CN114215841B - 铰链组件和折叠设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铰链组件和折叠设备，铰链组件包括：第一齿轮和第二齿轮；相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮与第一齿轮啮合，第四齿轮与第二齿轮啮合；锁止机构，包括第一传动轮、第二传动轮和传动带，第一传动轮与第一齿轮同轴设置且与第一齿轮相连，第二传动轮与第二齿轮同轴设置且与第二齿轮相连；形变部，设于传动带上，在形变部处于锁止姿态下，传动带与第一传动轮和第二传动轮传动连接，在形变部处于放松姿态下，传动带与第一传动轮和第二传动轮断开传动连接。本申请的技术方案中，通过设置锁止机构和形变部，在形变部处于锁止姿态下，对第一齿轮和第二齿轮的反向转动起到反向力矩，从而对铰链组件的折叠起到任意位置的锁定效果。

Description

铰链组件和折叠设备

技术领域

本申请属于折叠设备技术领域，具体涉及一种铰链组件和折叠设备。

背景技术

目前，对于折叠手机、折叠平板等可折叠设备而言，在设计时，为了满足折叠的顺畅，会使得在折叠过程中处于某一位置时无法固定，容易发生摆动，影响用户在使用折叠设备时的使用体验。

发明内容

本申请旨在提供一种铰链组件和折叠设备，通过设置锁止机构和形变部，可在形变部处于锁止姿态下，对第一齿轮和第二齿轮的反向转动起到反向力矩，从而对铰链组件的折叠起到任意位置的锁定效果。

为了实现上述目的，本申请第一方面的实施例提供的铰链组件，包括：第一齿轮和第二齿轮；相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮与第一齿轮啮合，第四齿轮与第二齿轮啮合；锁止机构，包括第一传动轮、第二传动轮和传动带，第一传动轮与第一齿轮同轴设置且与第一齿轮相连，第二传动轮与第二齿轮同轴设置且与第二齿轮相连；形变部，设于传动带上，在形变部处于锁止姿态下，传动带与第一传动轮和第二传动轮传动连接，在形变部处于放松姿态下，传动带与第一传动轮和第二传动轮断开传动连接。

根据本申请提供的铰链组件的实施例，主要包括四个齿轮以及对铰链组件整体的运行实现锁止功能的锁止机构。具体地，四个齿轮主要包括位于两侧的第一齿轮和第二齿轮以及位于中间的第三齿轮和第四齿轮，其中，第一齿轮和第二齿轮主要用于与外部需要连接的板材或其他结构进行固定，进而实现折叠转动的效果，此外，对于第三齿轮和第四齿轮而言，主要是起到第一齿轮和第二齿轮之间的传动作用，可以理解，四个齿轮依次啮合，在第一齿轮和第二齿轮中的任意一个发生转动时，在啮合原理下，相邻的一个齿轮，即第三齿轮或第四齿轮会发生反向转动，而另一个会相对于主动轮发生同向转动，最终使得第一齿轮和第二齿轮中的另一个，作为整个传动关系的最后一环，相对于主动轮而言发生反向转动，进而实现展开和折叠的操作。

在此基础上，本方案为了对展开过程中或者折叠过程中的任意角度均能起到锁止效果，故而还额外设置了锁止机构以及形变部，在二者的共同作用下，可对齿轮的转动产生反向的力矩，从而对转动施加反向的力，使其无法继续折叠或继续展开。具体地，锁止机构包括与第一齿轮相连的第一传动轮，与第二齿轮相连的第二传动轮，以及套设在第一传动轮和第二传动轮上的传动带，由于两个传动轮是分别与两侧的第一齿轮和第二齿轮相连，两个齿轮的转动关系是反向的，而第一传动轮和第二传动轮又在传动带的作用下是同向运行，所以如果传动带张紧，则会对第一齿轮和第二齿轮产生反向的力矩，从而实现任意角度的位置固定，而在传动带松弛时，则无法对第一传动轮和第二传动轮起到同向运动的传动作用，故而此时第一齿轮和第二齿轮可以正常的反向转动，以便于实现折叠。

需要强调的，在传动带上设置有形变部，在不同姿态下会对两个传动轮起到不同的传动关系，具体为，在形变部自身处于锁止姿态，可认为此时传动带整体较为张紧，第一传动轮和第二传动轮可通过传动带一同转动，进而产生相对于第一齿轮和第二齿轮的反向力矩，而在形变部自身处于放松姿态下，此时传动带整体较为松弛，无法产生反向力矩。

其中，传动带与第一传动轮和第二传动轮之间是保持相对静止的，以便于在转动时可带动传动带一同发生转动，具体的传动可以为通过齿啮合实现，或者通过静摩擦实现。

本申请第二方面的实施例提供的折叠设备，包括：第一折叠本体和第二折叠本体；如上述任一实施例的铰链组件，设于第一折叠本体和第二折叠本体之间，第一折叠本体和第二折叠本体通过铰链组件实现转动连接。

根据本申请提供的折叠设备的实施例，主要包括第一折叠本体、第二折叠本体以及铰链组件三个部分，其中，铰链组件的两端分别和第一折叠本体以及第二折叠本体连接，从而在铰链组件自身的作用下实现第一折叠本体和第二折叠本体之间的转动连接，进而以便于实现折叠设备的折叠或展开。

此外，由于折叠设备包括上述任一实施例的铰链组件，故而具有上述任一实施例的有益效果。

其中，折叠设备包括折叠手机、折叠平板、折叠笔记本等可以折叠的设备。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本申请的一个实施例的铰链组件的结构示意图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的铰链组件的传动关系示意图；

图3示出了根据本申请的一个实施例的传动带的结构示意图；

图4示出了根据本申请的一个实施例的相变材料作为形变部的结构示意图；

图5示出了根据本申请的一个实施例的伸缩电机作为形变部的结构示意图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的铰链组件的结构示意图；

图7示出了根据本申请的一个实施例的铰链组件的结构示意图；

图8示出了根据本申请的一个实施例的转动杆的结构示意图；

图9示出了根据本申请的一个实施例的铰链组件的结构示意图；

图10示出了根据本申请的一个实施例的折叠设备的结构示意图。

其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：铰链组件；1022：第一齿轮；1024：第二齿轮；1026：第三齿轮；1028：第四齿轮；104：锁止机构；1042：第一传动轮；1044：第二传动轮；1046：传动带；1048：形变部；1050：第一齿槽；1052：第二齿槽；106：加热件；108：伸缩电机；1082：固定端；1084：伸缩端；110：锁止件；112：驱动件；114：转动杆；116：缓冲件；118：转动支架；120：转动轴；200：折叠设备；202：第一折叠本体；204：第二折叠本体；2062：第一合页；2064：第二合页。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例中提供的折叠设备，可以为折叠手机、折叠平板、折叠笔记本等可以折叠的设备。

下面参照图1至图10描述根据本申请实施例提供的铰链组件100和折叠设备200。

如图1和图2所示，本申请的一个实施例提出一种铰链组件100，包括：第一齿轮1022和第二齿轮1024；相互啮合的第三齿轮1026和第四齿轮1028，第三齿轮1026与第一齿轮1022啮合，第四齿轮1028与第二齿轮1024啮合；锁止机构104，包括第一传动轮1042、第二传动轮1044和传动带1046，第一传动轮1042与第一齿轮1022同轴设置且与第一齿轮1022相连，第二传动轮1044与第二齿轮1024同轴设置且与第二齿轮1024相连；形变部1048，设于传动带1046上，在形变部1048处于锁止姿态下，传动带1046与第一传动轮1042和第二传动轮1044传动连接，在形变部1048处于放松姿态下，传动带1046与第一传动轮1042和第二传动轮1044断开传动连接。

根据本申请提供的铰链组件100的实施例，主要包括四个齿轮以及对铰链组件100整体的运行实现锁止功能的锁止机构104。具体地，四个齿轮主要包括位于两侧的第一齿轮1022和第二齿轮1024以及位于中间的第三齿轮1026和第四齿轮1028。其中，第一齿轮1022和第二齿轮1024主要用于与外部需要连接的板材或其他结构进行固定，进而实现折叠转动的效果。此外，对于第三齿轮1026和第四齿轮1028而言，主要是起到第一齿轮1022和第二齿轮1024之间的传动作用。可以理解，四个齿轮依次啮合，在第一齿轮1022和第二齿轮1024中的任意一个发生转动时，在啮合原理下，相邻的一个齿轮，即第三齿轮1026或第四齿轮1028会发生反向转动，而另一个会相对于主动轮发生同向转动，最终使得第一齿轮1022和第二齿轮1024中的另一个，作为整个传动关系的最后一环，相对于主动轮而言发生反向转动，进而实现展开和折叠的操作。

在此基础上，如图3所示，本方案为了对展开过程中或者折叠过程中的任意角度均能起到锁止效果，故而还额外设置了锁止机构104以及形变部1048，在二者的共同作用下，可对齿轮的转动产生反向的力矩，从而对转动施加反向的力，使其无法继续折叠或继续展开。具体地，锁止机构104包括与第一齿轮1022相连的第一传动轮1042，与第二齿轮1024相连的第二传动轮1044，以及套设在第一传动轮1042和第二传动轮1044上的传动带1046。由于两个传动轮是分别与两侧的第一齿轮1022和第二齿轮1024相连，两个齿轮的转动关系是反向的，而第一传动轮1042和第二传动轮1044又在传动带1046的作用下是同向运行，所以如果传动带1046张紧，则会对第一齿轮1022和第二齿轮1024产生反向的力矩，从而实现任意角度的位置固定。而在传动带1046松弛时，则无法对第一传动轮1042和第二传动轮1044起到同向运动的传动作用，故而此时第一齿轮1022和第二齿轮1024可以正常的反向转动，以便于实现折叠。

其中，第一传动轮1042和第二传动轮1044可以为齿轮、可以为链轮、可以为带轮、甚至可以为表面存在一定凸起的光轮，只需要在传动带1046的作用下，将第一传动轮1042和第二传动轮1044拉紧，之间存在传动关系，即可使得第一齿轮和第二齿轮无法继续转动。

需要强调的，在传动带1046上设置有形变部1048，在不同姿态下会对第一传动轮1042和第二传动轮1044起到不同的传动关系。具体为，在形变部1048自身处于锁止姿态，可认为此时传动带1046整体较为张紧，第一传动轮1042和第二传动轮1044可通过传动带1046一同转动，进而产生阻止第一齿轮1022和第二齿轮1024继续运动的趋势，而在形变部1048自身处于放松姿态下，此时传动带1046整体较为松弛，无法产生反向力矩。

其中，传动带1046与第一传动轮1042和第二传动轮1044之间是保持相对静止的，以便于在转动时可带动传动带1046一同发生转动，具体的传动可以为通过齿啮合实现，或者通过静摩擦实现。

进一步地，如图3和图4所示，形变部1048的材质为相变材料，铰链组件100还包括：加热件106，与形变部1048相对设置，加热件106用于改变形变部1048所处环境的温度，形变部1048在第一温度下处于锁止姿态，形变部1048在第二温度下处于放松姿态；其中，第一温度小于第二温度。

在一个具体的实施例中，将形变部1048的材料选为相变材料，可随着温度的不同使得形变部1048的形状发生变化，以便于使得形变部1048会在锁止姿态和放松姿态之间相互切换。可以理解，由于相变材料自身的特性，还需要额外设置加热件106，可对形变部1048的温度进行变化，形变部1048在第一温度下的姿态，即锁止姿态，会使得第一传动轮1042和第二传动轮1044均与传动带1046相连；而在加热件106的作用下，将温度提高至第二温度时，可使得形变部1048发生形变，使其转换为放松姿态，从而使得第一传动轮1042无法与第二传动轮1044同向转动，也无法起到对第一齿轮1022和第二齿轮1024产生反向力矩，以限制第一齿轮1022和第二齿轮1024继续转动的作用。

一般的，第一温度即为常温，第二温度较高，可以根据实际需求设置。

其中，具体的相变材料可以选为记忆合金。

进一步地，形变部1048与第三齿轮1026和第四齿轮1028相对设置；和/或形变部1048在锁止姿态下对第一传动轮和/或第二传动轮的应力，大于形变部1048在放松姿态下对第一传动轮和/或第二传动轮的应力。

通过将形变部1048与位于中间的第三齿轮1026和第四齿轮1028相对设置，以便于在形变部1048无论是否发生形变其两端均可以保证与第一齿轮1022和第二齿轮1024相连，仅对中间部分进行变化，使得整体外轮廓尺寸不会发生较大变化，减少与其他机构发生干涉的可能性。

此外，需要限定的，形变部1048在位于锁止姿态下时，对两个传动轮施加的应力较大，从而可增大静摩擦力和反向力矩，以便于对第一齿轮和第二齿轮之间的转动关系起到抑制作用，以实现锁定的效果。而在形变部1048位于放松姿态下时，则对两个传动轮施加的应力较小，此时第一齿轮和第二齿轮可正常通过第三齿轮和第四齿轮的传动发生啮合，从而实现折叠。

进一步地，在放松姿态下，形变部1048无法对第一传动轮和第二传动轮中的一者或者两者施加张紧力，也即张紧力为0。

进一步地，加热件106在第一齿轮1022的端面上的投影轮廓线呈直线状，且在垂直于第一齿轮1022和第二齿轮1024的轴连线的方向上，加热件106覆盖形变部1048。

通过限制加热件106呈直线状，并覆盖形变部1048，可对形变部1048整体起到加热的效果，进而使得形变部1048整体一同发生形状上的改变，使其在锁止姿态和放松姿态下可任意切换。

需要说明的，加热件106可以为条状，也可以为板状。

进一步地，如图5所示，形变部1048为伸缩电机108，传动带1046分别与伸缩电机108的两端相连，在伸缩电机108处于伸长状态的情况下，形变部1048处于放松姿态；在伸缩电机108处于收缩状态的情况下，形变部1048处于锁止姿态。

在另一个具体的实施例中，形变部1048选择为伸缩电机108，通过将传动带1046中间断开，分别连接到伸缩电机108的两端，可在伸缩时，对整个传动带1046的张紧力进行调整。可以理解，若伸缩电机108伸长，则此时传动带1046较为冗余，无法对实现第一齿轮1022和第二齿轮1024的反向力矩，此时第一齿轮1022和第二齿轮1024可继续转动，而在伸缩电机108收缩时，会将传动带1046较为牢固的连接到第一齿轮1022和第二齿轮1024上，此时无论第一齿轮1022和第二齿轮1024反向移动到什么角度，均可以给予反向力矩，以限制第一齿轮1022和第二齿轮1024继续转动，保持当前位置。

进一步地，伸缩电机108具体包括固定端1082和伸缩端1084，伸缩端1084与固定端1082之间的距离可变，传动带1046的两端分别与固定端1082和伸缩端1084固定连接。

伸缩电机108的两端分别为固定端1082和伸缩端1084，伸缩端1084的端面会相对于固定端1082的端面伸缩，也即伸缩端1084会缩入固定端1082，或者会从固定端1082向外伸出，通过将传动带1046的两端分别与固定端1082和伸缩端1084相连，以便于实现伸缩电机108整体在伸长状态和收缩状态两种状态下，对传动带1046的形状起到的变化。

进一步地，第一传动轮1042和第二传动轮1044上均设有齿，传动带1046上设有分别与第一传动轮1042的齿和第二传动轮1044的齿相啮合的第一齿槽1050和第二齿槽1052。

对于第一传动轮1042、第二传动轮1044和传动带1046之间的连接，可以采用齿啮合的方式，其中，在第一传动轮1042和第二传动轮1044上均设置有齿，传动带1046上则设置有第一齿槽1050和第二齿槽1052，以便于在第一齿轮1022的转动下，带动第一传动轮1042转动，此时通过齿与第一齿槽1050的配合即可实现传动带1046对第二传动轮1044的带动，进而会产生反向力矩，以限制第一齿轮1022和第二齿轮1024继续转动，防止第二齿轮1024继续转动。

其中，齿可以沿周向均匀设置在第一传动轮1042和第二传动轮1044上，还可以进设置在第一传动轮1042和第二传动轮1044的部分。具体仅需根据铰链组件100的实际转动范围进行灵活设置。

同样地，对于第一齿槽1050和第二齿槽1052而言，只需要根据实际转动范围，也即传动带1046的移动范围进行设置即可，并不需要在传动带1046的内侧全部设置上齿槽。

进一步地，如图7和图8所示，还包括：锁止件110，锁止件110朝向第三齿轮1026和/或第四齿轮1028的一侧设有多个卡爪；驱动件112，与锁止件110传动连接，驱动件112用于驱动锁止件110朝向第三齿轮1026和/或第四齿轮1028的方向移动，以使卡爪卡入第三齿轮1026和/或第四齿轮1028，或者驱动件112用于驱动锁止件110背离第三齿轮1026和/或第四齿轮1028的方向移动，以使卡爪脱离第三齿轮1026和/或第四齿轮1028。

为了提高铰链组件100整体的锁止效果，在上述任一实施例的基础上，额外设置了物理结构，即锁止件110，锁止件110主要是通过移动阻止第三齿轮1026和第四齿轮1028中的至少一个继续转动，从而达到对第一齿轮1022和第二齿轮1024的相反转动进行限制的效果。具体地，锁止件110上设有多个卡爪，卡爪用于卡入第三齿轮1026和第四齿轮1028中的至少一个，在此基础上，通过设置驱动件112，在驱动件112的作用下，会驱动锁止件110朝向或背离第三齿轮1026的方向进行运动，在卡入第三齿轮1026时，第三齿轮1026无法转动，也就无法继续传递第一齿轮1022和第二齿轮1024的力矩，从而维持第一齿轮1022和第二齿轮1024的转动位置，而在背离移动时，则会将卡爪脱离开，此时第一齿轮1022、第二齿轮1024、第三齿轮1026和第四齿轮1028会恢复此前的传动关系，可以正常调节转动。

其中，驱动件112可以为伸缩电机或是普通电机和连杆结构的组合，只需能够控制锁止件110能够朝向或背离第三齿轮1026的方向移动即可。

进一步地，还包括：转动杆114，转动杆114的一端设有锁止件110，驱动件112设于转动杆114的另一端，驱动件112的移动方向与锁止件110的移动方向相反。

在锁止件110和驱动件112之间，还设置有转动杆114，受限于空间，通过设置转动杆114可极大的提高空间利用率，特别是铰链组件100整体的外轮廓所形成的空间。在移动时，驱动件112的移动方向和锁止件110的移动方向相反，也即二者位于转动杆114的两端，转动杆114的转动轴是设置在中部的。

具体地，如图7所示，驱动件112不驱动转动杆转动，驱动件112驱动转动杆转动后，如图9所示。

进一步地，还包括：缓冲件116，设于锁止件110与转动杆114之间。

通过设置缓冲件116，一方面可对锁止件110在朝向第三齿轮1026移动时的冲击力进行缓冲，另一方面则会保证锁止件110的准确卡入，具体地，如果第三齿轮1026没有被锁止件110卡住，则缓冲件116会将此前存储的势能进行释放，推动锁止件110朝向第三齿轮1026继续移动，进而保证锁止件110会卡在第三齿轮1026的齿槽中，对于第四齿轮1028而言也是同理。

本申请第二方面的实施例提供的折叠设备200，如图10所示，包括：第一折叠本体202和第二折叠本体204；铰链组件100，设于第一折叠本体202和第二折叠本体204之间，第一折叠本体202和第二折叠本体204通过铰链组件100实现转动连接。

根据本申请提供的折叠设备200的实施例，主要包括第一折叠本体202、第二折叠本体204以及铰链组件100三个部分，其中，铰链组件100的两端分别和第一折叠本体202以及第二折叠本体204连接，从而在铰链组件100自身的作用下实现第一折叠本体202和第二折叠本体204之间的转动连接，进而以便于实现折叠设备200的折叠或展开。

此外，由于折叠设备200包括上述任一实施例的铰链组件100，故而具有上述任一实施例的有益效果。

其中，折叠设备200包括折叠手机、折叠平板、折叠笔记本等可以折叠的设备。

进一步地，如图6所示，还包括：第一合页2062，第一合页2062的一端与第一折叠本体202相连，另一端与铰链组件100的第一齿轮1022相连；第二合页2064，第二合页2064的一端与第二折叠本体204相连，另一端与铰链组件100的第二齿轮1024相连。

通过设置第一合页2062和第二合页2064，可将第一折叠本体202和第二折叠本体204进行连接，从而实现第一折叠本体202和第二折叠本体204支架之间的转动连接，由于第一齿轮1022和第二齿轮1024之间是反向移动的，故而第一折叠本体202和第二折叠本体204的转动方向也必然是相反的，可极大的减少用户所施加的外力，仅需单手即可操作折叠设备200的折叠及展开。

其中，第一合页2062和第一折叠本体202之间的连接可以为可拆卸连接，例如螺纹连接，还可以为固定连接，例如焊接等。

同样地，第二合页2064和第二折叠本体204之间的连接可以为可拆卸连接，例如螺纹连接，还可以为固定连接，例如焊接等。

在一个具体的实施例中，提供了一种折叠终端，主要包括：壳体A(即第一折叠本体202)、壳体B(即第二折叠本体204)、铰链以及铰链锁止机构104(即铰链组件100)组成，壳体A与壳体B通过螺钉分别锁在铰链两侧；铰链锁止机构104固定在铰链中间的支架上。

该铰链主要由铰链支架、合页、齿轮(即第一齿轮1022、第二齿轮1024、第三齿轮1026和第四齿轮1028)组成。其中合页A(即第一合页2062)固定在齿轮A(即第一齿轮1022)锁在的轴上，合页D(即第二合页2064)固定在齿轮D(即第二齿轮1024)所在的轴上，当合页A转动时会带动齿轮A转动，通过齿轮B(即第三齿轮1026)和齿轮C(即第四齿轮1028)将运动传递给齿轮D，且齿轮A与齿轮D转向相反，进而实现合页A和合页B相反方向转动，最终实现终端的开合。

在一个具体的实施例中，还包括有带轮A(即第一传动轮1042)、带轮B(即第二传动轮1044)、记忆金属皮带(即传动带1046)和加热导轨(即加热件106)。其中合页A、齿轮A、带轮A固定在同一轴上，同时转动，合页B、齿轮D、带轮B固定在同一轴上，同时转动。加热导轨固定在铰链支架上，并且连接有控制电路，当电路闭合时导轨开始加热，电路断开时导轨停止加热。记忆金属皮带线圈部分常温下是拉直的，当温度升高到一定程度时皮带线圈部分会弯曲状态，温度降低到相变温度以下记忆金属又会伸直。

对于本具体实施例而言，根据外齿轮传动原理齿轮A与齿轮D转动方向相反，根据皮带轮传动原理带轮A与带轮B转动方向相同，由于齿轮A与带轮A同轴，齿轮D与带轮B同轴，当齿轮传动与皮带轮传动同时工作时齿轮A所在的轴和齿轮D所在轴的转动方向就会产生矛盾，例如当齿轮A顺时针转动，按理说同时齿轮D会逆时针转动，而此时带轮A与齿轮A一样顺时针转动，会带动带轮B顺时针转动，此时齿轮D与带轮B有皮带轮产生的反向力矩避免齿轮D逆时针转动。该锁止机构就利用这种矛盾所产生的力矩实现铰链的锁止，在常温下把具有形状记忆线圈的皮带拉直装配到皮带轮上，此时皮带总长度远大于皮带正常工作长度皮带处于松弛状态，皮带轮不起作用，齿轮与铰链正常工作。记忆金属皮带两边有齿与带轮配合，增加皮带与带轮摩擦力，提供更大的锁止力。

当需要锁止时，加热导轨开始通电加热，加热到相变温度以上，温度上升使合金形状产生恢复，形状恢复皮带被拉紧，同时会产生形状恢复力会阻止线圈区域被拉直，确保皮带轮拉紧并正常工作。当不需要锁止时，加热导轨停止工作，温度降低，当降低到相变温度以下，降温使线圈位置记忆金属伸展开，当降到常温时线圈展开，皮带处于松弛状态，皮带轮不起作用。(例如：TiNi形状记忆合金)。而且当铰链锁止时如果铰链突发受外力力矩远超设计的锁止力矩，此时皮带所受拉力会大于记忆金属线圈区域在高温下所产生的恢复力，进而线圈会展开，这样避免皮带所受拉力过大损毁皮带，实现对锁止装置的保护。终端通过APP、手势按钮、按钮等控制加热导轨工作与否，控制记忆金属皮带状态，进而控制皮带轮传动状态，需要锁止时皮带轮传动机构与齿轮传动机构同时工作。

在另一个具体的实施例中，还包括有带轮A(即第一传动轮1042)、带轮B(即第二传动轮1044)、皮带(即传动带1046)和伸缩电机108，伸缩电机108固定在铰链支架上，并且连接有控制电路，当电路闭合时电机开始伸缩，电路断开时电机停止伸缩且处于自锁状态。皮带固定在电机两端，当电机伸缩运动时会带动皮带放松和收紧。

对于本具体实施例而言，根据齿轮传动原理齿轮A与齿轮D转动方向相反，根据皮带轮传动原理带轮A与带轮B转动方向相同，由于齿轮A与带轮A同轴，齿轮D与带轮B同轴，当齿轮传动与皮带轮传动同时工作时齿轮A所在的轴和齿轮D所在轴的转动方向就会产生矛盾，例如当齿轮A顺时针转动，按理说同时齿轮D会逆时针转动，而此时皮带轮A与齿轮A一样顺时针转动，会带动皮带轮B顺时针转动，此时齿轮D与皮带轮B有皮带轮产生的反向力矩避免齿轮D逆时针转动。该锁止机构就利用这种矛盾所产生的力矩实现铰链的锁止，当不需要锁止时，电机伸长到固定距离后电机断电并且自锁，同时皮带由于长度变长处于松弛状态，皮带传动是不起作用的，齿轮传动正常工作；当铰链需要锁止时，电机轴会收缩，收缩过程中皮带轮会收紧，最终皮带会被拉紧，皮带轮传动正常工作，皮带轮传动机构与齿轮传动机构同时工作，实现轴转动的锁止，当不需要锁止时电机轴伸长，伸长过程中皮带上的拉力会随着减小，直至伸长到固定距离后，皮带轮传动完全处于松弛状态不起作用。终端通过APP、手势按钮、按钮等控制电机伸缩，控制皮带松弛与拉紧状态，进而控制皮带轮传动状态，需要锁止时皮带轮传动机构与齿轮传动机构同时工作。为了使该结构具有较好的可靠性，该皮带选用具有良好机械性能的高强度复合材料，同时为了保护电机和皮带，电机在受到超过额定载荷的拉力后会自动开启保护而伸长，设计过程中计算好整机因为重力与受到一定外力所需要的锁止力，进而选取合适的电机。

在上述任意具体实施例的基础上，额外设置有电机(即驱动件112)和柔性双头棘爪(即锁止件110)。其中，电机固定在铰链支架上，通过PCB板控制电路控制电机定距离的伸缩，柔性双头棘爪一端通过铰链固定在电机伸缩端1084，电机伸缩会带动双头棘爪绕着定轴(即转动轴)转动；锁止机构不工作时电机处于收缩状态；双头棘爪一端固定在电机上，棘爪中间有孔，如图7所示，通过定轴(即转动轴120)装配在铰链支架的转动支架118上，棘爪支架可以绕着定轴转动，双头棘爪的另一端为U型双头棘爪，棘爪有两个爪头；当双头棘爪的两个爪头分别卡在齿轮B和齿轮C上时，齿轮被卡住不能转动；棘爪支架和爪头之间装配有硅胶弹簧阻尼器，阻尼器主要作用是减少爪头对齿轮的冲击，同时保护电机防止电机过载。

对于本附加的特征而言，当手机开合到所想要的角度时，通过手势、按钮或APP等打开电机控制开关，电机判断此时轴的位置位于底部，电机轴开始伸长，同时带动双头棘爪绕着定轴转动，双头棘爪向齿轮处转动，电机伸长到固定设置距离(此距离保证棘爪能够卡到齿轮槽)后停止工作，如果在伸长过程中爪头刚好顶到齿轮顶部或中部，此时电机轴会继续伸长所设置距离，此时棘爪受到齿轮径向支撑力，硅胶弹簧阻尼器会压缩，电机轴也能正常伸长到设置长度而不至于双头棘爪支架卡死而导致电机过载，此时如果齿轮没有被卡住则会有轻微转动弹簧阻尼器会恢复而保证爪头卡在齿轮槽中，进而保护齿轮不至于齿轮齿顶部受力而容易损坏，否则如果齿轮没有转动说明齿轮已被卡住，这样齿轮B、C被卡住不能转动，进而使齿轮A、D不能转动，进而使合页不能转动。当需要转动时通过手势、按钮或APP等打开电机控制开关，电机判断此时轴的位置位于顶部电机轴开始收缩，在收缩过程中带动双头棘爪绕着定轴转动，使双头棘爪的爪头与齿轮分离，并且最终保证爪头与齿轮足够间隙，此时电机停止工作。

根据本申请的铰链组件和折叠设备的实施例，通过设置锁止机构和形变部，可在形变部处于锁止姿态下，对第一齿轮和第二齿轮的反向转动起到反向力矩，从而对铰链组件的折叠起到任意位置的锁定效果。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铰链组件，其特征在于，包括：

第一齿轮和第二齿轮；

相互啮合的第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第四齿轮与所述第二齿轮啮合；

锁止机构，包括第一传动轮、第二传动轮和传动带，所述第一传动轮与所述第一齿轮同轴设置且与所述第一齿轮相连，所述第二传动轮与所述第二齿轮同轴设置且与所述第二齿轮相连；

形变部，设于所述传动带上，在所述形变部处于锁止姿态下，所述传动带与所述第一传动轮和所述第二传动轮传动连接，所述传动带张紧，所述传动带对所述第一齿轮和所述第二齿轮产生反向的力矩，以实现任意角度的位置固定，在所述形变部处于放松姿态下，所述传动带与所述第一传动轮和所述第二传动轮断开所述传动连接，所述传动带不对所述第一传动轮和所述第二传动轮起到同向运动的传动作用。

2.根据权利要求1所述的铰链组件，其特征在于，所述形变部的材质为相变材料，所述铰链组件还包括：

加热件，与所述形变部相对设置，所述加热件用于改变所述形变部所处环境的温度，所述形变部在第一温度下处于所述锁止姿态，所述形变部在第二温度下处于所述放松姿态；

其中，所述第一温度小于所述第二温度。

3.根据权利要求2所述的铰链组件，其特征在于，

所述形变部与所述第三齿轮和所述第四齿轮相对设置；和/或

所述形变部在所述锁止姿态下对所述第一传动轮和/或所述第二传动轮的应力大于所述形变部在所述放松姿态下对所述第一传动轮和/或所述第二传动轮的应力。

4.根据权利要求2所述的铰链组件，其特征在于，所述加热件在所述第一齿轮的端面上的投影轮廓线呈直线状，且在垂直于所述第一齿轮和所述第二齿轮的轴连线的方向上，所述加热件覆盖所述形变部。

5.根据权利要求1所述的铰链组件，其特征在于，所述形变部为伸缩电机，所述传动带分别与所述伸缩电机的两端相连，在所述伸缩电机处于伸长状态的情况下，所述形变部处于所述放松姿态；在所述伸缩电机处于收缩状态的情况下，所述形变部处于锁止姿态。

6.根据权利要求5所述的铰链组件，其特征在于，所述伸缩电机具体包括固定端和伸缩端，所述伸缩端与所述固定端之间的距离可变，所述传动带的两端分别与所述固定端和所述伸缩端固定连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的铰链组件，其特征在于，所述第一传动轮和所述第二传动轮上均设有齿，所述传动带上设有分别与所述第一传动轮的齿和所述第二传动轮的齿相啮合的第一齿槽和第二齿槽。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的铰链组件，其特征在于，还包括：

锁止件，所述锁止件朝向所述第三齿轮和/或所述第四齿轮的一侧设有多个卡爪；

驱动件，与所述锁止件传动连接，所述驱动件用于驱动所述锁止件朝向所述第三齿轮和/或所述第四齿轮的方向移动，以使所述卡爪卡入所述第三齿轮和/或所述第四齿轮，或者所述驱动件用于驱动所述锁止件背离所述第三齿轮和/或所述第四齿轮的方向移动，以使所述卡爪脱离所述第三齿轮和/或所述第四齿轮。

9.根据权利要求8所述的铰链组件，其特征在于，还包括：

转动杆，所述转动杆的一端设有所述锁止件，所述驱动件设于所述转动杆的另一端，所述驱动件的移动方向与所述锁止件的移动方向相反。

10.一种折叠设备，其特征在于，包括：

第一折叠本体和第二折叠本体；

如权利要求1至9中任一项所述的铰链组件，设于所述第一折叠本体和所述第二折叠本体之间，所述第一折叠本体和所述第二折叠本体通过所述铰链组件实现转动连接。

Images