CN112153195B - 一种360齿轮组铰链及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种360齿轮组铰链及移动终端，该一种360齿轮组铰链，包括同步导向装置、阻尼装置及弹簧轨道装置，同步导向装置包括轨道主轴、齿轮轴及跨轴滑块，齿轮轴分别对称设置于轨道主轴的两侧，轨道主轴及齿轮轴上安装有同步齿轮及同步机构，轨道主轴的一端设有轨道滑槽，跨轴滑块的中间部段设有滑动条，跨轴滑块的两侧设有限位孔，滑动条安装于轨道滑槽，限位孔安装于靠近跨轴滑块的齿轮轴。上述齿轮组铰链的轨道轴心中的轨道相对于铰链永远处于静止状态，两侧的同步齿轮及齿轮轴都会转动相同的角度，促使同步齿轮与齿轮轴同轴同步转动并随铰链运动产生同步位移，实现了360°折叠效果及确保了折叠稳定性。

Description

一种360齿轮组铰链及移动终端

技术领域

本发明涉及铰链结构技术领域，特别是涉及一种360齿轮组铰链及移动终端。

背景技术

柔性屏是一种新兴的屏幕，对于柔性屏设置在移动终端外侧的外柔性屏移动终端，需要应对铰链闭合和打开所产生的长度变化。对于铰链的中部，有一些铰链采用多根支撑体的结构来实现弯曲和展平时的支撑和形状变化。

但是，现有的铰链结构在转动时，一般只能进行0-180°范围内的转动，折叠的范围较为局限，不能适配于360°范围内转动折叠的终端设备，导致铰链的适配性较差；同时，现有铰链结构中的齿轮与轴心无法实现同步位移运动，存在一定的折叠局限性。

发明内容

基于此，有必要针对现有的铰链结构无法实现360°范围内转动折叠及齿轮与轴心无法实现同步位移运动的技术问题，提供一种360齿轮组铰链，在齿轮机构的作用下进行铰链折叠过程中，两侧的齿轮及轴心都会转动相同的角度，促使同步齿轮与轴心同轴同步转动并随铰链运动产生同步位移，实现了360°折叠效果及确保了折叠稳定性。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种360齿轮组铰链，包括同步导向装置、阻尼装置及弹簧轨道装置，所述同步导向装置的数量为两个且分别连接于所述阻尼装置的两端，所述同步导向装置包括轨道主轴、齿轮轴及跨轴滑块，所述齿轮轴分别对称设置于所述轨道主轴的两侧，所述轨道主轴及齿轮轴上安装有同步齿轮及同步机构，所述轨道主轴的一端设有轨道滑槽，所述跨轴滑块的中间部段设有滑动条，所述跨轴滑块的两侧设有限位孔，所述滑动条安装于所述轨道滑槽，所述限位孔安装于靠近所述跨轴滑块的齿轮轴。

本发明的一种360齿轮组铰链的轨道轴心中的轨道相对于铰链永远处于静止状态，两侧的同步齿轮及齿轮轴都会转动相同的角度，促使同步齿轮与齿轮轴同轴同步转动并随铰链运动产生同步位移，实现了360°折叠效果及确保了折叠稳定性。

在其中一个实施例中，所述同步机构包括若干个对称设置的固定齿轮片组及齿轮片组，所述固定齿轮片组及齿轮片组交错压并设置以使水平状态下形成若干个中心点共面的穿设孔道，所述轨道主轴安装于中间位置的穿设孔道，所述轨道主轴为对称轴以使相对两侧的所述同步机构形成对称同步设置。

在其中一个实施例中，所述轨道主轴及齿轮轴的一端设有卡簧，所述卡簧靠近设置于所述同步齿轮，所述齿轮轴的另一端设有螺纹套管。

在其中一个实施例中，所述阻尼装置包括若干个阻尼轴、第一固定齿轮片组、第一齿轮片组、阻尼片组、固定阻尼片组及中间轴件，所述第一固定齿轮片组及第一齿轮片组交错装配到所述阻尼轴上，所述阻尼片组及固定阻尼片组之间交错装配到所述阻尼轴上，所述中间轴件穿设所述第一固定齿轮片组、第一齿轮片组、阻尼片组及固定阻尼片组，所述中间轴件的端部设有轴套。

在其中一个实施例中，所述弹簧轨道装置的数量为两个且分别对称设置于所述同步导向装置及阻尼装置的两侧，所述弹簧轨道装置包括轨道滑动片、固定轨道及弹簧，所述固定轨道连接有铰链侧板，所述轨道滑动片设有滑动槽，所述固定轨道设有凸出部，所述凸出部安装于所述滑动槽内，所述弹簧的一端连接于所述轨道滑动片，所述弹簧的另一端连接于所述铰链侧板。

在其中一个实施例中，所述铰链侧板设有卡孔，所述固定齿轮片组及所述第一固定齿轮片组的一端设有卡接部，所述卡接部安装于所述卡孔。

在其中一个实施例中，还包括支撑钢条、第一铰链背板及第二铰链背板，所述轨道主轴及齿轮轴的一端安装于所述支撑钢条的安装孔内。

一种移动终端，包括上述任一项所述的一种360齿轮组铰链，还包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体的背部分别固定安装有第一背板和第二背板，所述第一背板和第二背板与形成弹簧轨道装置的对应轨道滑动片固定连接。

在其中一个实施例中，所述第一背板和第二背板的顶部设置有用于柔性屏支撑及安装的第一撑板和第二撑板，所述第一撑板和第二撑板分别与第一壳体和第二壳体固定连接。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的一种360齿轮组铰链的示意图；

图2为图1的一种360齿轮组铰链折叠状态下的示意图；

图3为图2的一种360齿轮组铰链折叠状态下的另一角度示意图；

图4为图1的同步导向装置在180°折叠状态下的示意图；

图5为图1的同步导向装置在0°折叠状态下的示意图；

图6为图1的同步导向装置在360°折叠状态下的示意图；

图7为图1的同步导向装置的分解示意图；

图8为图1的阻尼装置的示意图；

图9为图1的弹簧轨道装置的分解示意图；

图10为终端设备位于180°折叠的状态示意图；

图11为终端设备位于0°折叠的状态示意图；

图12为终端设备位于360°折叠的状态示意图；

图13为终端设备的示意图；

图14为终端设备的另一角度示意图。

附图标号说明：

100、一种360齿轮组铰链；

10、同步导向装置，11、轨道主轴，111、轨道滑槽，12、齿轮轴，13、跨轴滑块，131、滑动条，132、限位孔，14、同步齿轮，15、同步机构，151、固定齿轮片组，152、齿轮片组，16、卡簧，17、螺纹套管，20、阻尼装置，21、阻尼轴，22、第一固定齿轮片组，23、第一齿轮片组，24、阻尼片组，25、固定阻尼片组，26、轴套，30、弹簧轨道装置；31、轨道滑动片，311、滑动槽，32、固定轨道，321、凸出部，33、弹簧，34、铰链侧板，40、中间连杆，50、支撑钢条，60、第一铰链背板，70、第二铰链背板；

200、一种移动终端，210、第一壳体，220、第二壳体。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图9，为本发明一较佳实施方式的一种360齿轮组铰链100，包括同步导向装置10、阻尼装置20及弹簧轨道装置30，同步导向装置10的数量为两个且分别连接于阻尼装置20的两端，同步导向装置10包括轨道主轴11、齿轮轴12及跨轴滑块13，齿轮轴12分别对称设置于轨道主轴11的两侧，轨道主轴11及齿轮轴12上安装有同步齿轮14及同步机构15，轨道主轴11的一端设有轨道滑槽111，跨轴滑块13的中间部段设有滑动条131，跨轴滑块13的两侧设有限位孔132，滑动条131安装于轨道滑槽111，限位孔132安装于靠近跨轴滑块的齿轮轴12。

其中，通过轨道滑槽及跨轴滑块的结构设置，促使限位孔132与滑动条131的端点形成虚拟锁定三角结构，除非虚拟三角中的两个限位孔同时同步运动，跨轴滑块才可以实现上下滑动，两孔和滑动条导轨的运动轨迹图是一个可变高等腰三角形，这样就保证了轨道主轴11的轨道滑槽轨道永远都保持一个竖直状态，也就意味着轨道主轴11的同步齿轮相对于齿轮轴的同步齿轮是永远不转的状态。轨道主轴11的同步齿轮不会转动但是可以为左右两侧的齿轮轴的同步齿轮传递运动，跨轴滑块让铰链无论是从0-180°状态还是360-180°状态，都可以把穿过限位孔132的齿轮轴12轴心约束到一条直线上，在180°状态时轨道主轴的中心正好与此直线重合，再加上同步齿轮的同步作用，所以到180°状态后5轴轴心在任意截面共线，保证了铰链展平状态的平直。同时，本结构中的固定齿轮片组和齿轮片组在同一截面内都处于双齿轮啮合状态，而且交错布置，实现4齿轮啮合状态，这样的偶数齿轮组合可以起到分担扭矩，提高转轴寿命的作用，最终实现了轨道主轴中的轨道相对于铰链永远处于静止状态，两侧的同步齿轮及齿轮轴都会转动相同的角度，促使相对应的同步齿轮与齿轮轴同轴同步转动并随铰链运动产生同步位移，实现了360°折叠效果及确保了折叠稳定性。

在本实施例中，360齿轮组铰链的数量为两个设置，并且通过中间连杆40以实现连接处理；相对应的，阻尼装置20的数量为两个及弹簧轨道装置30的数量为四个。可以理解为，在其它的实施例中，360齿轮组铰链的数量可以进行相应的调整，数量可以为一个或多个结构设置，可根据实际的使用场景及折叠终端设备的尺寸大小而调整使用，从而确保360齿轮组铰链能够提供足够的折叠支撑力以实现折叠功能；同理，阻尼装置及弹簧轨道装置的数量也可进行相应调整。同时，本实施例中的同步齿轮14为直齿轮，在其它实施例中的同步齿轮14可以是任何齿轮直齿轮、斜齿轮、交错伞齿轮等等，亦可以是类似齿轮的部件；轨道主轴11中的轨道滑槽和跨轴滑块中的滑动条导轨也可以是任何形状的组合，不限于本实施里中的形状组合。

进一步地，同步机构15包括若干个对称设置的固定齿轮片组151及齿轮片组152，固定齿轮片组151及齿轮片组152交错压并设置以使水平状态下形成若干个中心点共面的穿设孔道，轨道主轴11安装于中间位置的穿设孔道，轨道主轴11为对称轴以使相对两侧的同步机构形成对称同步设置，从而实现了同步啮合的传动功能。

进一步地，轨道主轴11及齿轮轴12的一端设有卡簧16，卡簧16靠近设置于同步齿轮14，齿轮轴12的另一端设有螺纹套管17，该卡簧16及螺纹套管17起到紧固及限位作用，从而实现轨道主轴11及齿轮轴12上各个部件的安装固定，其中螺纹套管17也用于连接阻尼装置20。

具体的，当移动终端从180-360°折叠时，通过作用力使终端右侧的固定齿轮片组151逆时针向上运动，右侧的固定齿轮片组151会带动相对应的同步齿轮14及齿轮轴12发生转动及位移动作，跨轴滑块13也会向上运动，同时移动终端左侧部件产生相应的顺时针动作，最终实现了移动终端180-360°的折叠功能。同理，当移动终端从180-0°折叠时，通过作用力使右侧固定齿轮片组151顺时针向下运动，跨轴滑块13也会产生向下运动，其中移动终端左侧部件会产生相应的逆时针动作，最终实现移动终端180-0°的折叠功能。

进一步地，阻尼装置20包括若干个阻尼轴21、第一固定齿轮片组22、第一齿轮片组23、阻尼片组24、固定阻尼片组25及中间轴件，第一固定齿轮片组22及第一齿轮片组23交错装配到阻尼轴21上，阻尼片组24及固定阻尼片组25之间交错装配到所述阻尼轴21上，中间轴件穿设所述第一固定齿轮片组、第一齿轮片组、阻尼片组及固定阻尼片组，中间轴件的两个端部设有轴套26，轴套26用以实现将阻尼装置压并及连接铰链。其中，阻尼装置20与同步机构15的运动原理相同，阻尼装置20加强了铰链的结构强度，零件之间的摩擦力产生阻尼，加强铰链手感。

进一步地，弹簧轨道装置30的数量为两个且分别对称设置于同步导向装置10及阻尼装置20的两侧，弹簧轨道装置30包括轨道滑动片31、固定轨道32及弹簧33，固定轨道32连接有铰链侧板34，轨道滑动片31设有滑动槽311，固定轨道32设有凸出部321，凸出部321安装于滑动槽311内，弹簧33的一端连接于轨道滑动片31，弹簧33的另一端连接于铰链侧板34。同时，铰链侧板34设有卡孔，固定齿轮片组151、第一固定齿轮片组22及固定阻尼片组25的一端设有卡接部，卡接部安装于卡孔，通过外力作用转动铰链侧板34，从而实现了同步导向装置10及阻尼装置20的同步转动设置。

进一步地，还包括支撑钢条50、第一铰链背板60及第二铰链背板70，轨道主轴11及齿轮轴12的一端安装于支撑钢条50的安装孔内，第一铰链背板60及第二铰链背板70分别位于支撑钢条50的上下两端。

具体的：当移动终端进行0-360°及360-0°旋转时，轨道滑动片31被固定轨道32锁定只保留一个滑动自由度，弹簧的加持使得轨道滑动片有自动复位的特性，促使第一铰链背板60和第二铰链背板70在铰链折叠过程中被约束为恒长，在铰链内折或外折折叠过程中，轨道滑动片受拉力或推力在固定轨道滑动产生的位移量补偿铰链在0°状态、180°状态和360°状态变化时产生的ΔL。此过程的数学原理见图10、11、12,其中铰链处于0°夹角时(图11所示)，L＝2L1+L2，ΔL＝A-B；铰链处于360°夹角时(图12所示)，L＝2L3+L4，ΔL＝C-A。

请参阅图10至图14，一种移动终端200，包括上述任一项的一种360齿轮组铰链，还包括上述的第一壳体210和第二壳体220，第一壳体和第二壳体的背部分别固定安装有第一背板和第二背板，第一背板和第二背板与形成弹簧轨道装置的对应轨道滑动片31固定连接。其中，移动终端可以是手机、平板、笔记本电脑或其它的360°折叠的终端产品。

进一步地，第一背板和第二背板的顶部设置有用于柔性屏支撑及安装的第一撑板和第二撑板，第一撑板和第二撑板分别与第一壳体和第二壳体固定连接。

本发明的一种360齿轮组铰链的轨道轴心中的轨道相对于铰链永远处于静止状态，两侧的同步齿轮及齿轮轴都会转动相同的角度，促使同步齿轮与齿轮轴同轴同步转动并随铰链运动产生同步位移，实现了360°折叠效果，并且可以保持展平状态的平直效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种360齿轮组铰链，其特征在于：包括同步导向装置、阻尼装置及弹簧轨道装置，所述同步导向装置的数量为两个且分别连接于所述阻尼装置的两端，所述同步导向装置包括轨道主轴、齿轮轴及跨轴滑块，所述齿轮轴分别对称设置于所述轨道主轴的两侧，所述轨道主轴及齿轮轴上安装有同步齿轮及同步机构，所述轨道主轴的一端设有轨道滑槽，所述跨轴滑块的中间部段设有滑动条，所述跨轴滑块的两侧设有限位孔，所述滑动条安装于所述轨道滑槽，所述限位孔安装于靠近所述跨轴滑块的齿轮轴。

2.根据权利要求1所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：所述同步机构包括若干个对称设置的固定齿轮片组及齿轮片组，所述固定齿轮片组及齿轮片组交错压并设置以使水平状态下形成若干个中心点共面的穿设孔道，所述轨道主轴安装于中间位置的穿设孔道，所述轨道主轴为对称轴以使相对两侧的所述同步机构形成对称同步设置。

3.根据权利要求2所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：所述轨道主轴及齿轮轴的一端设有卡簧，所述卡簧靠近设置于所述同步齿轮，所述齿轮轴的另一端设有螺纹套管。

4.根据权利要求3所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：所述阻尼装置包括若干个阻尼轴、第一固定齿轮片组、第一齿轮片组、阻尼片组、固定阻尼片组及中间轴件，所述第一固定齿轮片组及第一齿轮片组交错装配到所述阻尼轴上，所述阻尼片组及固定阻尼片组之间交错装配到所述阻尼轴上，所述中间轴件穿设所述第一固定齿轮片组、第一齿轮片组、阻尼片组及固定阻尼片组，所述中间轴件的端部设有轴套。

5.根据权利要求4所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：所述弹簧轨道装置的数量为两个且分别对称设置于所述同步导向装置及阻尼装置的两侧，所述弹簧轨道装置包括轨道滑动片、固定轨道及弹簧，所述固定轨道连接有铰链侧板，所述轨道滑动片设有滑动槽，所述固定轨道设有凸出部，所述凸出部安装于所述滑动槽内，所述弹簧的一端连接于所述轨道滑动片，所述弹簧的另一端连接于所述铰链侧板。

6.根据权利要求5所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：所述铰链侧板设有卡孔，所述固定齿轮片组及所述第一固定齿轮片组的一端设有卡接部，所述卡接部安装于所述卡孔。

7.根据权利要求6所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：还包括支撑钢条、第一铰链背板及第二铰链背板，所述轨道主轴及齿轮轴的一端安装于所述支撑钢条的安装孔内。

8.一种移动终端，包括权利要求1-7中任一项所述的一种360齿轮组铰链，其特征在于：还包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体的背部分别固定安装有第一背板和第二背板，所述第一背板和第二背板与形成弹簧轨道装置的对应轨道滑动片固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种移动终端，其特征在于：所述第一背板和第二背板的顶部设置有用于柔性屏支撑及安装的第一撑板和第二撑板，所述第一撑板和第二撑板分别与第一壳体和第二壳体固定连接。

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