CN218934998U - 分段带回弹功能的电子产品铰链 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分段带回弹功能的电子产品铰链，包括第一连接部件、第二连接部件和轴，第一连接部件、第二连接部件分别和所述轴转动连接；其特征在于所述铰链设置有扭力机构组合，所述扭力机构组合包括第一扭力机构和第二单向扭力机构，第一扭矩机构和第二单向扭矩机构是相互独立的扭矩单元。本实用新型能够为佩带式电子产品提高佩带使用效果，在小直径下实现更高的摩擦力值和回弹力值，可在3mm的直径内，超过50Nmm的扭矩回弹；且摩擦阶段和回弹阶段的力矩单独可调，在回弹阶段，可以在需要的角度范围内回弹，能够较好地应用于AR/VR头戴式设备/笔记本支架/无线耳机充电盒子等佩戴用具。

Description

分段带回弹功能的电子产品铰链

技术领域

本实用新型涉及电子产品铰链，尤其涉及佩带式用具的铰链。

背景技术

常见的佩带式用具，其能依靠自身的弹性或柔性而紧配佩带在人体部位上。比如眼镜，普通眼镜靠柔性的眼镜架，从中立位置继续到最大打开位置，并实现回弹，依靠其眼镜腿的弹性或柔性而夹紧佩带在头部。如何做到在小尺寸下的足够力值，从而提高佩戴时的使用感觉，保证佩戴时产品不会晃动并且提高佩戴时的舒适度，是需要不断解决的问题。

目前市面上的佩带式用具的铰链基本通过扭簧实现回弹且摩擦扭矩与弹簧回弹力是叠加的，无法单独调节摩擦扭矩和自动回弹的手感。并且只能实现最大工作角度状态下有回弹动作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分段带回弹功能的电子产品铰链，能够为佩带式电子产品的佩带带来柔性或弹性效果，而提高佩戴式电子产品的佩带效果。为此，本实用新型采用以下技术方案：

分段带回弹功能的电子产品铰链，包括第一连接部件、第二连接部件和轴，第一连接部件、第二连接部件分别和所述轴转动连接；其特征在于所述铰链设置有扭力机构组合，所述扭力机构组合包括第一扭力机构和第二单向扭力机构，第一扭矩机构和第二单向扭矩机构是相互独立的扭矩单元，所述第一扭力结构采用簧管与所述轴夹紧配合，所述第二扭力机构采用端面凸轮配合结构，包括套在轴上的第一凸轮、第二凸轮和弹性元件；所述铰链还设置有第一转动角度范围限位结构和第二转动角度限位结构，所述第一转动角度范围限位结构对应第一连接部件自初始位至第一打开角度的转动限位，所述第二转动角度限位结构对应第二连接部件与轴之间的最大相对转动角度，第二连接部件与轴之间的相对转动与第一连接部件与轴之间的相对转动相衔接；所述第一连接部件与所述第一扭力机构的簧管连接，所述第二连接部件与第二凸轮连接，所述第一凸轮与所述轴防转连接但可相对轴滑动，所述第二凸轮与所述轴转动连接；所述第二单向扭力机构施加于第二连接部件和轴之间的打开转动阻力扭矩大于第一扭力机构对于第一连接部件的阻力扭矩；所述弹性元件压紧第一凸轮和第二凸轮以保持凸轮控制，并在第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间，所述凸轮控制结构处在上坡不稳定段的控制配合而使第二连接部件有轴之间保持向初始位回转的趋势。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案或对这些进一步的技术方案组合使用：

所述轴的靠近外端部设置固定部，所述簧管设置在固定部外侧的轴上，所述第一凸轮、第二凸轮和弹性元件设置在固定部内侧的轴上，所述固定部设置第一转动角度限位结构中的固定限位部，所述簧管或与所述簧管同步转动的部件上设置第一转动角度限位结构中的与固定限位部配合的转动部。

所述第二凸轮抵靠在所述固定部的内侧，由所述弹性元件压紧第一凸轮和第二凸轮。

所述转动部还设置有延伸轴向延伸部，所述第二凸轮或与第二凸轮同步转动的部件设置限位部，所述轴向延伸部和限位部配合形成第二转动角度限位结构。

所述第一凸轮和第二凸轮之间设置转动角度限位结构，所述转动角度限位结构包括凹槽和凸键，所述限位结构的限位角度对应第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度之间的角度。

在第二连接部件与轴之间处于初始角度时，所述第一凸轮和第二凸轮之间处于自锁状态。

所述第一凸轮和第二凸轮的最大外径不大于3.2mm，第二扭力机构输出的回弹扭矩不小于50Nmm。

第一转动角度范围大于第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间的角度范围。

第一转动角度范围85-92°，第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间的角度范围14-17°。

所述电子产品包括头戴式设备、笔记本支架。

由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型能够为佩带式电子产品提高佩带使用效果，在小直径下实现更高的摩擦力值和回弹力值，可在3mm的直径内，超过50Nmm的扭矩回弹；且摩擦阶段和回弹阶段的力矩单独可调，在回弹阶段，可以在需要的角度范围内回弹，能够较好地应用于AR/VR头戴式设备/笔记本支架/无线耳机充电盒子等佩戴用具。

附图说明

图1为本实用新型所提供的铰链实施例的示意图，与图10-2显示的状态相同。

图2为图1所示实施例的爆炸图。

图3为图1所示实施例的第一连接部件和轴的连接示意图。

图4为图1所示实施例的第一连接部件在第一转动角度范围的限位配合示意图。

图5为图1所示实施例的第二转动角度范围末端的限位配合示意图。

图6为图1所示实施例的第一凸轮和轴的连接示意图。

图7为图1所示实施例的第一凸轮和第二凸轮在第二转动角度范围起始端的配合示意图。

图8为图1所示实施例的第一凸轮和第二凸轮在第二转动角度范围末端的配合示意图。

图9-1、9-2、9-3分别为图1所示实施例在起始位置、第一转动角度范围末端也即第二转动角度范围起始端、第二转动角度范围末端的端部示意图。

图10-1、10-2、10-3分别为图1所示实施例在起始位置、第一转动角度范围末端也即第二转动角度范围起始端、第二转动角度范围末端的主视图。

具体实施方式

参照附图。以下实施例中，电子产品以VR或AR眼镜为例。

本实用新型分段带回弹功能的电子产品铰链，包括第一连接部件1、第二连接部件2和轴3，第一连接部件1、第二连接部件2分别和所述轴3转动连接，电子产品中两个需要转动连接的功能结构分别和第一连接部件1、第二连接部件2连接，对于VR眼镜来说，两个需要转动连接的功能结构可以分别为眼镜外框和眼镜腿。第一连接部件1、第二连接部件2可以做成连接臂或连接架的结构形式。

所述铰链设置有扭力机构组合，所述扭力机构组合包括第一扭力机构和第二单向扭力机构，第一扭矩机构和第二单向扭矩机构是相互独立的扭矩单元，实现灵活调整扭矩规格，所述第一扭力结构采用簧管4与所述轴3夹紧配合，所述簧管4设置有一条轴向缝41，而由此具有弹性，将轴3包夹紧。所述第二扭力机构采用端面凸轮配合结构，包括套在轴3上的第一凸轮51、第二凸轮52和弹性元件53。

所述铰链还设置有第一转动角度范围限位结构和第二转动角度限位结构，所述第一转动角度范围限位结构对应第一连接部件1自初始位(图9-1)至第一打开角度(图9-2)的转动限位，所述第二转动角度限位结构对应第二连接部件2与轴3之间的最大相对转动角度，第二连接部件2与3轴之间的相对转动与第一连接部件1与轴3之间的相对转动相衔接，在打开方向，待第一连接部件1转动到最大角度(图9-2)后，第二连接部件2与轴3之间再发生相对转动，在回转阶段，待第二连接部件2与轴3回转至它们之间的初始角度(图9-2)后，再发生第一连接部件1与轴3的相对转动至初始角度(图9-1)。这可以通过扭力机构组合并结合上述限位结构组合实现。

所述第一连接部件1与所述第一扭力机构的簧管4连接，它们可以制造为一体，或通过连接结构连接在一起。所述第二连接部件2与第二凸轮52连接，它们可以制造为一体，或通过连接结构连接在一起。所述第一凸轮51与所述轴3防转连接但可相对轴滑动，比如通过扁位滑动连接，附图标号31为轴上的扁位。所述第二凸轮52与所述轴3为转动连接。

所述第二单向扭力机构施加于第二连接部件2和轴3之间的打开转动阻力扭矩大于第一扭力机构对于第一连接部件的阻力扭矩，通过上述扭力机构组合能够较容易地实现该结果，这可以通过灵活地单独调节弹性元件的数量或力值以及簧管4对轴的包夹面积而非常容易地实现。在本实施例中，所述弹性元件53可以采用多片碟簧。所述弹性元件53压紧第一凸轮51和第二凸轮52以保持凸轮控制，并在第二连接部件2与轴3之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的最大角度之间(图9-2至9-3之间)，所述凸轮控制结构处在上坡不稳定段520的控制配合而使第二连接部件2与轴3之间保持向初始位(图9-2)回转的趋势，从而在该角度范围内，转动阻力扭矩只发送在第二连接部件2与轴3之间的打开方向的相对转动过程，在第二连接部件2与轴3之间的相对转动为闭合方向，该力矩反而起到助力回弹作用。

为了使结构紧凑，适于微型化应用，所述轴3的靠近外端部设置固定部6，它们可以制造为一体，或通过连接结构连接在一起。所述簧管3设置在固定部6外侧的轴上，这可以用卡簧7非常方便地将其轴向定位在卡簧7和固定部6之间。所述第一凸轮51、第二凸轮52和弹性元件53设置在固定部6内侧的轴上，并用螺母8与轴3螺纹连接予以限位并调节预设力值。所述固定部6设置第一转动角度限位结构中的固定限位部61，所述簧管4或与所述簧管同步转动的部件上设置第一转动角度限位结构中的与固定限位部61配合的转动部42。所述第二凸轮52抵靠在所述固定部6的内侧，由所述弹性元件53压紧第一凸轮51和第二凸轮52。所述转动部42还设置有延伸轴向延伸部421，所述第二凸轮52或与第二凸轮同步转动的部件设置限位部521，所述轴向延伸部421和限位部521配合形成第二转动角度限位结构。

更好地，所述第一凸轮51和第二凸轮52之间设置转动角度限位结构，所述转动角度限位结构包括凹槽511和凸键522，所述限位结构的限位角度对应第二连接部件2与轴3之间的初始角度(图7，图9-2)至第二转动角度之间的角度(图8，图9-3)。

在第二连接部件与轴之间处于初始角度时，所述第一凸轮和第二凸轮之间处于自锁状态，第一凸轮和第二凸轮在第二转动角度范围的起始配合和末端配合都是凸轮斜面配合，通过基于弹性元件53的阻力矩大于基于簧管4的阻力矩，凸轮的转动需要更大的扭矩，所以在第一角度转动范围的小扭矩驱动过程中，第一凸轮和第二凸轮处于自锁状态，第一凸轮51的突出部510被卡在第二凸轮的凹部的凸轮斜面520的靠近底部上，为稳定态。当第一连接部件转动到第一打开角度时，通过第一转动角度范围限位结构的连接配合，第一凸轮开始与轴一起旋转，凸轮开始上坡运动。

本实施例中所述第一凸轮和第二凸轮的最大外径3mm，第二扭力机构输出的回弹扭矩超过100Nmm。第一转动角度范围在85-92°之间，比如90°，第二连接部件2与轴3之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间的角度范围14-17°，比如15°。

以下为本实施例的运动过程：

a.0°～90°，第一连接部件1先于第二连接部件2相对轴3旋转，当第一连接部件1的转动部42和轴3的固定限位部在另一面接触时，达到90°的工作角度。此时，第二连接部件2和轴3由于第二单向扭力机构的作用而与轴3保持静止关系。在该阶段，只有带簧管4的第一连接部件1发生旋转提供力值；轴3和第一凸轮51通过扁位固定在一起，由于摩擦轴3的力小于凸轮弹性元件53的力，所以第二凸轮52和轴3不发生相对旋转。

b.90°～105°，第一连接部件1与轴3一起相对于第二连接部件2继续旋转，所述轴向延伸部421和限位部521接触，第一连接部件1与第二连接部件2之间的夹角达到限制角度105°。只有第一凸轮51挤压弹性元件53提供力值；第一连接部件1带动轴3做同步旋转，第二连接元件2视为固定不动，第一凸轮51只能沿着轴线方向做上下直线运动，往下运动时挤压底部碟簧产生力值；旋转到105°挡点位置，此时达到最大角度，不继续往下运动。同时，第一凸轮51和第二凸轮52的配合处于斜坡位置，是不稳定态。

c.105°～90°，第一凸轮51和第二凸轮52的配合处于斜坡位置，是不稳定态，在该斜坡位置时始终有自动弹向90°方向回弹趋势，一旦外力撤离，便会由于碟簧的压力而产生自动弹回效果，回到90°的稳定状态。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“内侧”、“水平”、“端部”、“长度”、“外端”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。用语“第一”、“第二”、“第三”也仅为说明时的简洁而采用，并不是指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.分段带回弹功能的电子产品铰链，包括第一连接部件、第二连接部件和轴，第一连接部件、第二连接部件分别和所述轴转动连接；其特征在于所述铰链设置有扭力机构组合，所述扭力机构组合包括第一扭力机构和第二单向扭力机构，第一扭力机构和第二单向扭力机构是相互独立的扭矩单元，所述第一扭力机构采用簧管与所述轴夹紧配合，所述第二单向扭力机构采用端面凸轮配合结构，包括套在轴上的第一凸轮、第二凸轮和弹性元件；所述铰链还设置有第一转动角度范围限位结构和第二转动角度限位结构，所述第一转动角度范围限位结构对应第一连接部件自初始位至第一打开角度的转动限位，所述第二转动角度限位结构对应第二连接部件与轴之间的最大相对转动角度，第二连接部件与轴之间的相对转动与第一连接部件与轴之间的相对转动相衔接；所述第一连接部件与所述第一扭力机构的簧管连接，所述第二连接部件与第二凸轮连接，所述第一凸轮与所述轴防转连接但可相对轴滑动，所述第二凸轮与所述轴转动连接；所述第二单向扭力机构施加于第二连接部件和轴之间的打开转动阻力扭矩大于第一扭力机构对于第一连接部件的阻力扭矩；所述弹性元件压紧第一凸轮和第二凸轮以保持凸轮控制，并在第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间，所述端面凸轮配合结构处在上坡不稳定段的控制配合而使第二连接部件有轴之间保持向初始位回转的趋势。

2.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述轴的靠近外端部设置固定部，所述簧管设置在固定部外侧的轴上，所述第一凸轮、第二凸轮和弹性元件设置在固定部内侧的轴上，所述固定部设置第一转动角度限位结构中的固定限位部，所述簧管或与所述簧管同步转动的部件上设置第一转动角度限位结构中的与固定限位部配合的转动部。

3.如权利要求2所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述第二凸轮抵靠在所述固定部的内侧，由所述弹性元件压紧第一凸轮和第二凸轮。

4.如权利要求2所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述转动部还设置有延伸轴向延伸部，所述第二凸轮或与第二凸轮同步转动的部件设置限位部，所述轴向延伸部和限位部配合形成第二转动角度限位结构。

5.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述第一凸轮和第二凸轮之间设置转动角度限位结构，所述转动角度限位结构包括凹槽和凸键，所述限位结构的限位角度对应第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度之间的角度。

6.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于在第二连接部件与轴之间处于初始角度时，所述第一凸轮和第二凸轮之间处于自锁状态。

7.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述第一凸轮和第二凸轮的最大外径不大于3.2mm，第二单向扭力机构输出的回弹扭矩不小于50Nmm。

8.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于第一转动角度范围大于第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间的角度范围。

9.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于第一转动角度范围85-92°，第二连接部件与轴之间的初始角度至第二转动角度限位结构限位的角度之间的角度范围14-17°。

10.如权利要求1所述的分段带回弹功能的电子产品铰链，其特征在于所述电子产品包括头戴式设备、笔记本支架。

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