CN109643144B - 用于限定的移动的凸轮锁铰链 - Google Patents

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Abstract

用于在电子设备中提供限定的运动的铰链包括第一主体、第二主体和锁。所述锁包括连接到第一主体的第一凸轮和连接到第二主体的第二凸轮。第一凸轮具有第一凸轮表面且第二凸轮具有第二凸轮表面。从动件定位于第一凸轮和第二凸轮之间并可在其间移动，并且所述从动件被配置为由第一凸轮表面和第二凸轮表面接纳。第一凸轮可绕第一枢轴点旋转且第二凸轮可绕第二枢轴点旋转。

Description

用于限定的移动的凸轮锁铰链
背景技术
背景和相关技术
计算设备的使用正变得日益普及。计算设备的范围从标准的台式计算机到可穿戴计算技术，等等。在最近几年中得到增长的计算设备的一个领域是混合计算机。混合计算机可充当平板计算机或膝上型计算机。
一些混合计算机是以不同定向使用的翻盖设备。例如，一些混合计算机可以被定向为将触敏表面平放在用户正在其上操作混合计算机的桌子或其他表面上。一些混合计算机在计算机的第一部分中具有键盘并在计算机的第二部分中具有触敏显示器，其中第一部分和第二部分由铰链连接。
传统的铰链具有单个枢轴点，限制了第一部分和第二部分可以定位的几何形状。一些传统的铰链将不允许第一部分和第二部分定向成大于180°。其他多枢轴铰链允许混合计算机的第一部分和第二部分的运动超过180°，但是在铰链的移动期间不能提供对铰链内哪个枢轴点活动的控制。
具有非限定(indeterminant)的运动的多枢轴铰链不控制活动铰链，从而通过超过270°的枢转点的旋转、具有夹损或扭结的电线的枢转点的旋转以及当混合计算机的第一部分或第二部分的一部分在桌子或其他表面上不平时键盘或触敏表面的弯曲对混合计算机造成可能的损坏。
本文中所要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如以上所描述的环境那样的环境中操作的各实施例。相反，提供本背景仅用于解说其中可实践本文中所描述的一些实施例的一个示例性技术领域。
简要概述
在一实施例中，铰链系统包括第一主体、第二主体、第一枢轴点、第二枢轴点和第一锁，所述第一锁与第一主体共用第一枢轴点并与第二主体共用第二枢轴点。第一锁包括第一凸轮、第二凸轮和从动件。第一凸轮连接到第一主体并具有第一凸轮表面。第一凸轮可绕第一枢轴点旋转。第二凸轮连接到第二主体并具有第二凸轮表面。第二凸轮可绕第二枢轴点旋转。从动件可相对于第一凸轮和第二凸轮移动，所述从动件被配置为由第一凸轮表面和第二凸轮表面接纳。
在另一实施例中，一种电子设备包括：第一主体，所述第一主体包括第一电子组件；第二主体，所述第二主体包括与第一电子组件进行数据或电子通信的第二电子组件；以及铰链，所述铰链定位于第一主体和第二主体之间并配置为允许第一主体相对于第二主体移动。铰链包括第一枢轴点、第二枢轴点和第一锁，所述第一锁与第一主体共用第一枢轴点并与第二主体共用第二枢轴点。第一锁包括第一凸轮、第二凸轮和从动件。第一凸轮连接到第一主体并具有第一凸轮表面。第一凸轮可绕第一枢轴点旋转。第二凸轮连接到第二主体并具有第二凸轮表面。第二凸轮可绕第二枢轴点旋转。从动件可相对于第一凸轮和第二凸轮移动，所述从动件被配置为由第一凸轮表面和第二凸轮表面接纳。
在又一个实施例中，一种用于以铰链提供限定(determinant)的运动的方法包括使第一凸轮在第一方向上绕第一枢轴点转过第一转动角度；锁定第一枢轴点；解锁第二枢轴点；并且在解锁第二枢轴点之后，使第二凸轮在第一方向上绕第二枢轴点转过第二转动角度。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附加特征和优点将在以下描述中阐述，且部分会从描述中显而易见，或者可以通过实践本文中的示教来习得。本发明的特征和优点可借助于在所附权利要求书中特别指出的工具和组合来实现和获得。本发明的特征将从以下描述和所附权利要求书中变得更完全的显见，或者可以通过如下文所阐述的本发明的实践来习得。
附图简述
为了描述可以获得本公开的上文所列举的及其他特征的方式，将通过参考附图中所例示的其特定实施例来呈现更具体的描述。为了更好地理解，贯穿各个附图，相同的元素已由相同的附图标记来指定。尽管一些附图可以是概念的示意性或夸大的表示，但至少一些附图可按比例绘制。可以理解附图描绘了一些示例实施例，将通过使用附图以附加特征和细节来描述和解释这些实施例，在附图中：
图1-1是根据本公开的具有动态枢轴点的凸轮锁铰链的一实施例的透视图；
图1-2是图1-1的凸轮锁铰链的透视分解图；
图2是根据本公开的具有凸轮锁铰链的设备的一实施例的侧视示意图；
图3是打开至90°的图2的具有凸轮锁铰链的设备的实施例的侧视示意图；
图4是打开至180°的图2的具有凸轮锁铰链的设备的实施例的侧视示意图；
图5是根据本公开的具有凸轮锁铰链的设备的另一实施例的侧剖视示意图，所述凸轮锁铰链具有锁定的枢轴点；
图6是打开至90°的图5的具有凸轮锁铰链的设备的实施例的侧剖视示意图；
图7是移动从动件的图5的具有凸轮锁铰链的设备的实施例的侧剖视示意图；
图8是打开至180°的图5的具有凸轮锁铰链的设备的实施例的侧剖视示意图；
图9是根据本公开的具有两个滑块和两个从动件的凸轮锁铰链的一实施例的滑块位置和凸轮的矩阵；
图10是根据本公开的具有两个滑块和三个从动件的凸轮锁铰链的一实施例的滑块位置和凸轮的矩阵；
图11是根据本公开的具有三个滑块和四个从动件的凸轮锁铰链的一实施例的滑块位置和凸轮的矩阵；
图12是根据本公开的凸轮锁铰链的另一实施例的透视图；
图13是示出凸轮锁铰链中的限定的运动的方法的一实施例的流程图。
详细描述
本公开一般涉及锁定装置、系统和方法。更具体地，本公开一般涉及用于保护计算设备的锁定装置、系统和方法。
用于电子设备的铰链可具有多个枢轴点。铰链可以一次仅在一个枢轴点处枢转。在任何给定时间，至少一个枢轴点可以被锁定，使得向铰链的一侧施加力可以导致一次只有一个枢轴点旋转。铰链中特定枢轴点的受控移动被称为限定的运动。在铰链的任何给定位置，仅一个枢轴点可以自由旋转。
通过控制铰链中活动枢轴点和锁定枢轴点的位置，可以控制铰链的第一侧和铰链的第二侧的位置和相对位置。例如，具有根据本公开的具有完全限定的运动的铰链的膝上型计算机可以通过仅绕第一枢轴点旋转从关闭位置(例如，膝上型计算机的屏幕和键盘之间的0°关系)移动到打开位置(例如，膝上型计算机的屏幕和键盘之间的90°关系)。超过90°位置的铰链的移动可以锁定第一枢轴点并解锁第二枢轴点，使得施加到铰链的力绕第二枢轴点旋转直至平面位置(例如，膝上型计算机的屏幕和键盘之间的180°关系)。
在一些实施例中，超过平面位置(即，180°位置)的铰链的移动可以绕第二枢转点继续直至270°位置，此时第二枢轴点可以锁定。超过270°位置向360°的铰链的移动可以解锁第一枢轴点，从而允许绕第一枢轴点继续旋转。
直至90°的限定的运动可以确保定位活动枢轴点以扩大设备的占地面积。例如，膝上型计算机或其他翻盖设备的稳定性可以至少部分地基于设备的占地面积的大小有多大。当第一枢轴点和第二枢轴点之间的铰链的部分可以定位在与设备的第一主体(例如，膝上型计算机的键盘)成一直线时，设备所在的基座变得更大并且该设备的质心低于活动枢轴点是更靠近设备的第二主体(例如，膝上型计算机的显示器)的第二枢轴点的情况。
直至180°的限定的运动可确保设备可以可预见地且可靠地从0°位置处的翻盖配置移动到完全平面配置。例如，混合膝上型计算机可以具有结合到设备的一个或两个主体中的触敏显示器或表面。向触敏表面施加力或压力而不平放在桌子或其他支撑表面上可弯曲或损坏膝上型计算机或铰链。
直至270°的限定的运动可以确保占地面积大于单独的第一主体或第二主体的面积，并且质心相对较低。例如，混合膝上型计算机可以以显示器方式用于观看视频、与外部键盘一起使用、与扩展坞一起使用、或其他不需要键盘的应用，其中显示器面朝外且键盘面向下方。
直至360°的限定的运动可以允许设备绕铰链反转，而不存在任一铰链曾离原始位置超过180°。在一些实施例中，铰链可具有一个或多个电线、电缆或其他通信元件，其跨设备的第一主体和设备的第二主体之间的铰链传递数据或电力。确保第一枢轴点和第二枢轴点都不超过180°可以减小对跨铰链的通信构件的夹损、拉伸或其他损坏的可能性。
图1-1示出了根据本公开的铰链100的一实施例，其允许限定的运动，并且图1-2示出了铰链100的分解图。图1-1示出了铰链100绕第一枢轴点106和第二枢轴点108连接第一主体102和第二主体104。在一些实施例中，第一主体102和第二主体104可以是被配置为附接到设备的一个或多个组件的支架，诸如图1-1所示，而在其他实施例中，第一主体102和/或第二主体104可以与设备的一个或多个组件(诸如膝上型计算机的主体和/或底座)整体成型，如图2所示。
第一枢轴点106和第二枢轴点108之间的距离可以在铰链100的移动期间由连杆110保持恒定，所述连杆110接纳轴或其他销穿过开口122、124以固定第一枢轴点106和第二枢轴点108相对于彼此的距离。
在一些实施例中，第一枢轴点106和第二枢轴点108可以由滑块承载的从动件选择性地锁定和解锁，当铰链100旋转时，所述滑块相对于第一枢轴点106和第二枢轴点108移动。
在一些实施例中，铰链100可包括内部滑块112和/或外部滑块114。内部滑块112可至少部分地定位在铰链100内，使得内部滑块112的移动受第一主体102和/或第二主体104的限制。外部滑块114可至少部分地定位在铰链100外，使得外部滑块114可以相对于第一主体102和/或第二主体104移动而不接触第一主体102和/或第二主体104中的任一者。
在一些实施例中，滑块可以承载从滑块突出的从动件，诸如从内部滑块112突出的从动件116或从外部滑块114突出的从动件118。在其他实施例中，滑块可以承载多个从动件，诸如从内部滑块112突出的从动件116和相对的从动件120。
如图1-2所示，铰链100可包括连接到第一主体102和第二主体104的多个凸轮。第一主体102上的第一凸轮126和第二主体104上的第二凸轮128可具有凹陷图案或凹槽图案以允许或促使从动件在铰链100的使用期间相对于第一枢轴点106和第二枢轴点108移动。
内部滑块112示出为具有第一孔径130和第二孔径132，第一孔径130和第二孔径132被配置为分别与第一枢轴点106和第二枢轴点108对准并接纳第一枢轴点106和第二枢轴点108。类似地，外部滑块114可具有第一孔径136和第二孔径138，第一孔径136和第二孔径138被配置为分别与第一枢轴点106和第二枢轴点108对准并接纳第一枢轴点106和第二枢轴点108。
内部滑块112的第一孔径130可具有孔径长度140，所述孔径长度140大于第一枢轴点106和/或第二枢轴点108的销的直径142。例如，第一孔径130和第二孔径132可以在一个方向上伸长以允许内部滑块112相对于第一枢轴点106和第二枢轴点108的移动。在一些实施例中，内部滑块112相对于第一枢轴点106和第二枢轴点108的移动程度可以至少部分地与孔径长度140相关。例如，内部滑块112(以及因此与其连接的任何从动件)的移动量可以是孔径长度140与第一枢轴点106和第二枢轴点108的直径之间的差值。在其他实施例中，滑块的行程应由凸轮在铰链的两半之间上升和下降来确定。孔径的宽度应仅略大于穿过孔径的销的直径。这确保了对于滑块的单一的平移自由度。在一些实施例中，外部滑块114可以具有基本上等于内部滑块112的孔径长度的孔径长度144。在其他实施例中，外部滑块114可以具有大于或小于内部滑块112的孔径长度的孔径长度144。
在一些实施例中，通信构件107可以具有穿过其延伸的一个或多个电线和/或电缆，或者在其他实施例中，所述通信构件107提供直接电接触，铰链100可以通过该电接触在第一主体102和第二主体104或与其连接的电子元件之间进行电通信。通过通信构件107的数据和/或电通信可允许电力和/或数据跨铰链100在例如连接到第一主体102的显示器和连接到第二主体104的一个或多个计算组件之间被发送。在一些实施例中，通信构件107提供电通信。在一些实施例中，通信构件107提供电通信和数据通信。在又一些实施例中，通信构件107诸如经由光纤电缆提供数据通信而不提供电通信。
其他实施例中，第一通信构件和第二通信构件可以定位在铰链100中。第一通信构件和第二通信构件可以具有在它们之间延伸的一个或多个电线和/或电缆，或者在其他实施例中，第一通信构件和第二通信构件之间的直接电接触可以允许第一通信构件和第二通信构件之间的电通信。通过第一通信构件和第二通信构件的数据和/或电通信可允许电力和/或数据跨铰链100在例如连接到第一主体102的显示器和连接到第二主体104的一个或多个计算组件之间被发送。
在一些实施例中，铰链100可包括一个或多个摩擦元件以将铰链100保持在给定位置，诸如当使用与键盘成135°的膝上型计算机屏幕时，或者当在用于视频或其他图像的显示的“帐篷”配置下使用膝上型计算机时。在图1-2所示的实施例中，第一摩擦元件143将第一摩擦力施加到第一枢转点106，并且第二摩擦元件145将第二摩擦力施加到第二枢转点108。
在一些实施例中，诸如图2所示，铰链200可以将电子设备的第一主体202连接到电子设备的第二主体204。例如，第一主体202可以容纳诸如触摸屏显示器之类的显示器，而第二主体204可以容纳诸如CPU、GPU、一个或多个存储设备、一个或多个输入设备、电源或其他计算组件的一个或多个计算组件，所述一个或多个计算组件可被配置为与第一主体202中的显示器通信(例如，从所述显示器接收信息、向其发送信息或向其发送电力)。
铰链200可以具有闭合位置，其中第一主体202和第二主体204以彼此基本上成0°的关系定向。虽然本公开描述了在0°和360°之间的铰链的操作，但是应当理解，在其他实施例中，根据本公开的铰链可以被配置为在0°至360°的任何范围内操作，诸如0°至180°、30°至120°、45°至315°，或第一主体和第二主体之间的任何其他角度范围。
铰链200可绕第一枢轴点206和第二枢轴点208枢转，所述铰链200具有第一枢轴点206和第二枢轴点208之间的连杆210。连杆210可以是任何长度以在铰链200的操作期间在第一主体202和第二主体204之间提供足够的间隙。
图3示出了图2的铰链200的实施例，所述铰链200绕第二枢轴点208旋转，使得第一主体202和第二主体204以彼此成90°的关系定向。在第二枢轴点208移动期间，第一枢轴点206可以锁定在第一枢轴点角度246，直到第二枢轴点达到180°的第二枢轴点角度248为止。绕第二枢轴点208的初始旋转可以通过有效地将连杆210的长度添加到第二主体204来扩大电子设备的占地面积。与具有非限定的运动的铰链或在绕第二枢轴点208旋转之前绕第一枢轴点206旋转的铰链相比，这可以允许电子设备更稳定。
当第二枢轴点角度248达到180°时，第二枢轴点108可以锁定并且第一枢轴点206可以解锁。然后铰链200可以绕第一枢轴点206旋转，直到第一枢轴点角度246达到180°为止，如图4所示。第一主体202和第二主体204可以位于单个平面中，其中第二枢轴点208锁定在180°的第二枢轴点角度并且第一枢轴点206自由旋转。在其他实施例中，第一枢轴点206可以在第一枢轴点角度246达到180°之际锁定，并且第二枢轴点208可以解锁。
应当理解，在一些实施例中，第一枢轴点206或第二枢轴点208是摩擦铰链。例如，可以向铰链200施加比绕第二枢轴点208移动铰链200所需的力的量更大的力以绕第一枢轴点206移动铰链200。在其他示例中，可以向铰链200施加比绕第一枢轴点206移动铰链200所需的力的量更大的力以绕第二枢轴点208移动铰链200。
图5至图8示出了铰链300的实施例，所述铰链300提供达180°的限定的运动，如图2至图4所示。图5示出闭合配置下的铰链300，其中第一主体302和第二主体304彼此成0°定向。第一主体302可绕第一枢轴点306移动，并且第二主体304可绕第二枢轴点308移动。
在图5中，第一枢轴点306由从内部滑块312突出的从动件316锁定。第一主体302不能绕第一枢轴点306旋转，因为第一凸轮326上具有凸轮表面350，并且从动件316定位在凸轮表面350中。从动件316(和相关联的内部滑动件312)可相对于第一枢轴点移动，但第二凸轮328定位成限制和/或阻止从动件316的移动。
铰链300可以绕第二枢轴点308移动，因为从动件316可以沿着第二凸轮328的外表面352移动直到第二枢轴点角度348达到180°，如图6所示。一旦第二枢轴点角度348达到180°，从动件316就可以与第二凸轮328的凸轮表面354对准。第二凸轮328的凸轮表面354可以为从动件316和相关联的内部滑块312提供间隙以使其相对于枢轴点306、308移动。
图7示出了第一主体302绕第一枢轴点306的移动，其将从动件316和相关联的内部滑块312推向第二凸轮328。第一凸轮326的凸轮表面350具有释放边缘358和驱动边缘356。当从动件316定位在第一凸轮326的凸轮表面350中时，释放边缘358被配置为限制和/或阻止第一凸轮326相对于从动件316的旋转。驱动边缘356是圆形的以便于当第一凸轮326绕第一枢轴点306旋转时从动件316离开第一凸轮326的移动。例如，当从动件316与第二凸轮328的凸轮表面354对准时，第一凸轮326的驱动边缘356可以在第一凸轮326的旋转之际将从动件316推向第二凸轮328。释放边缘358可以离开从动件316旋转。
驱动边缘356可以是圆形的，使得驱动边缘356通过第一凸轮326绕第一枢轴点306的一定量的旋转与从动件316保持接触。在一些实施例中，在驱动边缘356经过从动件316之前，第一凸轮326可以绕第一枢轴点306旋转达45°。在其他实施例中，在驱动边缘356经过从动件316之前，第一凸轮326可以绕第一枢轴点306旋转达40°。在又一些实施例中，在驱动边缘356经过从动件316之前，第一凸轮326可以绕第一枢轴点306旋转达30°。在至少一个实施例中，在驱动边缘356经过从动件316之前，第一凸轮326可以绕第一枢轴点306旋转达20°。
在从动件316和相关联的内部滑块312相对于枢轴点移动之后，从动件316可以由第二凸轮328的凸轮表面354接纳，并且从动件316可不再限制第一凸轮326绕第一枢轴点306的旋转，从而解锁第一枢轴点306并允许第一主体302和第一凸轮326自由地旋转，其中从动件316邻近于第一凸轮326的外表面360。第一主体302和第一凸轮326可以旋转直到第一枢轴点角度346为180°且第一主体302和第二主体304位于单个平面中。
图5至图8所描绘的实施例由单个锁的使用提供了铰链的第一主体和第二主体的从0°至180°定向的限定的运动。在其他实施例中，根据本公开的铰链可具有多于两个凸轮和/或多于一个从动件以提供多个锁。多个锁可以在更大的定向范围和/或铰链的两个旋转方向上提供限定的运动。
图9示出了对于每个锁的铰链定向以及凸轮和从动件的锁位置的矩阵。一个锁可包括两个凸轮和一个从动件。凸轮可各自包括一个或多个凸轮表面。凸轮表面可以是凸轮外表面上的凹槽，其接纳从动件。在一些实施例中，当从动件定位在凸轮表面处时，凸轮表面可被配置为阻止凸轮在两个方向上旋转。在其他实施例中，凸轮表面可以被配置为阻止旋转范围外的旋转。例如，凸轮表面可以是凸轮外表面上的凹槽，该凹槽绕凸轮延伸90°。在其他示例中，凸轮表面可以是凸轮外表面上的凹槽，该凹槽绕凸轮延伸小于90°。在又一些其他示例中，凸轮表面可以是凸轮外表面上的凹槽，该凹槽绕凸轮延伸大于90°。
如图9所示，铰链400可包括两个锁，所述两个锁都连接到第一主体402和第二主体404。锁1和锁2都可以绕在两个锁之间共享的第一枢轴点406和第二枢轴点408枢转。例如，当铰链400使第一主体402绕第一枢轴点406在0°位置和90°位置之间旋转时，锁1和锁2都绕第一枢轴点406旋转。锁1和锁2可以合作以提供从0°至360°的限定的运动。
锁1包括第一凸轮426-1和第二凸轮428-1，以及定位于其间的从动件416-1。锁2包括第一凸轮426-2和第二凸轮428-2，以及定位于其间的从动件416-2。锁1的凸轮表面可以与锁2的凸轮表面不同，使得锁1和锁2交替地锁定或解锁，从而使得铰链400在任何时候仅绕第一枢轴点406或第二枢轴点408中的一个枢轴点自由旋转。
例如，在0°位置处，第二枢轴点408由从动件416-1锁定，该从动件416-1抵靠锁1的第二凸轮428-1的凸轮表面454-1定位(并且由于第一凸轮426-1，从动件416-1不能移动)。因为锁1的第二凸轮428-1不能相对于第二枢轴点408移动，所以锁2的第二凸轮428-2也不能相对于第二枢轴点408移动。因此，铰链400只有一个移动度。
通过绕第一枢轴点406旋转第一凸轮426-1、426-2，铰链400可以移动到90°位置。在90°旋转之后，锁2的第一凸轮426-2的凸轮表面450-2与从动件416-2接触，并且第一枢轴点406被锁定。在锁1的第一凸轮426-1从0°旋转至90°期间，从动件416-1邻近于第一凸轮426-1的外表面460-1，直到到达90°位置为止。在旋转90°之后，锁1的第一凸轮426-1可以允许锁1的从动件416-1朝向第一凸轮426-1移动。
锁1的第二凸轮428-2的凸轮表面454-1可以具有驱动边缘456，其将从动件推离第二凸轮428-2并推向第一凸轮426-1，从而解锁第二枢轴点408，并且允许第二凸轮428-1、428-2相对于第二枢轴点408旋转。然后铰链400可以移动到180°位置，并且铰链400可以位于单个平面中。
在180°位置处，第二枢轴点408仍然是解锁的，并且第二凸轮428-1、428-2的外表面452-1、452-2可以继续移动经过从动件416-1、416-2，直到铰链400到达270°位置为止。
在270°位置处，第一凸轮426-1、426-2绕第一枢轴点406的旋转使得锁2的第一凸轮426-2的凸轮表面450-2的驱动边缘456将锁2的从动件416-2推向第二凸轮428-2。第二枢轴点408将在从动件416-2抵靠凸轮表面454-2的移动之际锁定，并且驱动边缘456将移动经过从动件416-2，使得铰链400可以绕第一枢轴点406旋转，其中锁2的第一凸轮426-1的外表面460-2移动经过锁2的从动件416-2。
图10示出根据本公开的具有三个锁的铰链500的一实施例。锁1、锁2和锁3中的每个锁包括第一凸轮526-1、526-2、526-3和第二凸轮528-1、528-2、528-3，以及定位于其间的从动件516-1、516-2、516-3。第一主体502和第二主体504对于三个锁中的每个锁是同样的，并且三个锁中的每个锁共享第一枢轴点506和第二枢轴点508。
在0°位置处，第一枢轴点506是解锁的且所有三个锁的第一凸轮526-1、526-2、526-3绕第一枢轴点506自由旋转，直到锁3的第一凸轮526-3在90°位置处与从动件516-3接触为止。在90°位置处，第一枢轴点506接着被锁定并且锁1和锁2的第二凸轮528-1、528-2的驱动边缘556可以接着将锁1和锁2的从动件516-1、516-2推向第一枢轴点506以解锁第二枢轴点508。
在180°位置处，第二枢轴点508保持解锁状态且第二主体504绕第二枢轴点508自由移动直到270°位置。在270°位置处，锁3的从动件516-3可以与第一凸轮526-3的驱动边缘556接触，并且绕第一枢轴点506的旋转导致驱动边缘556推动从动件516-3使其抵靠锁3的第二凸轮528-3的凸轮表面554-3。然后，第二枢轴点508被锁定并且第一枢轴点506被解锁以允许铰链500移动到360°位置。
该过程可以颠倒，因为铰链500提供从360°位置返回到0°位置的限定的运动。例如，360°位置使得第二枢轴点508锁定在锁3处，直到270°位置为止。锁3的第二凸轮528-3的驱动边缘556接着使从动件516-3朝向第一凸轮526-3移动，以从270°位置至90°位置解锁第二枢轴点508。
铰链500从90°位置至0°位置的移动使得锁1和锁2的第一凸轮526-1、526-2的驱动边缘556将从动件516-1、516-2推向第二凸轮528-1、528-2。从动件516-1、516-2朝向第二凸轮528-1、528-2的移动在锁1和锁2处锁定第二枢轴点508，并且铰链500绕第一枢轴点506移动到0°位置。
图11是对于根据本公开的铰链600的一实施例的锁位置的矩阵。铰链600包括四个锁：锁1、锁2、锁3和锁4。所述四个锁中的每个锁包括第一凸轮626-1、626-2、626-3、626-4和第二凸轮628-1、628-2、628-3、628-4，以及定位于其间的从动件616-1、616-2、616-3、616-4。
类似于关于图9和图10所描述的铰链400、500的实施例，所述四个锁都共享第一主体602和第二主体604，以及第一枢轴点606和第二枢轴点608。
铰链600绕第二枢轴点608的旋转由锁1和锁3锁定。铰链600绕第一枢轴点606自由移动达90°位置，此时锁4锁定第一枢轴点606。当铰链从90°位置向180°位置移动时，锁1和锁3的从动件616-1、616-3移动，从而解锁第二枢轴点608并允许铰链600移动到180°位置。
在180°位置处，当朝向270°位置移动时，锁4的从动件616-4朝向第二凸轮628-4移动并且锁3的从动件616-3再次移动，从而解锁第一枢轴点606并锁定第二枢轴点608。
在270°位置处，从动件616-2、616-3再次移动，从而解锁第二枢轴点608并直到360°位置为止锁定第一枢轴点606。类似于图10，该过程可以颠倒以在铰链600的任一方向上提供从0°位置至360°位置的完全限定的运动。
图11的铰链600的实施例在图12中以组装形式被示出。铰链600具有平行定位于第一主体602和第二主体604之间的四个锁。所述四个锁各自包括第一凸轮626-1、626-2、626-3、626-4和第二凸轮628-1、628-2、628-3、628-4，以及其间的从动件616-1、616-2、616-3、616-4。第一枢轴点606和第二枢轴点608由不相对于第一主体602和/或第二主体604滑动的连杆610相对于彼此保持固定。
图13是示出了针对限定的运动在铰链中选择活动枢轴点的方法的一实施例的流程图700，诸如在本公开中所描述的那些。该方法包括使第一凸轮绕第一枢轴点转过762第一转动角度。第一凸轮可以转过任何大小的转动角度。在至少一个示例中，绕第一枢轴点的第一转动角度为90°。在至少一个其他示例中，绕第一枢轴点的第一转动角度为180°。
在使第一凸轮转过762第一转动角度之后，该方法包括锁定764第一枢轴点和解锁766第二枢轴点。在一些实施例中，锁定764第一枢轴点和/或解锁766第二枢轴点包括移动从动件。例如，锁定764第一枢轴点和/或解锁766第二枢轴点可包括利用第一凸轮的驱动边缘将从动件推离第一凸轮并推向第二凸轮。在另一示例中，锁定764第一枢轴点和/或解锁766第二枢轴点可包括利用第二凸轮的驱动边缘将从动件推离第二凸轮并推向第一凸轮。
在解锁766第二枢轴点之后，该方法进一步包括使第二凸轮绕第二枢轴点转过768第二转动角度。第二凸轮可以转过任何大小的转动角。在至少一个示例中，绕第二枢轴点的第二转动角度为90°。在至少一个其他示例中，绕第二枢轴点的第二转动角度为180°。
在其他实施例中，该方法进一步包括在转过768第二转动角度之后锁定第二枢轴点、解锁第一枢轴点、以及使第一凸轮转过第三转动角度。在至少一个示例中，绕第一枢轴点的第三转动角度为90°。在至少一个其他示例中，绕第一枢轴点的第三转动角度为180°。在一些实施例中，第三转动角度与第一转动角度方向相同。在其他实施例中，第三转动角度与第一转动角度方向相反。例如，第三转动角度可以使第一凸轮反朝第一凸轮的原始位置旋转。
在至少一个实施例中，第一转动角度在第一方向上为90°，第二转动角度在第一方向上为180°，且第三转动角度在第一方向上为90°。
在又一些实施例中，该方法进一步包括在转过第三转动角度之后锁定第一枢轴点、解锁第二枢轴点、以及使第二凸轮转过第四转动角度。在一示例中，绕第二枢轴点的第四转动角度为90°。在至少一个其他示例中，绕第一枢轴点的第三转动角度为180°。
在至少一个实施例中，第一转动角度在第一方向上为90°，第二转动角度在第一方向上为90°，第三转动角度在第一方向上为90°，且第四转动角度在第一方向上为90°。
本文所描述的实施例的一个或多个组件可以以套件或以任何组合提供。例如，图12的铰链600可以配备有图2的电子设备的第一主体202和第二主体204。
在根据本公开的铰链的至少一个实施例中，所述铰链提供从第一主体和第二主体的0°位置至第一主体和第二主体的90°位置的限定的运动，其中第二主体与铰链的连杆在同一平面中。在根据本公开的铰链的至少另一实施例中，所述铰链提供从第一主体和第二主体的0°位置至第一主体和第二主体的180°位置的限定的运动，其中第一主体和第二主体位于单个平面中。在根据本公开的铰链的至少第三实施例中，所述铰链提供从第一主体和第二主体的0°位置至第一主体和第二主体的270°位置的限定的运动，其中第二主体与铰链的连杆在同一平面中。在根据本公开的铰链的至少第四实施例中，所述铰链提供从第一主体和第二主体的0°位置至第一主体和第二主体的360°位置的限定的运动。
根据本公开，通过电子设备中的铰链的移动范围提供限定的运动，这允许人们扩大设备的占地面积并降低质心，从而增加设备的稳定性。到第一主体和第二主体的180°位置(其中第一主体和第二主体位于单个平面张红)的限定的运动允许可靠地使用平放在桌子或其他表面上的设备而不用担心由于铰链的一部分使第一主体相对于第二主体升高而弯曲屏幕、电子组件、或设备的底座。在至少一个实施例中，通过电子设备中的铰链的移动范围的限定的运动阻止对电子设备内跨铰链提供电通信和/或数据通信的电通信管道和/或数据通信管道(例如电线)的夹损、摩擦、扭结或其他损坏。
冠词“一”、“一个”和“该”旨在表示在前面的描述中存在各元素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”、以及“具有”旨在是包含性的，并表示除所列出的元素以外可以有附加的元素。附加地，将理解，对本公开的“一个实施例”或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除也纳入所述特征的附加实施例的存在。例如，关于本文的实施例描述的任何元件可与本文描述的任何其他实施例的任何元件相组合。本文中所阐述的数字、百分比、比率或其他值旨在包括该值，以及还有“约”或“近似”所阐述的值的其他值，如由本公开的实施例所涵盖的将由本领域普通技术人员所领会的那样。因此，所阐述的值应当被足够宽泛地解释以涵盖至少足够接近用来执行期望的功能或实现期望的结果的所阐述的值的值。所阐述的值至少包括将在合适的加工或生产过程中预期到的变化，并且可包括在所阐述的值的5％内、1％内、0.1％内或0.01％内的值。鉴于本公开，本领域普通技术人员将认识到，等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本文公开的各实施例进行各种改变、替换和变更。包括功能“装置加功能”款项的等效构造旨在覆盖本文描述为执行所述功能的结构，包括以相同方式操作的结构等同物以及提供相同功能的等效结构两者。申请人的明确意图是，除非在“用于...装置”一词与相关联的功能一起出现的情况下，否则不对任何权利要求援引装置加功能或其他功能声明。对权利要求的含义和范围内的各实施例的每个添加、删除和修改都将被权利要求所接受。
应当理解，前面描述中的任何方向或参考系仅仅是相对的方向或移动。例如，对“前面”和“背面”或者“顶部”和“底部”或者“左侧”和“右侧”的任何引用仅仅描述了相关元素的相对位置或移动。
本公开可以以其他具体形式来体现，而不背离其精神或特性。所描述的实施例被认为是说明性的而非限制性的。从而，本发明的范围由所附权利要求书而非前述描述指示。落入权利要求书的等效方案的含义和范围内的改变应被权利要求书的范围所涵盖。

Claims (13)

1.一种用于提供限定的移动的铰链系统，所述铰链系统包括：
第一枢轴点；
第二枢轴点；
第一主体；
第二主体；以及
第一锁，所述第一锁包括：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第一锁的所述第一凸轮以及所述第一锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第一锁的所述第一凸轮表面以及所述第一锁的所述第二凸轮表面接纳；
第二锁，所述第二锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第二锁的所述第一凸轮以及所述第二锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第二锁的所述第一凸轮表面以及所述第二锁的所述第二凸轮表面接纳；
第三锁，所述第三锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第三锁的所述第一凸轮以及所述第三锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第三锁的所述第一凸轮表面以及所述第三锁的所述第二凸轮表面接纳
其中，所述第一锁、第二锁、和第三锁共享所述第一枢轴点和所述第二枢轴点，在所述铰链系统枢转时，各从动件顺序地被各自的第一凸轮表面或第二凸轮表面接纳，使得在所述铰链系统的任何给定位置仅一个枢轴点能够旋转。
2.根据权利要求1所述的铰链系统，其特征在于，进一步包括第四锁，所述第四锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第四锁的所述第一凸轮以及所述第四锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第四锁的所述第一凸轮表面以及所述第四锁的所述第二凸轮表面接纳，所述从动件在被接纳在所述第一凸轮表面时锁定围绕所述第一枢轴点的旋转，而在被接纳在所述第二凸轮表面时锁定围绕所述第二枢轴点的旋转。
3.根据权利要求1所述的铰链系统，其特征在于，所述第一凸轮表面具有驱动边缘。
4.根据权利要求1所述的铰链系统，其特征在于，所述第一凸轮表面沿着所述第一凸轮的至少90°定位。
5.根据权利要求1所述的铰链系统，其特征在于，所述第一枢轴点具有比所述第二枢轴点更大的摩擦系数。
6.一种电子设备，所述电子设备包括，
包括第一电子组件的第一主体；
包括与所述第一电子组件进行电通信的第二电子组件的第二主体；
定位于所述第一主体和所述第二主体之间并配置为允许所述第一主体相对于所述第二主体移动的铰链，所述铰链包括：
第一枢轴点；
第二枢轴点；以及
第一锁，所述第一锁包括：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体并具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第一锁的所述第一凸轮和所述第一锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第一锁的所述第一凸轮表面和所述第一锁的所述第二凸轮表面接纳；
第二锁，所述第二锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第二锁的所述第一凸轮以及所述第二锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第二锁的所述第一凸轮表面以及所述第二锁的所述第二凸轮表面接纳；
进一步包括第三锁，所述第三锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第三锁的所述第一凸轮以及所述第三锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第三锁的所述第一凸轮表面以及所述第三锁的所述第二凸轮表面接纳；
其中，所述第一锁、第二锁、和第三锁共享所述第一枢轴点和所述第二枢轴点，在所述铰链系统枢转时，各从动件顺序地被各自的第一凸轮表面或第二凸轮表面接纳，使得在所述铰链的任何给定位置仅一个枢轴点能够旋转。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，进一步包括第四锁，所述第四锁具有：
连接到所述第一主体并具有第一凸轮表面的第一凸轮，所述第一凸轮能够绕所述第一枢轴点旋转；
连接到所述第二主体的具有第二凸轮表面的第二凸轮，所述第二凸轮能够绕所述第二枢轴点旋转；以及
能够相对于所述第四锁的所述第一凸轮以及所述第四锁的所述第二凸轮移动的从动件，所述从动件被配置为由所述第四锁的所述第一凸轮表面以及所述第四锁的所述第二凸轮表面接纳，所述从动件在被接纳在所述第一凸轮表面时锁定围绕所述第一枢轴点的旋转，而在被接纳在所述第二凸轮表面时锁定围绕所述第二枢轴点的旋转。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一凸轮表面具有驱动边缘。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一主体或所述第二主体是所述电子设备的底座。
10.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述铰链进一步包括第一通信构件和第二通信构件，以提供跨所述铰链的数据或电通信。
11.一种利用铰链提供限定的运动的方法，所述方法包括：
使第一锁的第一凸轮在第一方向上绕第一枢轴点转过第一转动角度；
将所述第一凸轮相对于所述第一枢轴点锁定；
解锁第二枢轴点；
在解锁所述第二枢轴点之后，使第二锁的第二凸轮在第二方向上绕所述第二枢轴点转过第二转动角度；
将所述第二凸轮相对于所述第二枢轴点锁定；
解锁所述第一枢轴点；以及
在解锁所述第一枢轴点之后，使第三锁的第一凸轮在所述第一方向上绕所述第一枢轴点转过第三转动角度。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一凸轮连接到第一主体，并且所述第二凸轮连接到第二主体，并且其中使所述第二凸轮绕所述第二枢轴点旋转将所述第一主体和所述第二主体定位在单个平面中。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一转动角度为90°并且所述第二转动角度为90°。
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