用于电子设备的可折叠结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于电子设备的可折叠结构，该可折叠结构包括多个可操作地连接的主体。


背景技术：

2.电子设备的尺寸，具体是移动平板电脑和移动电话等移动设备的尺寸，是设计电子设备和移动设备时的一个重要考虑因素。用户通常一边要求设备尽可能缩小其外部尺寸，另一边要求设备提供尽可能大的显示屏。
3.这个问题可以通过可折叠电子设备来解决，该可折叠电子设备包括一个或若干个支撑主体，这些支撑主体通过铰链互连，覆盖在一个或若干个显示屏之下。支撑主体和显示屏可以折叠在一起以尽可能缩小电子设备的尺寸，也可以展开以提供尽可能大的显示屏。
4.现有可折叠设备的铰链通常既笨重又复杂，当它们包括多个枢轴点时尤其如此。每个枢轴点都需要一定数量的组件，因此每个枢轴点都变成了组件总量的乘数。一方面，多枢轴铰链还要求具备同步特性。另一方面，在支撑主体的移动、折叠状态下的显示屏容纳和锁定等特性方面，单枢轴铰链的潜能也十分有限。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种改进的可折叠电子设备。上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中是显而易见的。
6.根据第一方面，提供了一种用于电子设备和电子移动设备的可折叠结构，该可折叠结构包括第一主体、第二主体和可操作地连接到第一主体和第二主体的第三主体。至少一个铰链组件用于支持第一主体相对于第三主体围绕旋转轴线旋转。铰链组件包括接合结构和连接到第一主体和接合结构的致动器，致动器固定到第一主体，使得致动器与第一主体同时围绕旋转轴线旋转。接合结构包括第一接合元件和第二接合元件，第一接合元件可枢转地连接到第三主体，并用于响应于致动器围绕旋转轴线的旋转，在平行于旋转轴线的平面中枢转，第二接合元件固定地设置在第二主体上。当第一接合元件与第二接合元件啮合时，第一接合元件的枢转移动产生第二主体相对于第三主体在平面中的滑动移动。
7.该方案支持电子设备在不对其显示屏及其功能产生负面影响的情况下折叠和展开，同时无论折叠结构以及电子设备是折叠还是展开，仍将显示屏保持在拉伸位置。此外，这支持具有内置移动同步的结构不复杂的铰链。
8.在第一方面的一种可能的实现方式中，第一接合元件和第二接合元件包括啮合齿，提供了容易用于特定设备的形状因子的简单、鲁棒和空间高效的方案。
9.在第一方面的另一种可能的实现方式中，致动器包括：第一部分，固定到第一主体上，使得致动器的至少第一部分与第一主体围绕旋转轴线旋转；第二部分，固定到第一接合元件上，使得致动器的至少第二部分在围绕旋转轴线旋转的同时在上述平面中旋转，该平面中的旋转产生第一接合元件的枢转移动。这是将旋转移动转换为线性移动的可靠方案，
不会占用可折叠结构内的太多空间。
10.在第一方面的另一种可能的实现方式中，致动器包括链条、电线、齿条和片材中的至少一个，支持致动器被选择并适应于特定设备和可折叠结构的其它部件。
11.在第一方面的另一种可能的实现方式中，致动器的至少第三部分在第一致动平面中延伸，致动器的第四部分在第二致动平面中延伸，第一致动平面和第二致动平面平行于平面延伸并在旋转轴线的相对侧上，第三部分在第一致动平面中移动，响应于第一部分围绕旋转轴线旋转，第四部分在第二致动平面中移动，从而实现稳定和对称的致动。
12.在第一方面的另一种可能的实现方式中，第三部分和第四部分在相反的方向上移动，从而支持第一接合元件的枢转移动以简单而稳定的方式产生。
13.在第一方面的另一种可能的实现方式中，第三部分和第四部分设置在第一部分与第二部分之间，从而支持致动器包括单个整体元件。
14.在第一方面的另一种可能的实现方式中，第三主体至少部分地被第二主体包围，第二主体为第三主体提供支撑和引导。
15.在第一方面的另一种可能的实现方式中，当可折叠结构处于展开位置时，第一主体的第一表面和第二主体的第一表面在公共平面中对齐，当可折叠结构处于折叠位置时，第二主体叠加在第一主体上，使得可折叠结构为电子设备的显示屏提供支撑，同时也支持电子设备的外部尺寸尽可能小(例如在不使用时)。
16.在第一方面的另一种可能的实现方式中，当可折叠结构处于展开位置时，第三主体的第一表面与公共平面相邻并平行延伸，从而为展开的显示屏提供足够的支撑。
17.在第一方面的另一种可能的实现方式中，当可折叠结构处于折叠位置时，第一主体与第二主体之间的距离最小，当可折叠结构处于展开位置时，该距离最大，从而在折叠位置时提供最小的外部尺寸，在展开位置时提供最大的可见和可用显示区域。
18.在第一方面的另一种可能的实现方式中，当可折叠结构处于折叠位置时，第二主体与第三主体之间的重叠最大和/或当可折叠结构处于展开位置时，重叠最小，从而在折叠位置时提供最小的外部尺寸，在展开位置时提供最大的显示屏支撑。
19.在第一方面的另一种可能的实现方式中，致动器的第一部分通过在第一主体的一部分内延伸的轴元件固定到第一主体上，便于第一主体相对于第三主体旋转，同时占用最小的空间。
20.在第一方面的另一种可能的实现方式中，可折叠结构还包括锁定装置，锁定装置用于将可折叠结构保持在折叠位置和展开位置中的至少一个，从而支持更稳定的端部位置，其中，锁定装置的锁定和释放通过增加施加在第一主体和/或第二主体上的力来执行，以使第一主体围绕旋转轴线旋转，从而使得该锁定装置的锁定或解锁特性可以合二为一。
21.在第一方面的另一种可能的实现方式中，锁定装置包括弹簧机构，从而提供了用于增加施加在第一主体和/或第二主体上的力的简单方案。
22.在第一方面的另一种可能的实现方式中，锁定装置包括第一凸轮表面和第二凸轮表面，第一凸轮表面设置在轴元件的表面上或第一主体的表面上，第二凸轮表面设置在连接到第三主体的凸轮元件上，第一凸轮表面和第二凸轮表面用于当可折叠结构处于折叠位置和展开位置中的至少一个时互锁，从而提供不占用过多空间的可靠和安全的方案。
23.在第一方面的另一种可能的实现方式中，可折叠结构还包括马达，该马达用于使
第一主体围绕旋转轴线旋转，从而支持设备自动操作而不是手动操作。
24.根据第二方面，提供了一种电子设备，包括根据上述的可折叠结构和显示屏，可折叠结构的第一主体、第二主体和第三主体用于支撑显示屏。该电子设备可以折叠和展开，而不对显示屏产生负面影响，同时无论电子设备是折叠还是展开，仍将显示屏保持在拉伸位置。
25.在第二方面的一种可能的实现方式中，显示屏固定连接到可折叠结构的第一主体和第二主体，从而支持显示屏适当地拉伸，同时仍然支持可折叠结构内的其它部件移动。
26.该方面和其它方面在下文描述的一个或多个实施例中是显而易见的。
附图说明
27.在本发明的以下详细部分中，将参考附图中示出的示例性实施例详细解释各方面、实施例和实现方式。
28.图1示出了根据本发明的实施例的示例的包括可折叠结构的电子设备的示意性侧视图。
29.图2示出了根据本发明的实施例的示例的包括可折叠结构的电子设备的透视底视图。
30.图3a示出了根据本发明的实施例的示例的包括可折叠结构的电子设备的透视图，其中，可折叠结构处于折叠位置。
31.图3b示出了图3a示例的透视图，其中，可折叠结构处于展开位置。
32.图4a示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的一部分的透视图。
33.图4b示出了图3a的示例的示意性侧视图。
34.图5示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的部分透视顶视图。
35.图6示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的部分透视顶视图。
36.图7示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的锁定装置的侧视图。
37.图8a示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的锁定装置的凸轮元件的侧视图。
38.图8b示出了根据本发明的实施例的示例的可折叠结构的锁定装置的另一个凸轮元件的侧视图。
具体实施方式
39.图1至图3b示出了包括显示屏15和可折叠结构1的电子设备2的示意图。可折叠结构1包括第一主体3、第二主体4和第三主体5，它们用于支撑显示屏15，可选地，支撑电子设备2的附加组件。显示屏15可以固定地连接到可折叠结构1的第一主体3和第二主体4，即，而不是固定连接到第三主体5，使得第三主体5的移动不受显示屏15以任何方式限制。如图3a和图3b所示，可折叠结构1可以处于折叠位置p2和展开位置p1，当可折叠结构1处于展开位置p1时，显示屏具有更大的可见区域。
40.图4a至图6更详细地示出了可折叠结构1。可折叠结构1包括第一主体3、第二主体4、第三主体5和至少一个铰链组件6。第三主体5可操作地连接到第一主体3和第二主体4。铰链组件6用于支持第一主体3相对于第三主体5围绕旋转轴线a旋转。
41.铰链组件6包括接合结构和连接到第一主体3和接合结构的致动器9。
42.接合结构包括第一接合元件7，该第一接合元件7可枢转地连接到第三主体5，并且用于响应于致动器9围绕旋转轴线a的旋转在平行于旋转轴线a的平面l1中枢转。接合结构还包括(优选固定地)设置在第二主体4上的第二接合元件8。当第一接合元件7在平面l1中枢转时，第一接合元件7以不同的程度和/或在不同的位置接合第二接合元件。
43.当第一接合元件7与第二接合元件8啮合时，第一接合元件7的枢转移动产生第二主体4相对于第三主体5在平面l1中的滑动移动。如图5和图6所示，第一接合元件7和第二接合元件8可以包括便于滑动移动的啮合齿，从而形成齿条与齿轮结构。其它方案是可以想象的，例如第一接合元件7和第二接合元件8在某种程度上都是可枢转的，或通过齿或齿轮以外的东西接合。例如，接合结构可以包括蜗轮。
44.致动器9固定到第一主体3上，使得致动器9与第一主体3同时围绕旋转轴线a旋转，如图4a至图6所示。致动器9可以包括链条、电线、齿条和片材中的至少一个。
45.如图4a至图6所示，致动器9可以包括固定到第一主体3的第一部分9a，使得致动器9的至少第一部分9a与第一主体3围绕旋转轴线a旋转。
46.致动器9还可以包括固定到第一接合元件7的第二部分9b，使得致动器9的至少第二部分9b在围绕旋转轴线a旋转的同时在平面l1中旋转。
47.第二部分9b在平面l1中的旋转产生第一接合元件7的枢转移动。
48.致动器9还可以包括在第一致动平面l2中延伸的第三部分9c和在第二致动平面l3中延伸的第四部分9d，如图4b所示。第一致动平面l2和第二致动平面l3平行于平面l1延伸并在旋转轴线a的相对侧。第三部分9c和第四部分9d可以设置在致动器9的第一部分9a与第二部分9b之间。
49.第三部分9c和第四部分9d可以在相对于旋转轴线a的不同高度处连接到致动器的第二部分9b，并且也可以在枢轴(未示出)的相对侧，第一接合元件7围绕该枢轴枢转。
50.第三部分9c可以在第一致动平面l2中移动，响应于第一部分9a围绕旋转轴线a旋转，第四部分9d可以在第二致动平面l3中移动。优选地，第三部分9c和第四部分9d同时和/或在相反的方向上移动。当可折叠结构1从展开位置p1移动到折叠位置p2时，第三部分9c可以在垂直于旋转轴线a并朝向旋转轴线a的方向上移动，而第四部分9d则在垂直于旋转轴线a并远离旋转轴线a的方向上移动。相应地，当可折叠结构1从折叠位置p2移动到展开位置p1时，第三部分9c可以在垂直于旋转轴线a并远离旋转轴线a的方向上移动，而第四部分9d在垂直于旋转轴线a并朝向旋转轴线a的方向上移动。
51.如图1至图3b所示，第三主体5可以至少部分地被第二主体4包围。这支持控制第三主体5的移动并保持在平面l1中。然而，第三主体5可以在第二主体4的顶部或下方延伸。
52.当可折叠结构1处于展开位置p1时，第一主体3的第一表面3a和第二主体4的第一表面4a可以在公共平面l4中对齐，从而为电子设备2的显示屏15提供支撑。相应地，当可折叠结构1处于折叠位置p2时，第二主体4可以叠加到第一主体3上，从而支持电子设备2的外部尺寸尽可能小(例如，当不使用时)。
53.如图3b所示，当可折叠结构1处于折叠位置p2时，第一主体3与第二主体4之间的距离d可以最小，当可折叠结构1处于展开位置p1时，该距离d可以最大。换句话说，当可折叠结构1处于折叠位置p2时，第二主体4与第三主体5之间的重叠可以是最大的，当可折叠结构1
处于展开位置p1时，重叠可以是最小的。
54.当可折叠结构1处于展开位置p1时，第三主体5的第一表面5a可以相邻并平行于公共平面l4延伸，使得第一表面5a与第一表面3a、4a之间存在尽可能小的偏差。
55.如图2至图6所示，致动器9的第一部分9a可以通过在第一主体3的一个或若干个部分11内延伸的一个或若干个轴元件10固定到第一主体3上。部分11可以是基本上中空的圆柱体，轴元件10在其中延伸，使得轴元件10和部分11是共线的。优选地，如图5所示，可折叠结构1包括两个轴元件10，两个轴元件10沿着旋转轴线a彼此相距一定距离设置。部分11可以是第一主体3的一部分或连接到第一主体3上。
56.如图7和图8所示，可折叠结构1还可以包括锁定装置12，锁定装置12用于将可折叠结构1保持在折叠位置p2和展开位置p1中的至少一个。锁定装置12的锁定和释放可以通过增加施加到第一主体3和/或第二主体4上的力来执行，以使第一主体3围绕旋转轴线a旋转。
57.为了增加这种力，锁定装置12可以包括弹簧机构16。锁定装置12还可以包括第一凸轮表面13和第二凸轮表面14，第一凸轮表面13设置在轴元件10的表面上，如图8b所示，或设置在第一主体3的表面上。第二凸轮表面14可以设置在连接到第三主体5的单独的凸轮元件17上，如图8a所示。第一凸轮表面13和第二凸轮表面14可以用于当可折叠结构1处于折叠位置p2和展开位置p1中的至少一个时互锁，使得用户在将可折叠结构1(即电子设备2)从折叠位置p2或展开位置p1移动时需要增加力。第一凸轮表面13和第二凸轮表面14优选设置在轴元件10、第一主体3或凸轮元件17的短端上。锁定装置12还可以包括沿着轴元件10和/或凸轮元件17的纵向表面延伸的至少一个凹槽18，凹槽18用于与对应的脊19互锁，使得凸轮元件17与第三主体5一起旋转，并且轴元件10与第一主体3一起旋转。
58.可折叠结构1可以在用户手动折叠和展开该结构时完全由用户操作，即致动。可折叠结构1还可以包括马达(未示出)，该马达用于使第一主体3围绕旋转轴线a旋转，随后导致可折叠结构1的其余部分的致动。
59.本文已经结合各种实施例描述了各个方面和实现方式。但是，本领域技术人员在实践所请求保护的主题时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，能够理解并实现所公开实施例的其它变体。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中列举一些措施并不表示这些措施的结合不能被用于获取优势。
60.权利要求书中所用的参考符号不应解释为限制了范围。除非另有说明，否则附图(例如，交叉阴影线、部件的设置、比例、度数等)应结合说明书理解，并应被视为本发明的整个书面描述的一部分。如描述中所使用，术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”以及其形容词和副词(例如，“水平地”、“向右”、“向上”等)，简单地指的是当特定附图面向读者时所示结构的方向。类似地，术语“向内”和“向外”通常是指表面相对于其伸长轴或旋转轴的方向，视情况而定。

技术特征：
1.一种用于电子设备(2)的可折叠结构(1)，其特征在于，所述可折叠结构(1)包括：-第一主体(3)；-第二主体(4)；-第三主体(5)，可操作地连接到所述第一主体(3)和所述第二主体(4)；-至少一个铰链组件(6)，用于支持所述第一主体(3)相对于所述第三主体(5)围绕旋转轴线(a)旋转，所述铰链组件(6)包括接合结构和连接到所述第一主体(3)和所述接合结构的致动器(9)，所述致动器(9)固定到所述第一主体(3)上，使得所述致动器(9)与所述第一主体(3)同时围绕所述旋转轴线(a)旋转，所述接合结构包括第一接合元件(7)和第二接合元件(8)，所述第一接合元件(7)可枢转地连接到所述第三主体(5)，并用于响应于所述致动器(9)围绕所述旋转轴线(a)的旋转，在平行于所述旋转轴线(a)的平面(l1)中枢转，所述第二接合元件(8)设置在所述第二主体(4)上，当所述第一接合元件(7)与所述第二接合元件(8)啮合时，所述第一接合元件(7)的所述枢转移动产生所述第二主体(4)相对于所述第三主体(5)在所述平面(l1)中的滑动移动。2.根据权利要求1所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述第一接合元件(7)和所述第二接合元件(8)包括啮合齿。3.根据权利要求1或2所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述致动器(9)包括：第一部分(9a)，固定到所述第一主体(3)上，使得所述致动器(9)的至少所述第一部分(9a)与所述第一主体(3)围绕所述旋转轴线(a)旋转，第二部分(9b)，固定到所述第一接合元件(7)上，使得所述致动器(9)的至少所述第二部分(9b)在围绕所述旋转轴线(a)旋转的同时在所述平面(l1)中旋转，所述平面(l1)中的所述旋转产生所述第一接合元件(7)的所述枢转移动。4.根据权利要求3所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述致动器(9)包括链条、电线、齿条和片材中的至少一个。5.根据权利要求3或4所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述致动器(9)的至少第三部分(9c)在第一致动平面(l2)中延伸，所述致动器(9)的第四部分(9d)在第二致动平面(l3)中延伸，所述第一致动平面(l2)和所述第二致动平面(l3)平行于所述平面(l1)延伸并在所述旋转轴线(a)的相对侧，所述第三部分(9c)在所述第一致动平面(l2)中移动，响应于所述第一部分(9a)围绕所述旋转轴线(a)旋转，所述第四部分(9d)在所述第二致动平面(l3)中移动。6.根据权利要求5所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述第三部分(9c)和所述第四部分(9d)在相反的方向上移动。7.根据上述权利要求中任一项所述的可折叠结构(1)，其特征在于，当所述可折叠结构(1)处于展开位置(p1)时，所述第一主体(3)的第一表面(3a)和所述第二主体(4)的第一表面(4a)在公共平面(l4)中对齐，当所述可折叠结构(1)处于折叠位置(p2)时，所述第二主体(4)叠加在所述第一主体(3)上。8.根据权利要求7所述的可折叠结构(1)，其特征在于，当所述可折叠结构(1)处于所述
折叠位置(p2)时，所述第一主体(3)和所述第二主体(4)之间的距离(d)最小，当所述可折叠结构(1)处于所述展开位置(p1)时，所述距离(d)最大。9.根据上述权利要求中任一项所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述致动器(9)的所述第一部分(9a)通过在所述第一主体(3)的部分(11)内延伸的轴元件(10)固定到所述第一主体(3)上。10.根据权利要求7至9中任一项所述的可折叠结构(1)，其特征在于，还包括锁定装置(12)，所述锁定装置(12)用于将所述可折叠结构(1)保持在所述折叠位置(p2)和所述展开位置(p1)中的至少一个，其中，所述锁定装置(12)的锁定和释放是通过增加施加在所述第一主体(3)和/或所述第二主体(4)上的力来执行的，以使所述第一主体(3)围绕所述旋转轴线(a)旋转。11.根据权利要求10所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述锁定装置(12)包括弹簧机构。12.根据权利要求10所述的可折叠结构(1)，其特征在于，所述锁定装置(12)包括第一凸轮表面(13)和第二凸轮表面(14)，所述第一凸轮表面(13)设置在所述轴元件(10)的表面上或所述第一主体(3)的表面上，所述第二凸轮表面(14)设置在连接到所述第三主体(5)的凸轮元件上，所述第一凸轮表面(13)和所述第二凸轮表面(14)用于当所述可折叠结构(1)处于所述折叠位置(p2)和所述展开位置(p1)中的至少一个时互锁。13.根据上述权利要求中任一项所述的可折叠结构(1)，其特征在于，还包括马达，所述马达用于使所述第一主体(3)围绕所述旋转轴线(a)旋转。14.一种电子设备(2)，其特征在于，包括根据权利要求1至14中任一项所述的可折叠结构(1)和显示屏(15)，所述可折叠结构(1)的所述第一主体(3)、所述第二主体(4)和所述第三主体(5)用于支撑所述显示屏(15)。15.根据权利要求15所述的电子设备(2)，其特征在于，所述显示屏(15)固定连接到所述可折叠结构(1)的所述第一主体(3)和所述第二主体(4)。

技术总结
提供了一种用于电子设备(2)的可折叠结构(1)，所述可折叠结构(1)包括第一主体(3)、第二主体(4)、可操作地连接到所述第一主体(3)和所述第二主体(4)的第三主体(5)，以及至少一个铰链组件(6)，所述至少一个铰链组件(6)用于支持所述第一主体(3)相对于所述第三主体(5)围绕旋转轴线(A)旋转。所述铰链组件(6)包括接合结构和连接到所述第一主体(3)和所述接合结构的致动器(9)。所述致动器(9)固定到所述第一主体(3)上，使得所述致动器(9)与所述第一主体(3)同时围绕所述旋转轴线(A)旋转。所述接合结构包括第一接合元件(7)和第二接合元件(8)，所述第一接合元件(7)可枢转地连接到所述第三主体(5)，并用于响应于所述致动器(9)围绕所述旋转轴线(A)的旋转，在平行于所述旋转轴线(A)的平面(L1)中枢转，所述第二接合元件(8)固定地设置在所述第二主体(4)上。当所述第一接合元件(7)与所述第二接合元件(8)啮合时，所述第一接合元件(7)的所述枢转移动产生所述第二主体(4)相对于所述第三主体(5)在所述平面(L1)中的滑动移动。这支持所述电子设备(2)在不对所述显示屏(15)产生负面影响的情况下折叠和展开，同时无论所述电子设备(2)是折叠还是展开，仍将所述显示屏保持在拉伸位置。仍将所述显示屏保持在拉伸位置。仍将所述显示屏保持在拉伸位置。


技术研发人员：尤索
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2021.02.10
技术公布日：2023/9/23