CN110380593B - 一种功能装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功能装置及电子设备，所述功能装置包括电磁机构和功能器件；所述电磁机构包括线圈支架和磁体组件；所述功能器件与所述磁体组件固定连接，并可随所述磁体组件同步移动；所述线圈支架缠绕有第一线圈，所述第一线圈通电产生磁场，以使所述磁体组件可在所述第一线圈内滑动，进而带动所述功能器件移动。所述功能装置可以实现功能器件自由伸缩，而且占用的空间较小，传动简单，传动精度较高。

Description

一种功能装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种功能装置及电子设备。

背景技术

目前电子设备一般都是在前后两侧都设置有摄像头模组，前后摄像头模组都分别固定在电子设备上，供用户的调取使用。电子设备的全屏化是现在的一个流行趋势，但是如果前置摄像头模组固定在电子设备的前面板上，就会占用电子设备的屏幕的部分位置，前置摄像头模组的这一设计方式使电子设备无法实现全屏化，因此设计出了一些伸缩装置用于实现前置摄像头的伸缩功能，但是现有的伸缩装置多采用机械传动结构方式，占用的空间比较大，而且传动机构安装复杂，传动精度较低。

发明内容

本申请提供一种实现功能器件自由伸缩，而且占用的空间较小，传动简单，传动精度较高的功能装置。

本申请提供了一种功能装置，所述功能装置包括电磁机构和功能器件；

所述电磁机构包括线圈支架和磁体组件；

所述功能器件与所述磁体组件固定连接，并可随所述磁体组件同步移动；

所述线圈支架缠绕有第一线圈，所述第一线圈通电产生磁场，以使所述磁体组件可在所述第一线圈内滑动，进而带动所述功能器件移动。

本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括壳体、显示屏以及前面所述的功能装置；

所述壳体与所述显示屏盖合形成容置腔，所述电磁机构和所述功能器件位于所述容置腔内，所述功能器件可在所述电磁机构的磁体组件的带动下伸出所述容置腔或者缩回所述容置腔。

本申请提供的功能装置及电子设备，通过功能器件与磁体组件固定连接，功能器件可随磁体组件同步移动，在线圈支架上缠绕第一线圈，第一线圈通电产生磁场，以使磁体组件在第一线圈内滑动，进而带动功能器件滑动，实现功能器件的自由伸缩，而且相比于现有的功能伸缩装置占用空间比较小，安装简单，传动精度比较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，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是本申请实施例提供的功能装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的功能装置的爆炸图；

图3是本申请实施例提供的电磁机构的爆炸示意图；

图4是本申请实施例提供的功能装置的一实施方式的剖视图；

图5是本申请实施例提供的功能装置的一实施方式的剖视图；

图6是本申请实施例提供的滑动支架的立体剖视图；

图7是图4的伸出状态的剖视图；

图8是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图9是图8的电子设备的爆炸图；

图10是图8的电子设备的部分结构示意图(不包括显示屏和盖板)。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是暗示或指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1、图2、图3，图1为本申请实施例提供的功能装置的结构示意图；图2是本申请实施例提供的功能装置的爆炸图；图3是本申请实施例提供的电磁机构的爆炸示意图。本申请提供一种功能装置100，包括电磁机构10和功能器件20。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

电磁机构10包括线圈支架11和磁体组件13。

具体的，在本实施方式中，线圈支架11为两端开口的筒状结构，线圈支架11的内部形状与磁体组件13的外部形状相适配。可选的，线圈支架11为绝缘材料，例如可以采用POM材料制作而成。

线圈支架11缠绕有第一线圈111，在本实施方式中，第一线圈111嵌设在线圈支架11内，第一线圈111的引线1111伸出线圈支架11与外部电路相连通。可选的，也可以采用其他方式缠绕，例如第一线圈111缠绕在线圈支架11的外围，或者通过胶状物粘贴在线圈支架11的内侧。

第一线圈111在线圈支架11上沿垂直于磁体组件13滑动的方向(在图3中沿线圈支架11的筒状结构一圈一圈地缠绕)进行缠绕。

磁体组件13包括滑动支架132和滑动磁芯134；滑动磁芯134与滑动支架132相连接。需要说明的是，本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

具体的，在本实施方式中，滑动支架132为筒状结构，滑动支架132的外部形状与线圈支架11的内部形状相适配。

具体的，滑动磁芯134固设于滑动支架132的内部。

可选的，在一些实施方式中，滑动磁芯134包括一个第一磁体1341。

第一磁体1341可以为具有磁性的磁铁，第一磁体1341固设在滑动支架132(也包括第一线圈111)内，第一线圈111通电产生磁场，产生的磁场对第一磁体1341产生作用力，使得第一磁体1341受到排斥力或者吸引力发生运动，第一磁体1341沿垂直于滑动方向的相对两端伸出滑动支架132与线圈支架11滑动接触(可以参考图4和图5，图4是本申请实施例提供的功能装置的一实施方式的剖视图；图5是本申请实施例提供的功能装置的一实施方式的剖视图，这两个图都为功能装置的初始状态)，具体的，第一磁体1341与第一线圈111滑动接触，第一磁体1341受到力的作用可在线圈支架11内滑动，也可以认为可在第一线圈111内滑动。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

请参阅图4，可选的，在另一些实施方式中，滑动磁芯134包括第一磁体1341、第二磁体1343以及第二线圈1345；

第一磁体1341和第二磁体1343分别位于第二线圈1345在滑动方向上的两端且与第二线圈1345电性导通；

第一磁体1341和第二磁体1343分别与第一线圈111滑动接触并电性导通。

具体的，在本实施方式中，第一磁体1341和第二磁体1343为椭圆片，在滑动方向上的截面形状轮廓可以与线圈支架11的内壁轮廓相适应。

可选的，第一磁体1341和第二磁体1343之间可以通过绝缘的连接杆1344相连接，第二线圈1345缠绕在连接杆1344上，同时第二线圈1345两端分别与第一磁体1341和第二磁体1343电性导通。

可选的，在其他一些实施方式中，可以省略连接杆1344，直接将第二线圈1345两端分别与第一磁体1341、第二磁体1343电性连接。

进一步的，请参阅图5，为了增强第一线圈111和第二线圈1345所产生的磁场强度，滑动磁芯134还设置有铁芯1347。铁芯1347设置在图4所述实施方式中的连接杆1344的位置，铁芯1347的外部形状与滑动支架132的内部形状相适配，铁芯1347的两端分别与第一磁体1341、第二磁铁1343相连接，第二线圈1345嵌设在铁芯1347内，或者将第二线圈1345缠绕在铁芯1347的外部，缠绕方向在铁芯1347上沿垂直于滑动方向的方向上进行缠绕。

第一磁体1341和第二磁体1343沿垂直于滑动方向上的相对两端均伸出滑动支架132，伸出的部分与线圈支架11滑动接触；线圈支架11上的第一线圈111部分裸露出来与第一磁体1341、第二磁体1343伸出的部分相接触，并且可以实现电性导通，将位于第一磁体1341和第二磁体1343之间的第二线圈1345接入外部电路中。

第一线圈111通电产生磁场，第二线圈1345通电也会产生磁场，第一磁体1341和第二磁体1343也会产生磁场，第二线圈1345产生的磁场和第一磁体1341、第二磁体1343产生的磁场进行矢量叠加得到闭合磁场，第一线圈111产生的磁场与闭合磁场相互作用，若第一线圈111产生的磁场与闭合磁场方向相同则在第一线圈111和滑动磁芯134之间产生相互排斥的力，如果第一线圈111产生的磁场与闭合磁场方向相反则在第一线圈111和滑动磁芯134之间产生相互吸引的力，由于第一线圈111固定，滑动磁芯134为活动状态，则分析滑动磁芯134受力状态，具体的，根据通入的电流的方向和大小来控制第一线圈111产生的磁场与闭合磁场的强度大小，使得滑动磁芯134受到排斥力或者吸引力发生运动，滑动磁芯134受到力的作用可在线圈支架11内滑动，也可以认为可在第一线圈111内滑动。

请同时参阅图3、图4、图5和图6，图6是本申请实施例提供的滑动支架的立体剖视图。

本实施方式中的滑动支架132在第一磁体1341、第二磁体1343伸出的位置设有缺口1325以供第一磁体1341、第二磁体1343伸出滑动支架132。

具体的，在第一磁体1341的两侧设置有凸出滑动支架132内壁的两个第一挡块1326，两个第一挡块1326从第一磁体1341的两侧卡住第一磁体1341，以固定第一磁体1341在滑动方向上的位置，在第二磁体1343的两侧设置有凸出滑动支架132内壁的两个第二挡块1327，两个第二挡块1327从第二磁体1343的两侧卡住第二磁体1343，以固定第二磁体1343在滑动方向上的位置。

位于第一磁体1341和第二磁体1343之间的第一挡块1326、第二档块1327凸出的高度与第一磁体1341、第二磁体1343之间的连接杆1344或者铁芯1347的高度相同，以控制第一磁体1341、第二磁铁1343在垂直于滑动方向上的位置。

在本实施方式中，背离功能器件20的第二挡板1327凸出的高度与滑动支架132整体的高度相同，将滑动磁芯134包在滑动支架132内，同时在该背离功能器件20的第二挡板1327上开设有供第一线圈111的引线引出滑动支架132的避让孔13271。

为了便于安装滑动磁芯134，滑动支架132可以设置成分体结构，例如本实施方式中的滑动支架132包括滑动本体1322和盖板1324。具体的，如图3所示，滑动支架132平行于滑动方向的一个侧面在对应滑动磁芯134的位置设置有开口13221，将滑动磁芯134放入滑动本体1322内，通过盖板1324将滑动磁芯134固定在滑动支架132内，避免滑动磁芯134在垂直于滑动方向的方向上发生移动。

功能器件20与磁体组件13固定连接，并可随磁体组件13同步移动。

具体的，在本实施方式中，功能器件20与滑动支架132相连接，进而与磁体组件13相连接。

可选的，功能器件20可以为摄像头模组、虹膜识别模组、人脸识别模组、闪光灯、送话器、受话器、感光器、指纹模组、按键等功能器件的任意一种或多种组合。

同时参阅图2、图4、图5和图6，具体的，在本实施方式中，功能器件20为摄像头模组。在整个功能装置100位于初始状态，在这个状态中，功能器件20未伸出线圈支架11，摄像头模组部分或者全部容纳于滑动支架132内，滑动支架132内部设有形状与摄像头模组的外部形状相适配的空腔1328，将摄像头模组放入滑动支架132的空腔1328内，摄像头组件背离滑动磁芯134的一端设置有挡片22(参阅图2)，挡片22朝向摄像头模组的一侧形状与摄像头模组的外部形状相适配，挡片22盖在摄像头模组上，并通过螺钉、螺栓、焊接、铆接等固定方式将挡片22固定在滑动支架132上，进而将摄像头模组固定在滑动支架132的空腔1328内。在本实施方式中，在挡片22的外面还设有密封片23，通过背胶或者点胶等方式粘贴在挡片22的外侧，用于将摄像头组件进行密封。

进一步的，摄像头组件还设置有与摄像头组件的一个侧面相连接用于控制摄像头组件工作的电路板24，电路板24设置在摄像头组件平行于滑动方向的一个侧面上，沿滑动方向延伸并通过滑动支架132上的避让孔13271伸出整个功能装置100。

磁体组件13在第一线圈111产生的磁场力的作用下在第一线圈111内滑动，进而带动功能器件20移动。

请同时参阅图4、图7，图7是图4的伸出状态的剖视图。第一线圈111对磁体组件13产生的作用力可以是排斥力也可以是吸引力。

首先磁体组件13和功能器件20处于如图4所示的初始状态，当磁体组件13受到的是排斥力时，向左边进行滑动，功能器件20在磁体组件13的带动下伸出线圈支架11达到如图7所示的伸出状态；通过改变通入第一线圈111的电流的方向或者大小来改变第一线圈111对磁体组件13产生的作用力，例如将原来的排斥力变为吸引力，磁体组件13在吸引力的作用下向右滑动，回复到如图4所示的初始状态。后面的磁体组件13和功能器件20为如图5所示的结构时，运动过程和原理一样，不再赘述。

可以理解的是，本申请实施例中的功能装置100可以应用于电子设备200(参阅图8和图9，图8是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；图9是图8的电子设备的爆炸图)。该电子设备200可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。

本申请实施例中的功能装置100通过功能器件20与磁体组件13固定连接，功能器件20可随磁体组件13同步移动，在线圈支架11上缠绕第一线圈111，第一线圈111通电产生磁场，以使磁体组件13在第一线圈111内滑动，进而带动功能器件20滑动，实现功能器件20的自由伸缩，而且相比于现有的功能伸缩装置占用空间比较小，安装简单，而且传动精度比较高。

请同时参阅图8、图9和图10，图10是图8的电子设备的结构示意图(不包括显示屏和盖板)。本申请实施例还提供一种电子设备200，电子设备包括壳体30、显示屏40以及前面所述的功能装置100。

壳体30与显示屏40盖合形成容置腔，功能装置100的电磁机构10和功能器件20位于容置腔内，功能器件20可在电磁机构10的磁体组件13的带动下伸出容置腔或者缩回容置腔内。

具体的，在本实施方式中，壳体30由一块板的某一个侧面的部分区域开设成凹槽31，开设的凹槽31与显示屏40组成容置腔；在其他一些实施方式中，壳体30也可以由一块板的某一个侧面的全部区域开设成凹槽31，开设的凹槽31与显示屏40组成容置腔。

具体的，电磁机构10的线圈支架11通过背胶、螺栓、焊接、铆接等固定方式固定在容置腔内，更具体的，在本实施方式中，固定在凹槽31的底面。

进一步的，当电磁机构10带动功能器件20在缩回容置腔的时候，电磁机构10背离功能器件20的一端设置有用于起缓冲作用的弹性件50(请同时参阅图1和图2)；

弹性件50一端抵顶在电磁机构10的端面，另一端抵顶在容置腔朝向电磁机构10的端面的内壁上。

具体的，在本实施方式中，弹性件50为弹簧，在电磁机构10的滑动支架132背离功能器件20的一端的端面上设置有柱体1329(参阅图2)，弹簧套设在柱体1329上，弹簧的长度大于柱体1329的长度，当电磁机构10带动功能器件20在缩回容置腔的过程中，滑动支架132背离功能器件20的一端的端面还没有到达容置腔内壁时，弹簧已经接触到容置腔的内壁，弹簧受到挤压产生推力阻止滑动支架132继续靠近容置腔的内壁，进而起到缓冲作用，避免滑动支架132硬性碰撞到容置腔内壁造成损伤。

在其他实施方式中，弹性件50也可以为其他具有弹性的结构，例如由橡胶材料制成的弹性柱。

进一步的，为了控制电磁机构10运动的极限位置，进而控制功能器件20的极限位置，请参阅图4或者图5，线圈支架11的内壁设有凸出的第一限位块112，第一限位块112设置在滑动磁芯134靠近功能器件20的一侧所能到达的极限位置处，用于限制功能器件20伸出容置腔的极限位置。

线圈支架11为筒状结构，沿线圈支架11的内壁凸出的第一限位块112为环形结构，磁体组件13向左运动，当磁体组件13中的滑动磁芯134靠近功能器件20的一侧运动到凸出的第一限位块112时，更具体的，滑动磁芯134的第一磁体1341靠近功能器件20的一侧，第一限位块112与第一磁体1341面接触挡住磁体组件13继续向前运动，实现限位功能。

在其他实施方式中，第一限位块112也可以为凸出线圈支架11的内壁设置的多个单独的凸块。

如图10所示，在容置腔内还设置有沿垂直于磁体组件13滑动方向的方向凸出的第二限位块60，第二限位块60设置在磁体组件13背离功能器件20的一侧所能到达的极限位置处，用于限制功能器件20缩回容置腔内的极限位置。

磁体组件13向右运动，当磁体组件13的第二磁体1343背离功能器件20的一侧运动到凸出的第二限位块60时，第二限位块60与第二磁体1343面接触挡住磁体组件13继续向前运动，实现限位功能。

在一些实施方式中，容置腔包括有用于使功能器件20伸出电子设备200的伸缩口32，伸缩口32为容置腔沿滑动方向与在壳体30某一个侧面相交的开口，功能器件20直线滑动伸出电子设备200或者缩回电子设备200的容置腔内。这样设置的好处是使得用户在使用该电子设备200时，将功能器件20伸出电子设备200外部，进而实现显示屏40的全屏化。

可选的，在其他一些实施方式中，功能器件20在容置腔内直线滑动的过程中，不会伸出电子设备200。

进一步的，在壳体30的凹槽31对应显示屏40的开口位置还设有盖板33，盖板33的形状与凹槽31的开口的形状相适配，盖板33盖设于功能装置100的电磁机构10，具体通过螺丝、螺栓、铆钉、焊接等固定方式将盖板33与壳体30固定在一起。

本申请实施例中的电子设备200通过功能器件20与磁体组件13固定连接，功能器件20可随磁体组件13同步移动，在线圈支架11上缠绕第一线圈111，第一线圈111通电产生磁场，以使磁体组件13在第一线圈111内滑动，进而带动功能器件20滑动，实现功能器件20的自由伸缩，而且相比于现有的机械功能伸缩装置占用空间比较小，便于整机堆叠设计，安装简单，而且传动精度比较高。

进一步的，以手机为例来进行阐述，当需要使用功能器件20时，通过第一线圈111通电产生磁场，使得磁体组件13进行滑动，带动功能器件20伸出手机，保证了所述功能器件20与用户交互，而且可以实现不占用手机的屏幕，以实现手机的全屏化。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种功能装置，其特征在于，所述功能装置包括电磁机构和功能器件；

所述电磁机构包括线圈支架和磁体组件；

所述磁体组件包括滑动支架和滑动磁芯；所述滑动磁芯以及所述功能器件分别与所述滑动支架连接，所述功能器件随所述磁体组件同步移动；

所述线圈支架缠绕有第一线圈；

所述滑动磁芯包括第一磁体、第二磁体以及第二线圈；所述第一磁体和所述第二磁体分别位于所述第二线圈在所述滑动磁芯滑动方向上的两端且与所述第二线圈电性导通；所述第一磁体和所述第二磁体分别与所述第一线圈滑动接触并电性导通；

所述第一磁体、所述第二磁体以及所述第二线圈被配置于在所述第一线圈通电产生磁场时，所述第一磁体、所述第二磁体以及所述第二线圈通电产生磁场，所述磁体组件被配置于在所述第一线圈通电产生磁场时，所述磁体组件在所述第一线圈内滑动。

2.根据权利要求1所述的功能装置，其特征在于，所述滑动磁芯还设置有铁芯。

3.根据权利要求1所述的功能装置，其特征在于，所述线圈支架为筒状结构；

所述第一线圈嵌设于所述线圈支架内且部分裸露出来与所述第一磁体、所述第二磁体相接触并电性导通。

4.根据权利要求1至3任一项所述的功能装置，其特征在于，所述功能器件为摄像头模组、虹膜识别模组、人脸识别模组、闪光灯、送话器、受话器、感光器、指纹模组、按键中的任意一种或多种组合。

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体、显示屏以及权利要求1至4任意一项所述的功能装置；

所述壳体与所述显示屏盖合形成容置腔，所述电磁机构安装在所述容置腔内，所述功能器件可被配置于在所述电磁机构的磁体组件的带动下伸出所述容置腔时的第一状态，且可被配置于在所述电磁机构的磁体组件的带动下缩回所述容置腔时的第二状态，且可被配置于在所述第一状态和所述第二状态之间移动。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述电磁机构背离所述功能器件的一端设置有用于起缓冲作用的弹性件；

所述弹性件一端抵顶在所述电磁机构的端面，另一端抵顶在所述容置腔朝向所述端面的内壁上。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述线圈支架的内壁设有凸出的第一限位块，所述第一限位块设置在所述滑动磁芯靠近所述功能器件的一侧所能到达的极限位置处，用于限制所述功能器件伸出所述容置腔的极限位置。

8.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，在所述容置腔内还设置有沿垂直于所述磁体组件滑动方向的方向凸出的第二限位块，所述第二限位块设置在所述磁体组件背离所述功能器件的一侧所能到达的极限位置处，用于限制所述功能器件缩回所述容置腔内的极限位置。

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