CN111103928B

CN111103928B - 一种转轴机构及电子设备

Info

Publication number: CN111103928B
Application number: CN201911417755.0A
Authority: CN
Inventors: 元春峰
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111103928A

Abstract

本申请公开了一种转轴机构，转轴机构的第一侧在第一本体与第二本体的相对角度由零度增大至第一角度的过程中产生第一扭力；转轴机构的第二侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第二角度的过程中产生第二扭力；在第一本体通过转轴机构以第一速度开启的过程中，综合扭力在第二角度之后短时间内的第一浮动变化量范围小于第二扭力单独作用下在第二角度之后短时间内的第二浮动变化量范围。所述转轴机构在其第二侧原有的结构的基础上，在第一侧增加了补偿扭力，使得第一本体在特定角度范围内转轴综合扭力增加，从而防止第一本体在关闭时出现过早掉屏现象，也能够防止综合扭力在第二角度后的短暂时间内出现过大的浮动变化。

Description

一种转轴机构及电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，更具体的说，是涉及一种转轴机构及电子设备。

背景技术

笔记本的开启对于用户来说，比较好的体验是可以进行单手开启。但现有的笔记本在单手开启时容易出现掉屏的问题，为了保证用户的使用体验，需要对笔记本等电子设备的转轴的扭力进行合理的设计。

发明内容

有鉴于此，本发明提供如下技术方案：

一种转轴机构，用于连接能够相对运动的第一本体和第二本体；

所述转轴机构的第一侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第一角度的过程中产生不断减小的第一扭力；所述转轴机构的第二侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第二角度的过程中产生不断增大的第二扭力，所述第一扭力和所述第二扭力形成综合扭力；在所述第一本体通过所述转轴机构以第一速度开启的过程中，所述综合扭力在所述第二角度之后的第一时间段内的第一浮动变化量范围小于所述第二扭力单独作用下在所述第二角度之后的所述第一时间段内的第二浮动变化量范围。

可选的，所述第一侧包括补偿轮，所述补偿轮在所述第一本体与所述第二本体处于零度和所述第一角度之间的任意角度时，对所述转轴产生第一挤压力，以使得所述转轴产生所述第一扭力。

可选的，在所述第一本体与所述第二本体由零度增大至所述第一角度的过程中，所述第一扭力由大变小直至为0。

可选的，所述第一角度的取值范围为20°～100°。

可选的，所述第二角度小于所述第一角度。

可选的，转轴机构包括：补偿轮和中间部件，所述补偿轮位于所述转轴机构的第一侧，其中：

所述补偿轮具有第一凸起面；所述中间部件与所述补偿轮的第一凸起面匹配，所述中间部件与所述补偿轮匹配的端面上具有呈扇形设置的斜面，所述斜面的高度随角度的增大沿圆弧方向逐渐变小，当所述第一本体和所述第二本体的相对角度为0°时，所述第一凸起面位于所述斜面的最高处，当所述第一本体和所述第二本体的相对角度大于所述第一角度时，所述第一凸起面位于与所述斜面最低处平齐的平面。

可选的，所述补偿轮的数量为一个或两个。

可选的，在所述补偿轮的数量为一个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～第一角度；在所述补偿轮的数量为两个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～0.5*第一角度。

本申请还提供了一种电子设备，包括第一本体、第二本体和转轴机构，所述第一本体、所述第二本体和所述转轴机构分别为权利要求1-8任一项所述的第一本体、第二本体和转轴机构。

经由上述的技术方案可知，本申请实施例公开了一种转轴机构，该转轴机构用于连接能够相对运动的第一本体和第二本体；转轴机构的第一侧在第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第一角度的过程中产生不断减小的第一扭力；转轴机构的第二侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第二角度的过程中产生不断增大的第二扭力，第一扭力和所述第二扭力形成综合扭力；在第一本体通过转轴机构以第一速度开启的过程中，综合扭力在第二角度之后的第一时间段内的第一浮动变化量范围小于第二扭力单独作用下在第二角度之后的第一时间段内的第二浮动变化量范围。所述转轴机构在其第二侧原有的结构的基础上，在第一侧增加了扭力补偿结构，产生补偿扭力，使得第一本体在通过该转轴机构开启或关闭时的特定角度范围内，转轴综合扭力增加，从而防止第一本体在特定角度范围内比较大的角度时出现掉屏现象，也能够防止综合扭力在第二角度后的短暂时间内出现过大的浮动变化，提升了第一本体和第二本体在开启或关闭过程中的稳定性，有利于提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的转轴结构中间部件的第一侧的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的转轴机构中间部件的第二侧的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的转轴机构的第一部件的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的转轴机构的第二部件的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的第一部件与中间部件第一侧的匹配端面示意图；

图6为本申请实施例公开的第二部件与中间部件第二侧的匹配端面示意图；

图7为本申请实施例公开的第一扭力曲线示意图；

图8为本申请实施例公开的第二扭力曲线示意图；

图9为本申请实施例公开的综合扭力曲线示意图；

图10为本申请实施例公开的转轴结构在双周转轴中的整体结构示意图；

图11为本申请实施例公开的图10所示整体结构图的爆炸图；

图12为本申请实施例公开的转轴结构在单周转轴中的整体结构示意图；

图13为本申请实施例公开的电子设备的结构示意图。

其中，1为第一部件、2为第二部件、3为中间部件、11为第一凸起面、21为第二凸起面、31为第一斜面、32为凹陷面、33为第一过渡斜面、4为转轴、5为弹片、6为第一本体、7为第二本体。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参考图1到图6，本申请实施例提供了一种转轴机构，该转轴机构用于连接能够相对运动的第一本体和第二本体，第一本体和第二本体通过该转轴机构实现相对转动；所述转轴机构的第一侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第一角度的过程中产生不断减小的第一扭力；所述转轴机构的第二侧在所述第一本体与所述第二本体的相对角度由零度增大至第二角度的过程中产生不断增大的第二扭力，所述第一扭力和所述第二扭力形成综合扭力；在所述第一本体通过所述转轴机构以第一速度开启的过程中，所述综合扭力在所述第二角度之后的第一时间段内的第一浮动变化量范围小于所述第二扭力单独作用下在所述第二角度之后的所述第一时间段内的第二浮动变化量范围。

在第一本体通过转轴机构由0°增大至第一角度的过程中，转轴机构的第一侧的第一部件1与中间部件3配合作用，产生由大到小的第一扭力。一个示意性的第一扭力曲线图如图7所示，其中横轴表示第一本体相对于第二本体的旋转角度，纵轴表示扭力值，0扭力线上方为第一本体开启过程的扭力曲线，0扭力线下方为第一本体关闭过程的扭力曲线。对应图7，在第一本体相对于第二本体由0°逐渐增大到第一角度过程中，第一扭力逐渐减小，在第一本体相对于第二本体的角度大于第一角度时，第一扭力为0；第一扭力由大变小刚减小至0时对应的角度为第一角度。需要说明的是，图7中第一扭力的开启曲线和关闭曲线为对称的，但在实际情况中，由于第一部件与中间部件匹配端面存在润滑油，结合第一本体自身的重力等因素，实际场景中的第一扭力的开启曲线和关闭曲线可能为不完全对称返曲线。

在第一本体通过转轴机构由0°增大至第二角度的过程中，转轴机构的第二侧的第二部件2与中间部件3配合作用，产生由小到大的第二扭力。一个示意性的第二扭力曲线图如图8所示，其中坐标轴的具体意义与图7中的坐标轴意义相同。图8中，在第一本体相对于第二本体由0°逐渐增大到第二角度过程中，第二扭力逐渐增大，然后在第一本体相对于第二本体的角度大于第二角度的一个角度范围内(对应图9中约30°～80°的范围)，第二扭力保持不变；第二角度对应图8中开启过程的扭力曲线在30°左右的尖峰前的一个角度，如图9中虚线位置对应的角度。

其中，第一速度不是一个固定值，而是可以为不小于某个速度值的速度，例如，第一速度为不小于120°/s的速度，即为不小于每秒120度的速度。

实现过程中，图8中开启过程的曲线之所以会在第二角度之后产生扭力值尖峰，是由于第一本体在开启的过程中，外力会使其具备一定的速度，过程中转轴机构对与其接触的弹片产生压力，且该压力在第二角度之前不断增大，当第一本体转动到第二角度时，弹片中还存在挤压动能，使得第二角度之后的短暂时间内，第二扭力仍然会继续增大，产生图9中所示扭力尖峰，而后第二扭力恢复至正常数值，该正常数值对应第二角度后转轴机构对弹片的挤压力确定。

为了保证第一本体开启过程中扭力的稳定性，使其不会出现图8中所示的扭力尖峰，本申请实施例中，在转轴机构第一侧设计补偿扭力，使得第一本体由0°开启的过程中，转轴机构的第二侧产生不断增大的第二扭力，而第一侧产生不断减小的第一扭力，即在转轴机构第二侧不断积累对弹片挤压力的同时，转轴机构第一侧不断释放对弹片的挤压力，使得第一扭力和第二扭力形成的综合扭力曲线不会出现类似于图8中的扭力尖峰，第一扭力和第二扭力形成的综合扭力的曲线的效果图可如图9所示。

本申请对上述第一角度和第二角度的具体数值不做固定限制，实际应用中，可通过调整第一角度和第二角度，使得综合扭力的曲线符合如图9所示的曲线效果。具体应用中，所述第二角度小于所述第一角度，以使得第一扭力和第二扭力形成的综合扭力曲线能够达到上述内容中所述的效果，并防止第一本体关闭过程中在第一角度范围内过早的掉屏。本实施例中，第一角度的取值范围可以为20°～100°。需要说明的是，本申请对第一角度的取值范围并不做固定限制，其也可以为上述取值范围之外的其他角度，如105°。

本申请所述转轴机构，在其第二侧原有的结构的基础上，在第一侧增加了扭力补偿结构，产生补偿扭力，使得第一本体在通过该转轴机构开启或关闭时的特定角度范围内，转轴综合扭力增加，从而防止第一本体在特定角度范围内比较大的角度时出现掉屏现象，也能够防止综合扭力在第二角度后的短暂时间内出现过大的浮动变化，提升了第一本体和第二本体在开启或关闭过程中的稳定性，有利于提升用户的使用体验。

上述实施例中，所述第一部件1可以为补偿轮，所述补偿轮在所述第一本体与所述第二本体处于零度和所述第一角度之间的任意角度时，对所述转轴产生第一挤压力，以使得所述转轴产生所述第一扭力。

其中，由于转轴机构中各部件为具有一定硬度的和固定结构，因此，补偿轮对转轴产生的第一挤压力会传送给与转轴机构接触的弹片，在转轴机构对弹片的挤压力的作用下，转轴产生对应的第一扭力。

一个具体实现中，转轴机构的第一部件1为补偿轮，所述补偿轮位于所述转轴机构的第一侧。其中，所述补偿轮具有第一凸起面11；所述中间部件3与所述补偿轮的第一凸起面11匹配，所述中间部件3与所述补偿轮匹配的端面上具有呈扇形设置的斜面31，所述斜面31的高度随角度的增大沿圆弧方向逐渐变小，当所述第一本体和所述第二本体的相对角度为0°时，所述第一凸起面11位于所述斜面31的最高处，当所述第一本体和所述第二本体的相对角度大于所述第一角度时，所述第一凸起面11位于与所述斜面31最低处平齐的平面。

通过上述结构设计，使得在所述第一本体与所述第二本体由零度增大至所述第一角度的过程中，所述第一扭力由大变小直至为0。

一个具体实现中，第二部件2与中间部件3匹配的端面上具有第二凸起面21，中间部件3的第二侧端面上具有至少两个沿圆周方向呈台阶状布置的凹陷面32，在第一本体与第二本体的相对角度逐渐增大的过程中，第二凸起面21与各个凹陷面32逐个匹配，其中至少两个凹陷面的深度不同，以使得第二凸起面21处于不同深度的凹陷面32时，转轴第二侧产生的第二扭力不同，相邻凹陷面之间可以通过斜面过渡连接。在凹陷面32深度越大时，第二凸起面21陷入的越深；由于第二凸起面21结构固定，因此当凹陷面32深度越大时转轴第二侧产生的轴向挤压力越小，对应的第二扭力越小；对应的，当凹陷面32深度越小时，第二凸起面21陷入的深度越浅，第二扭力越大。

对应到图8，可知在第一本体与第二本体的相对角度由0°到第二角度的过程中，第二凸起面位于逐渐升高的第一过度斜面33上，而到达第二角度后，会进入一个凹陷面32，在该凹陷面对应的角度范围内，第二扭力保持不变，直至第二凸起面21滑动进入下一个过度斜面。

图10为本申请实施例公开的转轴结构在双轴转轴中的整体结构示意图，图11为图10所示整体结构图的爆炸图，可结合图10和图11理解本申请实施例公开的转轴机构的具体应用。

在前述实施例中，所有的示意图均是以两个中间部件(示意图中为连接在一起的一体结构)、两个第一部件和两个第二部件为例示出的，即应用于双周转轴，但在实际应用中，中间部件、第一部件、第二部件的数量也可以都为一个，即应用在单轴转轴。

图12为本申请实施例公开的转轴结构在单轴转轴中的整体结构示意图，结合图12，在中间部件3、第一部件1和第二部件2数量均为1个时，只有一个第一部件1和第二部件2连接于中间部件3的中心孔中，转轴4与第一本体连接，第一部件1的背离第一凸起面11的一端与转轴4轴向挤压接触，第二部件2背离第二凸起面21的一端与弹片5轴向挤压接触，通过中间部件3分别和第一部件1和第二部件2的转动配合，并通过弹片5的弹性作用，调节中间部件3与转轴4之间的摩擦力，进而形成综合扭力。

结合图10和图11，在中间部件3、第一部件1和第二部件2数量均为2个时，中间部件3、第一部件1和第二部件2的布置形式以及与其周围结构的关系同中间部件3、第一部件1和第二部件2数量均为1个时的情况相同，只不过转轴4也对应的包括两个，弹片5也对应的包括两个。

基于上述内容，在补偿轮的数量为一个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～第一角度；在所述补偿轮的数量为两个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～0.5*第一角度。

如图13所示，基于上述任一实施例所描述的转轴机构，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括第一本体6、第二本体7和转轴机构。其中、第一本体6、第二本体7和转轴机构分别如上述任一实施例所描述的第一本体、第二本体和转轴机构。

本申请实施例公开的电子设备采用了本申请实施例公开的转轴机构，由于在转轴机构第二侧设计了补偿扭力，即第一扭力，使得在第一角度之前，综合扭力相较于单纯的第二扭力更大，因此也能防止第一本体在小于第一角度的范围中，不会由于自身重力作用在较大角度时出现掉屏现象。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种转轴机构，用于连接能够相对运动的第一本体和第二本体；

2.根据权利要求1所述的转轴机构，所述第一侧包括补偿轮，所述补偿轮在所述第一本体与所述第二本体处于零度和所述第一角度之间的任意角度时，对所述转轴产生第一挤压力，以使得所述转轴产生所述第一扭力。

3.根据权利要求1所述的转轴机构，在所述第一本体与所述第二本体由零度增大至所述第一角度的过程中，所述第一扭力由大变小直至为0。

4.根据权利要求1所述的转轴机构，所述第一角度的取值范围为20°～100°。

5.根据权利要求4所述的转轴机构，所述第二角度小于所述第一角度。

6.根据权利要求1所述的转轴机构，包括：补偿轮和中间部件，所述补偿轮位于所述转轴机构的第一侧，其中：

7.根据权利要求6所述的转轴机构，所述补偿轮的数量为一个或两个。

8.根据权利要求7所述的转轴机构，在所述补偿轮的数量为一个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～第一角度；在所述补偿轮的数量为两个的情况下，所述呈扇形设置的斜面对应的圆心角的范围为0°～0.5*第一角度。

9.一种电子设备，包括第一本体、第二本体和转轴机构，所述第一本体、所述第二本体和所述转轴机构分别为权利要求1-8任一项所述的第一本体、第二本体和转轴机构。