CN110651234B - 具有形状记忆材料线的计算设备的锁定装置 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，用于锁定计算设备的装置包括致动器、连接到计算设备的第一部分的锁定突起、连接到计算设备的第二部分的锁定插座、形状记忆材料(SMM)线、以及力调节器。SMM线具有第一状态和第二状态，并且可通过致动器在各状态之间移动。第一状态和第二状态分别具有第一和第二长度。第一状态到第二状态的移动沿SMM线的纵向方向施加收缩力。力调节器被配置成向SMM线施加与收缩面相对的返回力。该返回力将SMM线朝第一状态返回，同时将SMM线的最大可用力移动到SMM线的第二状态。

Description

具有形状记忆材料线的计算设备的锁定装置
发明背景
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。许多混合计算机包括可与屏幕分开的输入设备。
传统的混合计算机可通过各种连接机制将屏幕连接到输入设备和/或其他计算组件。较强的连接机制会消耗大量能量，从而减少电池寿命和/或增加混合计算机的工作温度。具有小尺寸和低能耗的坚固连接机制使混合计算机的体积更小，重量更轻。
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。
概述
在一些实施例中，用于锁定计算设备的装置包括致动器、连接到计算设备的第一部分的锁定突起、连接到计算设备的第二部分的锁定插座、形状记忆材料(SMM)线、以及力调节器。SMM线具有第一状态和第二状态，并且SMM线通过致动器可在第一状态和第二状态之间移动。第一状态具有第一长度，而第二状态具有比第一长度短的第二长度。从第一状态第二状态的移动沿SMM线的纵向方向施加收缩力。力调节器被配置成向SMM线施加与收缩面相对的返回力。该返回力将SMM线朝向第一状态返回，同时将SMM线的最大可用力向SMM线的第二状态移动。
在其他实施例中，用于锁定电子设备的装置包括致动器、力调节器和臂。致动器包含被配置成施加收缩力的SMM线。力调节器被配置成施加至少部分地与收缩力相反的反作用力。臂可通过致动器朝解锁位置移动，并可通过反作用力朝锁定位置移动。反作用力在锁定位置和解锁位置之间的最大返回力的10％以内。
在其他实施例中，一种选择性地固定电子设备的方法包括：提供具有SMM线的锁定装置，该SMM线被配置成施加收缩力以使锁定装置向解锁位置移动，以及将SMM线的状态从第一状态改变为第二状态以施加收缩力。该方法进一步包括用由力调节器施加的反作用力来抵抗所述收缩力，以及在锁定位置和解锁位置之间的位移上减小反作用力。
提供本概述以便介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。
本公开的各实施例的附加特征和优点将在以下描述中叙述，并且其一部分根据本描述将是显而易见的，或者可通过对此类实施例的实践来获知。此类实施例的特征和优点可通过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。这些和其他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此类实施例的实践来习得。
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是根据本公开的至少一个实施例的混合计算设备的实施例的透视图；
图2是根据本公开的至少一个实施例的锁定装置的实施例的侧视图；
图3是根据本公开的至少一个实施例的处于解锁位置的图2的锁定装置的实施例的侧视图；
图4-1是根据本公开的至少一个实施例的具有磁体力调节器的锁定装置的实施例的侧视图；
图4-2是根据本公开的至少一个实施例的图4-1的锁定装置的实施例的自由体受力图；
图5是根据本公开的至少一个实施例的处于解锁位置的图4-1的锁定装置的实施例的侧视图；
图6-1是根据本公开的至少一个实施例的具有滑动杆连杆的锁定装置的实施例的侧视图；
图6-2是根据本公开的至少一个实施例的图6-1的锁定装置的实施例的自由体受力图；
图7是根据本公开的至少一个实施例的处于解锁位置的图6-1的锁定装置的实施例的侧视图；
图8是根据本公开的至少一个实施例的锁定装置的实施例的侧视图；
图9是根据本公开的至少一个实施例的锁定装置的另一实施例的侧视图；
图10是例示根据本公开的至少一个实施例的锁定装置的实施例的可用致动器力的图；以及
图11是例示锁定任何电子设备的方法的实施例的流程图。
详细描述
本公开一般涉及用于调节由锁定装置施加的力的设备、系统和方法。更具体而言，本公开涉及在锁定装置从锁定位置到解锁位置的转变期间用于增加锁定装置中的可用力的设备、系统和方法。
在一些实施例中，锁定装置可利用具有第一状态和第二状态的形状记忆材料(SMM)线。SMM线从第一状态到第二状态的转变可以将SMM线收缩并且沿SMM线的长度施加纵向力。力调节器可施加和/或传递与收缩力相反的反向返回力，并且可以将SMM线伸长，从而将SMM线恢复到第一状态。SMM线的至少一部分的纵向位移可以使锁定装置在锁定位置和解锁位置之间移动。
在一些实施例中，力调节器可在SMM线移位期间抵抗SMM线的收缩力。例如，力调节器可包括弹簧，该弹簧随着位移的增加而施加增加的返回力。在其他示例中，力调节器可包括一个或多个磁体，其随着位移的增加而施加减小的返回力。在又一示例中，力调节器可包括改变弹簧、磁体或其他机构的力曲线的一个或多个机械连杆(诸如，滑动杆臂、凸轮或其他连杆)。
图1是混合计算设备100的实施例的透视图。在一些实施例中，混合计算设备100可包括第一部分102和第二部分104。例如，第一部分102可通过铰链106被连接到第二部分104。在其他示例中，第一部分102可通过柔性连接器、可旋转连接器或多个铰链106被连接到第二部分104。
第一部分102和第二部分104可通过锁定装置的接合和/或脱离选择性地耦合在一起。在一些实施例中，混合计算设备100可在第一部分102和第二部分104之间共享计算资源、能量资源或其他资源。因此，锁定装置可允许第一部分102和第二部分104以限制和/或防止第一部分102和第二部分104意外分离的方式连接。锁定装置可包括互补地定位在第一部分102和第二部分104上的锁定突起108和锁定插座110。虽然图1例示了位于第二部分104上的锁定突起108和位于第一部分102上的锁定插座110，但是应当理解，在其他实施例中，锁定装置可以相反地具有位于第一部分102上的锁定突起108和位于第二部分104上的锁定插座110。
在混合计算设备100的一些实施例中，第一部分102可包括诸如触敏设备、LCD设备或OLED设备之类的显示器112，而第二部分104可包括诸如键盘114或触控板116之类的一个或多个人机接口设备。在其他实施例中，第一部分102和第二部分104中的每一个可包括一个或多个电子和/或计算组件。例如，第一部分102和/或第二部分104可包括电源、微处理器、存储设备、输入设备、通信设备、热管理设备、光源、音频设备、或其他电子和/或计算组件中的一者或多者。在一些实施例中，锁定装置可保持第一部分102和第二部分104的一个或多个接触表面彼此接触，从而在第一部分102和第二部分104之间提供电通信和/或数据通信。
图2例示了可选择性地接合锁定突起108和锁定插座110的锁定装置118的实施例。锁定装置118被示为处于锁定突起108位于锁定插座110中的锁定位置。
在一些实施例中，锁定装置可包括致动器120，该致动器120被配置成在致动器120的纵向方向上施加力。致动器120可被连接至可绕枢轴124移动的臂122。在一些实施例中，枢轴124可以是可旋转的连接。在其他实施例中，枢轴124可以是臂122的柔性连接和/或柔性部分。例如，枢轴124可以是臂122的弹性可变形部分，其允许臂122响应于由致动器120施加的力而移动。
在一些实施例中，臂122可具有被连接至锁定插座110的基座126。基座126远离锁定插座110的移动可以使锁定突起108的一个或多个特征脱离，以相对于锁定插座110释放锁定突起108。为了使锁定突起108和锁定插座110脱离，致动器120可以向臂122施加收缩力。基座126朝向锁定插座110的移动可以使锁定突起108的一个或多个特征接合，以相对于锁定插座110保持锁定突起108。为了接合锁定突起108和锁定插座110，连接到框架130的弹簧128或其他设备可在与致动器120基本相反的方向上施加返回力。
在一些实施例中，框架130可以是混合计算设备的第一部分和/或第二部分的一部分(即，与混合计算设备的壳体整体形成)。在其他实施例中，框架130可以是单独的组件。例如，框架130可以连接到和/或支撑致动器120、臂122、弹簧128、锁定插座110的一个或多个部分，或其组合。在至少一个示例中，框架130支撑锁定装置118的所有组件。
图3例示了处于解锁位置的图2的锁定装置118的实施例。在解锁位置，致动器120可以被致动以将SMM线132从第一状态移动到第二状态。在一些实施例中，SMM线132可包括可基于外部条件可逆地改变形状或尺寸的诸如形状记忆合金(SMA)或形状记忆聚合物(SMP)之类的SMM。例如，响应于施加到SMM线132的电刺激(诸如电压或电流)，SMM可在第一状态和第二状态之间转变。在其他示例中，响应于SMM线132的温度变化，SMM可在第一状态和第二状态之间转变。在又一示例中，SMM可响应于所施加的机械力而在第一状态和第二状态之间转变。
在一些实施例中，电流可被施加到SMM线132以增加SMM线132的温度，从而引起从第一状态到第二状态的相变。例如，包含镍钛(例如，镍钛诺)的SMM线132中的电流可将SMM线132的温度升高到转变温度以上，从而导致镍钛从马氏体(martensite)微观结构相转变为奥氏体(austenite)微观结构相。微观结构相变导致相关联的宏观结构形状变化，从而缩短了SMM线132，并在SMM线132和致动器120的纵向方向上施加了收缩力134。
SMM线132可通过机械力恢复到第一状态(例如，马氏体微观结构相)以伸长SMM线132。镍钛合金在大约100MPa的压力下会发生相变。恢复向后折叠的(doubled back)直径为0.31毫米(mm)的SMM线132(例如如图3中所示的)所需的标称力约为15牛顿(N)。SMM线132的截面积的增大使所需的返回力增大，而SMM线132的截面积的减小使所需的返回力减小。
在一些实施例中，诸如弹簧128之类的力调节器可在伸长SMM线132的情况下将返回力136施加到SMM线132以将SMM线132移动到第一状态(例如，马氏体微观结构相)。伸长SMM线132并将SMM线132恢复到第一状态可以使臂122和基座126返回到图2所例示的锁定位置。
弹簧128可以连续地施加返回力136并且返回力136与收缩力134相反。因此，弹簧128可以减小和/或限制致动器120用于移动臂122的可用力。此外，弹簧128可具有随着弹簧128伸长而增加返回力136的弹簧刚度，从而随着SMM线132收缩而进一步减小致动器120的可用力。
图4-1例示了具有力调节器的锁定装置218的另一实施例。在一些实施例中，力调节器可包括一对或多对磁体228-1、228-2，其中每对磁体228-1、228-2中的一个磁体被连接到臂222。每对磁体228-1、228-2可向臂222施加力，从而促使臂朝向图4-1所示的锁定位置。一对磁体228-1、228-2可被定位成在臂222上的一个被配置成与臂222一起移动的磁体以及在固定位置上的相关联的磁体。在一些实施例中，一对磁体228-1可具有位于在锁定装置218的臂222上的一个磁体(具有锁定插座210)，其与位于第二部分204上的第二磁体(具有锁定突起208)相对。
在一些实施例中，臂222从锁定位置到解锁位置的移动可以使成对的磁体228-1、228-2中的一个或多个彼此分开。在其他实施例中，不同对的磁体228-1、228-2的位置和强度可被用于在臂222移动的情况下调整磁体力以及磁体力变化的速率。例如，随着臂222移动，第一对磁体228-1可以彼此分开，而第二对磁体228-2可以以更大的速率彼此分开。由于磁体力随距离呈指数衰减，第二对磁体228-2施加到臂222上的力可能来自第一对磁体228-1的力衰减得更快。
图4-2是图4-1的锁定装置218的自由体受力图，其例示了参考图4-1描述的由臂上的磁体施加的各个力。臂可以具有臂高度219和臂长度221。在一些实施例中，臂高度219可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm中的任一者或其间的任何值。例如，臂高度219可以大于12mm。在其他示例中，臂高度219可以小于20mm。在又一示例中，臂高度219可以在12mm至20mm之间。在至少一个示例中，臂高度219为15mm。
在一些实施例中，臂长度221可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm中的任一者或其间的任何值。例如，臂长度221可以大于15mm。在其他示例中，臂长度221可以小于22mm。在其他示例中，臂长度221可以在15mm至22mm之间。在至少一个示例中，臂长度221为22mm。在至少一个实施例中，高度219为15mm，而臂长度221为22mm。
如图4-2所示，围绕枢轴被施加到臂的扭矩至少部分地取决于第一返回力236-1(由图4-1的第二对磁体228-1施加)的大小和第二返回力236-2(由图4-1的第二对磁体228-2施加)的大小。附加地，施加到臂的扭矩至少部分地取决于第一返回力236-1的第一径向长度223和第二返回力236-2的第二径向长度225。
在一些实施例中，第一径向长度223可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm中的任一者或其间的任何值。例如，第一径向长度223可以大于2mm。在其他示例中，第一径向长度223可以小于20mm。在其他示例中，第一径向长度223可以在2mm至20mm之间。在进一步的示例中，第一径向长度223可以在3mm至16mm之间。在进一步的示例中，第一径向长度223可以在4mm至12mm之间。在至少一个示例中，第一径向长度223是6.35mm。
在一些实施例中，第二径向长度225可以大于第一径向长度223，并且可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm中的任一者或其间的任何值。例如，第二径向长度225可以大于6mm。在其他示例中，第二径向长度225可以小于22mm。在其他示例中，第二径向长度225可以在6mm至22mm之间。在进一步的示例中，第二径向长度225可以在8mm至18mm之间。在又一示例中，第二径向长度225可以在10mm至14mm之间。在至少一个示例中，第二径向长度225是12.7mm。在至少一个实施例中，第一径向长度223为6.35mm，而第二径向长度225为12.7mm。
第一返回力236-1和第二返回力236-2可以随着臂的旋转角度的变化而改变。在一些实施例中，在锁定位置中，第一返回力236-1可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括16N、18N、20N、22N、24N、26N、28N、30N、32N中的任一者或其间的任何值。例如，处于锁定位置的第一返回力236-1可以大于16N。在其他示例中，处于锁定位置的第一返回力236-1可以小于32N。在又一示例中，处于锁定位置的第一返回力236-1可以在16N至32N之间。在进一步的示例中，处于锁定位置的第一返回力236-1可以在18N至30N之间。在进一步的示例中，处于锁定位置的第一返回力236-1可以在20N至28N之间。在至少一个示例中，处于锁定位置的第一返回力236-1可以小于23.4N。
在一些实施例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以等于第一返回力236-1(例如，两对磁体的强度相等并且位于相同位移处)。在其他实施例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以与处于锁定位置的第一返回力236-1不同。例如，第二返回力236-2可以大于处于锁定位置的第一返回力236-1。在其他示例中，第二返回力236-2可以小于处于锁定位置的第一返回力236-1。
在一些实施例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括16N、18N、20N、22N、24N、26N、28N、30N、32N中的任一者或其间的任何值。例如，处于锁定位置的第二返回力236-2可以大于16N。在其他示例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以小于32N。在又一示例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以在16N至32N之间。在进一步的示例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以在18N至30N之间。在进一步的示例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以在20N至28N之间。在至少一个示例中，处于锁定位置的第二返回力236-2可以小于23.4N。
图5是处于解锁位置的图4-1和4-2的锁定装置218的侧视图。在一些实施例中，致动器220可施加收缩力234以使臂222绕枢轴224旋转。与臂222绕枢轴224的移动相反的是由力调节器提供的返回力236，该力调节器在所描绘的实施例中包括第一对磁体228-1和第二对磁体228-2。因为每对磁体228-1、228-2的返回力236基于每对磁体中的磁体的接近度，所以返回力236取决于臂222(以及每对磁体228-1、228-2中的一个磁体)绕枢轴224的旋转角度以及成对的磁体228-1、228-2距枢轴224的径向位移而变化。例如，具有第一径向长度为6.35mm和第二径向长度为12.7mm的锁定装置218的实施例(其中处于锁定位置的第一返回力和第二返回力均为23.4N)可根据下表显示在锁定位置(0°旋转)和解锁位置(6°旋转)之间的返回力236：
包括磁体对的一些实施例的附加益处可以是，在混合计算设备中，成对的磁体228-1、228-2可帮助用户对接混合计算设备的第一部分和第二部分。类似地，将锁定装置218移动到解锁位置将使每对磁体228-1、228-2的磁体彼此分开，从而减小力，并有助于第一部分和第二部分的取消对接。
在其他实施例中，锁定装置可包括机械连杆，以在弹簧的伸展/压缩期间改变弹簧的力曲线。图6-1例示了利用滑动杆机械连杆的锁定装置318的实施例。在其他实施例中，锁定装置可包括凸轮、齿轮、四杆连杆或其他机械连杆，以利用线性或非线性力曲线来改变弹簧或其他设备的力曲线。
在一些实施例中，锁定装置318可包括致动器320，该致动器320被配置成在臂322上工作并且相对于枢轴324移动臂322。臂322可具有类似于参考图2和图3所描述的基座326，基座326的移动可用于使锁定插座和锁定突起接合和/或脱离。
锁定装置318可具有机械连杆，通过该机械连杆可将弹簧328或其他力供应源被连接到臂322。在一些实施例中，臂322可包括定位在杆342的狭槽340或凹槽中的柱338。杆342可然后被连接到弹簧328。杆342可随着臂322移动而移动，其中柱338在狭槽340内平移。柱338在狭槽340内移动有效地改变了杆342的长度，从而从弹簧328向臂322施加力。例如，弹簧328可在杆342上具有固定点，而杆342在锁定位置具有锁定的杆长度344-1。随着致动器320使臂322绕枢轴324朝着解锁位置旋转，杆长度可以改变(例如，增加)。
图6-2是处于锁定位置的锁定装置318的自由体受力图。在一些实施例中，锁定装置可具有臂长度321和臂高度，该臂高度被分割成下臂高度343和上臂高度345。臂高度可通过臂中的柱(诸如，图6-1的柱338)的位置来分割。例如，下臂高度343可以是从基座到柱的臂的高度，而上臂高度345可以是从柱到SMM线作用于臂的点的臂的高度。
在一些实施例中，臂长度321可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm中的任一者或其间的任何值。例如，臂长度321可以大于15mm。在其他示例中，臂长度321可以小于22mm。在其他示例中，臂长度321可以在15mm至22mm之间。在至少一个示例中，臂长度321为22mm。
在一些实施例中，下臂高度343可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm中的任一者或其间的任何值。例如，下臂高度343可以大于8mm。在其他示例中，下臂高度343可以小于13mm。在其他示例中，下臂高度343可以在8mm至13mm之间。在至少一个示例中，下臂高度343为10mm。
在一些实施例中，上臂高度345可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm中的任一者或其间的任何值。例如，上臂高度345可以大于2mm。在其他示例中，上臂高度345可以小于7mm。在其他示例中，上臂高度345可以在2mm至7mm之间。在至少一个示例中，上臂高度345为5mm。
在一些实施例中，总臂高度(例如：下臂高度343和上臂高度345之和)可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm中的任一者或其间的任何值。例如，总臂高度可以大于15mm。在其他示例中，总臂高度可以小于20mm。在又一示例中，总臂高度可以在15mm至20mm之间。在至少一个示例中，总臂高度为15mm。
臂和杆之间的间隔327可以改变杆长度(如参考图6-1所描述的杆长度344-1)随着臂的移动和柱在狭槽中的平移而改变的速率。例如，较大的间距327可导致杆长度的较大变化。在一些实施例中，间距327可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm中的任一者或其间的任何值。例如，间距327可以大于2mm。在其他示例中，间距327可以小于7mm。在又一示例中，间距327可以在2mm至7mm之间。在至少一个示例中，间距327为5mm。
弹簧力长度329是返回力336作用在杆上的固定长度。随着杆的移动，柱可以在狭槽中滑动，从而改变杆的长度，而弹簧力长度329保持不变，从而导致传递到臂的力的净减少。在一些实施例中，弹簧力长度329可以在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、中的任一者或其间的任何值。例如，弹簧力长度329可以大于6mm。在其他示例中，弹簧力长度329可以小于10mm。在其他示例中，弹簧力长度329可以在6mm至10mm之间。在至少一个示例中，弹簧力长度329是8mm。
图7是处于解锁位置的图6-1和6-2的锁定装置318的侧视图。致动器320向臂322施加收缩力334，以使臂322绕枢轴324旋转并使基座326移动。响应于臂322的移动，随着杆342倾斜，柱338可在杆342的狭槽340内平移。随着杆倾斜，柱338可从锁定杆长度344-1(参照图6-1描述)平移到大于锁定杆长度344-1的解锁杆长度344-2。杆长度的改变减小了由弹簧328施加的可作用在臂322上的返回力336。在一些实施例中，与收缩力334相反的合力346可以小于返回力336，从而导致臂322上的合力346的非线性变化，尽管来自弹簧328的返回力336基本上线性增加。
在一些实施例中，锁定装置可具有前述范围的组合的几何形状。例如，锁定装置的实施例可具有22mm的臂长度、10mm的下臂高度、5mm的上臂高度、5mm的间隔以及8mm的弹簧力高度。在此类实施例中，在锁定位置处由弹簧施加的返回力可以为15N，并且在伸展的解锁位置处，弹簧可以施加16.35N。虽然标称弹簧力可在锁定位置和解锁位置之间增加，但与SMM线和致动器相反的合力可能会减小。例如，在所描述的实施例中，与线相反的合力在锁定位置处可为7.58N，而在完全伸展的解锁位置处可为7.34N。
图8是机械连杆的另一实施例的侧视截面图。在一些实施例中，机械连杆可提供凸轮机构，使得弹簧428的伸展相对于臂422的移动是非线性的。例如，随着致动器420施加收缩力434以移动臂422，弹簧428被非线性地伸展。弹簧428的端部可在弧形路径448中从锁定位置450(即，凸轮机构处于锁定位置时的位置)移动到图8所示的解锁位置452。因此，致动器420线性地移动，弹簧非线性地伸展，从而减少了弹簧428所作的功并减小了与收缩力434相反的合力446。
尽管图8的凸轮机构的实施例与图6-1至图7的滑动杆连杆的实施例结合示出，但是应当理解，凸轮机构可以单独使用或与本文描述的一种或多种其他机制组合使用。例如，图9是包括多对磁体528-1、528-2和包括杆542和弹簧528的机械连杆的实施例的侧视图。致动器520可利用磁体528-1、528-2移动臂522，磁体528-1、528-2在锁定位置处施加峰值力并朝着所例示的解锁位置减小，而杆542和弹簧528在锁定位置处施加较低的力并随着臂522到达解锁位置而增加力。
图10是例示使锁定装置中的臂移动的相对可用力的图。该图例示了锁定装置的三个实施例中的可用力：弹簧力调节器，诸如参考图2至图3所描述的；基于磁体的力调节器，诸如参考图4-1至图5所描述的；以及滑动杆机械连杆力调节器，诸如参考图6-1至图7所描述的。
SMM线和致动器施加的力相对于臂在锁定位置和解锁位置之间的位移可以是基本上线性的。在锁定装置的移动中任何给定点处的可用力是致动器的收缩力与力调节器施加的反作用力之间的净力。
例如，磁体力调节器实施例的可用力在从锁定位置转变到解锁位置期间增加。磁体在锁定位置处具有最大的力，并且在从锁定位置位移之后力会迅速减小。随着弹簧在锁定位置和解锁位置之间在长度上伸展，弹簧力调节实施例减小了总的可用力。具有弹簧的连杆提供了最接近平坦线的可用力曲线(例如，从锁定位置到解锁位置的整个位移过程中可用力相同)。在一些实施例中，基本平坦的力曲线是整体上在力曲线的最大值在锁定位置和解锁位置之间10％的变化内的力曲线。例如，机械连杆的力曲线整体上为大约36.5N和大约38.5N。因此，在解锁位置，力曲线相对于最大38.5N仅变化约2N，从而产生约5.2％的变化。在其他实施例中，本文描述的各实施例的组合，诸如参考图9描述的磁体和弹簧力调节器的组合可提供基本平坦的力曲线。在至少一个实施例中，为了产生基本平坦的可用力曲线，由力调节器施加的力可整体上在由力调节器施加的力的最大值在锁定位置和解锁位置之间10％的变化内。
图11是例示调节施加在锁定装置中的力的方法652的实施例的流程图。在一些实施例中，方法652包括在654处提供具有致动器和力调节器的锁定装置，如本文所述。致动器可包括施加收缩力以使臂移动的SMM线，而力调节器可施加沿至少部分地与收缩力相反的方向作用在臂上的返回力。例如，可以确定返回力的矢量的方向，使得返回力的至少一个分量与收缩力相反。例如，返回力可具有与臂的线性移动相反的分量。在其他示例中，返回力可具有与臂围绕轴线或枢转点的旋转移动相反的分量。
方法652可包括在656处改变SMM线的状态。在一些实施例中，改变状态可包括改变SMM线的宏观结构。在其他实施例中，改变SMM线的状态可包括改变SMM线的微观结构状态。例如，改变SMM线的状态可包括将SMM线的微观结构从马氏体微观结构相改变为奥氏体微观结构相。在至少一个示例中，SMM线可以是镍钛化合物，并且改变SMM线的状态可包括将SMM线的温度改变到超过转变温度。在其他示例中，改变SMM线的状态可包括向SMM线施加电流。在又一示例中，改变SMM线的状态可包括跨SMM线施加电势。
在改变SMM线的状态时，SMM线可在锁定装置中施加收缩力。方法652可进一步包括在658处用返回力抵抗SMM线的收缩力。在一些实施例中，返回力可直接作用在臂上。在其他实施例中，返回力可作用在传递返回力的至少一部分以抵抗收缩力的机械连杆上。例如，如参考图6-1至图7所描述的，机械连杆可以是滑动杆连杆，其将返回力的一部分转换为合力以抵抗收缩力。在其他示例中，机械连杆可包括用于将返回力非线性地传递到臂的凸轮设备，诸如参考图8所描述的。
方法652可在660处通过减小所施加的与致动器的收缩力相反的返回力来增加致动器在常规锁定装置上的净可用力。例如，如图10所示，由磁体力调节器或由滑动杆机械连杆施加的与收缩力相反的力可在锁定位置和解锁位置之间的位移上减小。传递到臂的返回力的减小允许SMM线的可用力的增加。
在其他实施例中，传递给臂的返回力可能已经被调整以提供可用力的基本平坦的力曲线。例如，如参考图10所描述的，基本平坦的力曲线可以是整体上在力曲线的最大值在锁定位置和解锁位置之间10％的变化内的力曲线。在其他示例中，基本平坦的力曲线可以是整体上在力曲线的最大值在锁定位置和解锁位置之间5％的变化内的力曲线。
在一些实施例中，作用在SMM线上的力可能足以使SMM线恢复到第一状态。例如，对于参考图2描述的0.31mm的镍钛线，在SMM线的运动范围内作用在该线上的力可以为至少15N。
根据本公开的锁定装置的一个或多个实施例可允许相比于常规锁定装置增加可用的解锁力。在一些实施例中，根据本公开的锁定装置可以具有比常规锁定装置更小尺寸的占地面积。在其他实施例中，锁定装置可具有基本平坦的可用力曲线，其提供锁定装置从锁定位置到解锁位置以及回位的有效移动。
本公开的一个或多个具体实施例将在本文中被描述。这些所描述的实施例是本公开技术的示例。附加地，为了提供这些实施例的简明描述，并未在说明书中描述实际实施例的所有特征。将理解，在任何此类实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，将做出许多因实施例而异的决策以实现开发者的特定目标，诸如符合可能因实施例而异的与系统相关的和与业务相关的约束。此外，将理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但对那些受益于本公开的普通技术人员而言却将是设计、制造和加工的例行工作。
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。
如本文中所使用的术语“大约”、“约”和“基本上”表示接近仍执行期望的功能或实现期望的结果的所阐述的量的量。例如，术语“大约”、“约”和“基本上”可以指在小于所阐述的量的5％内、小于所阐述的量的1％内、小于所阐述的量的0.1％内、和小于所阐述的量的0.01％内的量。此外，将理解，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“向上”和“向下”或者“之上”或“之下”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 (19)

1.一种用于锁定计算设备的装置，包括：
致动器；
被连接到所述计算设备的第一部分的锁定突起；
被连接到所述计算设备的第二部分的锁定插座；
SMM线，所述SMM线具有第一状态和第二状态，并且可通过所述致动器在所述第一状态和所述第二状态之间移动，所述第一状态具有第一长度，而所述第二状态具有比所述第一长度短的第二长度，其中从所述第一状态到所述第二状态的移动沿着所述SMM线的纵向方向施加收缩力；以及
力调节器，所述力调节器包括被配置成向所述SMM线施加与所述收缩力相反的返回力以使所述SMM线朝所述第一状态返回的力供应源，以及连接到所述力供应源的机械连杆，其中所述力供应源在所述机械连杆上具有固定点，以使得所述机械连杆随着所述SMM线在所述第一状态与所述第二状态之间的移动而移动并改变所述机械连杆的长度以改变所述力调节器的力曲线以使得所述SMM线的可用力曲线在所述第一状态和所述第二状态之间在最大可用力的10％的变化内。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述SMM线包括镍钛。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一状态是马氏体微观结构相，而所述第二状态是奥氏体微观结构相。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述力调节器包括至少一个磁体。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机械连杆包括滑动杆机械连杆。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述力调节器在所述SMM线处于所述第一状态时比在所述SMM线处于所述第二状态时施加更大的返回力。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述力供应源包括弹簧。
8.一种用于锁定电子设备的装置，包括：
包含SMM线的致动器，所述SMM线被配置成施加收缩力；
力调节器，所述力调节器包括被配置成施加至少部分地与所述收缩力相反的反作用力的力供应源以及将所述力供应源连接到臂的机械连杆，其中所述力供应源在所述机械连杆上具有固定点，以使得所述机械连杆随着所述臂的移动而移动并改变所述机械连杆的长度以改变所述力调节器的力曲线以使得所述SMM线的可用力曲线在所述臂的移动过程中在最大可用力的10％的变化内；以及
臂，所述臂能通过所述致动器朝着解锁位置移动并能通过所述反作用力朝着锁定位置移动，其中所述反作用力在所述锁定位置和所述解锁位置之间的最大反作用力的10％以内。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述臂具有在15mm至22mm之间的臂长度。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述臂具有在12mm至20mm之间的臂高度。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述臂具有定位在杆的狭槽中的柱，所述杆被连接到所述力调节器。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述臂与所述杆之间的间隔在2mm至7mm之间。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述臂具有位于其上的第一磁体和第二磁体。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一磁体被定位在距所述臂的枢轴的第一径向距离处，所述第二磁体被定位在距所述臂的所述枢轴的第二径向距离处，所述第二径向距离大于所述第一径向距离。
15.一种选择性地固定电子设备的方法，所述方法包括：
提供具有SMM线的锁定装置，所述SMM线被配置成施加收缩力以使所述锁定装置向解锁位置移动，
将所述SMM线的状态从第一状态改变为第二状态以施加所述收缩力；
用由力调节器施加的反作用力来抵抗所述收缩力，其中所述力调节器包括被配置成向所述SMM线施加所述反作用力的力供应源，以及连接到所述力供应源的机械连杆，其中所述力供应源在所述机械连杆上具有固定点，以使得所述机械连杆随着所述SMM线在所述第一状态与所述第二状态之间的移动而移动并改变所述机械连杆的长度以改变所述力调节器的力曲线以使得所述SMM线的可用力曲线在所述第一状态和所述第二状态之间在最大可用力的10％的变化内；以及
在锁定位置和解锁位置之间的位移上减小所述反作用力。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述SMM线的可用力是所述收缩力和所述反作用力之差，并且减小所述反作用力会产生在最大可用力的10％的变化内的可用力曲线。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括通过加热所述SMM线来改变所述SMM线的状态。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括通过增加所述力调节器的杆臂长度来减小所述反作用力。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括通过利用所述力调节器施加机械力将所述SMM线从所述第二状态恢复到所述第一状态。
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