CN106438672A - 旋转部品的铰链及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转部品的铰链，包括第一凸轮、第二凸轮、固定凸轮、滑动凸轮、弹簧。本发明还提供了应用上述铰链的移动终端。本发明所提供的旋转部品的铰链结构简单、易于装配，能够在两个可相对转动的主体之外再连接第三个转动主体，且依照需要能够实现第二转动主体和第三转动主体按设计的转动程序独立转动和联动并能实现铰链的自锁。本发明铰链能够适用于各种三转动体的连接，尤其适用于移动终端中连接支架、键盘和屏幕，打开闭合操作方便，在移动终端处于打开工作角度范围内，提供稳固支撑。

Description

旋转部品的铰链及移动终端

技术领域

本发明涉及移动终端及其铰链，所述移动终端可以是笔记本电脑、pad、手机、游戏机等电子产品。

背景技术

目前，对于诸如笔记本电脑、平板电脑等便携式电子产品，为了支撑稳固，很多都配置支架，并且，对支架的运动方式也提出了更多的要求。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种旋转部品的铰链，其能够连接在移动终端中，提供多个转动体的独立运动或联动功能。为此，本发明采用以下技术方案：

旋转部品的铰链，包括转轴，其特征在于它包括：

第一凸轮，和第一转动支架连接而同步转动，所述第一凸轮被轴向定位地套在转轴外并能以转轴为轴转动；

第二凸轮，和第二转动支架连接而同步转动，所述第二凸轮套在转轴外并能以转轴为轴转动及沿转轴滑动；

固定凸轮，所述固定凸轮固定在所述转轴上不能位移，和转轴一起转动；

滑动凸轮，所述滑动凸轮套在转轴外，和转轴一起转动并能沿转轴滑动；

所述第一凸轮和第二凸轮分处在滑动凸轮的两端外并与滑动凸轮配合，所述滑动凸轮的两端分别有与第一凸轮配合的第一凸轮结构和与第二凸轮配合的第二凸轮结构；

所述第二凸轮设置有与固定凸轮配合的第三凸轮结构和与滑动凸轮第二凸轮结构配合的第四凸轮结构；

所述铰链还设置有弹簧，所述弹簧用于向着滑动凸轮方向对第二凸轮施加推力；

在所述铰链处在闭合状态下时，所述第二转动支架依靠弹簧对第二凸轮的推力和所述第三凸轮结构和固定凸轮的配合而提供所述铰链的锁紧力。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可同时采用以下进一步的技术方案或对这些进一步的技术方案组合使用：

所述滑动凸轮靠近第一凸轮的这一侧和转轴滑动连接，所述滑动凸轮靠近第二凸轮的这一侧具有容纳所述固定凸轮的空间，在铰链处于闭合状态时，所述固定凸轮处在所述空间中。

所述第一转动支架与所述转轴之间设置扭矩机构，以提供第一转动支架随时停止转动随时保持转动角度的功能。

所述第一转动支架连接套在转轴外的摩擦套，所述摩擦套和转轴配合，以提供第一转动支架随时停止转动随时保持转动角度的功能。

所述第二凸轮设置有加长套，所述加长套和转轴滑动和转动配合，且所述弹簧套在加长套外。

所述铰链设置有外壳，所述弹簧、第二凸轮处在所述外壳内，所述外壳和第二转动支架固定连接，所述第二凸轮和所述外壳滑动连接但不能相对转动。

所述第二凸轮的第三凸轮结构及第四凸轮结构分别处在第二凸轮上的半径不同的同心环端面上，第三凸轮结构处在第二凸轮外环的端面上，第四凸轮结构处在外环内侧的环的端面上，在所述铰链打开和闭合的不同阶段切换第二凸轮与滑动凸轮的配合和第二凸轮与固定凸轮的配合。

所述铰链具有临界角度、第二转动支架最大打开角度、第一转动支架最大打开角度；第一临界角度小于第一支架最大打开角度，第一转动支架最大打开角度小于第二转动支架最大打开角度；

自铰链闭合状态到第一转动支架转动到临界角度过程中，第二转动支架由第一转动支架的转动带动并由此带动第二凸轮转动，同时，第二凸轮顺着固定凸轮爬升，使第二凸轮在转动时，向远离第一凸轮的方向滑动，压缩所述弹簧；

所述第二转动支架在打开过程中转动到临界角度后，由所述弹簧的推力及第三凸轮结构和固定凸轮的配合而自动弹开到最大打开角度；

对应临界角度之后，第一凸轮和第一凸轮结构之间具有互相插入并允许第一凸轮转动一定的角度的槽和插入部位，所述一定的角度为第一转动支架最大打开角度和临界角度的差值；当第一转动支架打开过程超过临界角度继续转动时，由第二凸轮的推动，使滑动凸轮滑向第一凸轮，插入部位落入槽中；

所述第一转动支架在从临界角度转动到闭合的过程中，第一凸轮在转动过程中推动滑动凸轮向着第二凸轮方向滑动，并且由第四凸轮结构和第二凸轮结构的配合以及第三凸轮结构和固定凸轮的配合而使第二凸轮向着闭合方向以快于第一转动支架的速度转动到临界角度以及向着远离第一凸轮的方向滑动而压缩所述弹簧；

所述第二转动支架在闭合过程中转动到临界角度后，由所述弹簧的推力及第三凸轮结构和固定凸轮或第四凸轮结构和第二凸轮结构的配合而自动转动到闭合并推动第二凸轮向着第一凸轮方向滑动。

对应第二转动支架最大转动角度，所述第三凸轮结构和固定凸轮的配合为凹槽与凸点的配合。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种应用上述铰链的移动终端。为此，本发明采用以下技术方案：

一种移动终端，包括转动连接的第一主体、第二主体，其特征在于所述移动终端还设有上述的任意一种铰链，其中，所述转轴连接在第一主体上，所述第二主体和第一转动支架连接。

由于采用本发明的技术方案，本发明所提供的旋转部品的铰链结构简单、易于装配，能够在两个可相对转动的主体之外再连接第三个转动主体，且依照需要能够实现第二转动主体和第三转动主体按设计的转动程序独立转动和联动并能实现铰链的自锁。本发明铰链能够适用于各种三转动体的连接，尤其适用于移动终端中连接支架、键盘和屏幕，打开闭合操作方便，在移动终端处于打开工作角度范围内，提供稳固支撑。

附图说明

图1为本发明所提供的铰链实施例应用于移动终端时处于闭合状态的示意图。

图2为本发明所提供的铰链实施例应用于移动终端时第二转动支架和第一转动支架均处于其最大打开角度时的示意图。

图3为图2所示状态时透明显示第二转动支架和第一转动支架的示意图。

图4为本发明所提供的铰链实施例的爆炸图。

图5为第二凸轮的示意图。

图6为固定凸轮的示意图。

图7为在第一转动支架和第二转动支架均处于最大打开角度时，本发明所提供的铰链的剖视图。

图8为本发明所提供的铰链实施例在处于闭合状态下，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图。

图9为图8所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图10为本发明所提供的铰链实施例在处于第一支架转动到刚过临界角度时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图。

图11为图10所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图12为本发明所提供的铰链实施例在处于第一支架转动到刚过临界角度时，第二转动支架弹开到最大打开角度时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图。

图13为图12所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图14为本发明所提供的铰链实施例在图12所示状态的基础上第一转动支架转动到最大打开角度时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图。

图15为图14所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图16为本发明所提供的铰链实施例在闭合过程中，第一转动支架转回到刚小于临界角度时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图。

图17为图16所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图18为本发明所提供的铰链实施例在闭合过程中，第一转动支架转回到接近闭合时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图，此时，第二转动支架也转回到接近临界角度。

图19为图18所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

图20为本发明所提供的铰链实施例在闭合过程中，第一转动支架转回到闭合时，隐去第一转动支架和第二转动支架后的示意图，此时，第二转动支架转回到刚过临界角度。

图21为图20所示状态下再隐去滑动凸轮后的铰链示意图。

具体实施方式

参照附图。本发明所提供的旋转部品的铰链，包括转轴5，以及：

第一凸轮1，和第一转动支架100连接而同步转动，所述第一凸轮1被轴向定位地套在转轴5外并能以转轴为轴转动，所述轴向定位可以利用转轴上的台阶及可与转轴装配连接的限位连接件11；

第二凸轮2，和第二转动支架200连接而同步转动，所述第二凸轮2套在转轴外并能以转轴5为轴转动及沿转轴5滑动，它们之间可圆孔间隙配合；

固定凸轮3，所述固定凸轮3固定在所述转轴5上不能位移，和转轴5一起转动，其可采用销钉31和转轴连接或过盈配合连接等手段；

滑动凸轮4，所述滑动凸轮4套在转轴5外，和转轴5一起转动并能沿转轴轴向滑动，所述滑动凸轮4可通过扁孔和转轴5滑动连接；

所述第一凸轮1和第二凸轮2分处在滑动凸轮4的两端外并与滑动凸轮4配合，所述滑动凸轮4的两端分别有与第一凸轮1配合的第一凸轮结构41和与第二凸轮2配合的第二凸轮结构42；

所述第二凸轮2设置有与固定凸轮3配合的第三凸轮结构23和与滑动凸轮4第二凸轮结构42配合的第四凸轮结构24；

所述铰链还设置有弹簧6，所述弹簧6用于向着滑动凸轮4方向对第二凸轮2施加推力；

在所述铰链处在闭合状态下时，依靠弹簧6对第二凸轮2的推力和所述第三凸轮结构23和固定凸轮3的配合，使得第二凸轮2有向着第二转动支架200闭合方向转动的趋势，第二转动支架200对第一转动支架100具有下压力而提供所述铰链的锁紧力。

所述铰链设置有外壳7，所述弹簧6、第二凸轮2处在所述外壳内，所述外壳7和第二转动支架200固定连接，所述第二凸轮2和所述外壳7滑动连接但不能相对转动，使得所述第二凸轮2通过所述外壳7和所述第二转动支架200连接，而所述第二凸轮2又能相对外壳7滑动。所述转轴5的一端穿过所述外壳7并支撑在外壳7上。

所述滑动凸轮4在靠近第一凸轮1的这一侧和转轴5滑动连接，所述滑动凸轮4靠近第二凸轮2的这一侧具有容纳所述固定凸轮3的空间43，在铰链处于闭合状态时，所述固定凸轮3处在所述空间43中。

所述第一转动支架100与所述转轴5之间设置扭矩机构，所述扭矩机构可采用摩擦机构，包括摩擦套8，所述第一转动支架100连接套在转轴5外的摩擦套8，所述摩擦套8和转轴5配合，以提供第一转动支架100随时停止转动随时保持转动角度的功能。

所述第二凸轮2设置有加长套20，所述加长套20和转轴5滑动和转动配合，以增加第二凸轮2的稳定性，且所述弹簧6套在加长套20外。

所述第二凸轮2上的第三凸轮结构23及第四凸轮结构24分别处在第二凸轮上的半径不同的同心环端面上，第三凸轮结构23处在第二凸轮外环的端面上，第四凸轮结构24处在外环内侧的环的端面上，在所述铰链打开和闭合的不同阶段切换第二凸轮2与滑动凸轮4的配合和第二凸轮2与固定凸轮3的配合，在某一阶段是第三凸轮结构23和固定凸轮3配合而滑动凸轮4对第二凸轮2不起作用，在某一阶段是固定凸轮3和滑动凸轮4共同起作用，在该阶段第三凸轮结构23和固定凸轮3配合并且第二凸轮2结构和第四凸轮结构也在配合，如需要，还可以在某个阶段第二凸轮结构2和第四凸轮结构配合而固定凸轮3不起作用，实现第二转动支架200按照设计的程序转动。

第一凸轮1、第二凸轮2、固定凸轮3、滑动凸轮4可以按照不同的目标程序设计其凸轮曲面。比如，可以实现：使第二转动支架200既具有与第一转动支架100同步打开功能，又能在第一转动支架100打开到一定角度（临界角度）时第二转动支架200自动弹开打开到最佳支撑角度，且在第二转动支架200自动弹开打开到最佳支撑角度后，第一转动支架100能在一定角度范围内自由转动而不影响第二转动支架200，当第一转动支架100回转到临界角度时，第二转动支架200能够自动转动回收，并在最后阶段弹回而提供所述铰链的闭合锁紧力。在该类凸轮配合中，所述铰链具有临界角度、第二转动支架200最大打开角度、第一转动支架100最大打开角度；第一临界角度小于第一支架最大打开角度，第一转动支架最大打开角度小于第二转动支架最大打开角度。

所述临界角度可以为介于45°到90°的某个锐角，对应最小常用使用角度（比如屏幕打开时相对于键盘的最小常用使用角度，比如75°），所述第一转动支架100最大打开角度可以为介于某个钝角，对应最大常用使用角度（比如屏幕的打开时相对于键盘的最大常用使用角度，比如135°），所述第二转动支架200最大打开角度为最佳支撑角度，比如，略超过180°。

自铰链闭合状态到第一转动支架转动到临界角度过程中，第二转动支架200由第一转动支架100的转动带动并由此带动第二凸轮2转动，同时，第二凸轮2顺着固定凸轮3爬升，使第二凸轮在转动时，向远离第一凸轮的方向滑动，压缩所述弹簧6；此过程中，所述滑动凸轮4对第一凸轮1和第二凸轮2不起作用；当到达临界角度时，第三凸轮结构23的凸点21和固定凸轮3的凸点34的配合。

所述第二转动支架200在打开过程中转动到临界角度后，由所述弹簧6的推力及第三凸轮结构23和固定凸轮3的配合而自动弹开到最大打开角度，最大打开角度对应第二转动支架200最大转动角度，此过程凸轮配合为凸点21与斜面32的配合，以引导第二凸轮2（第二转动支架200）转动，同时第二凸轮2被弹簧6推动而向着第一凸轮1方向滑动并带动滑动凸轮4向着第一凸轮1方向滑动；在第二转动支架最大打开角度处，所述第三凸轮结构23和固定凸轮3的配合可以为凹槽31与凸点21的配合，以在最大角度处提供支撑锁定功能。

对应临界角度之后，第一凸轮1和第一凸轮结构41之间具有互相插入并允许第一凸轮1转动一定的角度的槽44和插入部位11，所述一定的角度为第一转动支架最大打开角度和临界角度的差值，在该转动角度范围内，第一凸轮1和第一凸轮结构41为顶端12对平面45的配合，两者不发生相互作用，第一凸轮不推动滑动凸轮滑动。当第一转动支架100打开过程超过临界角度继续转动时，由第二凸轮2的推动，使滑动凸轮4滑向第一凸轮1，插入部位11落入槽44中。

所述第一转动支架100在从临界角度转动到闭合的过程中，第一凸轮1在转动过程中推动滑动凸轮4向着第二凸轮2方向滑动，第一凸轮1和第一凸轮结构41的配合可以为斜面13对斜面46的配合；并且，由第四凸轮结构24和第二凸轮结构42的配合以及第三凸轮结构23和固定凸轮3的配合而使第二凸轮2向着闭合方向以快于第一转动支架100的速度转动到临界角度以及向着远离第一凸轮1的方向滑动而压缩所述弹簧，第四凸轮结构24和第二凸轮结构42的配合以及第三凸轮结构23和固定凸轮3可以为凸点21配斜面32及配斜面42的配合，第四凸轮结构24及第三凸轮结构23的凸点的高度相同，即为凸点21。

所述第二转动支架200在闭合过程中转动到临界角度后，由所述弹簧6的推力及第三凸轮结构23和固定凸轮3或第四凸轮结构24和第二凸轮结构42的配合而自动转动到闭合并推动第二凸轮向着第一凸轮方向滑动，此时均为凸点21与斜面33或斜面47的配合，以引导第二凸轮2（第二转动支架200）转动，斜面47不仅可以起到让位作用，还可传递对第一凸轮锁紧压力。

本发明可应用于通讯设备的支架转轴，平板电脑和笔记本电脑,二合一笔电，PAD及IPAD支撑架转轴等领域各种移动终端。

以应用于PAD为例，

所述移动终端，包括转动连接的第一主体300、第二主体400，所述转轴5通过其上的固定板50连接在第一主体300上，所述第二主体400和第一转动支架100连接。所述第一主体设有键盘，所述第二主体400为PAD，设置屏幕。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.旋转部品的铰链，包括转轴，其特征在于它包括：

第一凸轮，和第一转动支架连接而同步转动，所述第一凸轮被轴向定位地套在转轴外并能以转轴为轴转动；

第二凸轮，和第二转动支架连接而同步转动，所述第二凸轮套在转轴外并能以转轴为轴转动及沿转轴滑动；

固定凸轮，所述固定凸轮固定在所述转轴上不能位移，和转轴一起转动；

滑动凸轮，所述滑动凸轮套在转轴外，和转轴一起转动并能沿转轴滑动；

所述第一凸轮和第二凸轮分处在滑动凸轮的两端外并与滑动凸轮配合，所述滑动凸轮的两端分别有与第一凸轮配合的第一凸轮结构和与第二凸轮配合的第二凸轮结构；

所述第二凸轮设置有与固定凸轮配合的第三凸轮结构和与滑动凸轮第二凸轮结构配合的第四凸轮结构；

所述铰链还设置有弹簧，所述弹簧用于向着滑动凸轮方向对第二凸轮施加推力；

在所述铰链处在闭合状态下时，所述第二转动支架依靠弹簧对第二凸轮的推力和所述第三凸轮结构和固定凸轮的配合而提供所述铰链的锁紧力。

2.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述滑动凸轮靠近第一凸轮的这一侧和转轴滑动连接，所述滑动凸轮靠近第二凸轮的这一侧具有容纳所述固定凸轮的空间，在铰链处于闭合状态时，所述固定凸轮处在所述空间中。

3.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述第一转动支架与所述转轴之间设置扭矩机构，以提供第一转动支架随时停止转动随时保持转动角度的功能。

4.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述第一转动支架连接套在转轴外的摩擦套，所述摩擦套和转轴配合，以提供第一转动支架随时停止转动随时保持转动角度的功能。

5.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述第二凸轮设置有加长套，所述加长套和转轴滑动和转动配合，且所述弹簧套在加长套外。

6.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述铰链设置有外壳，所述弹簧、第二凸轮处在所述外壳内，所述外壳和第二转动支架固定连接，所述第二凸轮和所述外壳滑动连接但不能相对转动。

7.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述第二凸轮的第三凸轮结构及第四凸轮结构分别处在第二凸轮上的半径不同的同心环端面上，第三凸轮结构处在第二凸轮外环的端面上，第四凸轮结构处在外环内侧的环的端面上，在所述铰链打开和闭合的不同阶段切换第二凸轮与滑动凸轮的配合和第二凸轮与固定凸轮的配合。

8.如权利要求1所述的旋转部品的铰链，其特征在于所述铰链具有临界角度、第二转动支架最大打开角度、第一转动支架最大打开角度；第一临界角度小于第一支架最大打开角度，第一转动支架最大打开角度小于第二转动支架最大打开角度；

自铰链闭合状态到第一转动支架转动到临界角度过程中，第二转动支架由第一转动支架的转动带动并由此带动第二凸轮转动，同时，第二凸轮顺着固定凸轮爬升，使第二凸轮在转动时，向远离第一凸轮的方向滑动，压缩所述弹簧；

所述第二转动支架在打开过程中转动到临界角度后，由所述弹簧的推力及第三凸轮结构和固定凸轮的配合而自动弹开到最大打开角度；

对应临界角度之后，第一凸轮和第一凸轮结构之间具有互相插入并允许第一凸轮转动一定的角度的槽和插入部位，所述一定的角度为第一转动支架最大打开角度和临界角度的差值；当第一转动支架打开过程超过临界角度继续转动时，由第二凸轮的推动，使滑动凸轮滑向第一凸轮，插入部位落入槽中；

所述第一转动支架在从临界角度转动到闭合的过程中，第一凸轮在转动过程中推动滑动凸轮向着第二凸轮方向滑动，并且由第四凸轮结构和第二凸轮结构的配合以及第三凸轮结构和固定凸轮的配合而使第二凸轮向着闭合方向以快于第一转动支架的速度转动到临界角度以及向着远离第一凸轮的方向滑动而压缩所述弹簧；

所述第二转动支架在闭合过程中转动到临界角度后，由所述弹簧的推力及第三凸轮结构和固定凸轮或第四凸轮结构和第二凸轮结构的配合而自动转动到闭合并推动第二凸轮向着第一凸轮方向滑动。

9.如权利要求8所述的旋转部品的铰链，其特征在于对应第二转动支架最大转动角度，所述第三凸轮结构和固定凸轮的配合为凹槽与凸点的配合。

10.一种移动终端，包括转动连接的第一主体、第二主体，其特征在于所述移动终端还设有权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的任意一种铰链，其中，所述转轴连接在第一主体上，所述第二主体和第一转动支架连接。