CN115182656B - 磁性双稳态铰链系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及磁性双稳态铰链系统。一种磁性双稳态铰链系统包括铰链托架、第一磁体和第二磁体，和可旋转部件。第一磁体可以被耦接到铰链托架并且被配置为围绕铰链托架的轴线从第一双稳态位置旋转到第二双稳态位置。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第一角度时，第一磁体和第二磁体处于第一双稳态位置，并且可旋转部件相对于铰链托架处于关闭位置。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第二角度时，第一磁体和第二磁体处于第二双稳态位置，并且可旋转部件相对于铰链托架旋转到打开位置。

Description

磁性双稳态铰链系统

分案说明

本申请属于申请日为2020年10月15日的中国发明专利申请202011102935.2的分案申请。

技术领域

本公开涉及磁性双稳态铰链系统。

背景技术

很多消费产品和附件，诸如充电盒、计算机和平板电脑，通常需要铰链机构以允许产品或设备的至少一个构件围绕轴线的旋转。用于关闭或隐藏这种消费产品和附件的一些部分的可旋转盖子或盖是需要铰链机构的示例构件。盖子或盖旋转的方式直接影响产品的总体寿命，以及用户体验。

发明内容

本公开的方面对于需要铰链机构的产品和附件是有利的。例如，本公开的方面涉及一种能够跨越各种各样的产品、系统、设备等实现的磁性双稳态铰链系统。一个示例双稳态磁性铰链系统包括铰链托架、耦接到铰链托架的轴向可旋转第一构件、耦接到第一构件的第一磁体、和与第一磁体隔开的第二磁体。第一磁体和第二磁体可以均包括北极和南极，其中第一磁体的南极在方向上间接地面朝第二磁体的南极。第二磁体可以被定位在从延伸通过该第二磁体的竖直轴线偏移的角度处。当第一构件围绕铰链托架旋转时，引起了第一磁体的南极直接地面朝第二磁体的南极并且与该第二磁体的南极相对，从而第一构件从第一关闭状态移动到固定且双稳态的打开状态。

根据本公开的另一个方面，一种磁性双稳态铰链组件可以包括铰链托架、第一磁体、可旋转部件；和与第一磁体隔开预定距离的第二磁体。第一磁体可以被耦接到铰链托架并且被配置为围绕铰链托架的轴线从第一双稳态位置旋转到第二双稳态位置。可旋转部件可以被耦接到铰链托架和第一磁体。第二磁体可以与第一磁体隔开预定距离。第二磁体的尺寸可以大于第一磁体的尺寸。第一磁体的南极和第二磁体的南极可以在方向上面朝彼此。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第一角度时，第一磁体和第二磁体处于第一双稳态位置，并且可旋转部件可以相对于铰链托架被固定在关闭位置。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第二角度时，第一磁体和第二磁体处于第二双稳态位置，并且可旋转部件相对于铰链托架被旋转到打开位置。

在该方面的一个示例中，第一磁体可以被定位在第一可旋转部件内。可旋转部件可以包括第一端和相对的第二端。第一磁体可以被定位在可旋转部件的第一端处，使得第一磁体的移动引起相对的第二端围绕铰链托架旋转。第一可旋转部件可以包括背离第一磁体的第一端和面向相反方向的第二端，其中磁体处于第一位置。第一磁体可以面向相对的第二端的方向。

在另一个示例中，可旋转部件可以被旋转到打开位置，使得可旋转部件处于比关闭位置大20度的位置。

在另一个示例中，系统磁体可以相对于竖直轴线被固定在范围从10到30度的角度处。

根据本公开的另一个方面，一种磁性双稳态铰链系统包括铰链托架、可旋转部件和系统磁体。可旋转部件可以被耦接到铰链托架，并且被配置为围绕铰链托架在第一双稳态位置到第二双稳态位置之间旋转。铰链磁体可以被定位在可旋转部件的基部处。系统磁体可以与铰链磁体隔开预定距离，并且其中铰链磁体的南极间接地面朝系统磁体的南极。铰链磁体的南极相对于系统磁体的南极处于第一角度，第一可旋转部件处于第一双稳态位置。铰链磁体的南极相对于系统磁体的南极处于第二角度，第一可旋转部件被排斥到第二双稳态位置。

在该方面的一个示例中，当铰链磁体的南极相对于系统磁体的南极处于第二角度时，铰链磁体的南极和系统磁体的南极直接地面向彼此。另外，当铰链磁体的南极和系统磁体的南极不直接地或间接地面向彼此时，可旋转部件相对于铰链托架处于第三完全打开位置中。

在另一个示例中，壳体可以被定位在铰链磁体和系统磁体之间，使得铰链磁体和系统磁体彼此隔开预定距离。

根据本公开的另一个方面，一种系统包括：外部壳体、耦接到外部壳体的可旋转盖；第一磁体、布置在外部壳体内的磁性双稳态铰链系统、位置传感器和控制设备。第一磁体可以被布置在外部壳体内并且具有北极和南极。磁性双稳态铰链系统可以进一步包括铰链托架、耦接到铰链托架和可旋转盖的轴向可旋转第一构件；和第二磁体。第二磁体可以被布置在第一构件内并且围绕铰链托架可旋转。第二磁体也可以与第一磁体隔开并且具有北极和南极。第二磁体的尺寸可以大于第一磁体的尺寸。当第二磁体的南极在方向上间接地面朝第一磁体的南极时，第一构件可以处于第一关闭位置。当第一磁体的南极直接地面朝第二磁体的南极并且与第二磁体的南极相对时，第一构件可以处于第二打开双稳态位置，使得第一构件和可旋转盖从第一关闭位置移动到双稳态打开位置。位置传感器可以被配置为向控制设备发送指示第二磁体的位所的信号。控制设备可以包括一个或多个处理器，该处理器被配置为从位置传感器接收信号；并且基于从位置传感器接收到的信号确定第一构件的当前位置。

根据本公开的另一个方面，一种磁性双稳态铰链系统包括铰链托架、第一磁体和第二磁体、和可旋转部件。铰链托架包括延伸通过该铰链托架的轴线。第一磁体可以被耦接到铰链托架，并且被配置为围绕铰链托架的轴线从第一双稳态位置旋转到第二双稳态位置。第一磁体可以具有北极和相对的南极。可旋转部件可以被耦接到铰链托架和第一磁体。第二磁体可以与第一磁体隔开预定距离，并且具有北极和相对的南极。第一磁体的南极和第二磁体的南极可以在方向上面朝彼此。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第一角度时，第一磁体和第二磁体处于第一双稳态位置，并且可旋转部件相对于铰链托架处于关闭位置。当第一磁体的南极相对于第二磁体的南极处于第二角度时，第一磁体和第二磁体处于第二双稳态位置，并且可旋转部件相对于铰链托架被旋转到打开位置。

在该方面的一个实施例中，第一磁体的第一尺寸小于第二磁体的第二尺寸。

在该方面的另一个实施例中，可旋转部件可以进一步包括第一端和相对的第二端。第一磁体可以被定位在可旋转部件的第一端处，使得第一磁体的移动引起相对的第二端围绕铰链托架旋转到第二双稳态位置。另外，可旋转部件的第一端可以面朝第二磁体，并且可旋转部件的第二端可以背离第二磁体。

根据该方面的另一个实施例，可旋转部件被旋转到打开位置，可旋转部件可以处于比可旋转部件处于关闭位置大至少20度的位置。

根据另一个实施例，其中当第一磁体从第一双稳态位置移动到第二双稳态位置时，第一磁体被旋转至少20度。

根据本公开的另一个方面，一种磁性双稳态铰链系统包括铰链托架、耦接到铰链托架的轴向可旋转第一构件、和第一磁体和第二磁体。第一磁体可以被耦接到第一构件并且具有北极和南极。第二磁体可以与第一磁体隔开并且具有北极和南极。第二磁体可以被定位在从延伸通过第二磁体的竖直轴线偏移的角度处。当第一磁体的南极在方向上间接地面朝第二磁体的南极时，第一构件可以处于第一关闭状态。第一构件围绕铰链托架的旋转引起第一磁体的南极直接地面朝第二磁体的南极并且与第二磁体的南极相对，从而第一构件从第一关闭状态移动到固定且双稳态的打开状态。

根据本公开的该方面的示例，第一磁体可以被定位在第一构件的基部处。

根据该方面的另一个示例，第一磁体具有小于第二磁体的第二尺寸的第一尺寸。另外，第二磁体的尺寸可以至少是第一磁体的第一尺寸的两倍。

根据该方面的另一个示例，第一构件和铰链托架中的至少一个由铁磁性材料构成。另外，在一些示例中，铰链托架和第一构件两者都包括铁磁性材料。

根据本公开的另一个方面，一种系统包括：外部壳体、耦接到外部壳体的可旋转盖、第一磁体和第二磁体，和铰链子组件。第一磁体可以被布置在外部壳体内并且具有北极和南极。铰链子组件可以被布置在外部壳体内，并且能够进一步包括铰链托架、耦接到铰链托架和可旋转盖的轴向可旋转第一构件，和围绕铰链托架可旋转的第二磁体。第二磁体可以与第一磁体隔开并且具有北极和南极。当第二磁体的南极在方向间接地面朝第一磁体的南极时，第一构件可以处于第一关闭位置。当第一磁体的南极直接地面朝第二磁体的南极并且与第二磁体的南极相对时，第一构件可以处于第二打开双稳态位置，从而第一构件和可旋转盖自动地从第一关闭位置移动到双稳态打开位置。

在该方面的一个示例中，第二磁体可以被定位在第一构件内，并且第一磁体可以进一步被配置为将可移除的外部设备固定到外部壳体的内部。另外，第一构件能够进一步包括第一端和相对的第二端。第二磁体可以被定位在第一构件的第一端处，使得第一磁体的移动引起相对的第二端围绕铰链托架旋转。

在该方面的另一个示例中，该系统可以进一步包括位置传感器和控制设备。位置传感器可以被配置为指示第二磁体的位所。控制设备可以包括一个或多个处理器，该处理器被配置为从位置传感器接收信号；并且基于从位置传感器接收到的信号确定第一构件的当前位置。另外，第二磁体的当前位置指示第一构件是否处于第一关闭位置和第二双稳态打开位置中的一个。

在该方面的另一个示例中，位置传感器可以是被配置为检测第二磁体的位所的霍尔传感器。另外，位置传感器可以是多个霍尔传感器。

在该方面的另一个示例中，位置传感器可以被定位在铰链托架内。

附图简要说明

图1是根据本公开的方面的示例充电盒；

图2是沿线A-A截取的图1的截面视图；

图3是沿线B-B截取的图1的截面视图；

图4是根据本公开的方面的示例铰链子组件；

图5是图4的分解视图；

图6是根据本公开的方面的仅仅磁性双稳态铰链系统的概略视图；

图7是根据本公开的方面的处于双稳态位置的磁性双稳态铰链系统的截面视图；

图8是根据本公开的方面的仅仅处于双稳态位置的磁性双稳态铰链系统的构件的截面视图；

图9是根据本公开的方面的处于完全延伸和打开位置的磁性双稳态铰链系统的构件的截面视图；

图10是根据本公开的方面的示例充电盒的透视图；

图11是根据本公开的方面的、在其中带有示例耳塞的示例充电盒的透视图；

图12是根据本公开的方面的充电盒的示例控制系统；并且

图13是根据本公开的方面的示例流程图。

具体实施方式

使用铰链系统来提供设备的组成构件的必要的可旋转移动在本领域中是众所周知的。然而，这些铰链系统中的很多是复杂的，需要使用弹簧、棘轮和棘爪机构等，并且通常需要多个相关联的构件。随着时间，这种铰链系统变得磨损并且这种铰链系统的构件发生故障。因此，需要用于消费产品等的改进的铰链系统。

为了克服这些缺点，能够将一种改进的铰链系统集成在诸如电子充电盒的设备的壳体内。根据本公开的方面，该改进的铰链系统能够实现磁性双稳态铰链系统，该磁性双稳态铰链系统将允许电子充电盒的盖子围绕轴线的旋转，以及控制盖子围绕轴线的移动。例如，这种磁性双稳态铰链机构将使得盖子能够从第一关闭位置移动到双稳态打开位置，以及完全打开位置。用户能够轻松地打开和关闭盖子极大地改善了用户体验，以及提高了产品和铰链系统这两者的总体可靠性和耐久性。它另外地有助于为盖子的打开和关闭提供更好的控制。

根据本公开的方面，结合磁性双稳态铰链系统的设备能够包括计算机、电子充电盒、平板电脑等。为了便于讨论，将在充电盒的背景下讨论磁性双稳态铰链系统，但是应当理解，在这里公开的双稳态铰链系统可以用于多种应用、设备和更大的系统中。充电盒可以包括主壳体和盖子。在充电盒内实现示例磁性双稳态铰链系统能够允许盖子从关闭位置自由地移动到设定的双稳态打开位置，以及完全打开或延伸位置中。

示例磁性双稳态铰链系统能够进一步包括耦接到充电盒的盖子的第一可旋转组件板。第一可旋转组件板可以围绕附接到铰链托架的销的轴线旋转。第一磁体可以被定位在第一可旋转组件板内。第二磁体可以与第一磁体隔开预定距离，并且位于将第一磁体和第二磁体分离的壳体内。

当盖子处于关闭位置时，第一磁体和第二磁体可以被定位成使得第一磁体的南极间接地面向第二磁体的南极。这使得第一磁体和第二磁体彼此排斥并且在铰链上产生向下力，以将铰链固定在关闭位置。当用户打开盖子时，磁体在双稳态点处彼此排斥，从而使铰链翻转开。在双稳态位置，第一磁体的南极和第二磁体的南极直接地面向彼此。由于第一磁体和第二磁体相对于彼此的定位，可旋转板和盖子直接地从关闭位置打开到双稳态位置。当用户期望完全打开盖子时，用户能够施加克服磁体的极性的力，并且允许盖子保持打开并完全延伸。

控制系统能够确定充电设备的盖子的位置。例如，控制系统可以能够检测第二磁体的位置，这将指示盖子的位置。盖子的位置能够是第一关闭位置或打开位置(或者双稳态打开位置或者其它)。能够在充电设备内实现至少一个位置传感器，以确定当它围绕铰链托架旋转并引起可旋转组件板和盖子旋转时由铰链磁体产生的幅度或磁场。示例传感器能够是霍尔效应传感器。

用于示例充电盒的示例磁性双稳态铰链系统

图1是根据本公开的方面的充电盒50的示例，并且图2是示出示例磁性双稳态铰链系统100的充电盒50的截面视图。如图所示，充电盒50包括彼此可旋转地连接的细长主体52和盖子54。下内部壳体56可以被安置在充电盒50的主体52的空腔60内。上内部壳体57被安置在充电盒50的盖子54的空腔62内。当盖子54关闭时，盖子54的上内部表面59被示出为直接邻近主体52的内部壳体57的顶表面58。参考图3，另一个截面视图，下内部壳体56包括能够用于接收电子设备或附件诸如无线耳塞208(图11)等并且对其进行充电的凹部64A和64B。主体52和盖子54被示出为具有圆形轮廓，但是在其它示例中，主体52和盖子54能够采取各种不同的形状和尺寸。

可以在各种设备内利用磁性双稳态铰链系统100，以允许设备的构件的移动。在一个示例中，磁性双稳态铰链系统100可以在示例充电盒50内实现，以允许盖子54围绕主体52的移动。如图2所示，磁性双稳态铰链系统100能够包括铰链子组件104和系统磁体106。

系统磁体106可以被定位在主体52的内部壳体56内。系统磁体壳体108能够用于在充电盒50的内部并且紧邻铰链子组件104保持系统磁体106。如图所示，系统磁体106相对于延伸通过充电盒50的长度的竖直轴线V-V成一定角度定位。在一个示例中，磁体偏移了角度A，该角度A是距竖直轴线V-V的预定角度或度数，诸如至少20度。但是，在其它示例中，磁体可以偏移了大于或小于20度，或者可能根本没有偏移。类似地，偏移度的范围可以在15-45度之间。示出了系统磁体106被定向为使得北极112朝向充电盒50的前部取向，并且其南极114朝向充电盒50的后部并朝向铰链子组件104取向。

在一个示例中，如图3所示，系统磁体106可以被固定在充电盒50的凹部64A和64B之间。系统磁体106可以被成形为类似房屋，其带有矩形的下部和倾斜且三角形的上部。这部分地是由于在凹部64A、64B之间创建的空间的形状。但是，在其它示例中，磁体的形状和尺寸可以不同。此外，系统磁体可以由可以联结在一起或彼此隔开的两个或更多个较小的磁体形成。由于其位所和尺寸，系统磁体106能够起到双重作用，并且还固定可以被定位在相应凹部64A和64B内的任何电子设备。例如，耳塞(未示出)可以被系统磁体106固定在充电盒50内。

图4和5示意磁性双稳态铰链系统100的示例铰链子组件104。铰链子组件104可以包括铰链托架116和被销120固定到铰链托架116的可旋转组件板118。铰链托架116可以使用已知方法被耦接到主体的后部。铰链托架116能够用于将可旋转组件板118固定到位，以及限制和引导可旋转组件板118的旋转移动。

可旋转组件板118可以在充电盒的主体52和盖子54之间延伸，以将这两个构件耦接在一起。可旋转组件板118包括在盖子54内延伸并耦接到盖子54的细长本体。如下面进一步讨论地，可旋转组件板118的移动能够使盖子54从关闭位置移动到双稳态打开位置。

可旋转组件板118的基部122可以包括用于接收铰链磁体126的凹部124(图5)。铰链磁体126可以被定位在可旋转组件板118内，使得当可旋转组件板118旋转时，铰链磁体126围绕销120的轴线A随着可旋转组件板118旋转。如图6所示，铰链磁体126的北极128面朝充电盒50的顶部，并且铰链磁体126的南极130面朝充电盒50的底部。类似地，可旋转组件板包括面朝系统磁体106的第一端和背离或更加远离系统磁体106定位的相对的第二端。如下面更充分讨论地，铰链磁体126可以被定位在可旋转组件板118的第一端处，使得磁体的移动引起相对的第二端从第一双稳态或关闭位置旋转到第二双稳态或打开位置。

可旋转组件板118和铰链托架116可以由诸如铁或铁合金的铁磁性材料构成，以增强铰链子组件104的磁性特征，并且允许这些构件被吸引到系统磁体106。在其它示例中，可旋转组件板118和铰链托架116可以由不同的材料诸如钢、其它金属或非金属构成。可替代地，可旋转组件板118和铰链托架中的仅一个可以由铁磁性材料构成。

再次参考图2，系统磁体106和铰链磁体126的尺寸和大小可以不同。如图所示，系统磁体106的尺寸可以显著地大于铰链磁体126。这允许系统磁体106产生大磁场。系统磁体106可以具有大于相对于可旋转磁体126的强度大小的强度大小。作为示例，仅系统磁体106可以具有384G的大小，并且铰链磁体126可以具有52G的大小。在其它示例中，系统磁体106的大小可以大于或小于384G。类似地，铰链磁体126可以具有小于或大于52G的大小。在这方面，磁体的大小、形状和尺寸可以不同。例如，可以利用较小的系统磁体106，其具有比铰链磁体显著更大的大小并且能够实现与在这里公开的相同的结果。在又一个示例中，磁体的尺寸可以相同。

当盖子54处于关闭位置时，铰链磁体126与系统磁体106隔开了预定距离诸如例如0.1英寸。在其它示例中，系统磁体106可以被定位在距铰链磁体126的预定距离的范围内，诸如在0.01到0.30英寸之间。但是，在另外的其它示例中，铰链可以在小于0.01英寸或大于0.30英寸的距离处。壳体壁140可以被定位在系统磁体106和铰链磁体126之间。在一个示例中，壳体壁140包括与系统磁体106的壳体108邻接的成角度的壁表面142。成角度的壁表面142可以相对于竖直轴线V-V具有相同的角度，因为系统磁体106能够帮助将系统磁体106以期望的角度被固定。在系统磁体可能未以固定角度被定位的示例中，壳体壁可以是连续平面壁。

图6是示出处于关闭位置并且为了便于讨论而从充电盒的其余部分移除的双稳态铰链系统100的构件的放大截面概略视图。如图所示，铰链磁体126的南极130朝向系统磁体106的顶部或上端110定位。铰链磁体126的南极114面朝铰链磁体126的南极114，使得铰链磁体126的南极130相对于系统磁体106的南极114成角度地定位。铰链磁体126的南极130不平行于系统磁体106的南极144延伸。在这方面，南极130间接地面向系统磁体106的南极114。在可替代实施例中，北极可以替代地被定向成间接地面向彼此并且彼此排斥以实现本文所讨论的相同或类似的效果。

系统磁体106和铰链磁体126使盖子54保持关闭。如图所示，系统磁体106的南极114排斥铰链磁体126的南极130，并在铰链子组件104和可旋转组件板118上产生向下或预加载的力F1。向下力F1使可旋转组件板118朝向铰链托架116旋转。可旋转组件板118的内部表面132邻接铰链托架116的外表面134，从而外表面134阻止可旋转组件板118进一步围绕销120旋转。向下力F1使盖子保持关闭。应当理解，在其它示例中，铰链磁体126和系统磁体106的北极可以替代地朝向彼此定向并且彼此排斥。

转到图7，盖子54被示为处于打开且双稳态位置150。当克服预加载力F1的打开力F2被施加到盖子54和铰链子组件104时，盖子自动地打开到双稳态位置150。它不会打开到在双稳态位置150和关闭位置之间的中间位置。图8示出处于双稳态位置150的双稳态铰链系统100的放大概略视图。在铰链磁体126的南极130直接地面向系统磁体106的南极114的地方发生双稳态点。在该示例中，铰链磁体126的南极130直接地面向系统磁体106的顶部110。铰链磁体126的南极130和系统磁体106的南极114在双稳态点处彼此排斥，这使得可旋转组件板118和盖子54(图2)围绕销120旋转并翻开到双稳态点。在双稳态打开位置150，也如图8所示，下内部表面133能够邻接铰链托架116的下外表面135。此外，铰链磁体126可以通过移动至少大约20度而从第一双稳态位置旋转到第二双稳态位置150。在其它示例中，旋转能够通过使铰链磁体移动大于或小于20度而发生。

系统磁体106和铰链磁体126的使用允许在双稳态铰链系统100内的摩擦最小。系统磁体106和铰链磁体126消除了为实现盖子54的移动而在铰链系统中对诸如弹簧、棘爪和棘轮等另外的构件的需要。当可旋转组件板118围绕销120旋转时，唯一的摩擦发生在可旋转组件板118和销120之间。双稳态铰链系统100中减小的摩擦进一步防止了盖子54被放置或卡在双稳态位置150和关闭位置之间的中间位置。这允许盖子54从关闭位置平稳地移动到双稳态打开位置150，并且反之亦然，这增强了用户体验。

图9示出处于完全打开和延伸位置152的盖子54。在延伸位置，可旋转组件板118围绕销120旋转，直到铰链磁体126的南极130背离系统磁体106的南极114并破坏磁场。铰链托架116上的止挡表面144防止可旋转组件板118过度旋转，并将盖子54保持在固定的完全打开和延伸位置。

在该示例中，充电盒50的盖子54能够从第一双稳态位置即关闭位置移动到第二双稳态位置即打开位置。在第一双稳态位置，铰链磁体126的南极130能够相对于系统磁体106处于第一角度(图6)。例如，铰链磁体126的南极30将间接地面朝系统磁体106的南极114。在第二双稳态位置，铰链磁体126的南极130将相对于系统磁体106处于第二角度(图8)。铰链磁体126的南极130将更直接地面朝系统磁体106的南极114，使得南极130和南极114几乎彼此平行。最后，为了脱开磁体并完全地打开盖子54，铰链磁体126的南极130能够相对于系统磁体被移动到第三角度，其中磁体不再彼此排斥，并且盖子处于完全打开位置(图9)。在这种位置，铰链磁体126的南极30可以在几乎垂直于系统磁体106的方向上延伸。

在其它示例实施例中，仍然能够通过修改系统磁体106和铰链磁体126中的一个或这两者的特征来实现和/或修改第一双稳态(关闭)位置和第二双稳态(打开)位置。例如，系统磁体106和铰链磁体126之间相对于彼此的位置和空间量、系统磁体106和铰链磁体126的大小、和系统磁体106和铰链磁体126的尺寸每一项都在实现第一双稳态位置和第二双稳态位置方面起作用。修改这些特征中的任何一个和/或包含磁体的壳体能够影响所得双稳态位置。在这方面，应当理解，虽然仅示出了示出系统磁体106和铰链磁体126的一种结构配置，但是很多变型是可能的。此外，虽然在充电盒组件的上下文中示出了铰链磁体，但是铰链磁体能够在在第一位置和第二位置之间移动的其它设备或结构(诸如用于其它设备诸如眼镜的盒)内实现设备。

示例位置检测和通知系统

磁性双稳态铰链系统可以与被定位在充电设备内或与其通信的其它系统通信。这样的系统的示例可以包括位置检测系统240和通知系统236(见图12)。但是，可以结合铰链的位置，并且在具体示例中，铰链磁体126的位置，来实现很多其它系统。

示例位置检测系统能够在充电盒50内实现以指示铰链磁体126的位置。在一个示例中，位置检测系统能够检测铰链磁体126在其围绕铰链托架旋转时的大小和强度。

示例通知系统能够被实现为向另一个系统或用户通知铰链磁体126、可旋转部件和/或盖子54的位置。在一个示例中，通知系统向用户通知充电设备的盖子是处于打开位置还是关闭位置。例如，如图10的透视图所示，其中充电盒处于完全延伸位置，充电盒可以包括灯204，诸如LED(见图10-11)。当充电盒处于打开位置时，能够发出光、某种颜色的光、闪烁的光的图案等，以向用户提供充电盒保持打开的视觉通知。在一个示例中，LED可以是闪烁的红灯，以指示充电盒处于打开位置。在其它示例中，可以诸如在图形用户界面上向用户提供不同类型的视觉通知。在另外的其它示例中，通知系统与充电设备的另一个系统通信以发起或开始另一个动作。

用于充电盒的控制系统

充电盒还可以包括控制系统，该控制系统能够基于从位置检测系统240接收到的信息来确定充电盒的盖子是处于打开位置还是关闭位置。在一些示例中，当确定盖子处于打开位置或关闭位置时，控制系统可以向与充电盒通信的另一个系统提供指令以执行特定功能，诸如通知用户盖子打开或发起对充电盒中的设备的充电。该控制系统可以包括一个或多个处理器，该处理器处理信息从而控制充电盒的各个方面。

图12示出用于电子设备(诸如图1-9所示的充电盒50)的计算设备或控制系统的示例200。计算设备210可以包含一个或多个处理器、存储器，和通常在通用计算设备中发现的其它构件。如图12所示，充电盒可以具有一个或多个计算设备，诸如包含一个或多个处理器220、存储器230、数据232、指令234和通常存在于通用计算设备中的其它构件的计算设备210。

存储器230能够存储该一个或多个处理器220可访问的信息，包括可以由处理器220执行或以其它方式使用的数据232和指令234。存储器230可以是能够存储可由处理器220访问的信息的任何类型，包括计算设备可读介质或存储可以借助于电子设备读取的数据的其它介质，诸如硬盘、存储卡、ROM、RAM、DVD或其它光盘以及其它可写和只读存储器。系统和方法可以包括前述的不同组合，由此指令和数据的不同部分被存储在不同类型的介质上。

指令234可以是将由处理器直接执行(诸如机器代码)或间接执行(诸如脚本)的任何指令集。例如，指令可以作为计算设备代码存储在计算设备可读介质上。在这方面，术语“指令”和“程序”在本文中可以可互换地使用。指令可以以目标代码格式存储以由处理器直接处理，或者以任何其它计算设备语言存储，包括按需解释或预先编译的独立源代码模块的脚本或集合。指令的功能、方法和例程在下面更详细地解释。

数据232可以由处理器220根据指令234进行检索、存储或修改。例如，尽管所要求保护的主题不受任何特定数据结构的限制，但是数据可以作为具有多个不同字段和记录、XML文档或平面文件的表在关系数据库中存储在计算设备寄存器中。数据也可以以任何计算设备可读格式来格式化。

该一个或多个处理器220可以是任何传统处理器，诸如可商购获得的CPU。可替代地，该一个或多个处理器可以是专用设备，诸如ASIC或其它基于硬件的处理器。尽管图12在功能上将处理器、存储器和计算设备210的其它元件示意为在同一块内，但是本领域普通技术人员将理解，处理器、计算设备或存储器实际上可以包括可以或可以不被存储在同一物理机壳中的多个处理器、计算设备或存储器。例如，存储器可以是位于不同于计算设备210的机壳中的硬盘驱动器或其它存储介质。因此，提到处理器或计算设备将被理解为包括提到可以或可以不并行运行的处理器或计算设备或存储器的集合。

在一个示例中，计算设备210可以是结合到充电盒中的控制系统。控制系统可以能够与和充电盒200通信的各种系统通信，各种系统诸如能够检测磁体的位置的位置检测系统240；或用于通知用户充电盒的盖子保持打开的通知系统236。

控制系统210可以从充电设备中的其它系统接收指示充电盒的盖子处于打开位置或关闭位置的信号。在这样的示例中，诸如如果充电盒处于关闭位置，则控制系统210可以通过系统来发起活动，诸如指示通知系统通知用户充电盒的盖子是打开的。同样，尽管通知系统236被示出为计算设备210的一部分，但是实际上，位置检测系统240可以是与控制系统210通信的独立系统。

参考图6和12，当控制系统210从位置检测系统240接收消息时，控制系统能够确定铰链磁体126和由此盖子54的位置。当控制系统确定铰链磁体126处于第一关闭位置时，控制系统210能够向通知系统236发送盖子完全关闭并且不需要向用户提供通知的指令。

相反，当控制系统210从位置检测系统240接收铰链磁体126和由此盖子54处于第二打开位置的消息时，控制系统210能够向通知系统236发送盖子处于打开位置的指令，控制系统210能够向通知系统236发送盖子完全打开并且能够向用户发送通知的指令。

铰链磁体的位置能够由控制系统确定。例如，当铰链磁体126围绕铰链托架116旋转时，控制系统内的一个或多个位置传感器能够被用于确定铰链磁体126的位置。

例如，参考图6和8，位置传感器202可以是位于充电盒50内的霍尔传感器。在该示例中，位置传感器202可以被固定到系统磁体106的磁体壳体108或在系统磁体106的磁体壳体108内形成。当它围绕铰链托架116的轴线旋转时，位置传感器202能够检测铰链磁体126的磁场。如以上指出地，铰链磁体126可以被定位在可旋转组件板118的基部处。在一个示例中，当它围绕铰链托架旋转时，铰链磁体126能够检测或铰链大小或者大小的变化。

位置传感器202可以与控制系统210通信以指示铰链磁体126的位置。例如，当铰链磁体126处于其中铰链磁体126间接地面向系统磁体106和系统磁体壳体108的第一关闭位置时，位置传感器202能够向控制系统210发送指示铰链磁体126的大小的信号。在该示例中，对铰链磁体126的位置的检测还能够指示充电盒50的盖子54的位置。

基于从位置传感器202接收的信息，控制系统210能够确定铰链磁体126的位置，和铰链磁体是否处于关闭位置中或者铰链磁体是否已经移动到打开位置。例如，因为位置传感器202的位置是固定的，所以控制系统210能够容易地确定铰链磁体126的位置。

在其它示例中，控制系统210能够确定铰链磁体的确切位置。例如，可以在充电盒内实现多个霍尔传感器210，以向控制系统210提供附加信息，从而知道铰链磁体的确切位置，这与简单地磁体是处于打开位置还是关闭位置相反。例如，铰链磁体126可以相对于处于关闭位置的铰链磁体126的位置以20度旋转，这能够用于指示至少一个双稳态打开位置。

图13是根据上述方面中的一些的示例流程图300，其可以由诸如控制系统210的一个或多个计算设备执行。在该示例中，控制系统210在框310处接收信号。该信号能够指示由铰链磁体126生成的大小或磁场。控制系统210然后可以确定铰链磁体126的位置，这继而将确定盖子54是处于关闭位置还是打开位置。控制系统能够进一步确定打开位置是双稳态位置还是其它打开位置。在框320处，控制系统210能够确定充电盒处于打开位置。在框330处，控制系统210能够向通知系统发送信号。

因此，在这里公开的特征可以提供一种能够在任何设备或系统诸如膝上型计算机、充电盒、平板电脑、附件等内实现的磁性双稳态铰链系统。在这里公开的特征可以克服与已知的铰链系统相关联的缺点。

前述可替代示例中的大多数不是互相排斥的，而是可以以各种组合实现以实现独特的优点。由于能够在不脱离由权利要求限定的主题的情况下利用以上讨论的特征的这些和其它变形与组合，因此，实施例的前述描述应当以示意的方式而不是限制由权利要求限定的主题的方式理解。作为示例，双稳态铰链系统不限于在任何一种设备中使用，并且可以跨越很多产品地实现。在这里描述的示例的提供以及用短语表达为“诸如”、“包括”等的条款不应被解释为将权利要求的主题限制于特定示例；实际上，示例仅旨在示意很多可能的实施例中的一个。

Claims (17)

1.一种磁性双稳态铰链系统，包括：

铰链托架，所述铰链托架具有延伸通过该铰链托架的轴线；

第一磁体，所述第一磁体被耦接到所述铰链托架并且被配置为围绕所述铰链托架的所述轴线从第一位置旋转到第二位置，所述第一磁体具有第一极和第二极；

耦接到所述铰链托架和所述第一磁体的可旋转部件；

第二磁体，所述第二磁体与所述第一磁体隔开预定距离并且具有第一极和第二极，其中所述第一磁体和所述第二磁体中的每一个的第一极在方向上面朝彼此；

其中，当所述第一磁体的第一极相对于所述第二磁体的第一极处于第一角度时，所述第一磁体和所述第二磁体处于所述第一位置，并且所述可旋转部件相对于所述铰链托架处于关闭位置，其中所述第一磁体和所述第二磁体当处于所述第一位置时彼此排斥来产生预加载的力以用于相对于所述铰链托架将所述可旋转部件保持在所述关闭位置；

其中，当所述第一磁体的第一极相对于所述第二磁体的第一极处于第二角度时，所述第一磁体和所述第二磁体相互排斥；以及

其中，当所述第一磁体的第一极相对于所述第二磁体的第一极处于所述第一磁体和所述第二磁体不再相互排斥的第三角度时，所述第一磁体处于所述可旋转部件相对于所述铰链托架处于完全打开位置的所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的铰链系统，其中，所述第一磁体的第一尺寸小于所述第二磁体的第二尺寸。

3.根据权利要求2所述的铰链系统，其中，所述第二磁体的所述第二尺寸是所述第一磁体的所述第一尺寸的至少两倍。

4.根据权利要求1所述的铰链系统，其中，所述可旋转部件包括第一端和相对的第二端，其中，所述第一磁体被定位在所述可旋转部件的所述第一端处，使得所述第一磁体的移动引起所述第二端围绕所述铰链托架旋转。

5.根据权利要求4所述的铰链系统，其中，所述可旋转部件的所述第一端面朝所述第二磁体，并且所述第二端背离所述第二磁体。

6.根据权利要求1所述的铰链系统，其中，当所述第一磁体和所述第二磁体相互排斥时，所述可旋转部件围绕所述铰链托架的所述轴线旋转。

7.根据权利要求1所述的铰链系统，其中，当所述第一磁体从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述第一磁体旋转至少20度。

8.根据权利要求1所述的铰链系统，其中，所述第二磁体被定位在从延伸通过所述第二磁体的竖直轴线偏移的角度处。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的铰链系统，其中，所述可旋转部件和所述铰链托架中的至少一个由铁磁性材料构成。

10.根据权利要求9所述的铰链系统，其中，所述铰链托架和所述可旋转部件两者均由铁磁性材料构成。

11.一种铰链系统集成在其中的系统，包括：

外部壳体；

耦接到所述外部壳体的可旋转盖；以及

布置在所述外部壳体内的根据权利要求1-10中的任一项所述的铰链系统。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一磁体被定位在所述可旋转部件内，并且所述第二磁体进一步被配置为将可移除的外部设备固定到所述外部壳体的内部。

13.根据权利要求11所述的系统，进一步包括被配置为检测所述第一磁体的位所的位置传感器；和

控制设备，所述控制设备包括一个或多个处理器，所述处理器被配置为：

从所述位置传感器接收指示所述第一磁体的位所的信号；并且

基于从所述位置传感器接收到的所述信号确定所述可旋转部件的当前位置。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第一磁体的当前位置指示所述可旋转部件是否处于所述第一位置和所述第二位置中的一个。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述位置传感器是检测所述第一磁体的位所的霍尔传感器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述位置传感器是多个霍尔传感器。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，所述位置传感器被定位在所述铰链托架内。