CN115004127A - 带扭转弹簧的滚动显示屏手持架构 - Google Patents

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Abstract

一种用于缩回和伸出显示屏的可伸缩部分的机构，所述机构包括框架、沿所述框架的上边缘配置的第一齿条以及沿所述框架的下边缘配置的第二齿条。螺旋扭转弹簧在所述上边缘和所述下边缘之间延伸。第一小齿轮以机械方式连接到所述扭转弹簧并用于线性地驱动所述第一齿条。第二小齿轮以机械方式连接到所述扭转弹簧并用于线性地驱动所述第二齿条。当所述显示屏的所述可伸缩部分缩回时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿增加所述扭转弹簧的势能的方向旋转。当所述显示屏的所述可伸缩部分伸出时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿减小所述扭转弹簧的所述势能的方向旋转。

Description

带扭转弹簧的滚动显示屏手持架构
背景技术
在本发明的一些实施例中，本发明涉及一种用于缩回和伸出显示屏的可伸缩部分的机构，更具体地但不仅限于，涉及一种通过与扭转弹簧协同作用的齿条和小齿轮装置伸出和缩回的可伸缩电子显示屏。
智能手机或平板电脑等便携式电子设备都有显示屏。通常，显示屏固定在框架内并占据固定的表面积。
近来，已经开发出带有可伸出且可缩回的显示屏(以下称为可伸缩显示屏)的电子设备。此外，还开发出了具有可折叠显示屏的电子设备。
开发可伸缩显示屏面临的一项挑战是实现适当的伸出和缩回机构。用于伸出和缩回可伸缩显示屏的传统机构具有大量运动部件，例如电动滚轮。这些机构还可能需要伸出框架来支撑伸出的显示屏。这种伸出机构功耗较高，并且使电子设备变得复杂、笨重而且昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能、紧凑的用于伸出和缩回显示屏的机构。
上述和其它目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现方式在从属权利要求、具体实施方式和附图中显而易见。
根据第一种实现方式，一种用于缩回和伸出显示屏的可伸缩部分的机构包括框架，所述框架支撑所述显示屏并且包括上边缘和下边缘。第一齿条沿着所述框架的上边缘配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分。第二齿条沿着所述框架的下边缘配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分。至少一个螺旋扭转弹簧在所述框架的所述上边缘和所述下边缘之间延伸。第一小齿轮以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧并用于线性地驱动所述第一齿条，第二小齿轮以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧并用于线性地驱动所述第二齿条，使得所述第一小齿轮和所述第二小齿轮的旋转传递到所述可伸缩部分的平面运动。当所述显示屏的所述可伸缩部分缩回时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧的势能的方向旋转；当所述显示屏的所述可伸缩部分伸出时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧的所述势能的方向旋转。
有利的是，所述显示屏利用纯机械齿条和小齿轮装置伸出和缩回，而不需要任何电动部件。此外，所述齿条和小齿轮装置与所述扭转弹簧集成在一起，使得所述显示屏的缩回自动为后续伸出所述显示屏提供能量，而不需要供应任何额外能量。
根据所述第一方面，在另一种实现方式中，所述机构包括至少一个限位器，所述至少一个限位器在所述可伸缩部分缩回时锁定所述小齿轮的旋转。有利的是，所述限位器无需持续手动施力，即可将所述显示屏保持在适当位置。
根据所述第一方面，在另一种实现方式中，在释放所述至少一个限位器时，所述可伸缩部分由于所述扭转弹簧中的势能释放而自动弹出。有利的是，所述自动弹出机构直观且易于使用。此外，用于所述弹出的力来自在所述显示屏缩回期间储备在所述扭转弹簧中的所述势能，因此不需要施加电动力或由使用者施加较大的力。
根据所述第一方面，在另一种实现方式中，所述至少一个扭转弹簧包括通过接地部分连接的至少两个螺旋扭转弹簧；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧中的每一个，第一端附接到小齿轮，并且第二端附接到所述接地部分。有利的是，采用多个扭转弹簧的设计使得在配置中，只需在所述设备的所述框架内为所述至少一个扭转弹簧提供较小空间，从而允许框架内的电子元件采用不同配置。
根据所述第一方面，在另一种实现方式中，当所述可伸缩部分伸出时，整个所述显示屏配置为朝向第一方向；当所述可伸缩部分缩回时，所述显示屏的所述可伸缩部分保持配置为朝向所述第一方向，并且不可伸缩部分配置为朝向第二方向。有利的是，当所述可伸缩部分缩回时，所述显示屏部分朝向所述第二方向的布置使得所述显示屏可以包围所述框架，从而使得所述显示屏可以占用较少的空间。
根据所述第一方面，在另一种实现方式中，所述显示屏是智能手机、平板电脑或智能电视设备的一部分。有利的是，所述机构可用于增大这些设备的屏幕尺寸。
根据第二方面，公开了一种收回和伸出显示屏的可伸缩部分的方法。所述显示屏由框架支撑，所述框架包括上边缘和下边缘。第一齿条沿着所述框架的上边缘配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分。第二齿条沿着所述框架的下边缘配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分。至少一个螺旋扭转弹簧在所述框架的所述上边缘和所述下边缘之间延伸。第一小齿轮以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧并用于线性地驱动所述第一齿条，第二小齿轮以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧并用于线性地驱动所述第二齿条，使得所述第一小齿轮和所述第二小齿轮的旋转传递到所述可伸缩部分的平面运动。所述方法包括：在沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧的势能的方向旋转所述第一小齿轮和所述第二小齿轮时，缩回所述显示屏的所述可伸缩部分；在沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧的所述势能的方向旋转所述第一小齿轮和所述第二小齿轮时，伸出所述显示屏的所述可伸缩部分。
有利的是，使用纯机械齿条和小齿轮装置执行伸出和缩回步骤，而不需要任何电动部件。此外，所述齿条和小齿轮装置与所述扭转弹簧集成在一起，使得所述显示屏的缩回自动为后续伸出所述显示屏提供能量，而不需要供应任何额外能量。
根据所述第二方面，在另一种实现方式中，所述方法还包括：在所述第一移动步骤之后，接合至少一个限位器，以锁定所述小齿轮的旋转。有利的是，所述限位器无需持续手动施力，即可将所述显示屏保持在适当位置。
根据所述第二方面，在另一种实现方式中，所述方法还包括：释放所述至少一个限位器，从而由于所述扭转弹簧中的势能释放而自动弹出所述可伸缩部分。有利的是，所述自动弹出直观且易于使用。此外，用于所述弹出的力来自在所述显示屏缩回期间储备在所述扭转弹簧中的所述势能，因此不需要施加电动力或由使用者施加较大的力。
根据所述第二方面，在另一种实现方式中，所述至少一个扭转弹簧包括通过接地部分连接的至少两个螺旋扭转弹簧；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧中的每一个，第一端附接到小齿轮，并且第二端附接到所述接地部分。有利的是，采用多个扭转弹簧的设计使得在配置中，只需在所述设备的所述框架内为所述至少一个扭转弹簧提供较小空间，从而允许框架内的电子元件采用不同配置。
根据所述第二方面，在另一种实现方式中，当所述可伸缩部分伸出时，整个所述显示屏配置为朝向第一方向；当所述可伸缩部分缩回时，所述显示屏的所述可伸缩部分保持配置为朝向所述第一方向，并且不可伸缩部分配置为朝向第二方向。有利的是，当所述可伸缩部分缩回时，所述显示屏部分朝向所述第二方向的布置使得所述显示屏可以包围所述框架，从而使得所述显示屏可以占用较少的空间。
根据所述第二方面，在另一种实现方式中，所述显示屏是智能手机、平板电脑或智能电视设备的一部分。有利的是，所述机构可用于增大这些设备的屏幕尺寸。
根据第三方面，公开了一种组装具有可伸缩部分的显示屏的方法。所述方法包括：将所述显示屏安装到框架上，所述框架包括上边缘和下边缘；沿所述框架的所述上边缘配置第一齿条，所述第一齿条以机械方式连接到所述可伸缩部分；沿所述框架的所述下边缘配置第二齿条，所述第二齿条以机械方式连接到所述可伸缩部分；在所述框架的所述上边缘和所述下边缘之间延伸至少一个螺旋扭转弹簧；将第一小齿轮和第二小齿轮以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧，并且将所述第一小齿轮用于线性地驱动所述第一齿条且将所述第二小齿轮用于线性地驱动所述第二齿条，使得所述第一小齿轮和所述第二小齿轮的旋转传递到所述可伸缩部分的平面运动。当所述显示屏的所述可伸缩部分缩回时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧的势能的方向旋转；当所述显示屏的所述可伸缩部分伸出时，所述第一小齿轮和所述第二小齿轮沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧的所述势能的方向旋转。
有利的是，根据所公开的方法组装的显示屏利用纯机械齿条和小齿轮装置伸出和缩回，而不需要任何电动部件。此外，所述齿条和小齿轮装置与所述扭转弹簧集成在一起，使得所述显示屏的缩回自动为后续伸出所述显示屏提供能量，而不需要供应任何额外能量。
根据所述第三方面，在另一种实现方式中，所述方法还包括：安装至少一个限位器，用于在所述可伸缩部分缩回时锁定所述小齿轮的旋转。有利的是，所述限位器无需持续手动施力，即可将所述显示屏保持在适当位置。
根据所述第三方面，在另一种实现方式中，所述至少一个扭转弹簧包括通过接地部分连接的至少两个螺旋扭转弹簧；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧中的每一个，所述配置所述至少一个扭转弹簧的步骤包括：将第一端附接到小齿轮，并且将第二端附接到所述接地部分。有利的是，采用多个扭转弹簧的设计使得在配置中，只需在所述设备的所述框架内为所述至少一个扭转弹簧提供较小空间，从而允许框架内的电子元件采用不同配置。
本发明的其它系统、方法、特征和优点在检查以下附图和详细描述后对本领域技术人员来说会或变得显而易见。旨在所有这些附加系统、方法、特征和优点都包括在本说明书中，在本发明的范围内，并受到所附权利要求书的保护。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和/或科学术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同。尽管与本文所描述的方法和材料类似或等效的方法和材料可以用于本发明实施例的实现或测试，但下文还是描述了一些示例性方法和/或材料。如有冲突，以本专利说明书(包括定义)为准。另外，这些材料、方法和示例仅是说明性的，并不一定具有限制性。
附图说明
本文仅通过示例结合附图描述了本发明的一些实施例。具体结合附图详细说明，需要强调的是，所示细节通过示例示出并出于对本发明实施例的说明性探讨。这样，根据附图说明，如何实现本发明实施例对本领域技术人员而言是显而易见的。
其中：
图1A是本发明实施例提供的具有可伸缩显示屏的设备的顶部透视图，其中所述可伸缩显示屏处于伸出位置；
图1B是图1A所示设备的底部透视图；
图2A是本发明实施例提供的具有可伸缩显示屏的图1A所示设备的顶部透视图，其中所述可伸缩显示屏处于缩回位置；
图2B是图2A所示设备的底部透视图；
图3示出了用于缩回和伸出图1A所示设备的显示屏的可伸缩部分的机构；
图4示出了图3所示机构的某些元件的特写视图；
图5示出了本发明实施例提供的图3所示机构中可用的双扭转弹簧；
图6示出了本发明实施例提供的扭转弹簧旋转时与扭转弹簧相关的扭矩和角度相关参数。
具体实施方式
在本发明的一些实施例中，本发明涉及一种用于缩回和伸出显示屏的可伸缩部分的机构，更具体地但不仅限于，涉及一种通过与扭转弹簧协同作用的齿条和小齿轮装置伸出和缩回的可伸缩电子显示屏。
在详细描述本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明的应用不一定局限于以下描述和/或附图和/或示例中所示的组件和/或方法的具体构造和设置。本发明存在其它实施例，或者本发明能够以各种方式实施或执行。
现在参考图1A至2B。设备10包括可伸缩显示屏12。所述设备10可以是具有显示屏的任何设备，例如智能手机、平板电脑或智能电视设备。
框架14支撑住所述显示屏12。所述框架14包括两个平行的支撑件22。一个支撑件22沿着所述框架14的上边缘21配置，第二个支撑件22沿着所述框架14的下边缘23配置。术语“上边缘21”和“下边缘23”用于描述相对的边缘。由于所述设备10可以朝向任何方向，支撑件22中的任一个可以是所述上边缘21或所述下边缘23。出于说明的目的，所述上边缘21被描述为邻近相机20，所述下边缘23被描述为相对的边缘，其中，当使用者手持所述设备时，所述相机20通常是直立的。螺旋扭转弹簧24、滚轮26和限位器15在图1A-2B中不可见，但图中指示了它们的位置。所述支撑件22、所述扭转弹簧24、所述滚轮26和所述限位器15是用于缩回和伸出所述可伸缩部分16的机构的一部分，所述缩回和伸出的方式详见下文。
在图1A和图1B中，所述可伸缩显示屏12处于伸出位置。在所述伸出位置，整个所述显示屏12从所述设备10的一侧(本文中称为所述设备10的前部)可见。在图2A和图2B中，所述可伸缩显示屏12处于缩回位置。在所述缩回位置，仅所述显示屏的部分18从所述设备10的所述前部可见，所述显示屏的部分16从所述设备10的后部可见。轴线A表示所述显示屏12的所述部分18和所述部分16之间的分界点。术语“可伸缩部分”是指所述部分18，所述部分18使用本文所述的装置缩回或伸出。所述部分16在本文中称为不可伸缩部分，因为所述部分16仅辅助所述可伸缩部分18的运动而运动。所述缩回的方向在图1A中以箭头B表示。
如图2A所示，框架14还包括用于控制设备10的功能的用户接口11、13。所述用户接口11、13可以是可按压按钮。所述用户接口11可以控制限位器15的释放以伸出所述显示屏12，对此下文将进行进一步解释。所述用户接口13可以是用于所述设备10的开关。所述框架14还可以包括所述电子设备10中通常包含的其它部件，例如一个或多个相机20。
如图1A和1B中充分显示，齿条28以机械方式连接到所述显示屏的所述可伸缩部分18。当所述显示屏12支撑在所述框架14内时，所述齿条28分别沿所述框架14的所述上边缘和所述下边缘配置。
现在参考图3和图4，其中详细示出了用于缩回和伸出所述可伸缩部分16的所述机构。如图3所示，所述螺旋扭转弹簧24在所述框架14的所述上边缘和所述下边缘之间延伸。选择所述扭转弹簧24的长度，使所述扭转弹簧24的每一端分别附接到所述框架14的所述上边缘或所述下边缘。小齿轮30以机械方式连接到所述扭转弹簧24并用于沿着所述齿条28旋转。所述小齿轮30具有齿轮齿，所述齿轮齿以本领域技术人员已知的方式与齿条和小齿轮装置中的所述齿条28配合。因此，所述小齿轮30的旋转传递到所述可伸缩部分18的平面运动。
要缩回所述显示屏12，使用者沿图1A中箭头B的方向，用手指等推动所述可伸缩部分18。所述不可伸缩部分16(图3中未示出)沿箭头R的方向绕滚轮26卷曲，直到它处于图2A和2B中所示的位置。同时，所述齿条28的所述运动使所述小齿轮30旋转。所述小齿轮30的这种旋转导致所述扭转弹簧24的势能增加。
使用者继续推动所述可伸缩部分18，直到所述可伸缩部分18完全缩回。此时，限位器15(图3中未示出)与一个或两个小齿轮30和/或所述可伸缩显示屏12接合，以防止所述小齿轮30进一步旋转，并将所述显示屏12固定在所述缩回位置。所述限位器15可以采取适用于固定所述显示屏12的任何形式。例如，所述限位器15可以是杆，在所述显示屏12完全缩回时，所述杆可拆卸地插入所述小齿轮30的齿之间。可选地，所述限位器15可以包括机械致动器，在所述显示屏12完全缩回时，所述显示屏12本身自动接合所述机械致动器。所述限位器15也可以手动致动，例如使用按钮11。所述限位器15的位置特别依赖所述设备10的详细架构设计，并且可以根据其它架构元件的设计需要而变化。
为了伸出所述可伸缩部分，使用者可以通过按压按钮11等方式来释放所述限位器15。所述限位器15的所述释放使得储备在所述扭转弹簧24中的所述势能通过所述扭转弹簧24的旋转而被释放。所述扭转弹簧24的所述旋转进而使所述小齿轮30旋转。所述小齿轮30的所述旋转转化为所述齿条28的平面运动，这使得可伸缩部分18向外伸出，直到再次到达图1A和1B所示的位置。
有利的是，本文所公开的用于伸出和缩回所述显示屏12的所述机构使用的运动部件数量较少。这使得所述设备10可以采用紧凑、简单的构造方式。此外，所述扭转弹簧24的使用使得所述机构完全依赖于机械力，而不需要使用电机。此外，所述齿条和小齿轮装置与所述扭转弹簧集成在一起，使得所述显示屏的缩回自动为后续伸出所述显示屏提供能量，而不需要供应任何额外能量。
现在参考图5，螺旋扭转弹簧24可以包括通过接地部分36连接的两个扭转弹簧(24a、24b)。所述扭转弹簧(24a、24b)中的每一个分别具有附接到小齿轮的第一端(32a、32b)和附接到所述接地部分的第二端(34a、34b)。所述两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)可以组合在一起，像单个扭转弹簧24一样以机械方式发挥作用。使用两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)的优点在于，所述接地部分36占用的空间比所述扭转弹簧24更少，因此可以腾出空间用于容纳所述设备10的其它部件。所述设备10中使用的扭转弹簧数量可以由详细的天线设计和所述设备其它部件所需的间隙来确定。因此，所述设备10中也可以使用超过两个扭转弹簧24。
所述弹簧24的物理参数，例如材质、直径、线圈数等，可以设计成满足其扭转和松开的速度以及品质的要求。在一个示例性实施例中，用琴钢丝制作所述弹簧。优选地，所述琴钢丝符合ASTM标准A228/A228M关于钢丝和琴弹簧质量的参数要求。在一个示例性实施例中，所述琴钢丝弹簧材料的最小拉伸强度约为318x103psi，对应于2192MPa。设计应力可以小于最小拉伸强度的45％，对应于986MPa。
类似地，所述小齿轮30的物理参数以及由此施加的力可以根据所需的尺寸和品质要求来设计。在一个示例性实施例中，所述小齿轮在滚动或松开过程中旋转三次。每一轮的长度为16.5mm。齿轮节距半径可以是2.5mm。间歇扭矩可以是35毫牛顿米(milli-Newtonmeters，mNm)，并且间歇力可以是14N，所述间歇力按间歇扭矩除以齿轮节距半径来计算。连续扭矩可以是25mNm，使得连续力为10N，所述连续力按连续扭矩除以齿轮节距半径来计算。
图6示出了扭转弹簧24的某些物理参数，其中当所述显示屏12从所述伸出位置移动到所述缩回位置时，所述弹簧24受到增大的弯曲应力。图6中的箭头F表示当所述弹簧沿着偏转角φ移动时力的增加。所述偏转角φ的变化用点划线表示。根据以下公式计算施加在所述弹簧上的所述输出力F：
Figure BDA0003764867420000061
其中，d是所述弹簧的直径(如图6所示)，r是所述弹簧的长度(如图6所示)，σ是所述弯曲应力。所述偏转角
Figure BDA0003764867420000063
根据以下公式确定：
Figure BDA0003764867420000062
其中，D是平均线圈直径(如图6所示)，E是杨氏模量，d是所述弹簧线的直径，σ是所述弯曲应力。
从这些公式中可以看出，对于给定的弹簧，其中所述弹簧直径、平均线圈直径、杨氏模量和弹簧长度r是固定的，所述角
Figure BDA0003764867420000064
与力F都与所述弯曲应力σ呈线性关系。在一个示例性弹簧中，所述直径d是0.73x10-3m，所述平均线圈直径D是5.27x10-3m，所述弹簧长度r是2.5x10-3m，所述杨氏模量是207x109Pa。此外，在一个示例性实施例中，有效圈数n可以是100，所述弹簧总长度是73x10-3m(弹簧直径d x有效圈数n)。根据上述公式，当预加载弯曲应力σ(也称为预加载挠度)为3.27x106Pa，所述输出力F为5N时，所述弹簧偏转角φ为410.92度。当所述弯曲应力σ增加到1178.27x106Pa时，所述输出力增加到18N，并且所述弹簧偏转角φ增加到1479.33度。
已出于说明的目的提供本发明的各种实施例的描述，并不旨在穷举或局限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对本领域技术人员而言是显而易见的。选择本文所使用的术语是为了更好地解释实施例的原理、实际应用或优于市场中发现的技术的技术改进，或者是为了使本领域其它技术人员能够理解本文公开的实施例。
应预计到，在从本申请案走向成熟的专利的有效期内，将开发许多具有显示屏的相关设备，术语“设备”和“显示屏”的范围旨在先验地包括所有此类新技术。
本文所使用的术语“约”是指±10％。
术语“包括”、“具有”以及其变化形式表示“包括但不限于”。该术语包括了术语“由……组成”以及“主要由……组成”。
短语“主要由……组成”表示组成物或方法可以包括附加的成分和/或步骤，但前提是附加的成分和/或步骤不会实质上改变所要求的组成物或方法的基本和新颖特性。
除非上下文另有明确说明，否则本文所使用的单数形式“一个(a/an)”和“所述(the)”包括复数含义。例如，术语“一种复合物”或“至少一种复合物”可以包括多种复合物，包括其混合物。
本文所使用的词语“示例性的”表示“作为一个示例、实例或说明”。任何被描述为“示例性的”实施例不一定解释为比其它实施例更优选或更有利，和/或排除其它实施例的特征的结合。
本文所使用的词语“可选地”表示“在一些实施例中提供且在其它实施例中没有提供”。本发明的任何特定实施例都可以包括多个“可选的”特征，除非这些特征有冲突。
在本申请中，本发明的各种实施例可以通过范围格式呈现。应理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁起见，不应被解释为对本发明范围的固定限制。因此，对于范围的描述应被认为已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单个数值。例如，对于例如从1到6的范围的描述应被视为已具体公开了从1到3、从1到4、从1到5、从2到4、从2到6、从3到6等的子范围以及该范围内的单个数字例如1、2、3、4、5和6。不论范围有多广，这都适用。
当本文指示一个数字范围时，表示包括所指示的范围内的任何所列举的数字(分数或整数)。短语“第一指示数字和第二指示数字之间的范围”以及“从第一指示数字到第二指示数字的范围”在本文中可互换使用，表示包括第一指示数字和第二指示数字以及二者之间的所有分数和整数。
应了解，为清楚起见，在不同实施例的上下文中描述的本发明的某些特征还可以组合提供于单个实施例中。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各个特征也可以单独提供、以任何合适的子组合提供，或适合于本发明的任何其它描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应当被认为是这些实施例的基本特征，除非在没有这些元件的情况下实施例是不可操作的。
本说明书中所提及的所有公开、专利和专利申请都在本文中以全文引用的方式并入本说明书中，程度如同每一单独的公开、专利或专利申请被专门并且单独地指示以引用的方式并入本文中一般。此外，本申请中对任何参考文件的引用或鉴别不应理解为承认该参考文件是作为本发明的现有技术可获得的。对于章节标题而言，它们不应当被解释为必然的限制。

Claims (15)

1.一种用于缩回和伸出显示屏(12)的可伸缩部分(18)的机构，其特征在于，所述机构包括：
框架(14)，所述框架(14)支撑所述显示屏(12)并且包括上边缘(21)和下边缘(23)；
第一齿条(28)，所述第一齿条(28)沿着所述框架(14)的所述上边缘(21)配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；第二齿条(28)，所述第二齿条(28)沿着所述框架(14)的所述下边缘(23)配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；
至少一个螺旋扭转弹簧(24)，所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)在所述框架(14)的所述上边缘(21)和所述下边缘(23)之间延伸；
第一小齿轮(30)，所述第一小齿轮(30)以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧(24)并用于线性地驱动所述第一齿条(28)；第二小齿轮(30)，所述第二小齿轮(30)以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧(24)并用于线性地驱动所述第二齿条(28)，使得所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)的旋转传递到所述可伸缩部分(18)的平面运动；
其中，当所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)缩回时，所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的势能的方向旋转；当所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)伸出时，所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的所述势能的方向旋转。
2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述机构还包括至少一个限位器(15)，用于在所述可伸缩部分(18)缩回时锁定所述小齿轮(30)的旋转。
3.根据权利要求2所述的机构，其特征在于，在释放所述至少一个限位器(15)时，所述可伸缩部分(18)由于所述扭转弹簧(24)中的势能释放而自动弹出。
4.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述至少一个扭转弹簧(24)包括通过接地部分(36)连接的至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)中的每一个，第一端(32a、32b)附接到小齿轮(30)，并且第二端(34a、34b)附接到所述接地部分(36)。
5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，当所述可伸缩部分(18)伸出时，整个所述显示屏(12)配置为朝向第一方向；当所述可伸缩部分(18)缩回时，所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)保持配置为朝向所述第一方向，并且不可伸缩部分(16)配置为朝向第二方向。
6.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述显示屏(12)是智能手机、平板电脑或智能电视设备(10)的一部分。
7.一种缩回和伸出显示屏(12)的可伸缩部分(18)的方法，其特征在于，所述显示屏(12)由包括上边缘(21)和下边缘(23)的框架(14)支撑；第一齿条(28)沿着所述框架(14)的所述上边缘(21)配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；第二齿条(28)沿着所述框架(14)的所述下边缘(23)配置并且以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；至少一个螺旋扭转弹簧(24)在所述框架(14)的所述上边缘(21)和所述下边缘(23)之间延伸；第一小齿轮(30)以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧(24)并用于线性地驱动所述第一齿条(28)，第二小齿轮(30)以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧(24)并用于线性地驱动所述第二齿条(28)，使得所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)的旋转传递到所述可伸缩部分(18)的平面运动；所述方法包括：
在沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的势能的方向旋转所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)时，缩回所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)；
在沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的所述势能的方向旋转所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)时，伸出所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述第一移动步骤之后，接合至少一个限位器(15)，以锁定所述小齿轮(30)的旋转。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：释放所述至少一个限位器(15)，从而由于所述扭转弹簧(24)中的势能释放而自动弹出所述可伸缩部分(18)。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个扭转弹簧(24)包括通过接地部分(36)连接的至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)中的每一个，第一端(32a、32b)附接到小齿轮(30)，并且第二端(34a、34b)附接到所述接地部分(36)。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述可伸缩部分(18)伸出时，整个所述显示屏(12)配置为朝向第一方向；当所述可伸缩部分(18)缩回时，所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)保持配置为朝向所述第一方向，并且不可伸缩部分(16)配置为朝向第二方向。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述显示屏(12)是智能手机、平板电脑或智能电视设备(10)的一部分。
13.一种组装具有可伸缩部分(18)的显示屏(12)的方法，其特征在于，所述方法包括：
将所述显示屏(12)安装到框架(14)上，所述框架(14)包括上边缘(21)和下边缘(23)；
沿所述框架(14)的所述上边缘(21)配置第一齿条(28)，所述第一齿条(28)以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；沿所述框架(14)的所述下边缘配置第二齿条(28)，第二齿条(28)以机械方式连接到所述可伸缩部分(18)；
在所述框架(14)的所述上边缘(21)和所述下边缘(23)之间延伸至少一个螺旋扭转弹簧(24)；
将第一小齿轮(30)和第二小齿轮(30)以机械方式连接到所述至少一个扭转弹簧(24)，并且将所述第一小齿轮(30)用于线性地驱动所述第一齿条(28)且将所述第二小齿轮(30)用于线性地驱动所述第二齿条(28)，使得所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)的旋转传递到所述可伸缩部分(18)的平面运动；
其中，当所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)缩回时，所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)沿增加所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的势能的方向旋转；当所述显示屏(12)的所述可伸缩部分(18)伸出时，所述第一小齿轮(30)和所述第二小齿轮(30)沿减小所述至少一个螺旋扭转弹簧(24)的所述势能的方向旋转。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：安装至少一个限位器(15)，用于在所述可伸缩部分(18)缩回时锁定所述小齿轮(30)的旋转。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少一个扭转弹簧(24)包括通过接地部分(36)连接的至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)；其中，对于所述至少两个螺旋扭转弹簧(24a、24b)中的每一个，所述配置至少一个扭转弹簧(24)的步骤包括：将第一端(32a、32b)附接到小齿轮(30)，并且将第二端(34a、34b)附接到所述接地部分(36)。
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