二表面上，或该泡棉胶接配置在该第三表面和该第四表面上。

根据第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，当该电池的质量小于或等于40g时，该泡棉的厚度大于或等于0.5mm。

为了保证便携式电子设备面跌至地面的瞬间，泡棉能够起到完全缓冲电池的作用，应根据电池的质量确定泡棉的厚度。电池的质量较大时，泡棉的厚度相应地大一些，电池的质量较小时，泡棉的厚度相应地小一些，从而使得泡棉在便携式电子设备跌落到地面的瞬间，能够起到缓冲电池、保护显示屏的作用。

根据第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该便携式电子设备还包括：限位部件，设置在底壳或中框上，用于限制电池的位移，限位部件与电池之间存在间隙，当电池的质量小于或等于40g时，该间隙大于或等于0.5mm。

限位部件虽然需要限制电池在壳体中的位移，但是，如果限位部件与电池之间不留任何间隙，便携式电子设备非面跌的场景下，缓冲部件会失去缓冲的作用。因此，限位部件与电池之间设置的间隙，可以在便携式电子设备非面跌的场景下，使得缓冲部件发挥缓冲作用，以起到保护显示屏的作用。

另外，间隙的大小是根据电池的质量确定的。电池质量较大时，限位部件与电池之间的间隙也大一些，电池的质量较小时，限位部件与电池之间的间隙也相应地小一些。

根据第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该便携式电子设备为手机。

第二方面，提供了一种便携式电子设备，该便携式电子设备包括壳体、视窗、承载部件、缓冲部件和用于实现该便携式电子设备的功能的多个电子器件，其中，该多个电子器件中包括用于实现该便携式电子设备第一功能的第一电子器件，该第一电子器件为该多个电子器件中质量最大的器件，该壳体具有中空结构，该中空结构形成用于收容该多个电子器件的收容腔；该视窗设置在该壳体的外表面上；该承载部件设置在该收容腔内，用于承载该多个电子器件；该缓冲部件的材质为弹性材料，该缓冲部件的在伸缩方向上的一个端部固定地设置在该壳体或该承载部件，该缓冲部件的在伸缩方向上的另一个端部固定地设置在该第一电子器件上，其中，在该便携式电子设备正常放置时，该缓冲部件处于可伸缩状态。

基于上述技术方案，本发明实施例的便携式电子设备，通过在该便携式电子设备的壳体与第一电子器件之间设置缓冲部件，从而在该电子设备跌落至地面的瞬间，第一电子器件会在缓冲部件的缓冲作用下，延缓冲击地面，以使得该第一电子器件与该便携式电子设备的其它部件对地面造成的冲击力错开，进而使得在该便携式电子设备跌落至地面的瞬间，作用在视窗上的反作用力变小，因此，能够减小便携式电子设备的跌落对视窗造成的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示现有技术中手机的示意性结构图。

图2是根据本发明一实施例的电池固定在中框上的示意图。

图3是根据本发明另一实施例的电池固定在壳体上的示意图。

图4是根据本发明实施例的便携式电子设备面跌场景的示意图。

图5是根据本发明实施例的便携式电子设备非面跌场景的示意图。

图6是根据本发明实施例的便携式电子设备的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的技术方案中，便携式电子设备可以包括但不限于是移动电话、笔记本、平板电脑等。

应理解，根据本发明实施例的便携式电子设备除了包括壳体、中框、显示屏、电池和缓冲部件，还应包括其它的结构(例如，摄像头、芯片等)，以实现其相应功能。为了简洁，本发明实施例对其它结构不作详细描述。

还应理解，本发明实施例中的电池，也可以为该便携式电子设备的所有部件中质量较大的其它部件。

需要说明的是，本发明实施例中所描述的物理量均是以国际单位制为基准所作的描述，为了简洁，文中省略了单位。

另外，根据本发明实施例的附图仅示出了底壳与中框的相对位置关系，对于底壳与中框之间的连接方式不作任何限定。例如，中框可以与自底壳边缘延伸而成的边框胶接连接，中框与壳体(包括底壳与边框)也可以为一体化成型。

为了便于理解和描述，以下以手机作为示例而非限定，对根据本发明实施例的便携式电子设备进行详细说明。

图1是现有技术中手机的示意性结构图。如图1所示，电池一般是通过粘性很强的背胶(或双面胶、易拉胶等)固定在手机的壳体上(例如，固定在底壳上)，因此，电池和手机壳体紧密地固定在一起。假设手机的整机质量为M，电池的质量为m，跌落过程中产生的加速度为a，那么，在跌落高度固定的情形下，在手机面跌至地面的瞬间，手机对地面产生的冲击力F的大小为F＝Ma，根据牛顿第三定律和牛顿第二定律的知识，可以知道在这个瞬间，地面会给手机一个反作用力f，并且这个反作用力f的大小与冲击力F的大小相等。而在手机面跌至地面的瞬间，直接与地面接触的是手机的触摸面板(Touch Panel，TP)(也或者说，显示屏)，此时，这个反作用力会直接作用在显示屏上，如果显示屏的抗击应力小于f，显示屏就会失效，导致显示屏损坏。

图2示出了根据本发明实施例的电池固定在中框的示意图。如图2所示，电池通过缓冲部件固定在手机的中框上，缓冲部件的材质为弹性材料，具有可压缩的特性。在外界条件固定的情形下，在手机面跌至地面的瞬间，由于显示屏设置在便携式电子设备的外表面，因此，显示屏会最先接触到地面。瞬间，地面就会给手机一个反作用力，直接作用在该显示屏上。而在这个过程中，电池在惯性作用下继续下移，使得与电池直接连接的缓冲部件处于压缩状态，直至电池的速度减为零，之后电池又在该缓冲部件向上的弹力作用下，向上移动，如此反复，并最终处于平衡状态，这时，电池的重量才通过缓冲部件作用在地面上。假设从手机跌落至地面的瞬间到电池恢复平衡状态所用的时间为Δt₁，那么也可以说，电池在缓冲部件的缓冲作用下，电池的重量对地面的冲击会滞后Δt₁的时间，从而使得手机整机的其它部件与电池对地面的冲击力错开。相对应地，地面作用在显示屏上的反作用力，在手机跌落至地面的瞬间和电池恢复平衡状态以后的大小是不等的，在跌落至地面的瞬间，反作用力的大小仅为对整机其它部件的冲击力产生的反作用力f₁＝(M-m)a，而采用背胶的紧密固定方式中产生的反作用力的大小为f＝Ma。显然，与现有技术相比，地面作用在显示屏上的反作用力减小，使得显示屏失效的可能性降低，从而可以减小手机跌落对显示屏造成的损坏。

也或者说，在手机跌落至地面的瞬间，电池在缓冲部件的作用下，可以延缓冲击地面，电池和整机其它壳体对地面的冲击力分别作用在不同时刻，使得作用力峰值错峰出现，不会使手机整机的质量在跌落瞬间全部作用在跌落面上，在跌落瞬间，减小了跌落面对显示屏的作用力，起到了保护显示屏的作用。

可选地，作为一个实施例，该缓冲部件包括泡棉。

在本发明实施例中，缓冲部件的材质须为弹性材料，并且具备良好的压缩性能，才可以起到缓冲的作用。泡棉具有使用方便、弯曲自如、体积超薄、耐热压和性能可靠等一系列优点，能满足本发明实施例中对于缓冲部件的要求，在泡棉的厚度达到0.5mm以上时，压缩率可达到80％，可以很好地起到缓冲质量较大的部件的作用，从而能够减小便携式电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。

可选地，作为一个实施例，该中框包括面对该电池的第一表面，该电池包括面对该中框的第二表面，该底壳包括面对该电池的第三表面，该电池包括面对该底壳的第四表面，以及该泡棉胶接配置在该第一表面和该第二表面上，或该泡棉胶接配置在该第三表面和该第四表面上。

在本发明实施例中，电池的固定方式可以包括电池固定中框和电池固定底壳两种方式。上述图2示出了电池固定中框(也可称之为前壳)的示意图。图3示出了电池固定底壳(也可称之为后壳)的示意图。如图3所示，与上述图2中电池固定在中框产生的作用类似，在手机跌落至地面的瞬间，对手机整机而言，速度直接变为零，此时，电池保持惯性继续下移，就会对缓冲部件产生一个竖直向下的拉力f₂，反过来缓冲部件会对电池产生反作用力，阻碍电池继续下移，直至电池的速度减为零。之后，电池又在该缓冲部件的拉力作用下，向上移动，如此反复，并最终处于平衡状态，这时，电池的重量才通过缓冲部件作用在地面上。假设缓冲部件对电池的缓冲过程为Δt₂的时间，那么，电池对跌落面的冲击，相对于整机其它构件就会滞后Δt₂的时间，在跌落瞬间，可以减小电池重量对地面的冲击，减小了地面作用在显示屏上的反作用力，也可以说，泡棉起到了保护显示屏的作用，减小了显示屏损坏的可能性。

也可以说，在本发明实施例中，通过缓冲部件将电池固定在该便携式电子设备的中框，以避免电池与中框之间处于紧密固定状态。由于该缓冲部件的材质为弹性材料，可以被压缩，而便携式电子设备的中框与壳体并不具有弹性，这样，在便携式电子设备跌落至地面的瞬间，电池的重量不会通过中框直接作用在地面上，而是会受到中框与电池之间的缓冲部件的缓冲作用，延缓冲击地面。类似地，如果电池是固定在便携式电子设备的底壳，那么缓冲部件就胶接固定在底壳与电池之间，以避免电池与底壳之间的紧密固定状态，从而，缓冲部件才会在便携式电子设备跌落至地面的瞬间，起到缓冲电池重量的作用。

图4示出了本发明实施例的便携式电子设备在面跌场景下的示意图。如图4所示，假设在手机掉落之前，泡棉的厚度为h₀，在手机跌落至地面的瞬间，电池保持惯性，继续下移，此时，泡棉由于受到电池的挤压作用而开始处于压缩状态，假设从电池挤压泡棉开始到电池的速度减为零结束，泡棉的高度最终被压缩至h，那么在手机跌落至地面的瞬间，电池的重量还没有对地面产生冲击力，反过来，地面也没有对电池的重量产生反作用力，而只是产生了对手机整机的其它壳体的反作用力，由于与地面直接接触的是显示屏，因此，地面作用在显示屏上的反作用力减小了，也或者说，由于泡棉对电池的缓冲作用，能够减小电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。

以上结合图1至图4，说明了根据本发明实施例的电子设备在面跌场景下，缓冲部件起到缓冲电池的作用的详细过程。下文结合图5，对根据本发明实施例的电子设备在非面跌场景下，缓冲部件对电池起到缓冲作用的过程进行详细说明。

图5示出了本发明实施例的便携式电子设备非面跌场景下的示意图。如图5所示的非面跌场景中，在跌落过程中，电池会受到泡棉(即，缓冲部件的一例)的剪切力，在手机跌落至地面的瞬间以及后续的一段时间内，电池和泡棉相互作用，会使得电池会随泡棉剪切一个l的距离，可以减小电池对手机的四个角中直接与地面接触的角(记作角A)的作用力。已知，在手机的跌落测试中，最为严酷的就是手机以四个角跌落而造成的TP屏的破坏，因此，根据本发明实施例的电子设备，在非面跌场景下，由于缓冲部件对电池的剪切作用，在跌落至地面的瞬间，与现有技术相比，可以减小电池对跌落面的作用力，进而可以使得跌落面对手机的跌落角(例如，角A)的作用力减小，从而起到保护显示屏的作用。

可选地，作为一个实施例，当电池的质量小于或等于40g时，泡棉的厚度大于或等于0.5mm。

在本发明实施中，为了增大缓冲时间，缓冲部件的厚度至少需要达到一定的阈值d₁(即，阈值的一例)，才能起到缓冲电池的作用。如果缓冲部件的厚度较小，缓冲部件可能就会失去其缓冲作用。也或者说，该缓冲部件的厚度与电池的质量相关，当电池的质量较大时，缓冲部件的厚度应该相应地大一些，当电池的质量较小时，该缓冲部件的厚度也应该相应地小一些。也就是说，该缓冲部件的厚度应根据电池的质量确定，才能够在该电子设备跌落时起到缓冲的作用，以降低显示屏损坏的可能性。图6示出了根据本发明实施例的便携式电子设备的示意性结构图。如图6所示，H所示的长度表示该便携式电子设备的缓冲部件的厚度。以P8手机为例，电池的质量大约为40g，此时，泡棉的厚度至少需要达到0.5mm，才能使得电池和其它部件分开冲击跌落面，并最终使得作用在显示屏上的反作用力错峰出现，减小显示屏在跌落瞬间的受力，起到保护显示屏的作用。

可选地，作为一个实施例，该电子设备还包括限位部件，该限位部件设置在底壳或中框上，用于限制电池的位移，该限位部件与电池之间存在间隙，当电池的质量小于或等于40g时，该间隙大于或等于0.5mm。

应理解，在本发明实施例中，限位部件一方面是用于限制手机在壳体中的移动，另一方面，考虑到手机在跌落过程中，缓冲部件要起到缓冲电池的作用，限位部件与电池之间又不能不留空隙地紧贴，否则，在手机非面跌的情形下，缓冲部件就发挥不了缓冲电池的作用。因此，该限位部件与电池之间需要预留一定的间隙，才能使得缓冲部件对该第一部件起到缓冲的作用，并且，该预留间隙与电池的质量相关。当电池的质量较大时，该限位部件与电池之间的间隙应预留的大一些，当电池的质量较小时，该限位部件与电池之间的间隙应该相应地小一些。

具体地说，以手机为例，在非面跌的情形下，电池会受到缓冲部件对它的剪切力，如果电池与限位部件之间的间隙太小，在手机跌至地面的瞬间，缓冲部件还未产生阻碍电池由于惯性继续下移的反作用力，电池由于与限位部件紧密接触，电池的重量就会通过限位部件直接传递到地面，因此，缓冲部件可能发挥不了对电池的缓冲(或者说，悬浮)作用。所以，在本发明实施例中，电池与限位部件之间的间隙是根据电池的质量决定的。如图6所示，L所示的长度表示该限位部件与电池之间的间隙。以P8手机为例，电池的质量大约为40g，电池与中框之间至少需要预留有0.5mm的间隙，才可以在非面跌的情况下起到保护显示屏的作用。

应理解，该限位部件可以设置在底壳上，也可以设置在中框上。例如，当电池固定在中框上时，相应地，该限位部件也设置在中框上，而当电池固定在底壳上时，相应地，该限位部件也设置在底壳上。这样，就可以一方面限制电池的移动，另一方面起到保护显示屏的作用。

需要说明的是，在图6中，该电子设备还包括盖板玻璃，实际上，盖板玻璃也可以称为保护玻璃，作为显示屏的一个重要组成部件，设置在显示屏的最外层。因此，显示屏的损坏(或者，失效)，也相当于盖板玻璃损坏。

可选地，作为一个实施例，该便携式电子设备为手机。

根据本发明实施例的便携式电子设备，通过在该便携式电子设备的底壳与电池之间设置缓冲部件，或在该便携式电子设备的中框与电池之间设置缓冲部件，从而在该电子设备跌落至地面的瞬间，电池会在缓冲部件的缓冲作用下，延缓冲击地面，以使得电池与该电子设备的其它部件对地面造成的冲击力错开，从而在电子设备跌落至地面的瞬间，作用在显示屏上的反作用力变小，因此，能够减小便携式电子设备的跌落对显示屏造成的损坏。

以上结合图1至图6，对根据本发明实施例的便携式电子设备为手机的情况进行了详细说明。以下，对根据本发明实施例的其它形式的便携式电子设备进行说明。

在本发明实施例中，当该便携式电子设备为其它形式(例如，腕表)时，该便携式电子设备可以包括壳体、视窗、承载部件、缓冲部件和用于实现该便携式电子设备的功能的多个电子器件，其中，该多个电子器件中包括用于实现该便携式电子设备第一功能的第一电子器件，该第一电子器件为该多个电子器件中质量最大的器件，该壳体具有中空结构，该中空结构形成用于收容该多个电子器件的收容腔；该视窗设置在该壳体的外表面上；该承载部件设置在该收容腔内，用于承载该多个电子器件；该缓冲部件的材质为弹性材料，该缓冲部件的在伸缩方向上的一个端部固定地设置在该壳体或该承载部件，该缓冲部件的在伸缩方向上的另一个端部固定地设置在该第一电子器件上，其中，在该便携式电子设备正常放置时，该缓冲部件处于可伸缩状态。

应理解，在便携式电子设备跌落时，缓冲部件通过对第一电子器件的缓冲，可以起到保护视窗的作用。整个缓冲的原理与上述以手机为例所作的说明类似(即，视窗相当于上述显示屏，第一电子器件相当于上述电池)，为了简洁，此处不再赘述。

通过在便携式电子设备的壳体与第一电子器件之间设置缓冲部件，从而在便携式电子设备跌落至地面的瞬间，第一电子器件会在缓冲部件的缓冲作用下，延缓冲击地面，以使得第一电子器件与便携式电子设备的其它部件对地面造成的冲击力错开，进而使得在便携式电子设备跌落至地面的瞬间，作用在视窗上的反作用力变小，减小对视窗造成的损坏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种便携式电子设备，其特征在于，包括：

壳体，包括底壳和自所述底壳边缘延伸而成的边框；

中框，扣合连接在所述边框上，与所述壳体围设形成空腔，用于实现所述便携式电子设备的功能的多个电子器件收容于所述空腔内；

显示屏，设置于所述中框，并位于所述便携式电子设备的外表面；

电池，收容在所述空腔内，用于向所述多个电子器件供电；

缓冲部件，收容在所述空腔内，所述缓冲部件的材质为弹性材料，所述缓冲部件的在伸缩方向上的一个端部固定地设置于所述底壳或所述中框，所述缓冲部件的在伸缩方向上的另一个端部固定地设置在所述电池上，其中，在所述便携式电子设备正常放置时，所述缓冲部件处于可伸缩状态，所述缓冲部件的厚度与所述电池的质量相关；

限位部件，设置在所述底壳或所述中框上，用于限制所述电池的位移，所述限位部件与所述电池之间存在间隙，当所述电池的质量小于或等于40g时，所述间隙大于或等于0.5mm。

2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于，所述缓冲部件包括泡棉。

3.根据权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于，所述中框包括面对所述电池的第一表面，所述电池包括面对所述中框的第二表面，所述底壳包括面对所述电池的第三表面，所述电池包括面对所述底壳的第四表面，以及

所述泡棉配置在所述第一表面和所述第二表面上，或

所述泡棉配置在所述第三表面和所述第四表面上。

4.根据权利要求2或3所述的便携式电子设备，其特征在于，当所述电池的质量小于或等于40g时，所述泡棉的厚度大于或等于0.5mm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备为手机。