CN112969981A - 带多部件摩擦连杆的虚拟枢轴铰链 - Google Patents

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Abstract

常规膝上型计算机可利用门铰链式或座后边框式铰链来将膝上型计算机的显示器与键盘相连接。通常，这些铰链向用户呈现出不连续的视觉印象。向用户呈现铰链的更连续的视觉印象向用户暗示计算设备的更高总体质量，并因而对用户而言是合需的。所公开的虚拟枢轴铰链绕在显示器与键盘之间伸展的枢轴枢转。铰链的硬件远离枢轴轴线定位，这产生绕在显示器与键盘之间保持一致的前间隙距离(或无前间隙)的轴线的虚拟枢转动作。给用户的所得视觉印象是显示器以相同或相似的距离浮在键盘上方，而不管显示器角度如何。

Description

带多部件摩擦连杆的虚拟枢轴铰链
背景技术
计算设备涵盖各种设备，这些设备可被编程为在有或者没有用户输入的情况下执行一组或多组特定的算术和/或逻辑运算。一些计算设备利用一个或多个铰链来枢转地连接计算设备的两个或更多个组件。常规地，此类计算设备铰链通常采取门铰链(door-hinge)式或座后边框(bezel-behind-base)式的形式。
发明内容
本文描述和要求保护的各实现提供了一种虚拟枢轴铰链，该虚拟枢轴铰链包括：绕铰链枢轴轴线可枢转的枢轴元件，其将第一铰接组件与第二铰接组件相连接；以及摩擦元件，其也将第一铰接组件与第二铰接组件相连接。该摩擦元件包括：第一摩擦臂，其具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端；以及第二摩擦臂，其具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接到第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。
本文描述和要求保护的各实现进一步提供了一种制造用于计算设备的虚拟枢轴铰链的方法，该方法包括：产生绕铰链枢轴轴线可枢转的枢轴元件；利用该枢轴元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件；产生摩擦元件；以及经由第一摩擦臂和第二摩擦臂利用摩擦元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件。该摩擦元件包括：该第一摩擦臂，其具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端；以及该第二摩擦臂，其具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接到该第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。
本文描述和要求保护的各实现更进一步提供了一种计算设备，包括：第一铰接组件；第二铰接组件；绕铰链枢轴轴线可枢转的枢轴元件，其将第一铰接组件与第二铰接组件相连接；以及摩擦元件，该摩擦元件也将第一铰接组件与第二铰接组件相连接。该摩擦元件包括：第一摩擦臂，其具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端；以及第二摩擦臂，其具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接到第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。
本文还描述和陈述了其他实现。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
图1是具有虚拟枢轴铰链的示例计算设备的透视图。
图2是用于计算设备的包括柔性服务环(service loop)的示例虚拟枢轴铰链的外部透视图。
图3A是其中滑动摩擦元件处于打开取向的示例虚拟枢轴铰链的正视图。
图3B是处于闭合取向的图3A的示例虚拟枢轴铰链的正视图。
图4是其中滑动摩擦元件处于打开取向的示例虚拟枢轴铰链的截面正视图。
图5是具有滑动摩擦元件的示例虚拟枢轴铰链的内部透视图。
图6是用于虚拟枢轴铰链的示例枢轴元件的透视图。
图7是用于虚拟枢轴铰链的示例滑动摩擦元件的示意图。
图8A是其中多部件摩擦连杆(linkage)元件处于闭合取向的示例虚拟枢轴铰链的透视图。
图8B是处于打开取向的图8A的示例虚拟枢轴铰链的透视图。
图9A是其中多部件摩擦连杆元件处于闭合取向的示例虚拟枢轴铰链的截面正视图。
图9B是处于打开取向的图9A的示例虚拟枢轴铰链的截面正视图。
图10解说了用于制造计算设备的虚拟枢轴铰链的示例操作。
详细描述
常规的门铰链式铰链通常利用位于铰接组件之间的铰接连接的端点之处或附近的铰链对。门铰链式铰链在视觉上与铰接组件之一邻接，并且相对于铰接组件中的另一者可旋转。在门铰链式铰链之间以及在铰接连接内超出门铰链式铰链处存在可见间隙。门铰链式铰链给用户带来铰链的不连续的视觉印象，因为铰链在铰接组件之间的视觉间隙与由门铰链式铰链产生的连续性之间变化。
常规座后边框式铰链通常利用单个中央铰链、或在铰接组件之一的边框内连接到该铰接组件的铰链对。与门铰链式铰链一样，座后边框式铰链在视觉上与铰接组件之一邻接，并且相对于铰接组件中的另一者可旋转。当打开时，铰接组件之一的边框落在铰接组件中的另一者的后面，因而减小了铰接组件之间在座后边框式铰链外部的可见间隙。然而，座后边框式铰链仍然给用户带来铰链的不连续的视觉印象，因为可见间隙被铰接组件以及一些可见间隙的不连续可见部分所取代，这取决于用户的视角。
常规的膝上型计算机可利用门铰链式或座后边框式铰链来将膝上型计算机的显示组件与键盘组件相连接。其他计算设备可具有类似配置，其中两个组件经由采用要么门铰链式要么座后边框式的一个或多个铰链来连接。在所有计算设备中，向用户呈现铰链的连续的视觉印象向用户暗示计算设备的更高总体质量，并因而是合需的。
图1是具有虚拟枢轴铰链102的示例计算设备100的透视图。铰链102将设备100的显示组件(或第一铰接组件)104与键盘组件(或第二铰接组件)106枢转地连接。作为结果，用户可以将显示组件104相对于键盘组件106以各种角度定位，以达成到显示组件104的或者出于其他用户考虑的期望查看角度。此外，显示组件104可以选择性地与键盘组件106分离。
设备100被描绘为膝上型计算机，然而，铰链102可以被类似地结合在各种计算设备内，包括移动计算设备和台式计算设备。此外，尽管在此解说并详细讨论了显示组件104和键盘组件106，但是计算设备100可包括任何两个或多个铰接组件(例如，键盘、显示屏、触摸屏、触摸板、支架、屏幕盖及其组合)。例如，另一计算设备可以是双屏设备并且铰链102可准许双屏计算设备平放，其中铰链102被定向成180度并且呈现出彼此紧靠且其间只有小的前间隙或者没有前间隙的屏幕。
铰链102的示例实现被设计成绕枢轴轴线110枢转，该枢轴轴线110在显示组件104与键盘组件106之间的自由空间中(或在前间隙(未示出)内)伸展。铰链102的硬件(包括枢轴元件和摩擦元件)远离枢轴轴线110定位，这产生了绕枢轴轴线110的虚拟枢转动作，其在显示组件104与键盘组件106之间保持一致的前间隙距离。给用户的视觉印象可能是显示组件104归因于虚拟枢轴而以相同或相似距离浮在键盘组件106上方，而不管显示角度如何，并且枢轴轴线110处没有重合的硬件。
铰链102的另一示例实现被设计成绕枢轴轴线110枢转，该枢轴轴线110伸展穿过将显示组件104连接到键盘组件106的活铰链(living hinge)材料。铰链102的摩擦元件硬件远离枢轴轴线110定位，这产生了绕枢轴轴线110的虚拟摩擦动作，同时活铰链在显示组件104与键盘组件106之间保持一致的前间隙距离。
在各种实现中，显示组件104与键盘组件106之间的前间隙距离在铰链102的操作范围上保持基本相同(即，变化不超过10％)。铰链102的操作范围可以从完全闭合(或者其中显示组件104躺在键盘组件106上，在它们之间具有0-10度角)到完全打开(或者其中显示组件104相对于键盘组件106被以最大倾斜角定向，这可包括它们之间的180度角)。在各种实现中，铰链102可具有135度至180度操作范围。在其他实现中，铰链102可具有约180度操作范围或运动范围(即，170-190度)。
图2是用于包括柔性服务环(或脊盖)208的计算设备200的示例虚拟枢轴铰链202的外部透视图。铰链202将计算设备200的显示组件(或第一铰接组件)204与键盘组件(或第二铰接组件)206枢转地连接，但在进一步的实现中可以使用其他铰接组件。铰链202绕枢轴轴线210枢转，该枢轴轴线210在显示组件204与键盘组件206之间的自由空间或活铰链材料中(或在前间隙(未示出)内)伸展。铰链202的至少一些硬件远离枢轴轴线210定位，这产生绕枢轴轴线210的虚拟枢转和/或摩擦动作，并在显示组件204与键盘组件206之间保持一致的前间隙距离。
由于铰链202的至少一些硬件远离前间隙定位，因此从计算设备200的后面在显示组件204与键盘组件206之间的空间(或后间隙)内其可以是可见的。柔性服务环208可用于向用户隐藏铰链202的硬件。柔性服务环208由柔性材料(例如，织物、橡胶、塑料、金属网)构成，并且被粘附或以其他方式附连到显示组件204和键盘组件206中的每一者并且横跨后间隙中的一些或全部。
由于在柔性服务环208处的显示组件204与键盘组件206之间的距离根据铰链角度而变化，因此柔性服务环208用作活铰链并且包括足够的材料以在铰链角度处于最小值(从而导致最大后间隙)时横跨后间隙，并且足够柔性以在铰链角度处于最大值(从而导致最小后间隙)时容适后间隙。
图3A是其中滑动摩擦元件316处于打开取向的示例虚拟枢轴铰链302的正视图。铰链302将第一铰接组件304与第二铰接组件306枢转地连接，并且绕垂直于图3A的所描绘视图延伸且在毗邻铰链302的自由空间中伸展的枢轴轴线310枢转。在一些实现中，枢轴轴线310在第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的前间隙312内或附近延伸。
铰链302包括枢轴元件314，该枢轴元件314将第一铰接组件304与第二铰接组件306连接，并且将第一铰接组件304相对于第二铰接组件306的移动约束为绕枢轴轴线310旋转。摩擦元件316向铰链302提供对绕枢轴轴线310的旋转的阻力。枢轴元件314和摩擦元件316在本文中可被称为铰链302的硬件，并且远离枢轴轴线310定位。这产生绕枢轴轴线310的虚拟枢转动作，并带来小的前间隙312。在各种实现中，第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的前间隙312距离在铰链302的操作范围上保持基本相同。在各种实现中，铰链302的操作范围可以从完全打开(例如，如在图3A中以约135度解说)到完全闭合(参见例如下面讨论的图3B)。
由于铰链302的硬件314、316远离前间隙312定位，因此从铰链302的后面在第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的空间(或后间隙)318内其可以是可见的。柔性服务环308可用于向用户隐藏铰链302的硬件314、316。柔性服务环308被粘附或以其他方式与枢轴轴线310相对地附连到第一铰接组件304和第二铰接组件306中的每一者，并且横跨后间隙318中的一些或全部。
由于在柔性服务环308处的第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的距离根据铰链302角度而变化，因此柔性服务环308用作活铰链并且包括足够的材料以在铰链302角处于最小值(参见例如下面讨论的图3B)时横跨后间隙318，并且足够柔性以在铰链102角处于最大值(例如，如在图3A中以约135度解说)时容适后间隙。
在各种实现中，柔性服务环308还可以通过移动支点(或接触点)362以使铰链302向后偏转来增加相关联的计算设备的稳定性。如图所示，这是通过将与计算设备所倚靠的表面364的接触点362从铰接组件306移动到柔性服务环308来达成的。此外，将接触点362移动到柔性服务环308可将铰接组件306的一部分提升靠近铰链302。当铰接组件306是键盘并且用户可能发现经提升的位置在人体工程学上更合需时，该成角度的提升可能是有益的。更进一步，柔性服务环308可制成为具有平缓的半径，如图所示，这在美学和触觉上使用户愉悦。
图3B是处于闭合取向的图3A的示例虚拟枢轴铰链302的正视图。如参考图3A所讨论的，铰链302将第一铰接组件304与第二铰接组件306枢转地连接，并且绕在毗邻铰链302的自由空间中伸展的枢轴轴线310枢转。在一些实现中，枢轴轴线310在第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的前间隙312内或附近延伸。
也如参考图3A所讨论的，铰链302包括枢轴元件314，该枢轴元件314将第一铰接组件304与第二铰接组件306连接，并且将第一铰接组件304相对于第二铰接组件306的移动约束为绕枢轴轴线310旋转。铰链302还包括摩擦元件316，该摩擦元件316向铰链302提供对绕枢轴轴线310旋转的阻力。枢轴元件314和摩擦元件316在本文中可被称为铰链302的硬件，并且远离枢轴轴线310定位。这产生绕枢轴轴线310的虚拟枢转动作。在各种实现中，第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的前间隙312距离在铰链302的操作范围上保持基本相同。在各种实现中，铰链302的操作范围可以从完全打开(例如，在图3A中以约135度解说)到完全闭合(例如，如在图3B中以约0度解说)。
由于铰链302的硬件314、316远离前间隙312定位，因此从铰链302的后面在第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的空间(或后间隙)318内其可以是可见的。柔性服务环308可用于向用户隐藏铰链302的硬件314、316。柔性服务环308被粘附或以其他方式附连到第一铰接组件304和第二铰接组件306中的每一者，并且横跨后间隙318中的一些或全部。
由于在柔性服务环308处的第一铰接组件304与第二铰接组件306之间的距离根据铰链角度而变化，因此柔性服务环308用作活铰链并且包括足够的材料以在铰链角度处于最小值(例如，如在图3B中以约0度解说)时横跨后间隙318，并且足够柔性以在铰链角度处于最大值(例如，如在图3A中以约135度解说)时容适后间隙。
图4是其中滑动摩擦元件416处于打开取向的示例虚拟枢轴铰链402的截面正视图。铰链402将第一铰接组件404与第二铰接组件406枢转地连接，并且绕垂直于图4的所描绘视图延伸且在毗邻铰链402的自由空间中伸展的枢轴轴线410枢转。在一些实现中，枢轴轴线410在第一铰接组件404与第二铰接组件406之间的前间隙412内或附近延伸。在图4中透明地解说了两个铰接组件404、406，以揭示虚拟枢轴铰链402的附加特征。
铰链402包括枢轴元件414，该枢轴元件314将第一铰接组件404与第二铰接组件406连接，并且将第一铰接组件404相对于第二铰接组件406的移动约束为绕枢轴轴线410旋转。摩擦元件416向铰链402提供对绕枢轴轴线410旋转的阻力并且包括摩擦臂428，该摩擦臂428延伸远离经由托架434附连到第二铰接组件406的第一轴承432。耦合器(未示出，参见例如图7的耦合器730)可滑动地连接到摩擦臂428，并且部分地形成经由托架438附连到第一铰接组件404的第二轴承436。轴承432、436中的一者或两者提供对旋转的阻力，这进而提供了对使第一铰接组件404相对于第二铰接组件406绕枢轴轴线410枢转的阻力。
枢轴元件414和摩擦元件416在本文中可被称为铰链402的硬件，并且远离枢轴轴线410定位。这产生绕枢轴轴线410的虚拟枢转动作，其在第一铰接组件404与第二铰接组件406之间保持一致的前间隙412距离。在各种实现中，第一铰接组件404与第二铰接组件406之间的前间隙412距离在铰链402的操作范围上保持基本相同。
由于铰链402的硬件414、416远离前间隙412定位，因此从铰链402的后面在第一铰接组件404与第二铰接组件406之间的空间(或后间隙)418内其可以是可见的。柔性服务环408可用于向用户隐藏铰链402的硬件414、416。柔性服务环408被粘附或以其他方式附连到第一铰接组件404和第二铰接组件406中的每一者，并且横跨后间隙418。
由于在柔性服务环408处的第一铰接组件404与第二铰接组件406之间的距离根据铰链角度而变化，因此柔性服务环408用作活铰链并且包括足够的材料在铰链角度处于最小值(参见例如图3B)时以横跨后间隙418，并且足够柔性以在铰链角度处于最大值(例如，如图4中所解说)时容适后间隙。
图5是具有滑动摩擦元件516、517的示例虚拟枢轴铰链502的内部透视图。铰链502枢转地连接两个铰接组件(未示出，参见例如图1的铰接组件104、106)，并且绕着在毗邻铰链502的自由空间中伸展的枢轴轴线510枢转。在一些实现中，枢轴轴线510在铰接组件之间的前间隙(未示出，参见例如图3A和3B的前间隙312)之内或附近延伸。铰链502包括一对枢轴元件514、515，其连接铰接组件并将铰接组件相对于彼此的移动约束为绕枢轴轴线510旋转。摩擦元件516、517向铰链502提供对绕枢轴轴线510的旋转的阻力。
枢轴元件514、515和摩擦元件516、517在本文中可被称为铰链502的硬件，并且远离枢轴轴线510定位。这产生了绕枢轴轴线510的虚拟枢转动作，其在铰接组件之间保持一致的前间隙距离。枢轴元件514、515和摩擦元件516、517也可沿枢轴轴线510并且在铰接组件之间在分开的物理位置中定向。在其他实现中，单个枢轴元件和/或单个摩擦元件可被用来构造铰链502。替换地，大于两个的枢轴元件和/或摩擦元件可被用来构造铰链502。根据铰链502的性能要求来选择枢轴元件和摩擦元件的数目和具体位置。
由于铰链502的硬件514、515、516、517远离前间隙定位，因此从铰链502的后面在铰接组件之间的空间(或后间隙，未示出)内其可以是可见的。柔性服务环508可用于向用户隐藏铰链502的硬件514、515、516、517。柔性服务环508被粘附或以其他方式附连到铰接组件中的每一者，并且横跨后间隙。由于在柔性服务环508处的铰接组件之间的距离根据铰链角度而变化，因此柔性服务环508用作活铰链并且包括足够的材料以在铰链角度处于最小值时横跨后间隙，并且足够柔性以在铰链角度处于最大值时容适后间隙。
铰接组件中的一者或两者可包括通风孔径520、522(例如，出于冷却目的)、电气和/或电子连接(未示出)、和/或毗邻铰链502的其他部件。柔性服务环508可进一步向用户隐藏通风孔径520、522、电气和/或电子连接(未示出)、和其他部件(如果适用的话)以及铰链502的硬件514、515、516、517。此外，柔性服务环508还可用于使用户与经由通风孔径520、522离开相关联的计算设备的热相隔绝。更进一步，柔性服务环508可包括用于在后间隙内贮存触控笔或书写工具的口袋。
图6是用于虚拟枢轴铰链(未示出，参见例如图3A和3B的铰链302)的示例枢轴元件614的透视图。枢轴元件614连接两个铰接组件(未示出，参见例如图3A和3B的铰接组件304、306)，并且将这两个铰接组件相对于彼此的移动约束为绕枢轴轴线610旋转。枢轴轴线610在毗邻枢轴元件614的自由空间中伸展。在各种实现中，枢轴轴线610可以不占据其中存在铰链的任何硬件(包括枢轴元件614)的空间。
枢轴元件614包括一对叶片624、626，每个叶片与枢轴元件614的转向节640的一部分连接并邻接。转向节640的与叶片624、626邻接的各部分相交错并且各自在由叶片624、626中的其他叶片形成的一个或多个通道内移动。由叶片624、626和转向节640形成的通道将叶片624、626的相对移动以及因此将对应的所附连的铰接组件的相对移动约束为绕枢轴轴线610旋转。通道也可以或替代地是用于叶片624、626的伸缩引导件或滑动轨道。
图7是用于虚拟枢轴铰链702的示例滑动摩擦元件716的示意图。铰链702将第一铰接组件704与第二铰接组件706(在图7中各自用虚线解说)枢转地连接，并且绕垂直于图7的所描绘视图延伸且在毗邻铰链702的自由空间中伸展的枢轴轴线710枢转。铰链702包括枢轴元件(未示出，参见例如图6的枢轴元件614)，其将第一铰接组件704与第二铰接组件706连接，并且将第一铰接组件704相对于第二铰接组件706的移动约束为绕枢轴轴线710旋转，如箭头742所解说。
摩擦元件716向铰链702提供对绕枢轴轴线710的旋转的阻力。摩擦元件716包括具有第一端的摩擦臂728，该第一端包围轴承轴颈744并绕轴承轴颈744可旋转(如箭头746所解说)，该轴承轴颈744被固定至第二铰接组件706。轴承轴颈744可经由一个或多个托架(未示出，参见例如图4的托架434)固定到第二铰接组件706。摩擦臂728和轴承轴颈744产生可提供旋转阻力的第一轴承732，这进而可提供对使第一铰接组件704相对于第二铰接组件706枢转的阻力。
摩擦臂728远离第一轴承732延伸，并穿过耦合器730内的槽748突出。耦合器730经由沿着摩擦臂728的延伸和缩回(如箭头750所解说)而可滑动地连接到摩擦臂728，并且部分地形成第二轴承736。第二轴承736还包括轴承壳体752，其包围耦合器730并且固定到第一铰接组件704。轴承壳体752可经由一个或多个托架(未示出，参见例如图4的托架438)固定到第一铰接组件704。当耦合器730沿摩擦臂728滑动时，耦合器730可在轴承壳体752内旋转(如箭头754所解说)。
轴承732、736中的一者或两者在其各自相应的中心756、758处提供旋转阻力。摩擦臂728和耦合器730的滑动和旋转移动准许铰链702绕枢轴轴线710旋转，同时在轴承732、736中的一者或两者处提供对绕枢轴轴线710的旋转的阻力。在一些实现中，轴承732提供旋转阻力，而耦合器730在摩擦元件716绕枢轴轴线710旋转时相对自由地旋转和滑动。
在一些实现中，轴承732、736中的一者或两者还可包括偏置机构，以将摩擦元件716偏置到一个或多个特定位置。例如，轴承732、736可包括当摩擦元件716被放置在某些位置时匹配的凹口和凸起。在其他实现中，轴承732、736可包括凸轮轮廓，其取决于摩擦元件716位置来变化对绕轴承732、736中的任一者的旋转的阻力。更进一步，耦合器730和槽748还可包括当摩擦元件716被放置在某些位置时匹配的凹口和凸起。
轴承732、736的中心756、758相对于彼此的相对移动(如箭头760所解说)与第一铰接组件704相对于第二铰接组件706绕枢轴轴线710的角移动(如箭头742所解说)相关。作为结果，摩擦元件716可被称为离轴摩擦元件，因为摩擦源与摩擦元件716的枢轴轴线710不重合。
枢轴元件和摩擦元件716在本文中可被称为铰链702的硬件，并且远离枢轴轴线710定位，如图7所示。这产生了绕枢轴轴线710的虚拟枢转动作，其跨各个枢轴角在第一铰接组件704与第二铰接组件706之间保持一致的前间隙距离(未示出，参见例如图4的前间隙412)。在各种实现中，第一铰接组件704与第二铰接组件706之间的前间隙距离在铰链702的操作范围上保持基本相同。
图8A是其中多部件摩擦连杆元件816处于闭合取向的示例虚拟枢轴铰链802的透视图。铰链802将第一铰接组件804与第二铰接组件806枢转地连接，并且绕伸展穿过连接组件804、806的活铰链814、815的枢轴轴线810枢转。在一些实现中，枢轴轴线810在组件804、806之间的前间隙(未示出)之内或附近延伸。
铰链802包括一对活铰链814、815，所述一对活铰链814、815被定向在多部件摩擦连杆元件816的每一侧上，并且分别将硬质止动件870、872连接在一起。在其他实现中，活铰链814、815独立于可能存在或可能不存在的硬质止动件870、872来连接组件804、806。活铰链814、815将第一铰接组件804相对于第二铰接组件806的移动约束为绕枢轴轴线810旋转。摩擦元件816向铰链802提供对绕枢轴轴线810的旋转的阻力。活铰链814、815和摩擦元件816在本文中可被称为铰链802的硬件，并且至少摩擦元件816远离枢轴轴线810定位(参见例如图9A和图9B)。这产生绕枢轴轴线810的虚拟摩擦动作，并且不带来前间隙(或者在其他实现中，带来小的前间隙)。
图8B是处于打开取向的图8A的示例虚拟枢轴铰链802的透视图。如参考图8A所讨论的，铰链802将第一铰接组件804与第二铰接组件806枢转地连接，并且绕穿过连接组件804、806的活铰链814、815的枢轴轴线810枢转。在一些实现中，枢轴轴线810在组件804、806之间的前间隙(未示出)内或附近延伸。
也如参考图8A所讨论的，铰链802包括一对动铰链814、815，所述一对动铰链814、815被定向在多部件摩擦连杆元件816的每一侧上，并且分别将硬质止动件870、872连接在一起。在其他实现中，活铰链814、815独立于可能存在或可能不存在的硬质止动件870、872来连接组件804、806。活铰链814、815将第一铰接组件804相对于第二铰接组件806的移动约束为绕枢轴轴线810旋转。摩擦元件816向铰链802提供对绕枢轴轴线810的旋转的阻力。活铰链814、815和摩擦元件816在本文中可被称为铰链802的硬件，并且至少摩擦元件816远离枢轴轴线810定位(参见例如图9A和图9B)。这产生绕枢轴轴线810的虚拟摩擦动作，并且不带来前间隙(或者在其他实现中，带来小的前间隙)。在各种实现中，铰链802的操作范围可以从完全打开(例如，在图8B中以约135度解说)到完全闭合(例如，如在图8A中以约0度解说)。在各种实现中，铰链802的操作范围受到硬质止动件870、872接触的限制，如图8B所示。
图9A是其中多部件摩擦连杆元件916处于闭合取向的示例虚拟枢轴铰链902的截面正视图。铰链902包括枢轴元件(未示出)，该枢轴元件将第一铰接组件904与第二铰接组件906连接，并且将第一铰接组件904相对于第二铰接组件906的移动约束为绕枢轴轴线910旋转。在一些实现中，枢轴轴线910垂直于图9A和9B的所描绘的视图延伸，并且在毗邻铰链902的自由空间中伸展。在其他实现中，枢轴轴线910伸展穿过连接组件904、906的动铰链(未示出，参见例如图8A和8B的活铰链814、815)。在图9A和9B中透明地解说了两个铰接组件904、906，以揭示多部件摩擦连杆元件916的附加特征。
摩擦连杆元件916向铰链902提供对绕枢轴轴线910的旋转的阻力，并且包括一对摩擦臂928、929，每个摩擦臂具有一对枢轴端。摩擦臂928、929中的每一者的一个枢轴端在枢轴980处彼此连接。摩擦臂928、929的相对的枢轴端分别在枢轴982、984处连接到第一铰接组件904和第二铰接组件906。摩擦臂928、929分别远离铰接组件904、906延伸，并在枢轴980处相遇。枢轴982、984中的任何一个在任何铰链角度处都不与枢轴910重合。然而，轴承980、982、984中的一者或多者提供对旋转的阻力，这进而提供了对使第一铰接组件904相对于第二铰接组件906绕枢轴轴线910枢转的阻力。
摩擦连杆元件916在本文中可被称为铰链902的硬件，并且远离枢轴轴线910定位。这产生绕枢轴轴线910的虚拟摩擦动作，其在第一铰接组件904与第二铰接组件906之间保持一致的前间隙距离(或无前间隙)。在各种实现中，第一铰接组件904与第二铰接组件906之间的前间隙距离在铰链902的操作范围上保持基本相同。
由于铰链902的硬件916远离枢轴轴线910定位，因此从铰链902的后面在第一铰接组件902与第二铰接组件904之间的空间(或后间隙)918内其可以是可见的。柔性服务环908可用于向用户隐藏铰链902的硬件916。柔性服务环908被粘附或以其他方式附连到第一铰接组件904和第二铰接组件906中的每一者，并且横跨后间隙918。
图9B是处于打开取向的图9A的示例虚拟枢轴铰链902的截面正视图。摩擦连杆元件916向铰链902提供对绕枢轴轴线910的旋转的阻力，并且包括一对摩擦臂928、929，每个摩擦臂具有一对枢轴端。摩擦臂928、929中的每一者的一个枢轴端在枢轴980处彼此连接。摩擦臂928、929的相对的枢轴端分别在枢轴982、984处连接到第一铰接组件904和第二铰接组件906。摩擦臂928、929分别远离铰接组件904、906延伸，并在枢轴980处相遇。枢轴982、984中的任何一个在任何铰链角度处都不与枢轴910重合。然而，轴承980、982、984中的一者或多者提供对旋转的阻力，这进而提供了对使第一铰接组件904相对于第二铰接组件906绕枢轴轴线910枢转的阻力。
由于在柔性服务环908处的第一铰接组件904与第二铰接组件906之间的距离根据铰链角度而变化，因此柔性服务环908用作活铰链并且包括足够的材料以在铰链角度处于最小值(参见例如图9A)时横跨后间隙918，并且足够柔性以在铰链角度处于最大值(参见例如图9B)时容适后间隙。
图10解说了用于制造计算设备的虚拟枢轴铰链的示例操作1000。第一产生操作1005产生用于虚拟枢轴铰链的枢轴元件。在一个实现中，枢轴元件将枢轴轴线投影到毗邻枢轴元件的自由空间中。例如，第一产生操作1005可包括形成第一叶片、形成第二叶片、以及以将枢轴元件的运动约束为绕枢轴轴线的角运动的方式来使枢轴元件的所形成的叶片交错。具体地，第一叶片的各部分可在由第二叶片的各部分在枢轴元件的筒处形成的通道内移动，并且反之亦然。诸通道约束枢轴元件的运动。枢轴元件的叶片可以使用任何适用的制造方法(例如，金属注射成型、其他成型技术、挤压、铸造、冲压等等)形成。在另一实现中，枢轴元件产生与枢轴元件的一部分重合的枢轴轴线。例如，枢轴元件可以是活铰链。
第一连接操作1010利用枢轴元件将计算设备的第一铰接组件连接到第二铰接组件。例如，枢轴元件的每个所形成的叶片中的一者可机械地附连到第一铰接组件和第二铰接组件之一(例如，经由螺钉和/或粘合剂)。又例如，活铰链的相对端可粘附到第一铰接组件和第二铰接组件。多个分离的活铰链可被用来将第一铰接组件连接到第二铰接组件。
第二产生操作1015产生用于虚拟枢轴铰链的摩擦元件。在一些实现中，摩擦元件包括摩擦臂和耦合器。摩擦臂具有相对于轴承轴颈可旋转的第一端和延伸远离轴承轴颈的第二端。耦合器可滑动地连接到摩擦臂的第二端，并且相对于轴承壳体可旋转。更具体地，摩擦臂可被形成并且随后被以约束轴承轴颈的方式放置在轴承轴颈上。轴承轴颈与摩擦臂之间所得的第一轴承可在整个虚拟枢轴铰链内生成对旋转的阻力。耦合器可分开地形成有延伸穿过其中的槽。使摩擦臂延伸穿过该槽，并且耦合器被放入轴承壳体中。轴承壳体与耦合器之间所得的第二轴承也可在整个虚拟枢轴铰链内生成对旋转的阻力。
在另一实现中，摩擦元件包括形成多部件摩擦连杆的一对摩擦臂。枢轴臂绕重合的枢轴端关于彼此可枢转。这样的枢转可包括对旋转的阻力，其被转化为整个虚拟枢轴铰链内的对旋转的阻力。在其他实现中，附加摩擦臂可通过多于2个链接件连接到多部件摩擦连杆。在各种实现中，摩擦臂和/或耦合器可被分开地形成，并且随后被连接在一起，如上面所描述。(诸)摩擦臂和/或耦合器可以使用任何适用的制造方法(例如，金属注射成型、其他成型技术、挤压、铸造、冲压等等)形成。
第二连接操作1020利用摩擦元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件。在一个实现中，第一铰接组件经由摩擦元件的轴承轴颈和轴承壳体连接到第二铰接组件。更具体地，摩擦元件可包括固定至轴承轴颈和轴承壳体的安装托架。固定至轴承轴颈的一个或多个安装托架可连接到第一铰接组件，而固定至轴承壳体的一个或多个安装托架可连接到第二铰接组件。
在另一实现中，第一铰接组件经由多部件摩擦连杆的相对的枢轴端连接到第二铰接组件。每个所连接的摩擦臂相对于所连接的铰接组件可枢转，从而导致至少两个枢轴点(在与铰接组件的每个连接处)以及连接这两个摩擦臂的第三枢轴点。具有附加摩擦臂的实现将具有附加枢轴点。绕任何或所有枢轴点的枢转可包括对旋转的阻力，其被转化为整个虚拟枢轴铰链内的对旋转的阻力。第二连接操作1020可在与第一连接操作1010中所连接的一个或多个枢轴元件分开的物理位置中将一个或多个摩擦元件连接至第一铰接组件和第二铰接组件。
构成本文描述的本发明的各实施例的逻辑操作可多方面地称为操作、步骤、对象或模块，并且可按任何顺序执行、根据需要添加或省略操作，除非以其他方式明确要求保护或权利要求语言固有地需要特定顺序。
根据本公开的技术的示例虚拟枢轴铰链包括绕铰链枢轴轴线可枢转枢轴元件，其将的第一铰接组件与第二铰接组件相连接；以及摩擦元件，其也将第一铰接组件与第二铰接组件相连接。该摩擦元件包括第一摩擦臂，该第一摩擦臂具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端。该摩擦元件还包括第二摩擦臂，该第二摩擦臂具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接至第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端。第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，第一摩擦臂在枢轴处连接至第二摩擦臂，该枢轴用于向虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，第一摩擦臂在枢轴处连接至第一铰接组件，该枢轴用于向虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，第二摩擦臂在枢轴处连接至第二铰接组件，该枢轴用于向虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，枢轴元件是活铰链，其铰链枢轴轴线与该活铰链重合。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，枢轴元件在第一铰接组件与第二铰接组件之间不产生前间隙。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，枢轴元件和摩擦元件位于第一铰接组件与第二铰接组件之间的分开的物理位置处。
根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链进一步包括：柔性服务环，所述柔性服务环将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件以作为与所述铰链的枢轴轴线相对的活铰链。
在根据本公开的技术的另一示例虚拟枢轴铰链中，铰链的运动范围约为180度。
根据本公开的技术的制造用于计算设备的虚拟枢轴铰链的示例方法包括：产生绕铰链枢轴轴线可枢转的枢轴元件；利用该枢轴元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件；以及产生摩擦元件。摩擦元件包括第一摩擦臂，该第一摩擦臂具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端。该摩擦元件还包括第二摩擦臂，该第二摩擦臂具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接至第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端。第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。该方法进一步包括经由第一摩擦臂和第二摩擦臂利用摩擦元件来将第一铰接组件连接到第二铰接组件。
在根据本公开的技术的另一示例方法中，产生摩擦元件包括：形成第一摩擦臂、形成第二摩擦臂、以及在枢轴处将第一摩擦臂连接到第二摩擦臂。
在根据本公开的技术的另一示例方法中，枢轴元件在如下物理位置处将第一铰接组件连接到第二铰接组件：该物理位置与其中摩擦元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件的物理位置是分开的。
根据本公开的技术的示例计算设备包括：第一铰接组件；第二铰接组件；绕铰链枢轴轴线可枢转的枢轴元件，其将第一铰接组件与第二铰接组件相连接；以及摩擦元件，该摩擦元件也将第一铰接组件与第二铰接组件相连接。摩擦元件包括第一摩擦臂，该第一摩擦臂具有相对于第一铰接组件可旋转的第一枢轴端和延伸远离第一铰接组件的第二枢轴端。该摩擦元件还包括第二摩擦臂，该第二摩擦臂具有相对于第二铰接组件可旋转的第三枢轴端以及延伸远离第一铰接组件且可旋转地连接至第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端。第一、第二、第三和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与铰链枢轴轴线重合。
在根据本公开的技术的另一示例计算设备中，第一铰接组件和第二铰接组件各自是以下一者或多者：键盘、显示屏、触摸屏、触摸板、支架、和屏幕盖。
在根据本公开的技术的另一示例计算设备中，枢轴元件在枢轴元件的整个运动范围内在第一铰接组件与第二铰接组件之间保持一致的间隙间隔。
根据本公开的技术的另一示例计算设备进一步包括柔性服务环，该柔性服务环作为将第一铰接组件和第二铰接组件与枢轴轴线相对的活铰链，将第一铰接组件连接到第二铰接组件。
在根据本公开的技术的另一示例计算设备中，柔性服务环隐藏枢轴元件和摩擦元件。
在根据本公开的技术的另一示例计算设备中，第一铰接组件和第二铰接组件中的一者或两者包括通风孔径，其中柔性服务环隐藏该通风孔径。
根据本公开的技术的另一示例计算设备进一步包括：第一铰接组件与第二铰接组件之间的电子连接，其中柔性服务环隐藏该电子连接。
在根据本公开的技术的另一示例计算设备中，柔性服务环包括用于贮存触控笔的口袋。
上面的说明、示例和数据提供了对本发明的示例性实施例的结构和使用的完整描述。因为可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出本发明的许多实施例，所以本发明落在所附权利要求的范围内。此外，不同实施例的结构特征可以与另一实施例相组合而不偏离所记载的权利要求书。

Claims (15)

1.一种虚拟枢轴铰链，包括：
能绕铰链枢轴轴线枢转的枢轴元件，所述枢轴元件将第一铰接组件与第二铰接组件相连接；以及
摩擦元件，所述摩擦元件也将所述第一铰接组件与所述第二铰接组件相连接，所述摩擦元件包括：
第一摩擦臂，所述第一摩擦臂具有能相对于所述第一铰接组件旋转的第一枢轴端和延伸远离所述第一铰接组件的第二枢轴端；以及
第二摩擦臂，所述第二摩擦臂具有能相对于所述第二铰接组件旋转的第三枢轴端以及延伸远离所述第一铰接组件且能旋转地连接到所述第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中所述第一枢轴端、第二枢轴端、第三枢轴端和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与所述铰链枢轴轴线重合。
2.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述第一摩擦臂在枢轴处连接至所述第二摩擦臂，所述枢轴用于向所述虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
3.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述第一摩擦臂在枢轴处连接至所述第一铰接组件，所述枢轴用于向所述虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
4.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述第二摩擦臂在枢轴处连接至所述第二铰接组件，所述枢轴用于向所述虚拟枢轴铰链提供对旋转的阻力。
5.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述枢轴元件是活铰链，所述活铰链具有与所述活铰链重合的铰链枢轴轴线。
6.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述枢轴元件在所述第一铰接组件与所述第二铰接组件之间不产生前间隙。
7.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述枢轴元件和所述摩擦元件位于所述第一铰接组件与所述第二铰接组件之间的分开的物理位置处。
8.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，进一步包括：
柔性服务环，所述柔性服务环将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件以作为与所述铰链的枢轴轴线相对的活铰链。
9.如权利要求1所述的虚拟枢轴铰链，其中，所述铰链的运动范围约为180度。
10.一种制造用于计算设备的虚拟枢轴铰链的方法，包括：
产生能绕铰链枢轴轴线枢转的枢轴元件；
利用所述枢轴元件将第一铰接组件连接到第二铰接组件；
产生摩擦元件，所述摩擦元件包括：
第一摩擦臂，所述第一摩擦臂具有能相对于所述第一铰接组件旋转的第一枢轴端和延伸远离所述第一铰接组件的第二枢轴端；以及
第二摩擦臂，所述第二摩擦臂具有能相对于所述第二铰接组件旋转的第三枢轴端以及延伸远离所述第一铰接组件且能旋转地连接到所述第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中所述第一枢轴端、第二枢轴端、第三枢轴端和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与所述铰链枢轴轴线重合；以及
经由所述第一摩擦臂和所述第二摩擦臂利用所述摩擦元件来将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件。
11.如权利要求10所述的方法，其中，产生所述摩擦元件包括：
形成所述第一摩擦臂；
形成所述第二摩擦臂；以及
在枢轴处将所述第一摩擦臂连接到所述第二摩擦臂。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述枢轴元件在如下物理位置处将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件：该物理位置与其中所述摩擦元件将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件的物理位置是分开的。
13.一种计算设备，包括：
第一铰接组件；
第一铰接组件；
能绕铰链枢轴轴线枢转的枢轴元件，所述枢轴元件将所述第一铰接组件与所述第二铰接组件相连接；以及
摩擦元件，所述摩擦元件也将所述第一铰接组件与所述第二铰接组件相连接，所述摩擦元件包括：
第一摩擦臂，所述第一摩擦臂具有能相对于所述第一铰接组件旋转的第一枢轴端和延伸远离所述第一铰接组件的第二枢轴端；以及
第二摩擦臂，所述第二摩擦臂具有能相对于所述第二铰接组件旋转的第三枢轴端以及延伸远离所述第一铰接组件且能旋转地连接到所述第一摩擦臂的第二枢轴端的第四枢轴端，其中所述第一枢轴端、第二枢轴端、第三枢轴端和第四枢轴端的任何一个枢轴轴线都不与所述铰链枢轴轴线重合。
14.如权利要求13所述的计算设备，其中，所述枢轴元件在所述枢轴元件的整个运动范围内在所述第一铰接组件与所述第二铰接组件之间保持一致的间隙间隔。
15.如权利要求13所述的计算设备，进一步包括：
柔性服务环，所述柔性服务环作为将所述第一铰接组件和所述第二铰接组件与所述枢轴轴线相对的活铰链，将所述第一铰接组件连接到所述第二铰接组件。
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