CN115325930A - 角度检测装置和折叠设备 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于电子产品技术领域，提供了一种角度检测装置，通过齿轮单元在调整开合角度过程中带动第一电容极板和第二电容极板运动，使可变电容单元的电容值跟随开合角度进行改变；电容检测电路用于获取可变电容单元的电容值，并根据开合角度和电容值之间的对应关系，确定折叠设备的开合角度，避免在折叠设备中使用磁铁进行开合角度的检测，提升了角度检测装置的抗电磁干扰能力和使用寿命；并通过在角度检测装置中使用活齿轮和定齿轮的组合设计，相较于单铰链设计可以提高折叠设备的可开合角度范围，还可以在开和角度为0度时提升折叠设备的闭合效果，避免出现死折现象，在保证角度检测效果的同时提升了折叠设备的折叠效果和角度检测装置的适用性。
Description
技术领域
本申请属于电子产品技术领域，尤其涉及一种角度检测装置和折叠设备。
背景技术
随着电子设备的快速发展，具有折叠屏的折叠设备越来越多，折叠设备的显示屏大小根据用户的实际需要进行调节，提高了折叠设备的显示范围的灵活性。折叠设备还可以根据开合角度实现人机交互，而该功能需要能够准确地检测折叠设备的开合角度。
目前通常通过在折叠设备中安装霍尔传感器和磁铁检测开合角度，在开合角度变化时，霍尔传感器和磁铁之间的相对距离发生变化，使霍尔传感器检测到的磁铁所产生的磁场强度和磁场方向发生变化，从而可以根据所检测到的磁场强度和磁场方向确定对应的开合角度。而该角度检测方案存在容易受到电磁干扰以及磁铁容易随着时间推移发生消磁的缺点，导致折叠设备的开合角度检测不准确。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种角度检测装置和折叠设备，以解决现有的角度检测方案存在容易受到电磁干扰以及磁铁容易随着时间推移发生消磁的缺点，导致折叠设备的开合角度检测不准确的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种角度检测装置，应用于折叠设备，包括齿轮单元、转轴单元、可变电容单元及电容检测电路；
所述齿轮单元包括依次啮合的第一活齿轮、第一定齿轮、第二定轮齿及第二活齿轮，所述第一定齿轮和所述第二定齿轮的位置固定，所述第一活齿轮能够以所述第一定齿轮的轴心转动，所述第二活齿轮能够以所述第二定齿轮的轴心转动，所述第一活齿轮和所述第二活齿轮用于调整所述折叠设备的开合角度；
所述转轴单元包括彼此平行的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接至所述第一定齿轮，所述第二转轴连接至所述第二定齿轮；
所述可变电容单元包括第一电容极板、第二电容极板及设置于所述第一电容极板和所述第二电容极板之间的介质层，所述第一电容极板连接至所述第一转轴，所述第二电容极板连接至所述第二转轴；
所述电容检测电路用于获取所述可变电容单元的电容值，并根据所述可变电容单元的电容值以及所述电容值与所述开合角度之间的对应关系，确定所述折叠设备的开合角度。
在一个实施例中，所述第一转轴固定于所述第一定齿轮，所述第二转轴固定于所述第二定齿轮，使得所述第一定齿轮在转动时带动所述第一转轴转动，且所述第二定齿轮在转动时带动所述第二转轴转动；
所述第一转轴和所述第二转轴能够沿相反方向同步地转动，所述第一转轴和所述第二转轴在转动时水平位置不变。
在一个实施例中，所述第一电容极板通过第一滑块连接至所述第一转轴，所述第二电容极板通过第二滑块连接至所述第二转轴，使得所述第一转轴在转动时带动所述第一电容极板水平移动，且所述第二转轴在转动时带动所述第二电容极板水平移动；
所述第一电容极板和所述第二电容极板能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一电容极板和所述第二电容极板在水平移动时转动角度不变。
在一个实施例中，还包括限位单元，所述限位单元包括第一子限位单元和第二子限位单元；
所述第一子限位单元覆盖于所述第一电容极板，所述第二子限位单元覆盖于所述第二电容极板；
或者，所述第一子限位单元覆盖于所述第一滑块，所述第二子限位单元覆盖于所述第二滑块；
所述第一子限位单元用于所述第一电容极板被所述第一转轴带动时限制所述第一电容极板的转动角度不变，使所述第一电容极板能够水平移动；
所述第二子限位单元用于所述第二电容极板被所述第二转轴带动时限制所述第二电容极板的转动角度不变，使所述第二电容极板能够水平移动。
在一个实施例中，所述第一定齿轮的内侧和所述第二定齿轮的内侧均设置有螺纹，所述第一转轴嵌套于所述第一定齿轮的内侧，所述第二转轴嵌套于所述第二定齿轮的内侧，使得所述第一定齿轮转动时带动所述第一转轴水平移动，且所述第二定齿轮转动时带动所述第二转轴水平移动；
所述第一转轴和所述第二转轴能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一转轴和所述第二转轴在水平移动时转动角度不变。
在一个实施例中，所述第一电容极板固定至所述第一转轴，所述第二电容极板固定至所述第二转轴，使得所述第一转轴在水平移动时带动所述第一电容极板水平移动，且所述第二转轴在水平移动时移动所述第二电容极板水平移动；
所述第一电容极板和所述第二电容极板能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一电容极板和所述第二电容极板在水平移动时转动角度不变。
在一个实施例中，所述第一电容极板通过第一套环固定于所述第一转轴，所述第二电容极板通过第二套环固定于所述第二转轴。
在一个实施例中，所述第一电容极板和所述第二电容极板相互平行，所述第一电容极板和所述第二电容极板分别与所述电容检测电路连接。
在一个实施例中，所述第一电容极板映射至所述第二电容极板的投影面积跟随所述开合角度改变，以改变所述可变电容单元的电容值。
在一个实施例中，在所述折叠设备的开合角度增大时，所述第一电容极板映射至所述第二电容极板的投影面积增大或减小。
本申请实施例第一方面提供的角度检测装置，齿轮单元的动齿轮用于调整折叠设备的开合角度，并在调整开合角度过程中通过带动定齿轮转动，从而带动转轴单元转动，进而带动第一电容极板和第二电容极板运动，使可变电容单元的电容值跟随开合角度进行改变；电容检测电路用于获取可变电容单元的电容值，并根据开合角度和电容值之间的对应关系，确定折叠设备的开合角度，避免在折叠设备中使用磁铁进行开合角度的检测，提升了角度检测装置的抗电磁干扰能力和使用寿命，从而提高了角度检测的准确性；并通过在角度检测装置中使用活齿轮和定齿轮的组合设计，相较于双活齿轮设计或单铰链设计可以提高折叠设备的可开合角度范围，还可以在开和角度为0度时提升折叠设备的闭合效果，避免出现死折现象，在保证角度检测效果的同时提升了折叠设备的折叠效果和角度检测装置的适用性。
本申请实施例的第二方面提供一种折叠设备，包括折叠屏单元和本申请实施例的第一方面提供的角度检测装置。
可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的终端设备的第一种结构示意图；
图2是本申请实施例提供的角度检测装置的第一种结构示意图；
图3是本申请实施例提供的齿轮单元的第一种转动示意图；
图4是本申请实施例提供的齿轮单元的第二种转动示意图；
图5是本申请实施例提供的角度检测装置的第二种结构示意图；
图6是本申请实施例提供的角度检测装置的第三种结构示意图；
图7是本申请实施例提供的角度检测装置的第四种结构示意图；
图8是本申请实施例提供的角度检测装置的第五种结构示意图；
图9是本申请实施例提供的角度检测装置的第六种结构示意图；
图10是本申请实施例提供的角度检测装置的第七种结构示意图；
图11是本申请实施例提供的角度检测装置的第八种结构示意图；
图12是本申请实施例提供的折叠设备的第一种结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
在应用中，目前通常通过在折叠设备中安装霍尔传感器和磁铁检测开合角度，在开合角度变化时，霍尔传感器和磁铁之间的相对距离发生变化，使霍尔传感器检测到的磁铁所产生的磁场强度和磁场方向发生变化，从而可以根据所检测到的磁场强度和磁场方向确定对应的开合角度。而该角度检测方案存在容易受到电磁干扰以及磁铁容易随着时间推移发生消磁的缺点，导致折叠设备的开合角度检测不准确。
此外，目前角度检测装置通常采用双活齿轮设计或单铰链设计，导致角度检测装置应用在折叠设备时的可开合角度范围有限，且折叠设备的开合角度难以达到0度或在达到0度时使转轴或折叠屏出现死折(由于长时间折叠或过大的压力出现即将断裂迹象的折痕)现象，折叠效果差，导致角度检测装置的适用性差。
针对上述技术问题，本申请实施例提供一种角度检测装置，齿轮单元的动齿轮用于调整折叠设备的开合角度，并在调整开合角度过程中通过带动定齿轮转动，从而带动转轴单元转动，进而带动第一电容极板和第二电容极板运动，使可变电容单元的电容值跟随开合角度进行改变；电容检测电路用于获取可变电容单元的电容值，并根据开合角度和电容值之间的对应关系，确定折叠设备的开合角度，避免在折叠设备中使用磁铁进行开合角度的检测，提升了角度检测装置的抗电磁干扰能力和使用寿命，从而提高了角度检测的准确性；并通过在角度检测装置中使用活齿轮和定齿轮的组合设计，相较于双活齿轮设计或单铰链设计可以提高折叠设备的可开合角度范围，还可以在开和角度为0度时提升折叠设备的闭合效果，避免出现死折现象，在保证角度检测效果的同时提升了折叠设备的折叠效果和角度检测装置的适用性。
本申请实施例提供的角度检测装置可以应用于具有折叠功能的终端设备，例如，安装有折叠屏单元的折叠设备。终端设备可以是手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
图1示例性的是示出了终端设备1的结构示意图，终端设备1可以包括处理模块10，存储器20，电源模块30，音频模块40，摄像模块50，传感器模块60，输入模块70，显示模块80及无线通信模块90等。其中，音频模块40可以包括扬声器41和麦克风42等，摄像模块50可以包括短焦摄像头51、长焦摄像头52及闪光灯53等，传感器模块60可以包括红外线传感器61、加速度传感器62、位置传感器63、指纹传感器64及虹膜传感器65等，输入模块70可以包括触控面板71和外接输入单元72等，无线通信模块90可以包括蓝牙、紫蜂协议(ZigBee)、光无线通信(Optical Wireless)、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)、近场通信(Near Field Communication，NFC)等无线通信单元。
在应用中，显示模块80可以是直面屏、曲面屏或柔性屏，具体可以是折叠屏，折叠屏可以包括至少一块柔性屏，或者，折叠屏可以包括至少一块柔性屏以及至少一块直面屏或曲面屏，本申请实施例对显示模块80的具体类型不作任何限制。
在应用中，处理模块10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理模块还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在应用中，存储器20在一些实施例中可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器20在另一些实施例中也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器20还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器20用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
如图2所示，本申请实施例提供的角度检测装置100，应用于折叠设备200，包括齿轮单元110、转轴单元120、可变电容单元130及电容检测电路140；
齿轮单元110包括依次啮合的第一活齿轮111、第一定齿轮112、第二定轮齿113及第二活齿轮114，第一定齿轮112和第二定齿轮113的位置固定，第一活齿111轮能够以第一定齿轮112的轴心转动，第二活齿轮114能够以第二定齿轮113的轴心转动，第一活齿轮111和第二活齿轮114用于调整折叠设备200的开合角度；
转轴单元120包括彼此平行的第一转轴121和第二转轴122，第一转轴121连接至第一定齿轮112，第二转轴122连接至第二定齿轮113；
可变电容单元130包括第一电容极板131、第二电容极板132及设置于第一电容极板131和第二电容极板132之间的介质层133，第一电容极板131连接至第一转轴121，第二电容极板132连接至第二转轴122；
电容检测电路140用于获取可变电容单元130的电容值，并根据可变电容单元130的电容值以及电容值与开合角度之间的对应关系，确定折叠设备200的开合角度。
在应用中，角度检测装置100可以内置于折叠设备200中，角度检测装置100可以用于调整折叠设备200的开合角度并实时且准确地检测开合角度，下面对角度检测装置100的具体结构和开合角度检测的实现方式进行说明。
在应用中，角度检测装置100可以包括齿轮单元110、转轴单元120、可变电容单元130及电容检测电路140。其中，齿轮单元110可以包括一个活齿轮或两个活齿轮，每个活齿轮可以连接一个或多个折叠屏，以通过转动活齿轮实现调整折叠设备200的开合角度。具体的，齿轮单元110可以包括一个活齿轮，并连接两个折叠屏；或者，齿轮单元110可以包括两个活齿轮，每个活齿轮连接一个折叠屏。齿轮单元110还可以包括至少两个定齿轮，在齿轮单元110包括一个活齿轮和多个定齿轮时，一个活齿轮和多个定齿轮依次啮合，通过将定齿轮的位置固定，在活齿轮以相邻并啮合的定齿轮的轴心进行转动时，提高活齿轮的转动稳定性和平滑性；在齿轮单元110包括两个活齿轮和多个定齿轮时，第一活齿轮111、多个定齿轮及第二活齿轮114依次啮合，具体的，齿轮单元110可以包括依次啮合的第一活齿轮111、第一定齿轮112、第二定轮齿及第二活齿轮114，通过在两个活齿轮之间设置多个定齿轮，可以在提高活齿轮的转动稳定性和平滑性的同时，避免两个活齿轮直接啮合，从而避免开合角度在达到0度时折叠屏出现死折现象，有效提升了开合角度在接近0度或达到0度时的折叠效果。
图3示例性的示出了第一活齿轮111、第一定齿轮112、第二定轮齿及第二活齿轮114转动时的带动关系，如图3所示，在第一活齿轮111沿顺时针方向转动时，第一活齿轮111可以带动第一定齿轮112沿逆时针方向转动，从而带动第二定齿轮113沿顺时针方向转动，进而带动第二活齿轮114沿逆时针方向转动。其中，第一活齿轮111以第一定齿轮112的轴心转动，第二活齿轮114以第二定齿轮113的轴心转动，第一定齿轮112/第二定齿轮113的位置固定，并以第一定齿轮112/第二定齿轮113的轴心进行自转。图4示例性的示出了图3中第一活齿轮111沿顺时针方向转动后的位置变化，第一活齿轮111和第二活齿轮114的相对位置靠近，对应的，折叠设备200的开合角度变小。
其中，定齿轮和活齿轮的尺寸可以相同也可以不同，本申请实施例对定齿轮和活齿轮的尺寸和用料不作任何限制；活齿轮还可以连接铰链等折叠机构，使活齿轮在转动时可以实现调整折叠设备200的开合角度，具体的开合角度根据活齿轮被施加的具体力矩大小和力矩方向确定，本申请实施例对活齿轮连接的折叠机构的类型不作任何限制。
在一个实施例中，第一活齿轮111和第二活齿轮114的转动角度范围均为0度至90度，使得折叠设备200的可开合角度范围为0度至180度。
在应用中，第一活齿轮111和第二活齿轮114的转动角度范围可以根据实际需要进行设置，需要说明的是，第一活齿轮111的最大转动角度和第二活齿轮114的最大转动角度之和等于折叠设备200的最大可开合角度；第一活齿轮111的最小转动角度和第二活齿轮114的最小转动角度之和等于折叠设备200的最小可开合角度。
在应用中，转轴单元120可以包括第一转轴121和第二转轴122，在齿轮单元110包括多个定齿轮时，第一转轴121可以连接至第一定齿轮112，第二转轴122可以连接至第二定齿轮113，其中，第一定齿轮112和第二定齿轮113相邻并啮合。其中，转轴的材质可以是不锈钢或合金等不同类型的金属。
在应用中，可变电容(Variable Capacitor)单元的电容值可以根据第一电容极板131和第二电容极板132之间的介质层133所包含的电荷数量确定。具体的，第一电容极板131连接至第一转轴121，第二电容极板132连接至第二转轴122，第一定齿轮112转动时带动第一转轴121运动，从而带动第一电容极板131运动，相同的，第二定齿轮113转动时带动第二转轴122运动，从而带动第二电容极板132运动，通过改变第一电容极板131和第二电容极板132的位置，可以改变第一电容极板131和第二电容极板132之间的电荷数量。需要说明的是，在第一活齿轮111和/或第二活齿轮114开始转动时，会相应地带动第一定齿轮112和第二定齿轮113转动，从而使第一电容极板131和第二电容极板132进行运动，使得电荷数量可以根据折叠设备200的开合角度发生改变。
在应用中，介质层133设置在第一电容极板131和第二电容极板132之间，用于作为第一电容极板131和第二电容极板132之间的电介质(Dielectric)，以传导或存储第一电容极板131和第二电容极板132之间的电荷。介质层133可以是气态介质层133、液态介质层133或固态介质层133。
在一个实施例中，角度检测装置100还可以包括传动单元，传动单元可以包括第一子传动单元和第二子传动单元，第一子传动单元分别与第一转轴121和第一电容极板131连接，第二子传动单元分别与第二转轴122和第二电容极板132连接，使得第一转轴121在转动时可以带动第一电容极板131运动，且第二转轴122在转动时可以带动第二电容极板132运动。
在一个实施例中，第一电容极板131和第二电容极板132相互平行，第一电容极板131和第二电容极板132分别与电容检测电路140连接。
在应用中，可以将第一电容极板131和第二电容极板132保持相互平行，还可以控制第一电容极板131和第二电容极板132之间的垂直距离不变，使第一电容极板131和第二电容极板132在运动时仅发生水平位置的改变，提高运动过程中电荷数量(可变电容单元130的电容值)变化的可量化性和准确性。第一电容极板131和第二电容极板132分别与电容检测电路140连接，使电容检测电路140可以获取可变电容单元130的电容值。
在一个实施例中，第一电容极板131映射至第二电容极板132的投影面积跟随开合角度改变，以改变可变电容单元130的电容值。
在应用中，第一电容极板131映射至第二电容极板132的投影面积的可以用于反映电荷数量。可以分别获取折叠设备200在各个开合角度时的投影面积，以及在各个投影面积下电容检测电路140检测得到的可变电容单元130的电容值，建立折叠设备200的开合角度和可变电容单元130的电容值的对应关系。通过投影面积建立开合角度和电容值之间的对应关系，具有数据转换准确性高的优点，可以提高开合角度检测的准确性。
具体的，投影面积和电容值的关系式为：
C＝ε0εrS/d；
其中，C表示可变电容单元130的电容值，ε0表示真空介电常数，εr表示介质层133的相对介电常数，S表示第一电容极板131映射至第二电容极板132的投影面积，d表示第一电容极板131和第二电容极板132之间的预设距离。
在应用中，ε0为常数，且在确定了介质层133使用的材质且通过平行设置第一电容极板131和第二电容极板132并间隔预设距离d，使εr和d也为常数，因此根据投影面积和电容值的关系式，可以得到电容值和投影面积呈正相关，因此投影面积越大，电容值越大。
在一个实施例中，在折叠设备200的开合角度增大时，第一电容极板131映射至第二电容极板132的投影面积增大或减小。
在应用中，每个开合角度具有唯一对应的投影面积，每个投影面积具有唯一对应的电容值，使每个开合角度具有唯一对应的电容值。具体的，在折叠设备200的开合角度增大时，第一电容极板131映射至第二电容极板132的投影面积增大或减小。
在应用中，电容检测电路140与可变电容单元130连接，可以用于实时获取可变电容单元130的电容值，每个开合角度具有唯一对应的电容值，从而可以根据可变电容单元130的电容值以及开合角度和电容值之间的对应关系，准确确定折叠设备200的开合角度。其中，电容检测电路140可以通过差动脉冲调制电路或电容调频电路等可以用于检测电容值的电路获取可变电容单元130的电容值，并可以通过电容检测电路140中集成的处理器实现根据可变电容单元130的电容值以及开合角度和电容值之间的对应关系，准确确定折叠设备200的开合角度，本申请实施例对电容检测电路140的具体电路类型不作任何限制。
图5示例性的示出了角度检测装置100的俯视图，需要说明的是，在折叠设备200的开合角度为0度时，第一电容极板131和第二电容极板132可以正对，此时映射面积最大，在开合角度增大时，第一电容极板131和第二电容极板132可以以相反方向水平移动，或者，也可以以相反反向转动，使投影面积减小，从而使电容检测电路140检测到的电容值减小，以实时获取当前折叠设备200的开合角度。
在应用中，齿轮单元110的动齿轮用于调整折叠设备200的开合角度，并在调整开合角度过程中通过带动定齿轮转动，从而带动转轴单元120转动，进而带动第一电容极板131和第二电容极板132运动，使可变电容单元130的电容值跟随开合角度进行改变；电容检测电路140用于获取可变电容单元130的电容值，并根据开合角度和电容值之间的对应关系，确定折叠设备200的开合角度，避免在折叠设备200中使用磁铁进行开合角度的检测，提升了角度检测装置100的抗电磁干扰能力和使用寿命，从而提高了角度检测的准确性；且安装至折叠设备200的元件数量少、结构简单、体积占比低，可以在提高角度检测装置100运行的稳定性同时降低运行功耗，还可以节省主板空间以提高主板的布线灵活性，并降低了折叠设备200的生产成本。
需要说明的是，第一转轴121/第二转轴122可以在被第一定齿轮112/第二定齿轮113带动时进行转动或水平移动，下面通过图6至图10所对应的实施例对第一转轴121/第二转轴122能够转动时的结构设计进行说明，并通过图11所对应的实施例对第一转轴121/第二转轴122能够水平移动时的结构设计进行说明。
如图6或图7所示，在一个实施例中，基于图2所对应的实施例，第一转轴121固定于第一定齿轮112，第二转轴122固定于第二定齿轮113，使得第一定齿轮112在转动时带动第一转轴121转动，且第二定齿轮113在转动时带动第二转轴122转动；
第一转轴121和第二转轴122能够沿相反方向同步地转动，第一转轴121和第二转轴122在转动时水平位置不变；
第一电容极板131和第二电容极板132能够沿相反方向同步地水平移动，第一电容极板131和第二电容极板132在水平移动时转动角度不变。
在应用中，第一转轴121可以固定于第一定齿轮112，使第一定齿轮112在转动时带动第一转轴121同步转动，相同的，第二转轴122可以固定于第二定齿轮113，使第二定齿轮113在转动时带动第二转轴122同步转动。且第一定齿轮112和第二定齿轮113在转动时转动方向相反，使第一转轴121和第二转轴122能够沿相反方向同步地转动；且第一定齿轮112和第二定齿轮113的位置固定，使第一转轴121和第二转轴122在转动时水平位置不变。
在应用中，第一电容极板131可以通过第一子传动单元固定于第一转轴121，使得第一转轴121在转动时带动第一电容极板131转动，相同的，第二电容极板132可以通过第二子传动单元固定于第二转轴122，使得第二转轴122在转动时带动第二电容极板132转动，则第一电容极板131和第二电容极板132能够沿相反方向同步地转动(如图6所示)，第一电容极板131和第二电容极板132之间的投影面积可以跟随开合角度改变，以改变可变电容单元130的电容值。
在一个实施例中，第一电容极板131通过第一滑块161连接至第一转轴121，第二电容极板132通过第二滑块162连接至第二转轴122，使得第一转轴121在转动时带动第一电容极板131水平移动，且第二转轴122在转动时带动第二电容极板132水平移动。
在应用中，第一子传动单元可以是第一滑块161，第二子传动单元可以是第二滑块162，通过第一滑块161连接第一电容极板131和第一转轴121，可以使得第一转轴121在转动时带动第一电容极板131水平移动，第二电容极板132的运动状态和第一电容极板131相同，不再赘述。则第一电容极板131和第二电容极板132能够沿相反方向同步地水平移动(如图7所示)，第一电容极板131和第二电容极板132之间的投影面积可以跟随开合角度改变，以改变可变电容单元130的电容值。其中，图6和图7中未示出传动单元，第一滑块161和第一子传动单元的结构关系可以参照下述实施例中的相关描述。
在应用中，通过将第一转轴121固定于第一定齿轮112，并将第一电容极板131固定于第一转轴121，可以使第一电容极板131准确地跟随开合角度的改变进行运动(第二电容极板132的运动原理和第一电容极板131一致)，从而使投影面积准确跟随开合角度进行改变，进而提高电容检测的准确性，并根据电容值和开合角度的对应关系，准确获取折叠设备200的开合角度，提高了角度检测的准确性。
如图8、图9或图10所示，在一个实施例中，基于图7所对应的实施例，还包括限位单元150，限位单元150包括第一子限位单元151和第二子限位单元152；
第一子限位单元151覆盖于第一电容极板131，第二子限位单元152覆盖于第二电容极板132(如图8所示)；
或者，第一子限位单元151覆盖于第一滑块161，第二子限位单元152覆盖于第二滑块162(如图9所示)；
第一子限位单元151用于第一电容极板131被第一转轴121带动时限制第一电容极板131的转动角度不变，使第一电容极板131能够水平移动；
第二子限位单元152用于第二电容极板132被第二转轴122带动时限制第二电容极板132的转动角度不变，使第二电容极板132能够水平移动。
在应用中，第一滑块161和第一转轴121滑动连接，第一滑块161和第一电容极板131固定连接，在第一子限位单元151覆盖于第一电容极板131或第一滑块161时，第一子限位单元151可以限制第一电容极板131和第一滑块161的转动角度不变，从而在第一转轴121进行转动时，第一滑块161能够水平运动，从而带动第一电容极板131进行水平运动。第二滑块162和第二电容极板132的运动原理和上述第一滑块161和第一电容极板131的运动原理相同，不再赘述。
在应用中，第一定齿轮112和第二定齿轮113在转动时转动方向相反，使第一电容极板131和第二电容极板132能够沿相反方向同步地水平运动。通过限位单元150限制第一电容极板131和第二电容极板132的转动角度不变，可以在第一定齿轮112和第二定齿轮113转动时，使第一电容极板131和第二电容极板132可以保持相互平行并进行水平移动，从而使投影面积准确跟随开合角度进行改变，进而提高电容检测的准确性，并根据电容值和开合角度的对应关系，准确获取折叠设备200的开合角度，提高了角度检测的准确性。
图10示例性的示出了限位单元150采用一体式结构并覆盖于第一电容极板131和第二电容极板132时的结构示意图。
如图11所示，在一个实施例中，基于图2所对应的实施例，第一定齿轮112的内侧和第二定齿轮113的内侧均设置有螺纹，第一转轴121嵌套于第一定齿轮112的内侧，第二转轴122嵌套于第二定齿轮113的内侧，使得第一定齿轮112转动时带动第一转轴121水平移动，且第二定齿轮113转动时带动第二转轴122水平移动；
第一转轴121和第二转轴122能够沿相反方向同步地水平移动，第一转轴121和第二转轴122在水平移动时转动角度不变。
在应用中，第一定齿轮112的内侧和第二定齿轮113的内侧可以设置有螺纹，第一转轴121可以嵌套于第一定齿轮112的内侧，使第一定齿轮112转动时带动第一转轴121水平移动，同样的，第二转轴122可以嵌套于第二定齿轮113的内侧，使第二定齿轮113转动时带动第二转轴122水平移动。通过在第一定齿轮112内侧设置螺纹并将第一转轴121嵌套于第一定齿轮112，可以使第一转轴121和第一定齿轮112进行丝杆运动，从而使第一转轴121在水平移动时保持转动角度不变，第二转轴122和第二定齿轮113的运动原理可以参照上述第一转轴121和第一定齿轮112的运动原理，不再赘述。通过丝杆运动，第一转轴121和第二转轴122能够沿相反方向同步地水平移动，且第一转轴121和第二转轴122在水平移动时转动角度不变。
在一个实施例中，第一电容极板131固定至第一转轴121，第二电容极板132固定至第二转轴122，使得第一转轴121在水平移动时带动第一电容极板131水平移动，且第二转轴122在水平移动时移动第二电容极板132水平移动；
所述第一电容极板131和所述第二电容极板132能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一电容极板131和所述第二电容极板132在水平移动时转动角度不变。
在应用中，第一电容极板131可以通过第一子传动单元固定于第一转轴121，使得第一转轴121在水平移动时带动第一电容极板131水平移动，相同的，第二电容极板132可以通过第二子传动单元固定于第二转轴122，使得第二转轴122在水平移动时带动第二电容极板132水平移动，则第一电容极板131和第二电容极板132能够沿相反方向同步地水平移动，第一电容极板131和第二电容极板132之间的投影面积可以跟随开合角度改变，以改变可变电容单元130的电容值。
在一个实施例中，第一电容极板131通过第一套环固定于第一转轴121，第二电容极板132通过第二套环固定于第二转轴122。
在应用中，第一子传动单元/第二子传动单元具体可以是套环，本申请实施例对第一子传动单元/第二子传动单元的具体结构不作任何限制。
在应用中，通过将第一转轴121嵌套于第一定齿轮112，并将第一电容极板131固定于第一转轴121，可以使第一电容极板131准确地跟随开合角度的改变进行运动(第二电容极板132的运动原理和第一电容极板131一致)，从而使投影面积准确跟随开合角度进行改变，进而提高电容检测的准确性，并根据电容值和开合角度的对应关系，准确获取折叠设备200的开合角度，提高了角度检测的准确性。相较于图6至图10所对应的实施例，将第一转轴121固定于第一定齿轮112，图11所对应的实施例，将第一转轴121嵌套于第一定齿轮112，可以使第一电容极板131在进行水平移动时不产生摩擦力(将第一转轴121固定于第一定齿轮112，需要通过限位单元150限制第一电容极板131的转动角度不变，导致限位单元150和第一电容极板131之间产生摩擦力)，从而避免在齿轮单元120转动时带来阻力，进而可以提高折叠设备200进行折叠时的顺畅性。
本申请实施例提供的角度检测装置100，安装至折叠设备200时，由于转轴单元120在跟随折叠设备200的开合角度改变进行运动时，运动状态包括转动或水平移动，且水平连接至第一定齿轮112和第二定齿轮113，仅占用折叠设备200的水平空间，可以节省折叠设备200的纵向空间，从而可以节省折叠设备200的主板空间以提高主板的布线灵活性，并降低了折叠设备200的生产成本。
如图12所示，本申请实施例提供的折叠设备200，包括折叠屏单元和如上述实施例提供的角度检测装置100；
在一个实施例中，如图12所示，折叠屏单元包括连接至第一活齿轮111的第一折叠屏和连接至第二活齿轮114的第二折叠屏；
第一活齿轮111用于在转动时带动第一折叠屏转动，第二活齿轮114用于在转动时带动第二折叠屏转动。
在应用中，角度检测装置100的结构和功能以及折叠屏单元的选型可以参照上述实施例的描述，在此不再赘述。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对角度检测装置100和折叠设备200的具体限定。在本申请另一些实施例中，角度检测装置100和折叠设备200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述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，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种角度检测装置，应用于折叠设备，其特征在于，包括齿轮单元、转轴单元、可变电容单元及电容检测电路；
所述齿轮单元包括依次啮合的第一活齿轮、第一定齿轮、第二定轮齿及第二活齿轮，所述第一定齿轮和所述第二定齿轮的位置固定，所述第一活齿轮能够以所述第一定齿轮的轴心转动，所述第二活齿轮能够以所述第二定齿轮的轴心转动，所述第一活齿轮和所述第二活齿轮用于调整所述折叠设备的开合角度；
所述转轴单元包括彼此平行的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接至所述第一定齿轮，所述第二转轴连接至所述第二定齿轮；
所述可变电容单元包括第一电容极板、第二电容极板及设置于所述第一电容极板和所述第二电容极板之间的介质层，所述第一电容极板连接至所述第一转轴，所述第二电容极板连接至所述第二转轴；
所述电容检测电路用于获取所述可变电容单元的电容值，并根据所述可变电容单元的电容值以及所述电容值与所述开合角度之间的对应关系，确定所述折叠设备的开合角度。
2.如权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一转轴固定于所述第一定齿轮，所述第二转轴固定于所述第二定齿轮，使得所述第一定齿轮在转动时带动所述第一转轴转动，且所述第二定齿轮在转动时带动所述第二转轴转动；
所述第一转轴和所述第二转轴能够沿相反方向同步地转动，所述第一转轴和所述第二转轴在转动时水平位置不变。
3.如权利要求2所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一电容极板通过第一滑块连接至所述第一转轴，所述第二电容极板通过第二滑块连接至所述第二转轴，使得所述第一转轴在转动时带动所述第一电容极板水平移动，且所述第二转轴在转动时带动所述第二电容极板水平移动；
所述第一电容极板和所述第二电容极板能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一电容极板和所述第二电容极板在水平移动时转动角度不变。
4.如权利要求3所述的角度检测装置，其特征在于，还包括限位单元，所述限位单元包括第一子限位单元和第二子限位单元；
所述第一子限位单元覆盖于所述第一电容极板，所述第二子限位单元覆盖于所述第二电容极板；
或者，所述第一子限位单元覆盖于所述第一滑块，所述第二子限位单元覆盖于所述第二滑块；
所述第一子限位单元用于所述第一电容极板被所述第一转轴带动时限制所述第一电容极板的转动角度不变，使所述第一电容极板能够水平移动；
所述第二子限位单元用于所述第二电容极板被所述第二转轴带动时限制所述第二电容极板的转动角度不变，使所述第二电容极板能够水平移动。
5.如权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一定齿轮的内侧和所述第二定齿轮的内侧均设置有螺纹，所述第一转轴嵌套于所述第一定齿轮的内侧，所述第二转轴嵌套于所述第二定齿轮的内侧，使得所述第一定齿轮转动时带动所述第一转轴水平移动，且所述第二定齿轮转动时带动所述第二转轴水平移动；
所述第一转轴和所述第二转轴能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一转轴和所述第二转轴在水平移动时转动角度不变。
6.如权利要求5所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一电容极板固定至所述第一转轴，所述第二电容极板固定至所述第二转轴，使得所述第一转轴在水平移动时带动所述第一电容极板水平移动，且所述第二转轴在水平移动时移动所述第二电容极板水平移动；
所述第一电容极板和所述第二电容极板能够沿相反方向同步地水平移动，所述第一电容极板和所述第二电容极板在水平移动时转动角度不变。
7.如权利要求6所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一电容极板通过第一套环固定于所述第一转轴，所述第二电容极板通过第二套环固定于所述第二转轴。
8.如权利要求1至7任一项所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一电容极板和所述第二电容极板相互平行，所述第一电容极板和所述第二电容极板分别与所述电容检测电路连接。
9.如权利要求1至7任一项所述的角度检测装置，其特征在于，所述第一电容极板映射至所述第二电容极板的投影面积跟随所述开合角度改变，以改变所述可变电容单元的电容值。
10.如权利要求9所述的角度检测装置，其特征在于，在所述折叠设备的开合角度增大时，所述第一电容极板映射至所述第二电容极板的投影面积增大或减小。
11.一种折叠设备，其特征在于，包括折叠屏单元和如权利要求1至10任一项所述的角度检测装置。
12.如权利要求11所述的折叠设备，其特征在于，所述折叠屏单元包括连接至所述第一活齿轮的第一折叠屏和连接至所述第二活齿轮的第二折叠屏；
所述第一活齿轮用于在转动时带动所述第一折叠屏转动，所述第二活齿轮用于在转动时带动所述第二折叠屏转动。
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| CN115325930B (zh) | 2024-05-17 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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