CN113074182A

CN113074182A - 一种转轴及安装有转轴的设备

Info

Publication number: CN113074182A
Application number: CN202110241992.7A
Authority: CN
Inventors: 彭永锋
Original assignee: Shenzhen Zhixin New Information Technology Co ltd
Current assignee: Honor Device Co Ltd
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: CN113074182B; WO2022183848A1

Abstract

本申请提供一种转轴及安装有转轴的设备，涉及安装有转轴的设备技术领域，能够降低对阻尼结构的材料耐磨性及弹力的要求，延长转轴的使用寿命，增强用户体验。转轴包括固定支架、轴芯、阻尼结构、传动结构和活动支架；所述轴芯以自身为轴可转动连接于所述固定支架上，所述阻尼结构用于提供阻尼扭矩，以使所述转轴所连接的两个部件能够保持在目标开合角度位置；所述传动结构具有旋转输入端和旋转输出端，所述传动结构的旋转输出端与所述轴芯同轴固定，所述传动结构的旋转输入端与所述活动支架固定，所述传动结构的传动比小于1。本申请实施例提供的转轴用于实现两个部件的可转动连接。

Description

一种转轴及安装有转轴的设备

技术领域

本申请涉及安装有转轴的设备技术领域，尤其涉及一种转轴以及诸如笔记本电脑、翻盖手机、手机支架等安装有转轴的设备。

背景技术

目前，手机支架、笔记本电脑、翻盖手机等设备都安装有转轴，转轴作为这些设备内两个部件之间的旋转连接桥梁，其成本、使用寿命及用户体验影响了整个设备的成本、使用寿命和用户体验。

转轴内设有阻尼结构，该阻尼结构用于提供阻尼扭矩，以使转轴所连接的两个部件可以保持在目标开合角度位置。现有技术中，阻尼结构需提供较大的阻尼扭矩，才能使转轴所连接的两个部件保持在目标开合角度位置。为了达到此目的，对阻尼结构的材料耐磨性及弹力有较高的要求，因此阻尼结构的成本偏高。同时，阻尼结构与转轴部分容易发生磨损失效，阻尼扭矩衰减较快，转轴寿命短。而且，为了预留足够的扭力损耗余量，所设计的初始阻尼扭矩较大，导致两个部件之间的初始开合力较大，从而影响用户体验。

发明内容

本申请的实施例提供一种转轴以及安装有转轴的设备，能够降低对阻尼结构的材料耐磨性及弹力的要求，延长转轴的使用寿命，增强用户体验。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请一些实施例提供一种转轴，该转轴包括固定支架、轴芯、阻尼结构、传动结构和活动支架；轴芯以自身为轴可转动连接于固定支架上，阻尼结构用于提供阻尼扭矩，以使转轴所连接的两个部件能够保持在目标开合角度位置；传动结构具有旋转输入端和旋转输出端，传动结构的旋转输出端与轴芯同轴固定，传动结构的旋转输入端与活动支架固定，传动结构的传动比i₁₂小于1。

在本实施例中，由于转轴增加了传动结构，且传动结构的传动比i₁₂小于1。活动支架作为扭矩的输入部件，假设其在自重和负重（也即是连接于活动支架上的部件的重力）下的输入扭矩为T1，则传动结构的输出扭矩为T2，T2=T1*i₁₂*η。η表示传动装置的传动效率，η小于或者等于1。由于i₁₂小于1，因此，传动结构的输出扭矩T2小于传动结构的输入扭矩为T1。由此可知，阻尼结构只需提供阻尼扭矩T'，以克服传动结构的输出扭矩T2即可。具体地，阻尼扭矩T'与输出扭矩T2方向相反，大小相等。由于阻尼扭矩T'与阻尼结构施加至摩擦面上的压力F成正比，因此，阻尼结构施加至摩擦面上的压力F较小。在保证一定的转轴使用寿命的情况下，对阻尼结构的弹力和耐磨性能的要求较低。在阻尼结构的弹力和耐磨性能一定的情况下，能够延长转轴的使用寿命。而且，为了预留足够的扭力损耗余量，所设计的初始阻尼扭矩较小，两个部件之间的初始开合力较小，用户体验较优。

在第一方面的一种可能的实现方式中，传动结构的传动比i₁₂为1/4。

在第一方面的一种可能的实现方式中，传动结构包括内齿圈、中心齿轮、行星齿轮和行星架；其中，内齿圈形成传动结构的旋转输入端，内齿圈绕自身中轴线可转动连接于固定支架上；中心齿轮位于内齿圈内并与内齿圈同轴设置；行星齿轮位于中心齿轮与内齿圈之间，且行星齿轮与内齿圈、中心齿轮啮合；中心齿轮固定于行星架上，行星齿轮绕自身中轴线可转动连接于行星架上，行星架形成传动结构的旋转输出端。这样，传动结构为行星轮传动结构，行星轮传动结构的结构稳定性较优，且旋转输入端的旋转轴线与旋转输出端的旋转轴线共线，体积较小，有利于转轴的小型化设计。

在第一方面的一种可能的实现方式中，行星齿轮的数量为多个，多个行星齿轮围绕中心齿轮的周向均匀排列，且多个行星齿轮中的每个行星齿轮均与内齿圈、中心齿轮啮合。这样，行星轮传动结构的稳定性较优。

在第一方面的一种可能的实现方式中，行星齿轮的数量为3个。这样，行星齿轮的数量适中，能够兼顾稳定性和结构复杂度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，传动结构包括主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮形成传动结构的旋转输入端，主动齿轮绕自身中轴线可转动连接于固定支架上；从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮的直径小于主动齿轮的直径，也就是说，从动齿轮的齿数少于主动齿轮的齿数，传动结构的传动比i₁₂小于1。从动齿轮形成传动结构的旋转输出端。此传动结构的结构简单，组成零部件较少，装配操作方便。

在第一方面的一种可能的实现方式中，主动齿轮和从动齿轮均为直齿轮，主动齿轮的轴线与从动齿轮的轴线平行。适用于传动结构的旋转输入端的旋转轴线与传动结构的旋转输出端的旋转轴线平行的场景。

在第一方面的一种可能的实现方式中，主动齿轮和从动齿轮均为锥齿轮，主动齿轮的轴线与从动齿轮的轴线相交。适用于传动结构的旋转输入端的旋转轴线与传动结构的旋转输出端的旋转轴线相交的场景。此处的“相交”包括但不限于“垂直”。

在第一方面的一种可能的实现方式中，固定支架包括支架本体、第一连接耳和第二连接耳；第一连接耳和第二连接耳固定于支架本体上，第一连接耳上设有第一通孔，轴芯配合穿设于第一通孔内，并能够在第一通孔内转动；传动结构的旋转输入端可旋转连接于第二连接耳上。此结构简单，且传动结构的稳定性较优。

在第一方面的一种可能的实现方式中，第一连接耳包括连接耳本体和固定件；连接耳本体固定于支架本体上，第一通孔设置于连接耳本体上；第一通孔的一侧设有缺口，该缺口沿第一通孔的径向延伸，且该缺口贯穿位于第一通孔一侧的部分连接耳本体；固定件固定于连接耳本体上，且固定件上设有限位块，该限位块配合安装于缺口内。在装配转轴时，缺口允许轴芯沿第一通孔的径向安装至第一通孔内，由此可以降低轴芯在第一通孔内的安装难度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，连接耳本体上还设有限位孔，限位孔的轴向与第一通孔的轴向平行。固定件上还设有限位柱，限位柱配合穿设于限位孔内。由此，固定件与连接耳本体之间除了通过缺口与限位块进行限位之外，还通过限位孔与限位柱进行限位，由此可以阻止固定件在与第一通孔的轴向垂直的平面内运动（包括平移运动和旋转运动）。进一步地，连接耳本体、固定件、阻尼结构沿第一通孔的轴向排列，且固定件位于连接耳本体与阻尼结构之间。阻尼结构具有指向连接耳本体的压紧力，以将固定件压紧于连接耳本体上。这样，通过阻尼结构限制了固定件相对于连接耳本体沿第一通孔的轴向移动的自由度。由此，实现了固定件在连接耳本体上的固定。这样，固定件与连接耳本体之间未通过螺纹连接、焊接等繁琐的固定操作，安装拆卸操作简单，容易实现。

在第一方面的一种可能的实现方式中，传动结构和阻尼结构分别位于第一连接耳的相对两侧，阻尼结构包括沿远离传动结构的方向依次排列的摩擦片、扭簧、螺母；摩擦片和扭簧套设于轴芯上，该轴芯上固定有螺杆，该螺杆与轴芯同轴设置，螺母螺纹连接于该螺杆上。通过旋转螺母，可以压缩扭簧，并进一步通过摩擦片向第一连接耳提供阻尼扭矩，由此阻止轴芯相对于第一连接耳旋转，由此使得转轴所连接的两个部件可以保持于目标开合角度位置。其中，目标开合角度位置可以为0°至360°之间的任意角度位置。此转轴的结构简单，且通过旋转螺母，可以调节阻尼结构所提供的初始阻尼扭矩的大小。因此可以满足不同阻尼场景的需求，因此适用范围较广，且能够将转轴所连接的两个部件保持于任意开合角度位置。

第二方面，本申请一些实施例提供一种安装有转轴的设备，该设备包括两个部件以及如上任一技术方案所述的转轴；该转轴的固定支架与该两个部件中的一个部件固定，转轴的活动支架与两个部件中的另一个部件固定。

由于本申请实施例提供的设备包括如上任一技术方案所述的转轴，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的技术效果。

第三方面，本申请一些实施例提供一种安装有转轴的设备，该设备包括键盘主机、显示屏和如上任一技术方案所述的转轴；该转轴的固定支架与键盘主机固定，该转轴的活动支架与显示屏固定。

附图说明

图1为本申请一些实施例提供的安装有转轴的设备的结构示意图；

图2为图1所示设备中区域I所示部分的结构示意图；

图3为本申请又一些实施例提供的安装有转轴的设备的结构示意图；

图4为图3所示设备中区域II的放大图；

图5为本申请一些实施例提供的转轴的立体图；

图6为图5所示转轴的爆炸图；

图7为本申请又一些实施例提供的转轴的结构示意图；

图8为本申请又一些实施例提供的转轴的结构示意图；

图9为目前公知的磨损量与位移以及载荷之间的关系曲线图；

图10为本申请又一些实施例提供的转轴的立体图；

图11为图10所示转轴的爆炸图；

图12为本申请又一些实施例提供的转轴的结构示意图；

图13为图12所示转轴的爆炸图。

具体实施方式

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请实施例中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本申请提供一种安装有转轴的设备，该设备包括但不限于手机、笔记本电脑、膝上型电脑（laptop computer）、个人数码助理（personal digital assistant，PDA）、个人计算机、车载设备等电子设备以及这些电子设备的配件（比如手机支架、平板电脑支架、自拍杆、保护套等等）。

请参阅图1和图2，图1为本申请一些实施例提供的安装有转轴的设备100的结构示意图，图2为图1所示设备100中区域I所示部分的结构示意图。在本实施例中，安装有转轴的设备100为笔记本电脑。具体地，该设备100包括键盘主机10、显示屏20和转轴30。需要说明的是，图1和图2仅示意性地示出了设备100包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1和图2的限定。而且，可以理解的是，设备100除了包括键盘主机10、显示屏20和转轴30之外，还可以包括其他部件，比如摄像头模组等等，在此不做具体限定。

在上述实施例中，键盘主机10用于输入指令和数据，并根据输入的指令和数据控制显示屏20显示图像、视频。

显示屏20用于显示图像、视频等。显示屏20可以采用柔性显示屏，也可以采用刚性显示屏。例如，显示屏20可以为有机发光二极管（organic light-emitting diode，OLED）显示屏，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体（active-matrix organiclight-emitting diode，AMOLED）显示屏，迷你发光二极管（mini organic light-emittingdiode）显示屏，微型发光二极管（micro organic light-emitting diode）显示屏，微型有机发光二极管（micro organic light-emitting diode）显示屏，量子点发光二极管（quantum dot light emitting diodes，QLED）显示屏，液晶显示屏（liquid crystaldisplay，LCD）。

转轴30用于可旋转连接键盘主机10和显示屏20，以使设备100能够在打开状态与闭合状态之间切换。当设备100处于打开状态时，显示屏20与键盘主机10呈大于0°而小于360°的夹角。且转轴30具有阻尼作用，以使设备100能够保持在0°至360°之间的目标打开角度位置。其中，目标打开角度可以为0°至360°之间的固定值，也可以为0°至360°之间的任意值。当设备100处于打开状态时，用户可以通过键盘主机10控制显示屏20显示，同时用户还可以观看到显示屏20显示的图像或视频。当设备100处于闭合状态时，显示屏20盖合于键盘主机10上，且显示屏20的显示面与键盘主机10的键盘面相对。当设备100处于闭合状态时，可以对显示屏20的显示界面以及键盘主机10的键盘面进行防刮蹭、防尘保护。

请参阅图3和图4，图3为本申请又一些实施例提供的安装有转轴的设备100的结构示意图，图4为图3所示设备100中区域II的放大图。在本实施例中，安装有转轴的设备100为手机或平板电脑支架。具体地，设备100包括座体40、载体50和转轴30。需要说明的是，图3和图4仅示意性地示出了设备100包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图3和图4的限定。同时，可以理解的是，设备100除了包括座体40、载体50和转轴30之外，还可以包括其他结构，比如由通用串行总线（universal serial bus，USB）、充电线圈和充电芯片电连接形成的无线充电电路等等，在此不做具体限定。

在上述实施例中，座体40用于通过胶粘、夹持、螺纹连接、魔力贴固定等方式固定于电脑桌、墙壁、汽车中控台等物品上。载体50用于承载手机或者平板电脑。载体50上设有固定部51。固定部51用于将手机或者平板电脑固定于载体50上。具体地，固定部51包括但不限于卡扣、吸盘等等。转轴30将载体50可旋转连接于座体40上，且转轴30具有阻尼作用，以使载体50带动手机或者平板电脑旋转后可以停滞于目标开合角度位置。

需要说明的是，图1-图4仅示意性地示出了设备100的两种结构形式，设备100的结构形式并不限于此，只要是包括两个部件以及连接于该两个部件之间的转轴30的一类设备，均在本申请的保护范围内。

在上述任一实施例所述的设备100中，转轴30的结构形式有多种。请参阅图5和图6，图5为本申请一些实施例提供的转轴30的立体图，图6为图5所示转轴30的爆炸图。在本实施例中，转轴30包括固定支架31、轴芯32、阻尼结构33和活动支架34。需要说明的是，图5和图6仅示意性地示出了转轴30包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图5和图6的限定。同时，可以理解的是，转轴30除了包括固定支架31、轴芯32、阻尼结构33和活动支架34之外，还可以包括其他结构，在此不做具体限定。

固定支架31和活动支架34的材料包括但不限于冷轧钢和不锈钢。固定支架31和活动支架34分别用于与设备100的两个部件固定。

示例的，当转轴30应用于图1和图2所示的笔记本电脑时，一些实施例中，固定支架31与键盘主机10固定，活动支架34与显示屏20固定。可以理解的是，固定支架31也可以与显示屏20固定，此时，活动支架34与键盘主机10固定。

又示例的，当转轴30应用于图3和图4所示的手机或者平板电脑支架时，一些实施例中，固定支架31与座体40固定，活动支架34与载体50固定。可以理解的是，固定支架31也可以与载体50固定，此时，活动支架34与座体40固定。

为了实现固定支架31与设备100的一个部件的固定，一些实施例中，请参阅图6，固定支架31上设有第一固定孔31a。第一固定孔31a用于通过螺钉、螺栓、铆钉等结构与设备100的一个部件固定。一些实施例中，第一固定孔31a的数量为多个。示例地，第一固定孔31a的数量为3个。

为了提高固定支架31在设备100的一个部件上的安装效率，在一些实施例中，请继续参阅图6，固定支架31上还设有第一定位孔31b。第一定位孔31b用于与设备100的一个部件上的定位柱（图中未示出）配合，以实现固定支架31在该部件上的预定位。由此可以提高固定支架31在设备100的一个部件上的安装效率。一些实施例中，第一定位孔31b的数量为多个。示例地，第一定位孔31b的数量为2个。

为了实现活动支架34与设备100的另一个部件之间的固定，一些实施例中，请参阅图6，活动支架34上设有第二固定孔34a。第二固定孔34a用于通过螺钉、螺栓、铆钉等结构与设备100的另一个部件固定。一些实施例中，第二固定孔34a的数量为多个。示例地，第二固定孔34a的数量为2个。

为了提高活动支架34在设备100的另一个部件上的安装效率，在一些实施例中，请继续参阅图6，活动支架34上还设有第二定位孔34b。第二定位孔34b用于与设备100的另一个部件上的定位柱（图中未示出）配合，以实现活动支架34在该另一个部件上的预定位。由此可以提高活动支架34在设备100的另一个部件上的安装效率。一些实施例中，第二定位孔34b的数量为多个。示例地，第二定位孔34b的数量为2个。

轴芯32为转轴30的核心部件，呈柱状结构。轴芯32的材料包括但不限于45号钢、40铬和42铬钼等等。轴芯32以自身为轴可转动连接于固定支架31上。一些实施例中，固定支架31包括支架本体311和第一连接耳312。第一连接耳312固定于支架本体311上。第一连接耳312上设有第一通孔。轴芯32配合穿设于第一通孔内，并能够在该第一通孔内转动。

在上述实施例中，第一连接耳312可以为一体式结构，也可以由多个结构装配形成，在此不作具体限定。

一些实施例中，第一连接耳312包括连接耳本体3121和固定件3122。连接耳本体3121固定于支架本体311上。具体地，连接耳本体3121可以通过螺纹连接、卡接、一体成型等方式固定于支架本体311上，在此不作具体限定。一些实施例中，连接耳本体3121与支架本体311一体成型。第一通孔设置于连接耳本体3121上，且第一通孔的一侧设有缺口3121a。缺口3121a沿第一通孔的径向延伸，且缺口3121a贯穿位于第一通孔一侧的部分连接耳本体3121。缺口3121a允许轴芯32沿第一通孔的径向安装至第一通孔内，以降低轴芯32在第一通孔内的安装难度。固定件3122固定于连接耳本体3121上。固定件3122上设有限位块3122a，该限位块3122a配合安装于缺口3121a内。这样，限位块3122a与连接耳本体3121围成封闭的第一通孔，避免轴芯32沿第一通孔的径向由第一通孔脱出。

在上述实施例中，固定件3122与连接耳本体3121之间的连接方式包括但不限于螺纹连接、焊接和卡接等方式，在此不作具体限定。

一些实施例中，请继续参阅图6，连接耳本体3121上还设有限位孔3121b，限位孔3121b的轴向与第一通孔的轴向平行。固定件3122上还设有限位柱3122b，限位柱3122b配合穿设于限位孔3121b内。由此，固定件3122与连接耳本体3121之间除了通过缺口3121a与限位块3122a进行限位之外，还通过限位孔3121b与限位柱3122b进行限位，由此可以阻止固定件3122在与第一通孔的轴向垂直的平面内运动（包括平移运动和旋转运动）。进一步地，连接耳本体3121、固定件3122、阻尼结构33沿第一通孔的轴向排列，且固定件3122位于连接耳本体3121与阻尼结构33之间。阻尼结构33具有指向连接耳本体3121的压紧力，以将固定件3122压紧于连接耳本体3121上。这样，通过阻尼结构33限制了固定件3122相对于连接耳本体3121沿第一通孔的轴向移动的自由度。由此，实现了固定件3122在连接耳本体3121上的固定。这样，固定件3122与连接耳本体3121之间未通过螺纹连接、焊接等繁琐的固定操作，安装拆卸操作简单，容易实现。

在上述实施例中，可以理解的是，限位孔3121b也可以设置于固定件3122上，此时，限位柱3122b设置于连接耳本体3121上。

一些实施例中，请继续参阅图6，固定支架31还包括第三连接耳314，第三连接耳314上设有第三通孔，该第三通孔与第一通孔同轴设备，轴芯32还穿设于该第三通孔内。这样，轴芯32由第一连接耳312和第三连接耳314共同支撑，能够提高轴芯32在固定支架31上的支撑稳定性。

活动支架34固定于轴芯32上。一些实施例中，请参阅图6，活动支架34固定于轴芯32的位于第一连接耳312与第三连接耳314之间的部分上。可以理解的是，活动支架34也可以固定于轴芯32的其他部分上，在此不作具体限定。具体地，活动支架34可以通过螺纹连接、铆接、一体成型等方式固定于轴芯32上，在此不作具体限定。一些实施例中，活动支架34与轴芯32一体成型。这样，转轴30包括的零部件较少，有利于降低转轴30的结构复杂度，提高转轴30的装配效率。

当轴芯32以自身为轴相对于固定支架31旋转时，可以带动活动支架34相对于固定支架31旋转。

阻尼结构33用于提供阻尼扭矩，以使转轴30所连接的两个部件能够保持于目标开合角度位置。阻尼结构33的结构形式有多种，具体地，阻尼结构33包括以下三种结构形式：

第一种结构形式：请参阅图7，图7为本申请又一些实施例提供的转轴30的结构示意图。在本实施例中，第一连接耳312为具有弹性缺口312a的弹性轴套。第一连接耳312的内孔（也即是前文所述的第一通孔）为沿周向半径不一致的变径内孔。轴芯32为沿轴向半径不一致的凸轮结构。当轴芯32在第一通孔内旋转至目标位置时，第一连接耳312向轴芯32施加弹性握紧力，并产生阻尼扭矩，以阻止轴芯32旋转，由此使得转轴30所连接的两个部件可以保持于目标开合角度位置。其中，目标开合角度位置可以为0°至360°之间的一个或者多个角度位置。在本实施例中，轴芯32和第一连接耳312形成阻尼结构33，此转轴30的组成结构简单，成本较低，能够将转轴30所连接的两个部件保持于0°至360°之间的一个或者多个开合角度位置。

第二种结构形式：请参阅图8，图8为本申请又一些实施例提供的转轴30的结构示意图。在本实施例中，阻尼结构33为设置于轴芯32与第一通孔的内壁之间的弹性材料。该弹性材料包括但不限于橡胶、海绵等等。弹性材料压缩，以向轴芯32施加弹性握紧力，并产生阻尼扭矩，以阻止轴芯32旋转，由此使得转轴30所连接的两个部件可以保持于目标开合角度位置。其中，目标开合角度位置可以为0°至360°之间的任意角度位置。此转轴的结构简单，成本较低，能够将转轴30所连接的两个部件保持于任意开合角度位置。

第三种结构形式：请参阅图5和图6，阻尼结构33和活动支架34分别位于第一连接耳312的相对两侧。阻尼结构33包括沿远离第一连接耳312的方向依次排列的摩擦片331、扭簧332、螺母333。摩擦片331和扭簧332套设于轴芯32上。轴芯32上固定有螺杆32a，该螺杆32a与轴芯32同轴设置。螺母333螺纹连接于螺杆32a上。通过旋转螺母333，可以压缩扭簧332，并进一步通过摩擦片331向第一连接耳312提供阻尼扭矩，由此阻止轴芯32相对于第一连接耳312旋转，由此使得转轴30所连接的两个部件可以保持于目标开合角度位置。其中，目标开合角度位置可以为0°至360°之间的任意角度位置。此转轴的结构简单，且通过旋转螺母333，可以调节阻尼结构33所提供的初始阻尼扭矩的大小。因此可以满足不同阻尼场景的需求，因此适用范围较广，且能够将转轴30所连接的两个部件保持于任意开合角度位置。

在上述任一实施例所述的转轴30中，活动支架34作为扭矩的输入部件，假设其在自重和负重（也即是连接于活动支架34上的部件的重力）下的输入扭矩为T1。由于活动支架34固定于轴芯32上，因此阻尼结构33提供的阻尼扭矩T'，需要克服该输入扭矩T1。具体地，阻尼扭矩T'与输入扭矩T1方向相反，大小相等。因此阻尼结构33需要提供的阻尼扭矩T'较大。进一步地，阻尼扭矩T'与阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F成正比。比如在图5和图6所示的实施例中，阻尼扭矩T'=k*F*d。其中，k表示扭矩系数；F 表示阻尼结构33通过摩擦片331施加至固定件3122上的压力；d表示摩擦面（也即是摩擦片331与固定件3122之间的接触面）的直径。由此可以看出阻尼扭矩T'与阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F成正比。阻尼扭矩T'越大，阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F越大，阻尼结构33内弹性结构（比如扭簧332）所需提供的弹力越大，对弹性结构的弹力要求较高。进一步地，根据粘着磨损理论公式：磨损体积V= α*FL/(3H)。其中，α表示磨损系数，F表示阻尼结构33施加至摩擦面上的压力，L表示摩擦部分的滑动距离，H表示摩擦部分的材料硬度。在摩擦部位的耐磨性能一定的前提下，也即是α和H一定的前提下，阻尼结构33的摩擦部位的磨损体积V 与阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F和摩擦部分的滑动距离L呈正比。其中，请参阅图9，图9为目前公知的磨损量（也即是磨损体积V）与位移（也即是滑动距离L）以及载荷（也即是阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F）的关系曲线图。由图9可知，在粘着磨损阶段，随着载荷及位移的增加，磨损量增加，且相比于位移，载荷增加，磨损量增加较快。且当载荷≥H/3时，磨损量急剧增加。而随着位移增加，磨损量保持不变。由此可知，相比于位移，载荷对磨损量的影响较大。因此，阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F越大，摩擦部位的磨损量较大。摩擦部位容易发生磨损失效，阻尼扭矩衰减较快，转轴寿命短。而为了延长转轴的使用寿命，对阻尼结构33的材料耐磨性有较高的要求，而此时阻尼结构33的成本又偏高。而且，为了预留足够的扭力损耗余量，所设计的初始阻尼扭矩较大，导致两个部件之间的初始开合力较大，从而影响用户体验。

为了解决上述问题，请参阅图10和图11，图10为本申请又一些实施例提供的转轴30的立体图，图11为图10所示转轴30的爆炸图。在本实施例中，转轴30除了包括固定支架31、轴芯32、阻尼结构33和活动支架34之外，还包括传动结构35。

传动结构35串接于轴芯32与活动支架34之间。具体地，传动结构35具有旋转输入端和旋转输出端。传动结构35的旋转输出端与轴芯32同轴固定。也就是说，传动结构35的旋转输出端与轴芯32固定，且传动结构35的旋转输出端的旋转轴线与轴芯32的轴线共线。传动结构35的旋转输入端与活动支架34固定。传动结构35的传动比i₁₂小于1。传动比i₁₂是指，传动结构35在运行过程中，传动结构35的旋转输入端的转速r1与旋转输出端的转速r2之比：r1/r2。具体地，i₁₂具体地可以为1/2、1/4、1/8等等。在一些实施例中，i₁₂为1/4。

在本实施例中，由于转轴30增加了传动结构35，且传动结构35的传动比i₁₂小于1。活动支架34作为扭矩的输入部件，假设其在自重和负重（也即是连接于活动支架34上的部件的重力）下的输入扭矩为T1，则传动结构35的输出扭矩为T2，T2=T1*i₁₂*η。η表示传动装置的传动效率，η小于或者等于1。由于i₁₂小于1，因此，传动结构35的输出扭矩T2小于传动结构35的输入扭矩为T1。由此可知，阻尼结构33只需提供阻尼扭矩T'，以克服传动结构35的输出扭矩T2即可。具体地，阻尼扭矩T'与输出扭矩T2方向相反，大小相等。由于阻尼扭矩T'与阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F成正比，因此，阻尼结构33施加至摩擦面上的压力F较小。在保证一定的转轴使用寿命的情况下，对阻尼结构33的弹力和耐磨性能的要求较低。在阻尼结构33的弹力和耐磨性能一定的情况下，能够延长转轴的使用寿命。而且，为了预留足够的扭力损耗余量，所设计的初始阻尼扭矩较小，两个部件之间的初始开合力较小，用户体验较优。

在上述实施例中，传动结构35的结构形式有多种。具体地，传动结构35包括但不限于齿轮传动结构、皮带轮传动结构、链轮传动结构等等。一些实施例中，传动结构35为齿轮传动结构。齿轮传动结构的传动精度较高，且结构紧凑，有利于转轴30的体积小型化设计。

在此基础上，一些实施例中，请参阅图11，传动结构35包括内齿圈351、中心齿轮352、行星齿轮353和行星架354。其中，内齿圈351形成传动结构35的旋转输入端。内齿圈351绕自身中轴线可转动连接于固定支架31上。一些实施例中，请继续参阅图11，固定支架31还包括第二连接耳313，第二连接耳313固定于支架本体311上，且内齿圈351绕自身中轴线可转动连接于第二连接耳313上。具体地，第二连接耳313上设有第二通孔，内齿圈351通过转轴结构旋转连接于该第二通孔内。中心齿轮352位于内齿圈351内并与内齿圈351同轴设置。行星齿轮353位于中心齿轮352与内齿圈351之间，且行星齿轮353与内齿圈351、中心齿轮352啮合。中心齿轮352固定于行星架354上，行星齿轮353绕自身中轴线可转动连接于行星架354上，行星架354形成传动结构35的旋转输出端。这样，传动结构35为行星轮传动结构，传动结构35的传动比i₁₂=中心齿轮352的齿数Z₃/内齿圈351的齿数Z₁，行星轮传动结构的结构稳定性较优，且旋转输入端的旋转轴线与旋转输出端的旋转轴线共线，体积较小，有利于转轴的小型化设计。

其中，行星齿轮353的数量可以为一个，也可以为多个，在此不作具体限定。一些实施例中，行星齿轮353的数量为多个。具体的，行星齿轮353的数量包括但不限于2个、3个、4个等等。多个行星齿轮353围绕中心齿轮352的周向均匀排列，且多个行星齿轮353中的每个行星齿轮353均与内齿圈351、中心齿轮352啮合。这样，行星轮传动结构的稳定性较优。

在上述实施例中，行星齿轮353的数量为3个。这样，行星齿轮353的数量适中，能够兼顾稳定性和结构复杂度。

在又一些实施例中，请参阅图12和图13，图12为本申请又一些实施例提供的转轴30的结构示意图，图13为图12所示转轴30的爆炸图。在本实施例中，传动结构35包括主动齿轮355和从动齿轮356。

主动齿轮355形成传动结构35的旋转输入端，主动齿轮355绕自身中轴线可转动连接于固定支架31上。一些实施例中，主动齿轮355绕自身中轴线可转动连接于第二连接耳313上。一些实施例中，第二连接耳313的数量为2个，主动齿轮355绕自身中轴线可转动连接于该2个第二连接耳313上。

从动齿轮356与主动齿轮355啮合，从动齿轮356的直径小于主动齿轮355的直径，也就是说，从动齿轮356的齿数Z₂少于主动齿轮355的齿数Z₁，传动结构35的传动比i₁₂= Z₂/Z₁，因此，i₁₂小于1。从动齿轮356形成传动结构35的旋转输出端。此传动结构35的结构简单，组成零部件较少，装配操作方便。

在上述实施例中，主动齿轮355和从动齿轮356可以为直齿轮，也可以为锥齿轮，在此不作具体限定。

在一些实施例中，请继续参阅图13，主动齿轮355和从动齿轮356均为直齿轮，此时，主动齿轮355的轴线与从动齿轮356的轴线平行。适用于传动结构35的旋转输入端的旋转轴线与传动结构35的旋转输出端的旋转轴线平行的场景。

在另一些实施例中，主动齿轮355和从动齿轮356均为锥齿轮，此实施例图中未示出，主动齿轮355的轴线与从动齿轮356的轴线相交。适用于传动结构35的旋转输入端的旋转轴线与传动结构35的旋转输出端的旋转轴线相交的场景。需要说明的是，此处的“相交”包括但不限于“垂直”。

可以知道的是，传动结构35并不限于上述行星齿轮结构和二级齿轮传动结构，还可以为三级乃至三级以上的齿轮传动结构，在此不作具体限定。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种转轴（30），其特征在于，包括固定支架（31）、轴芯（32）、阻尼结构（33）、传动结构（35）和活动支架（34）；

所述轴芯（32）以自身为轴可转动连接于所述固定支架（31）上，所述阻尼结构（33）用于提供阻尼扭矩，以使所述转轴（30）所连接的两个部件能够保持在目标开合角度位置；

所述传动结构（35）具有旋转输入端和旋转输出端，所述传动结构（35）的旋转输出端与所述轴芯（32）同轴固定，所述传动结构（35）的旋转输入端与所述活动支架（34）固定，所述传动结构（35）的传动比小于1。

2.根据权利要求1所述的转轴（30），其特征在于，所述传动结构（35）包括内齿圈（351）、中心齿轮（352）、行星齿轮（353）和行星架（354）；

所述内齿圈（351）形成所述传动结构（35）的旋转输入端，所述内齿圈（351）绕自身中轴线可转动连接于所述固定支架（31）上；

所述中心齿轮（352）位于所述内齿圈（351）内并与所述内齿圈（351）同轴设置；

所述行星齿轮（353）位于所述中心齿轮（352）与所述内齿圈（351）之间，且所述行星齿轮（353）与所述内齿圈（351）、所述中心齿轮（352）啮合；

所述中心齿轮（352）固定于所述行星架（354）上，所述行星齿轮（353）绕自身中轴线可转动连接于所述行星架（354）上，所述行星架（354）形成所述传动结构（35）的旋转输出端。

3.根据权利要求2所述的转轴（30），其特征在于，所述行星齿轮（353）的数量为多个，多个所述行星齿轮（353）围绕所述中心齿轮（352）的周向均匀排列，且多个所述行星齿轮（353）中的每个行星齿轮（353）均与所述内齿圈（351）、所述中心齿轮（352）啮合。

4.根据权利要求3所述的转轴（30），其特征在于，所述行星齿轮（353）的数量为3个。

5.根据权利要求1所述的转轴（30），其特征在于，所述传动结构（35）包括主动齿轮（355）和从动齿轮（356）；

所述主动齿轮（355）形成所述传动结构（35）的旋转输入端，所述主动齿轮（355）绕自身中轴线可转动连接于所述固定支架（31）上；

所述从动齿轮（356）与所述主动齿轮（355）啮合，所述从动齿轮（356）的直径小于所述主动齿轮（355）的直径，所述从动齿轮（356）形成所述传动结构（35）的旋转输出端。

6.根据权利要求5所述的转轴（30），其特征在于，所述主动齿轮（355）和所述从动齿轮（356）均为直齿轮，所述主动齿轮（355）的轴线与所述从动齿轮（356）的轴线平行。

7.根据权利要求5所述的转轴（30），其特征在于，所述主动齿轮（355）和所述从动齿轮（356）均为锥齿轮，所述主动齿轮（355）的轴线与所述从动齿轮（356）的轴线相交。

8.根据权利要求1所述的转轴（30），其特征在于，所述固定支架（31）包括支架本体（311）、第一连接耳（312）和第二连接耳（313）；

所述第一连接耳（312）和所述第二连接耳（313）固定于所述支架本体（311）上，所述第一连接耳（312）上设有第一通孔，所述轴芯（32）配合穿设于所述第一通孔内，并能够在所述第一通孔内转动；

所述传动结构（35）的旋转输入端可旋转连接于所述第二连接耳（313）上。

9.根据权利要求8所述的转轴（30），其特征在于，所述第一连接耳（312）包括连接耳本体（3121）和固定件（3122）；

所述连接耳本体（3121）固定于所述支架本体（311）上，所述第一通孔设置于所述连接耳本体（3121）上；所述第一通孔的一侧设有缺口（3121a），所述缺口（3121a）沿所述第一通孔的径向延伸，且所述缺口（3121a）贯穿位于所述第一通孔一侧的部分连接耳本体（3121）；

所述固定件（3122）固定于所述连接耳本体（3121）上，且所述固定件（3122）上设有限位块（3122a），所述限位块（3122a）配合安装于所述缺口（3121a）内。

10.根据权利要求8或9所述的转轴（30），其特征在于，所述传动结构（35）和所述阻尼结构（33）分别位于所述第一连接耳（312）的相对两侧，所述阻尼结构（33）包括沿远离所述传动结构（35）的方向依次排列的摩擦片（331）、扭簧（332）、螺母（333）；

所述摩擦片（331）和所述扭簧（332）套设于所述轴芯（32）上，所述轴芯（32）上固定有螺杆（32a），所述螺杆（32a）与所述轴芯（32）同轴设置，所述螺母（333）螺纹连接于所述螺杆（32a）上。

11.一种安装有转轴（30）的设备（100），其特征在于，包括两个部件以及权利要求1-10任一项所述的转轴（30）；

所述转轴（30）的固定支架（31）与所述两个部件中的一个部件固定，所述转轴（30）的活动支架（34）与所述两个部件中的另一个部件固定。

12.一种安装有转轴（30）的设备（100），其特征在于，包括键盘主机（10）、显示屏（20）和权利要求1-10任一项所述的转轴（30）；

所述转轴（30）的固定支架（31）与所述键盘主机（10）固定，所述转轴（30）的活动支架（34）与显示屏（20）固定。