CN107450671A - 用于铰链的传动装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于铰链的传动装置，包括第一轴、第二轴、滚动体和支架。其中，所述第一轴和第二轴平行地支撑在所述支架上，并且能够相对于所述支架绕各自的中心轴转动。所述第一轴和第二轴不接触，并且位于所述支架中的部分均包括螺旋状的轨道槽。所述滚动***于所述支架中所述第一轴和第二轴之间，并且相对于所述支架，所述滚动体能够在绕自身的中心轴转动的同时，在所述支架中沿与所述第一轴和第二轴平行的方向发生直线位移。所述滚动体的外表面同时与所述第一轴和第二轴的轨道槽表面相切。当所述第一轴转动时，所述滚动体随所述第一轴的轨道槽转动并在所述支架中发生所述直线位移，带动所述第二轴同步转动。本公开还提供了一种电子设备。

Description

用于铰链的传动装置和电子设备

技术领域

本公开涉及一种用于铰链的传动装置和一种电子设备。

背景技术

笔记本电脑由于其小型、可携带，已经渐渐融入科研、教育、医疗等等日常生活生产的各个角落。随着笔记本行业的发展，笔记本电脑的功能越来越强大，与此同时，由于硬盘厚度大幅度减小，超薄光驱、液晶屏、锂电池以及无线通讯等技术的迅速发展，使得笔记本电脑体积越来越小，重量越来越轻。

目前，鉴于移动互联网的快速发展，各种手持设备功能的丰富，尤其是平板电脑的出现，严重冲击着笔记本电脑市场。但没有键盘的平板电脑，由于其输入速度、性能、电池等限制，无法真正替代传统笔记本电脑。

因而具备翻转屏的笔记本电脑，由于屏幕可以进行自由转动，在一定程度上兼具了笔记本电脑和平板电脑两者的优点。其中，连接屏幕和键盘主机的铰链是实现屏幕自由转动的主要技术之一。目前具备翻转屏的笔记本使用的铰链结构复杂、体积较大、密闭性差，严重限制了具备翻转屏的笔记本电脑向轻薄化发展。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种用于铰链的传动装置，包括第一轴、第二轴、滚动体和支架，其中，所述第一轴和第二轴平行地支撑在所述支架上，并且能够相对于所述支架绕各自的中心轴转动，所述第一轴和第二轴不接触，并且所述第一轴和第二轴位于所述支架中的部分均包括螺旋状的轨道槽，所述滚动***于所述支架中所述第一轴和第二轴之间，并且相对于所述支架，所述滚动体能够在绕自身的中心轴转动的同时，在所述支架中沿与所述第一轴和第二轴平行的方向发生直线位移，所述滚动体的外表面同时与所述第一轴和第二轴的轨道槽表面相切，以及当所述第一轴转动时，所述滚动体随所述第一轴的轨道槽转动并在所述支架中发生所述直线位移，带动所述第二轴同步转动。

可选地，所述第一轴和第二轴的直径相同、或者不同。

可选地，所述第一轴的中心轴、所述第二轴的中心轴和所述滚动体的中心轴共面。

可选地，所述滚动体包括球体。

本公开的另一方面提供了一种电子设备，包括第一本体、第二本体和铰链，所述第一本体和第二本体通过所述铰链连接，所述铰链包括如上所述的传动装置和至少两个扭力控制装置，其中，所述传动装置的第一轴在所述支架以外的部分固定在所述第一本体中，所述传动装置的第二轴在所述支架以外的部分固定在所述第二本体中，所述扭力控制装置连接于所述第一本体和第二本体的对应位置，用于控制所述第一本体和第二本体能够发生相对转动时的最小扭矩，以及所述传动装置和所述扭力控制装置互不接触地布置在所述第一本体和所述第二本体中。

可选地，当所述铰链包括一个所述传动装置时，所述传动装置和所述扭力控制装置互不接触地布置在所述第一本体和所述第二本体上，包括所述传动装置布置在所述第一本体和第二本体的中部，所述至少两个扭力装置以所述传动装置为中心对称地布置在所述第一本体和第二本体的两端。

可选地，所述铰链还包括铰链支架。所述传动装置和所述扭力控制装置中不随所述第一本体或第二本体同步转动的至少一部分固定在所述铰链支架上。

可选地，所述铰链支架通过液态金属铸造而成。

可选地，当所述铰链连接在所述第一本体和第二本体上时，所述铰链支架的长对称轴正对于所述两个本体相接触形成的缝隙。

可选地，当所述铰链连接在所述第一本体和第二本体上时，除所述铰链支架的至少一部分暴露在空气中之外，所述铰链的其他部分均对应嵌入所述第一本体或第二本体中。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的传动装置的应用场景；

图2示意性示出了根据本公开实施例的传动装置的结构图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的示意图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的铰链的结构图；

图5a和图5b示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的铰链的结构图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本公开的实施例提供了一种用于铰链的传动装置，包括第一轴、第二轴、滚动体和支架。其中，该第一轴和第二轴平行地支撑在该支架上，并且能够相对于该支架绕各自的中心轴转动，该第一轴和第二轴不接触，并且该第一轴和第二轴位于该支架中的部分均包括螺旋状的轨道槽。该滚动***于该支架中该第一轴和第二轴之间，并且相对于该支架，该滚动体能够在绕自身的中心轴转动的同时，在该支架中沿与该第一轴和第二轴平行的方向发生直线位移。该滚动体的外表面同时与该第一轴和第二轴的轨道槽表面相切。以及当该第一轴转动时，该滚动体随该第一轴的轨道槽转动并在该支架中发生该直线位移，带动该第二轴同步转动。

本公开的实施例提供的传动装置，可以使第一轴转动的同时带动第二轴同步转动。这样，当第一轴固定在一个本体上(如笔记本电脑的屏幕)，第二轴固定在另一个本体时(如笔记本电脑的键盘主机)，当笔记本电脑的屏幕转动时第一轴随之转动，通过该传动装置第二轴也会相应的发生转动，从而实现该笔记本电脑的键盘主机也同步转动。

图1示意性示出了根据本公开实施例的传动装置110的应用场景。

如图1所示，传动装置110可以应用于电子设备1(例如笔记本电脑)，用于构成该笔记本电脑的铰链100。该传动装置110的第一轴和第二轴可以分别固定在笔记本电脑的屏幕和键盘主机上，当笔记本电脑的屏幕转动时，通过传动装置110，该笔记本电脑的键盘主机也实现同步转动。从而，实现了屏幕和键盘主机在0～360°范围内快速、自由地转动，有效地避免了使用传统铰链实现转动时，屏幕和键盘主机所能转动角度有限，导致不能实现屏幕和键盘主机实现360°的重合时应用于PAD模式。

可以理解，图1中的应用场景仅是一种示例，该电子设备1除了是笔记本电脑外，还可以是其他需要两个本体进行0～360°范围内转动的电子设备，例如，各种电子词典、游戏机、学习机、各种医疗设备等。

图2示意性示出了根据本公开实施例的传动装置110的结构图。

如图2所示，一种用于铰链的传动装置110，包括第一轴111、第二轴112、滚动体113和支架114。

其中，该第一轴111和第二轴112平行地支撑在该支架114上，并且能够相对于该支架114绕各自的中心轴转动。

该第一轴111和第二轴112不接触，并且该第一轴111和第二轴112位于该支架114中的部分均包括螺旋状的轨道槽。

该滚动体113位于该支架114中该第一轴111和第二轴112之间，并且相对于该支架114，该滚动体113能够在绕自身的中心轴转动的同时，在该支架114中沿与该第一轴111和第二轴112平行的方向发生直线位移。

该滚动体113的外表面同时与该第一轴111和第二轴112的轨道槽表面相切。

当该第一轴111转动时，该滚动体113随该第一轴111的轨道槽转动并在该支架114中发生该直线位移，带动该第二轴112同步转动。

根据本公开的实施例，当传动装置110中的该第一轴111转动时，由于该滚动体113的外表面与该第一轴111的轨道槽表面相切，该滚动体113随该第一轴111的轨道槽转动。在该支架114时限定该滚动体13只能够沿执行运动，从而，该第一轴111转动时，螺旋状的轨道槽会带动该滚动体113在该支架114中发生直线位移。

同时，当该滚动体113随该第一轴111的轨道槽转动时，由于该滚动体113的外表面与该第二轴112的轨道槽表面相切，且该第二轴112轨道槽是螺旋状的，该第二轴112转动随该滚动体113在该支架114中的直线位移而同步转动，从而实现该第一轴111转动的同时带动该第二轴112同步转动。

根据本公开的实施例，该第一轴111和第二轴112的轨道槽均是螺旋状的，则通过滚动体113实现了该第一轴111与第二轴112类似于齿轮传动的同步转动。这种类似于齿轮的传动方式使得第一轴111和第二轴112之间的传动比恒定，传动比较准确，效率高，工作可靠，寿命长。

本公开的实施例提供的传动装置，可以使第一轴111转动的同时带动第二轴112同步转动。这样，当第一轴111固定在一个本体上(如笔记本电脑的屏幕)，第二轴112固定在另一个本体时(如笔记本电脑的键盘主机)，当笔记本电脑的屏幕转动时带动第一轴111转动，从而通过该传动装置110的滚动体113带动第二轴112发生相应的转动，从而实现该笔记本电脑的键盘主机也同步转动，由此实现该笔记本电脑的屏幕和键盘主机的相对转动，尤其是有利于实现该笔记本电脑的屏幕和键盘主机在0～360°范围内快速、自由地转动。

根据本公开的实施例，该第一轴111和第二轴112的直径相同、或者不同。

具体的，当第一轴111与第二轴112直径相同时，可以使传动装置在加工时简化工艺、并且第一轴111和第二轴112的加工强度相同，提高传动装置110整体的强度。

当第一轴111与第二轴112直径不同时，将传动装置110应用到具体电子设备时，可以满足不同电子设备形态不同的要求。例如，一般情况下，笔记本电脑的屏幕部分由于包含的零件较少而可以制造的较薄，而主机键盘部分由于所包含的零件较多而须制造的相对较厚。则将该传动装置110固定在该笔记本电脑中时，可以将直径较小的第一轴111固定在屏幕中，而直径较大的第二轴112固定在主机键盘中。从而使得该传动装置110在实现屏幕和键盘主机同步转动的同时，既能在一定程度上保证传动装置110的牢固程度，又能更好地契合该笔记本电脑外形，使得笔记本电脑的外观更加简洁美观。

根据本公开的实施例，该第一轴111的中心轴、该第二轴112的中心轴和该滚动体113的中心轴共面。

具体的，三个中心轴共面有助于实现运动的同步性，提高三个部件的运动强度，便于设计。

根据本公开的实施例，该滚动体113包括球体。

根据本公开的实施例，当该滚动体113为球体时，一定程度上能够避免滚动体113在第一轴111和/或第二轴112的轨道槽中出现卡死现象，使得传动装置110更可靠。

需要说明的是，该滚动体113还可以是圆柱体、圆锥等滚动结构，但不限于此，只要该滚动体113能够绕自身的中心轴转动，并能在第一轴111和第二轴112的螺旋式轨道槽中移动，以实现第一轴111和第二轴112之间的传动即可。

图3示意性示出了根据本公开实施例的电子设备1的示意图。

如图3所示，电子设备1包括第一本体11、第二本体12和铰链100。

该第一本体11和第二本体12通过所述铰链100连接。

该铰链100包括以上所述的传动装置110和至少两个扭力控制装置120。

其中，该传动装置110的第一轴111在该支架114以外的部分固定在该第一本体11中。

该传动装置110的第二轴112在该支架114以外的部分固定在该第二本体12中。

该扭力控制装置120连接于所述第一本体11和第二本体12的对应位置，用于控制该第一本体11和第二本体12能够发生相对转动时的最小扭矩。

该传动装置110和该扭力控制装置120互不接触地布置在该第一本体11和该第二本体12中。

根据本公开的实施例，该传动装置110的第一轴111在该支架114以外的部分固定在该第一本体11中，第二轴112在该支架114以外的部分固定在该第二本体12中。从而，该传动装置110固定在该电子设备1上时，该电子设备1外观仅显露出部分该支架114，一方面实现了该转动装置110与第一本体11和第二本体12之间的运动，另一方面一定程度上减小了该传动装置110对该电子设备1外观的影响。

根据本公开的实施例，该电子设备中的铰链100所包含的传动装置110和至少两个扭力控制装置120可以互不接触地各自单独进行布置。这样，该传动装置110的数目与扭力控制装置120的数目无需相同。例如可以减少该传动装置110的数目，从而减小了铰链100的体积，节省了材料，以此方式，使得该电子设备1更加轻便化。

需要说明的是，该扭力控制装置120控制该电子设备1中的该第一本体11和第二本体12能够发生相对转动时的最小扭矩，使得该第一本体11和第二本体12可以停止在任意的角度上，避免了两个本体不必要的转动。

反之，若需要改变该第一本体11和该第二本体12之间的角度，则可以通过对第一本体11和/或第二本体12施力，当且仅当该力所产生的力矩超过该最小扭矩时，第一本体11和第二本体12才会进行同步转动。而一旦施加的力所产生的力矩小于该最小扭矩或停止施力时，该两个本体立刻停止在当前的状态。

还需要说明的是，该扭力控制装置120所控制的该最小扭矩可以在制造工艺进行设定，只要符合该电子设备1的使用需求即可，本公开对此不进行限定。

根据本公开的实施例，该电子设备1的铰链100包括该传动装置110和该扭力控制装置120。其中，该传动装置110所包含的第一轴111和第二轴112可以实现同步转动。由于第一轴111固定在第一本体11中，则第一本体11转动会带动第一轴111相对于该支架114绕第一轴111的中心轴转动，由此通过该传动装置110中的滚动体113，带动第二轴进行同步转动。同样的，由于第二轴112固定在第二本体12中，则第二轴的转动会带动第二主体12进行同步转动。这样，该电子设备1的第一本体11与第二本体12通过该传动装置110可以进行同步转动，由此实现该笔记本电脑的屏幕和键盘主机的相对转动，尤其是有利于实现该笔记本电脑的屏幕和键盘主机在0～360°范围内快速、自由地转动。

具体的，当使用该电子设备1时，该第一本体11和该第二本体12所成角度不能满足使用需要时，可通过外界对该第一本体11和/或该第二本体12施力，从而能够在0～360°范围内快速、自由地转动两个本体，直到当该电子设备1的第一本体11和第二本体12所成角度为所需的角度时，停止对该第一本体11和/或该第二本体12施力，该两个本体即可停止在该所需的角度。

图4示意性示出了根据本公开实施例的电子设备1的铰链100的结构图。

如图4所示，当该铰链100包括一个该传动装置110时，该传动装置110和该扭力控制装置120互不接触地布置在该第一本体11和该第二本体12上。

具体地，该传动装置110布置在所述第一本体11和第二本体12的中部。该至少两个扭力装置以该传动装置为中心对称地布置在该第一本体和第二本体的两端。

根据本公开的实施例，当一个该传动装置110就可以满足该电子设备1的第一本体11和第二本体12的相对转动的同步时，该传动装置110可以布置于铰链100的中部，该至少两个扭力控制装置120对称布置于该铰链100的两侧。

通过这种布置方式，一方面有利于铰链1受力的平衡，另一方面使得该电子设备1的外观更加简洁美观。

需要说明的是，当需要一个以上该传动装置110时，则可以按照该电子设备1的实际需求，对该传动装置110和该扭力控制装置120可以互不接触地各自单独进行布置，本公开对此不进行限定。

需要说明的是，该至少两个扭力控制装置120中随所述第一本体11同步转动的部分固定在该第一本体11中，随所述第二本体12同步转动的部分固定在该第二本体12中。

以此方式，该至少两个扭力控制装置120一方面起到连接该第一本体11和该第二本体12的作用，另一方面还起到控制该电子设备1中的该第一本体11和该第二本体12能够发生相对转动时的最小扭矩的效果。

这样就能够实现，既可以在需要时快速、自由地转动该第一本体11和第二本体12，又可以让该第一本体11和该第二本体12停止在任意的相对角度上，避免了该第一本体11和第二本体12不必要的转动，能够满足用户对电子设备1的多种形态的使用需求，提升了用户的体验。

图5a和图5b示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的铰链的结构图；

如图5a和图5b所示，该铰链100还包括铰链支架130。其中，图5a是铰链支架130还没有与该传动装置110和该扭力控制装置120安装时的结构示意图，图5b是铰链支架130与该传动装置110和该扭力控制装置120安装为一体时的结构示意图

通过图5a和图5b的对比，可以清晰看出铰链支架130与该传动装置110和该扭力控制装置120安装为一体时，该传动装置110和该扭力控制装置120中不随所述第一本体11或第二本体12同步转动的至少一部分固定在该铰链支架130上。

根据本公开的实施例，铰链支架130可以将传动装置110和扭力控制装置120连接在一起，从而将整个铰链100连接为一体。

通过这种方式，该铰链支架130一方面可以加强传动装置110和扭力控制装置120整体的强度，另一方面可以使整个铰链100看起来美观。

根据本公开的实施例，该铰链支架130通过液态金属铸造而成。

铰链支架130通过液态金属铸造而成。因为液态金属具有可塑性强，耐磨，不易刮伤，不易变形和不易损坏等优点，且表面顺滑，可以使整个铰链100更加可靠耐用，也从而使得该电子设备1的外观更加简洁美观。

需要说明的是，铰链支架130通过液态金属铸造而成仅是多种实施方式中的一种。实际中，根据具体情况，该铰链支架130也可以使用其他材料和制造工艺制造而成，例如锻造、冲压等，本公开对此不进行限定。

根据本公开的实施例，当该铰链100连接在该第一本体11和第二本体12上时，该铰链支架130的长对称轴正对于该两个本体相接触形成的缝隙。

具体的，铰链支架130的长对称轴正对于缝隙，一方面可以防止灰尘从第一本体11和第二本体12相接触时的缝隙进入。这样，在一定程度上避免了一部分灰尘从该缝隙中进入电子设备1后引起的电子零件腐蚀以及影响散热功能。以此方式，该铰链支架130使得该电子设备1更加耐用可靠。

铰链支架130的长对称轴正对于缝隙，另一方面可以避免用户从缝隙看到第一本体或第二本体中的出风口、或者电子设备1的内部零件等。这样，铰链支架130使得铰链100具有一定的视觉美感，进而使得该电子设备1的外观更加简洁美观。

根据本公开的实施例，当该铰链100连接在所述第一本体11和第二本体12上时，除该铰链支架130的至少一部分暴露在空气中之外，该铰链100的其他部分均对应嵌入该第一本体11或第二本体12中。

具体的，除该铰链支架130的至少一部分暴露在空气中之外，该铰链100的其他部分均对应嵌入该第一本体11或第二本体12中，使得铰链100与第一本体11和第二本体12的连接更加牢固，使得该电子设备1更加耐用可靠。

另一方面，用户仅能看到该电子设备1的铰链100中铰链支架130的一部分或全部，该铰链100中的其他部分都被嵌入第一本体11或第二本体12中，从而该电子设备1的外观能够给用户简洁、大方的视觉美感。

具体地可以参考图1和图5a。从图1中可以看到电子设备1的铰链100的外观部分为旋转90°之后的“王”字。该铰链100的这一外观部分就可以是图5a中的铰链支架130从当前视角的反向观看到的画面。

换言之，从图1中观看到的电子设备1的铰链100，其中的传动装置110、扭力控制装置120中的结构可以相应的嵌入到与之相连接的第一本体11或者第二本体12、或者铰链支架130中。从而，使得整个电子设备1的外观中可以看到铰链支架130的光滑外表面。根据本公开的实施例，当铰链支架130通过液态金属铸造而成时，求形成的表面顺滑，从而使得整个电子设备1的外观简洁、大方、美观。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (10)

1.一种用于铰链的传动装置，包括第一轴、第二轴、滚动体和支架，其中：

所述第一轴和第二轴平行地支撑在所述支架上，并且能够相对于所述支架绕各自的中心轴转动；

所述第一轴和第二轴不接触，并且所述第一轴和第二轴位于所述支架中的部分均包括螺旋状的轨道槽；

所述滚动***于所述支架中所述第一轴和第二轴之间，并且相对于所述支架，所述滚动体能够在绕自身的中心轴转动的同时，在所述支架中沿与所述第一轴和第二轴平行的方向发生直线位移；

所述滚动体的外表面同时与所述第一轴和第二轴的轨道槽表面相切；以及

当所述第一轴转动时，所述滚动体随所述第一轴的轨道槽转动并在所述支架中发生所述直线位移，带动所述第二轴同步转动。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其中：

所述第一轴和第二轴的直径相同、或者不同。

3.根据权利要求1所述的传动装置，其中：

所述第一轴的中心轴、所述第二轴的中心轴和所述滚动体的中心轴共面。

4.根据权利要求1所述的传动装置，其中：

所述滚动体包括球体。

5.一种电子设备，包括第一本体、第二本体和铰链，所述第一本体和第二本体通过所述铰链连接；

所述铰链包括至少一个如权利要求1～4任意一项所述的传动装置和至少两个扭力控制装置，其中：

所述传动装置的第一轴在所述支架以外的部分固定在所述第一本体中；

所述传动装置的第二轴在所述支架以外的部分固定在所述第二本体中；

所述扭力控制装置连接于所述第一本体和第二本体的对应位置，用于控制所述第一本体和第二本体能够发生相对转动时的最小扭矩；以及

所述传动装置和所述扭力控制装置互不接触地布置在所述第一本体和所述第二本体中。

6.根据权利要求5所述的电子设备，当所述铰链包括一个所述传动装置时，所述传动装置和所述扭力控制装置互不接触地布置在所述第一本体和所述第二本体上，包括：

所述传动装置布置在所述第一本体和第二本体的中部；

所述至少两个扭力装置以所述传动装置为中心对称地布置在所述第一本体和第二本体的两端。

7.根据权利要求5所述的电子设备，所述铰链还包括铰链支架：

所述传动装置和所述扭力控制装置中不随所述第一本体或第二本体同步转动的至少一部分固定在所述铰链支架上。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中：

所述铰链支架通过液态金属铸造而成。

9.根据权利要求7所述的电子设备，当所述铰链连接在所述第一本体和第二本体上时：

所述铰链支架的长对称轴正对于所述两个本体相接触形成的缝隙。

10.根据权利要7所述的电子设备，当所述铰链连接在所述第一本体和第二本体上时：

除所述铰链支架的至少一部分暴露在空气中之外，所述铰链的其他部分均对应嵌入所述第一本体或第二本体中。