CN111650827A

CN111650827A - 电子设备

Info

Publication number: CN111650827A
Application number: CN202010463333.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡程; 陈旭
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2020-09-11

Abstract

本申请公开一种电子设备，属于通信设备领域，电子设备包括设有开口的壳体、可移动地安装于壳体的功能器件、安装于壳体内的驱动机构和传动机构，驱动机构包括压电器件，压电器件在通电的情况下振动；传动机构包括齿条和齿轮，齿条沿功能器件的移动方向延伸，且与功能器件连接，齿轮与齿条啮合，且齿轮安装于压电器件，压电器件驱动齿轮转动，以驱动齿条在第一位置和第二位置之间移动，在齿条位于第一位置的情况下，功能器件位于壳体内，在齿条位于第二位置的情况下，至少部分功能器件自开口伸出至壳体之外。采用上述电子设备可以解决目前电子设备中，因功能器件位于显示屏旁边，造成电子设备的屏占比相对较低，且功能器件易因磕碰而损毁的问题。

Description

电子设备

技术领域

本申请涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

技术革新使电子设备的种类逐渐增多，其中，以智能手表为代表的可穿戴智能设备的发展过程极为迅速。智能手表上设置声学器件使智能手表具备通话功能，并且，有些智能手表还配设有摄像头，这使得智能手表具备视频通话的功能。目前的智能手表中，摄像头等功能器件通常固定于显示屏旁边，但是，这种布置方式会造成智能手表等电子设备的屏占比相对较小，且如果智能手表发生磕碰，极容易造成功能器件损坏。

发明内容

本申请公开一种电子设备，以解决目前电子设备中，因功能器件位于显示屏旁边，造成电子设备的屏占比相对较低，且功能器件易因磕碰而损毁的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

一种电子设备，其包括：

壳体，所述壳体设有开口；

功能器件，所述功能器件可移动地安装于所述壳体；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体内，所述驱动机构包括压电器件，所述压电器件在通电的情况下振动；

传动机构，所述传动机构包括齿条和齿轮，所述齿条沿所述功能器件的移动方向延伸，且所述齿条与所述功能器件连接，所述齿轮与所述齿条啮合，且所述齿轮安装于所述压电器件，所述压电器件驱动所述齿轮转动，以驱动所述齿条在第一位置和第二位置之间移动，

在所述齿条位于第一位置的情况下，所述功能器件位于所述壳体内，在所述齿条位于所述第二位置的情况下，至少部分所述功能器件自所述开口伸出至所述壳体之外。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请公开一种电子设备，其包括壳体、功能器件、传动机构和驱动机构，驱动机构包括压电器件，压电器件在通电的情况下能够振动，从而通过传动机构驱动功能器件运动。压电器件的工作过程中不会产生电磁干扰，工作时几乎不存在噪音，用户体验较好，且无需为驱动机构配设减速机构，这使得电子设备的整体结构更加精简。传动机构包括齿轮和齿条，齿轮与齿条相互啮合，且齿轮在压电器件的作用下可以驱动齿条在第一位置和第二位置之间移动，齿轮齿条结构的传动精度较高，使用寿命较长。在电子设备的使用过程中，当不需要使用功能器件时，通过使齿条移动至第一位置，可以使功能器件位于壳体中，以借助壳体为功能器件提供保护作用，防止功能器件发生磕碰而受损；当需要使用功能器件时，借助压电器件可以使齿条自第一位置移动至第二位置，从而驱动至少部分功能器件自壳体的开口伸出至壳体之外，保证功能器件能够正常工作。并且，由于功能器件安装于壳体内，而不在壳体表面，从而功能器件不会占用壳体上用于安装显示屏的空间，从而可以扩大显示屏所占据的面积，提升电子设备的屏占比。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一个实施例公开的电子设备中功能器件伸出过程的示意图；

图2为本申请一个实施例公开的电子设备中功能器件缩回过程的示意图；

图3为本申请另一实施例公开的电子设备中功能器件伸出过程的示意图；

图4为本申请另一实施例公开的电子设备中功能器件缩回过程的示意图；

图5为图1示出的电子设备中驱动机构的装配示意图；

图6为本申请再一个实施例公开的电子设备的结构示意图；

图7为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第一状态示意图；

图8为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第二状态示意图；

图9为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第三状态示意图；

图10为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第四状态示意图；

图11为图6示出的电子设备中驱动机构的装配示意图；

图12为本申请实施例公开的电子设备中压电器件的工作原理示意图；

图13为本申请实施例公开的电子设备中压电器件的极化状态示意图。

附图标记说明：

100-壳体、

200-功能器件、

300-驱动机构、310-压电器件、320-弹性层、330-耐磨层、

400-传动机构、410-齿轮、420-齿条、

510-导轨、520-导杆、

600-表带、

700-电源、

800-操作钮。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。

如图1-图13所示，本申请实施例公开一种电子设备，其可以为智能手机、平板电脑、电子书阅读器或可穿戴设备。

其中，如图1、图3和图6所示，电子设备包括壳体100、功能器件200、驱动机构300和传动机构400。壳体100上设置有开口，且功能器件200可移动地安装在壳体100上，驱动机构300与传动机构400连接，传动机构400与功能器件200配合，以使至少部分功能器件200能够从开口处伸出至壳体100外，以及使功能器件200自开口处缩回至壳体100内。可选地，功能器件200可以包括摄像头、传感器、受话器和补光灯中的至少一者。

如图1、图3和图6所示，驱动机构300安装在壳体100内，驱动机构300包括压电器件310，压电器件310采用压电材料制成，压电器件310在通电的情况下振动。可选地，压电器件310可以为环形结构，如图5、图11-图13所示，使压电器件310包括被极化的A、B两个相区，A相区和B相区的极化方向相反，E为电场方向，F为极化方向。压电器件310可以通过导线与电子设备内的电源700连接，在电源700向压电器件310施加电信号时，压电器件310会产生交替地伸缩变形，从而使压电器件310能够产生沿环形周向旋转的行波，使压电器件310表面的任意一点均可以按照椭圆轨迹产生超声振动，从而与传动机构400摩擦，使传动机构400转动。

压电器件310的工作过程中不会产生电磁干扰，工作时几乎不存在噪音，用户体验较好，且无需为驱动机构300配设减速机构，这使得电子设备的整体结构更加精简。可选地，压电器件310可以为采用BaTiO3(钛酸钡)形成的压电陶瓷，或者也可以为PZT，即化学式为Pb(Zr11xTix)O3的二元系压电陶瓷，以保证压电器件310具有较好的综合性能。

进一步地，如图13所示，A相区和B相区之间可以夹设有λ/4的未被极化的区域，且未被极化的区域可以用作控制电源反馈信号的传感器，而A相区和B相区之间另外3λ/4波长的区域则可以作为公共区。压电器件310的电压和频率可以根据实际情况确定，此处不作限定。

如图1、图3和图6所示，传动机构400包括齿条420和齿轮410，齿条420沿功能器件的移动方向延伸，且齿条420与功能器件连接，齿轮410与齿条420啮合，齿轮410安装在压电器件310上，从而压电器件310可以驱动齿轮410转动，以驱动齿条420在第一位置和第二位置之间移动，在齿条420位于第一位置的情况下，至少部分功能器件可以自壳体内伸出至壳体之外，在齿条420位于第二位置的情况下，功能器件可以自壳体外缩回至壳体内。

本申请实施例公开的电子设备的传动机构400包括齿轮410和齿条420，齿轮齿条结构的传动精度较高，使用寿命较长。在电子设备的使用过程中，当不需要使用功能器件200时，通过使齿条420移动至第一位置，可以使功能器件200位于壳体100中，以借助壳体100为功能器件200提供保护作用，防止功能器件200发生磕碰而受损；当需要使用功能器件200时，借助压电器件310可以使齿条420自第一位置移动至第二位置，从而驱动至少部分功能器件200自壳体100的开口伸出至壳体100之外，保证功能器件200能够正常工作。并且，由于功能器件200安装于壳体100内，而不在壳体100表面，从而功能器件200不会占用壳体100上用于安装显示屏的空间，从而可以扩大显示屏所占据的面积，提升电子设备的屏占比。

如图1-图4所示，在本申请的一个实施例中，齿轮410可以包括轮体和多个轮齿，多个轮齿沿可以轮体的周向均匀设置于轮体的轮缘，齿轮410与齿条420相互啮合，通过改变齿轮410的转动方向，能够改变齿条420的移动方向，从而使功能器件200自壳体100内伸出，或使功能器件200缩回至壳体100内。更具体地，可以通过改变通入压电器件310的电场的方向改变齿轮410的转动方向。

更详细地，在需要使用功能器件200的情况下，为压电器件310施加预设方向的电信号，压电器件310在电信号的作用下驱动齿轮410逆时针转动，在齿轮410转动的情况下，可以改变齿条420的位置，从而驱动功能器件200移动，以自开口伸出至壳体100外。相应地，在功能器件200完成使用或需要功能器件200缩回至壳体100的情况下，则可以为压电器件310施加相反的电信号，从而使压电器件310带动齿轮410反向转动，以带动连接部围绕压电器件310的旋转中心顺时针转动，在齿条420的作用下，可以使功能器件200自开口处缩回至壳体100内。需要说明的是，压电器件310的振动方向与电场方向有关，本领域技术人员可以根据实际情况，灵活确定压电器件310的振动方向、电场方向和齿轮410等部件的转动方向之间的关系，此处不作限定。

为了提升功能器件200运动的稳定性，可选地，如图3和图4所示，压电器件310的数量可以为两个，两个压电器件310可以沿垂直于功能器件200的移动方向的方向间隔设置。齿轮410的数量也可以为两个，齿条420的数量可以为两个，两个齿轮410分别安装于两个压电器件310上，两个齿条420分别与两个齿条420啮合，且两个齿条420均与功能器件200连接。

采用上述结构时，功能器件200可以同时在两个齿条420的共同驱动作用下运动，两个齿条420可以间隔连接于功能器件200，以防止因功能器件200在移动过程中发生偏离而卡滞于开口处，提升功能器件200运动的稳定性。并且，通过两个压电器件310同时驱动功能器件200，还可以保证电子设备具有较高的可靠性，防止一个压电器件310出现异常或故障，导致功能器件200无法正常移动。

为了进一步提升功能器件200的运动稳定程度，可选地，如图3和图4所示，可以使两个齿条420相对设置，且使两个齿轮410均位于两个齿条420之间。这使得两个齿条420在垂直于功能器件200的移动方向的方向上的间距更大，从而防止因两个齿条420各自与功能器件200之间的作用点相对集中，导致功能器件200在移动过程中发生偏斜。

如图3和图4所示，可以使两个齿条420分别设置于功能器件200沿垂直于功能器件200的移动方向的方向相背的两个端部，以使两个齿条420与功能器件200之间的作用点更加分散，进而从不同的区域处向功能器件200施加同向的作用力，从而在一定程度上保证功能器件200中各个位置处均可以受到较好的驱动效果，以进一步提升驱动器件的运动稳定性。

可选地，本申请实施例公开的电子设备还可以包括导杆520和导轨510，导杆520可以设置于两个齿轮410之间，导杆520与功能器件200固定连接，且导杆520沿功能器件200的移动方向延伸，导轨510固定在壳体100上。通过使导杆520和导轨510沿功能器件200的移动方向活动配合，且使导杆520和导轨510沿垂直于移动方向的方向限位配合，可以进一步限制功能器件200的移动方向，且导杆520位于两个齿轮410之间时，可以最大程度地为功能器件200提供限位作用。

如图6所示，在本申请的另一个实施例中，齿轮410可以为缺齿齿轮，缺齿齿轮可以包括轮体和多个轮齿，轮体的外周面包括传动区和空转区，传动区和空转区沿轮体的外周面的周向排布，多个轮齿连接在传动区上，相应地，空转区上未设置有轮齿，从而在缺齿齿轮转动的过程中，只有在缺齿齿轮的轮齿与齿条420相互啮合的情况下，才可以驱动齿条420移动，而当轮体上无轮齿的部分朝向齿条420时，缺齿齿轮则无法驱动齿条420移动。或者说，在传动区与齿条420配合时，缺齿齿轮能够驱动齿条420移动，在空转区与齿条420配合时，缺齿齿轮能够相对齿条420转动，亦无法驱动齿条420移动

可选地，通过使缺齿齿轮410沿不同方向转动，可以驱动齿条420在第一位置和第二位置之间切换，以使功能器件200自壳体100内伸出，或缩回至壳体100内。例如，在缺齿齿轮沿顺时针转动的情况下，可以使齿条420自壳体100内向靠近开口的方向移动，以驱动功能器件200自壳体100内伸出，当缺齿齿轮转过预设角度之后，则功能器件200到达最远处。在缺齿齿轮沿逆时针转动的情况下，则可以使齿条420向背离开口的方向移动，以驱动功能器件200缩回至壳体100内，相应地，在缺齿齿轮转过预设角度之后，则可以保证功能器件200能够缩回至壳体100内。

可选地，如图7-图10所示，在本申请的另一实施例中，可以使压电器件310驱动缺齿齿轮沿同一方向转动，在这种情况下，齿条420的数量可以为两个，两个齿条420均沿功能器件200的移动方向延伸，两个齿条420相对设置，且两个齿条420均与功能器件200连接，在缺齿齿轮与两个齿条420中的一者配合的过程中，功能器件200可以自第一位置移动至第二位置，在缺齿齿轮与两个齿条420中的另一者配合的过程中，功能器件200可以自第二位置移动至第一位置。

在采用上述实施例公开的结构时，无需改变电场方向，仅需使压电器件310沿同一方向持续振动，既可以控制功能器件200自壳体100内伸出，也可以控制功能器件200缩回至壳体100内，这可以进一步降低电子设备的设计难度和控制难度等。

例如，如图7-图10所示，在需要使用功能器件200的情况下，通过为压电器件310施加预设方向的电信号，可以使压电器件310在电信号的作用下驱动缺齿齿轮沿逆时针转动，以驱动一个齿条420带动功能器件200自第一位置移动至第二位置，使至少部分功能器件200能够自壳体100内伸出；在使用完成功能器件200之后，则可以使压电器件310继续在预设方向的电信号的作用下驱动缺齿齿轮410继续沿逆时针转动，从而使缺齿齿轮410能够与另一个齿条420形成啮合关系，随着缺齿齿轮410的转动，齿条420可以带动功能器件200缩回至壳体100内。

进一步地，可以为两个齿条420均配设导轨510，导轨510可以固定在壳体100上，以在两个齿条420沿功能器件200的移动方向移动时，使两个齿条420的运动稳定性更高，从而使功能器件200的运动稳定性也相对较高。

进一步地，两个齿条420可以分别设置在功能器件200沿垂直于功能器件200的移动方向的方向相背的两端，这使得在一个齿条420与缺齿齿轮410相互啮合时，另一个齿条420可以为功能器件200提供支撑作用，以防止功能器件200出现倾斜或偏移。

可选地，如图1、图3和图6所示，可以使齿条420的一端连接在功能器件200的内侧端面，一方面可以缩短齿条420的整体长度，另一方面还可以防止齿条420随功能器件200一并伸出至壳体100外。另外，在齿条420的一端连接在功能器件200的内侧端面上时，还可以使开口的尺寸与功能器件200的尺寸相适，这还可以提升电子设备的气密性；进一步地，还可以在开口处设置防水圈，以进一步提升电子设备的气密性能。需要说明的是，功能器件200的内侧端面为功能器件200背离开口的端面。

进一步地，如图5和图11所示，驱动机构300还可以包括耐磨层330，耐磨层330可以固定在转盘朝向压电器件310的一侧，从而在压电器件310的工作过程中，通过使耐磨层330与压电器件310接触，可以提升传动机构400的使用寿命，防止转盘损坏。可选地，耐磨层330可以采用碳纳米材料形成，其厚度可以根据实际需求确定。

可选地，如图5和图11所示，驱动机构300还可以包括弹性层320，弹性层320为弹性结构件，且弹性层320可以采用粘接等方式固定在压电器件310朝向转盘的一侧，弹性层320在压电器件310工作的过程中可以产生较大的变形量，在更大的变形量的作用下，可以进一步保证转盘能够沿预设方向产生转动动作。可选地，弹性层320可以为金属铜材料形成的片状结构，从而保证弹性层320具有较大弹性能力的同时，还具有较高的结构强度。

可选地，本申请实施例公开的电子设备可以为智能手表，壳体100可以为智能手表的表壳，如图1所示，智能手表还包括表带600，表带600与表壳连接。表壳可以采用金属等材料形成，其可以为方形或圆形等结构。表带600可以采用塑胶、纤维或真皮等材料形成，表带600与表壳之间可以通过生耳形成卡拆卸连接关系，表带600可以为分段式结构，也可以为整体式结构。在电子设备为智能手表的情况下，可以使压电器件310平行于表盘设置，以降低电子设备的整体厚度。

另外，如图1所示，表壳上还可以设置有操作钮800，操作钮800可以设置在表壳中背离开口的一侧。在电子设备的使用过程中，可以借助操作钮800对电子设备进行相应地操作。例如，可以借助操作钮800完成电子设备的音量调节功能，相应地，也可以借助操作钮800驱动功能器件200移动。

进一步地，表带600与壳体100的开口之间具有预设夹角α，可以使0°＜α≤90°，在这种情况下，可以尽量防止功能器件200自壳体100内伸出时受表带600的阻碍。可选地，可以使表带600与开口之间的预设夹角α＝90°，这使得表带600与开口位于壳体100的不同侧，可以最大化地防止表带600的存在对功能器件200的伸缩过程产生阻碍。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体(100)，所述壳体(100)设有开口；

功能器件(200)，所述功能器件(200)可移动地安装于所述壳体(100)；

驱动机构(300)，所述驱动机构(300)安装于所述壳体(100)内，所述驱动机构(300)包括压电器件(310)，所述压电器件(310)在通电的情况下振动；

传动机构(400)，所述传动机构(400)包括齿条(420)和齿轮(410)，所述齿条(420)沿所述功能器件(200)的移动方向延伸，且所述齿条(420)与所述功能器件(200)连接，所述齿轮(410)与所述齿条(420)啮合，且所述齿轮(410)安装于所述压电器件(310)，所述压电器件(310)驱动所述齿轮(410)转动，以驱动所述齿条(420)在第一位置和第二位置之间移动，

在所述齿条(420)位于第一位置的情况下，所述功能器件(200)位于所述壳体(100)内，在所述齿条(420)位于所述第二位置的情况下，至少部分所述功能器件(200)自所述开口伸出至所述壳体(100)之外。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述齿轮(410)包括轮体和多个轮齿，多个轮齿沿所述轮体的周向均匀设置于所述轮体的轮缘。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述压电器件(310)的数量为两个，两个所述压电器件(310)沿垂直于所述功能器件(200)的移动方向的方向间隔设置；

所述齿轮(410)和所述齿条(420)的数量均为两个，两个所述齿轮(410)与两个所述压电器件(310)一一对应配合，两个所述齿轮(410)与两个所述齿条(420)一一对应配合。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，两个所述齿条(420)相对设置，且两个所述齿轮(410)位于两个所述齿条(420)之间。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，还包括导杆(520)和导轨(510)，所述导杆(520)位于两个所述齿轮(410)之间，所述导杆(520)与所述功能器件(200)固定连接，所述导杆(520)沿所述功能器件(200)的移动方向延伸，所述导轨(510)固定于所述壳体(100)，所述导杆(520)与所述导轨(510)沿所述移动方向活动配合，且所述导杆(520)与所述导轨(510)沿垂直于所述移动方向的方向限位配合。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述齿轮(410)为缺齿齿轮(410)所述缺齿齿轮(410)包括轮体和多个轮齿，所述轮体的外周面包括传动区和空转区，所述传动区和所述空转区沿所述轮体的外周面的周向排布，多个所述轮齿连接于所述传动区。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述齿条(420)的数量为两个，两个所述齿条(420)均沿所述功能器件(200)的移动方向延伸，且两个所述齿条(420)相对设置，且均与所述功能器件(200)连接，

所述压电器件(310)驱动所述缺齿齿轮(410)沿同一方向转动，在所述缺齿齿轮(410)与一个所述齿条(420)配合的过程中，所述功能器件(200)自所述第一位置移动至所述第二位置，在所述缺齿齿轮(410)与另一个所述齿条(420)配合的过程中，所述功能器件(200)自所述第二位置移动至所述第一位置。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述齿条(420)的一端连接于所述功能器件(200)的内侧端面。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动机构(300)还包括耐磨层(330)，所述耐磨层(330)固定于所述齿轮(410)朝向所述压电器件(310)的一侧。

10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动机构(300)还包括弹性层(320)，所述弹性层(320)为弹性结构件，所述弹性层(320)固定于所述压电器件(310)朝向所述齿轮(410)的一侧。

11.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为智能手表，所述壳体(100)为表壳，所述智能手表还包括表带(600)，所述表带(600)与所述表壳连接。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述表带(600)与所述开口之间具有预设夹角α，0°＜α≤90°。

13.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述功能器件(200)包括摄像头、传感器、受话器和补光灯中的至少一者。