带有屏盖和键盘的便携式电脑的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种便携式电脑，主机(1)是一种平板形电脑，键盘(4)设置在屏盖(3)上，连支杆(2)的一端通过下端连轴(202)与屏盖(3)后端相连，另一端通过上端连轴(201)与主机(1)相连。主机(1)斜立在屏盖(3)上成键盘操作姿态时，连支杆(2)为主机(1)的支撑杆。采用在主机(1)设置台阶或凸起来定位或锁死连支杆键盘操作姿态转角、或在屏盖(3)上设置有阻止主机下端向前移动的机构，使键盘操作姿态稳定，有效减小连支杆(2)的长度和直径，使结构更整洁、紧凑。
【专利说明】带有屏盖和键盘的便携式电脑【技术领域】
[0001]本发明属于便携式计算机领域，特别涉及到配有键盘的平板式计算机。
技术背景
[0002]配有触屏的平板式计算机，便于手写，更方便携带，因而受到人们的欢迎。但现纯粹的平板式计算机缺少人们应用更多的键盘操作方式，现有微软公司推出的surface，在平板式计算机上加配有键盘，并配有斜立支撑板，可实现笔记本式计算机那样的键盘操作模式，但该产品存有缺点，打开斜立支撑板必须手动操作，动作繁多，键盘和平板计算机不能形成刚性连接，在不平坦地方(比如大腿上)，斜立支撑不稳，键盘操作不便利。
【发明内容】
[0003]本发明的目的式提出一种同样配有键盘的平板式计算机，但结构上与上述的surface不一样，操作更简单，结构更简洁紧凑，在不平坦地方，也能便利地进行键盘操作。
[0004]本发明的技术方案:整机包括有主机、键盘、屏盖以及连支杆，主机配有平板式显示屏，主机是一种平板形电脑，连支杆设置在主机的两侧，主机与屏盖通过连支杆相连。连支杆下端通过下端连轴与屏盖的后端相连，连支杆上端通过上端连轴与主机相连，连支杆以下端连轴为轴心相对于屏盖转动，连支杆以上端连轴为轴心相对于主机转动；主机与屏盖闭合时，屏盖盖着显示屏；键盘设置在屏盖的上面，键盘与屏盖后端之间留有的距离。本发明的特征在于:1、主机打开斜立在屏盖上，构成键盘操作姿态时，连支杆为主机斜立的支撑杆，主机下端位于键盘与屏盖后端之间留有的距离靠键盘方向处；2、在主机两侧面设置有定位或锁死连支杆以上端连轴为轴心相对于主机转动的台阶或凸起；3、在任何垂直于连轴的轴线的剖面上,上端连轴的轴线到主机底端的最大间距再加上下端轴外套半径应小于上下两连轴的轴线的间距、或主机上开有上下方向的滑槽，上端连轴或与上端连轴相连的部件设置在该滑槽中。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]以下结合附图以及具体实施方案对本发明作进一步说明:
[0006]图1是一种本发明便携式电脑主机与屏盖为闭合姿态时特征结构侧视示意图。
[0007]图2是一种本发明中的下端连轴处的特征剖面示意图。
[0008]图3是图1所示的便携式电脑各种姿态的示意图。
[0009]图4是一种本发明便携式电脑主机与屏盖为闭合姿态时特征结构侧视示意图。
[0010]图5是一种本发明便携式电脑主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构局部侧视示意图。
[0011]图6是图5中B-B处局部特征结构剖面示意图，示出一种连支杆转角锁死台阶的特征结构。
[0012]图7是一种本发明中的连支杆转角锁定采用凸起结构的局部特征结构剖面示意图。
[0013]图8是图1中A-A处局部特征结构剖面示意图，示出一种连支杆转角锁死台阶的特征结构。
[0014]图9是一种本发明便携式电脑主机与屏盖为闭合姿态时特征结构侧视示意图，虚线所示的主机为下端翘起状态。
[0015]图10是一种本发明中的连支杆转角定位采用凹沟式台阶结构的局部特征结构剖面示意图。
[0016]图11是一种本发明便携式电脑主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构局部侧视示意图。
[0017]图12是图11的局部特征结构后视示意图。
[0018]图13、14、15分别是三种本发明便携式电脑主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)的特征结构局部剖面示意图。
[0019]图16至20分别是五种本发明便携式电脑主机打开斜立在屏盖上(键盘操作姿态)时，主机下端与屏盖之间扣紧连接机构的特征结构局部剖面示意图。
[0020]图21是一种本发明便携式电脑主机与屏盖为闭合姿态时特征结构侧视示意图。
[0021]图22是图21中C-C处局部特征结构剖面示意图。
[0022]图23是图21所示的本发明便携式电脑，主机打开斜立在屏盖(键盘操作姿态)时的特征结构侧视图。
[0023]图24是图21所示的本发明便携式电脑，一种平板手写操作姿态时的特征结构侧视图。
[0024]图25是一种本发明屏盖的特征结构后视示意图。
[0025]图中1-主机，101-主机高侧面，102-主机低侧面，103-台阶，104-沟槽，105-凹槽，106-台阶，2-连支杆，201-上端连轴，202-下端连轴，3-屏盖，301-凸扣，4-键盘，5-下端轴外套，6-下端轴内套，7-表示打开主机的箭头，8-表示主机后翻的箭头，9-表示主机向主机上方滑动的箭头，10-滑槽，11-重心，12-沟槽，13-挡钩，14-弹性推顶装置，15-倒钩，16-钩扣，17-凸起，18-弹簧，19-凹沟，20-表示连支杆向主机内侧回弹的箭头，21-上方台阶，22-下方台阶(连支杆闭合姿态转角锁死台阶)
具体实施方案
[0026]图1所示本发明便携式电脑，主机I和屏盖3为闭合姿态，图中示出，键盘4设置在屏盖3上，键盘4与屏盖3的后端(图中的屏盖3的右边为后方向)之间留有距离，屏盖3盖着主机I上的平板显示屏(图中设有示出显示屏)；连支杆2通过下端连轴202与屏盖3的后端相连，连支杆2通过上端连轴201与主机I相连，因而主机I与屏盖3是通过连支杆2相连接在一起。连支杆2以下端连轴202为轴心相对于屏盖3转动，连支杆2以上端连轴201为轴心相对于主机I转动，就可实现主机I与屏盖3之间相连的各种姿态，如图3所示的③⑥--姿态，其中姿态?就是一种键盘操作姿态，主机I是靠连支杆2支撑斜立在屏盖3上，连支杆2的作用不仅将主机I和屏盖3连接在一起，还承担主机I斜立时的支撑杆任务，因而本发明将其简称为连支杆。图3中，箭头7表示主机I打开，箭头8表示主机I继续翻转，实现姿态④，该姿态就是一种平板手写姿态。各个姿态变换过程中，基本上是连支杆2以下端连轴202为轴心转动。
[0027]图1中示出有一特征，主机底端与屏盖3上的下端连轴202轴线留有间距a。此间距a的重要性是保证实现图3所示的各种姿态变换中，主机底端不会与屏盖后端发生干涉，因而间距a要足够大，具体的要求是:在任何垂直于连轴的轴线的剖面上，上端连轴的轴线到主机底端的最大间距再加上下端轴外套半径R应小于上下两连轴的轴线之间的间距，本发明将该间距定义连支杆的长度，其中的下端轴外套半径R的定义:如图2所示，套在下端连轴202上的最外层的部件(下端轴外套5)的半径，下端连轴202与下端轴外套5之间还有下端轴内套6。如果剖面上没下端连轴，则取R = O。
[0028]另外，本发明还提出一种解决姿态变换中，主机I的底端与屏盖3的后端的干涉问题的技术方案:主机上开有上下方向的滑槽，上端连轴或与上端连轴相连的部件设置在该滑槽中，上端连轴可顺该滑槽滑动。图4示出了一种以上所述方案，主机上的滑槽10为上下方向，在主机I的两侧，主机I向主机I的上端(图中为左方，也就是屏盖的前端)滑动，如箭头9所示，主机I (图中虚线所示的主机I)的底端与屏盖3上的下端轴202的轴线之间就留出间距a，该间距a应足够大到满足前一段所述要求。
[0029]采用短小的连支杆，整体结构会更整洁，如果连支杆设置在两侧，则主机侧面就可留更的地方便于设置USB、电源等外设接口。采用短的连支杆会出现:主机I的重心11在上端连轴201的上方，如图5所示，主机I斜立在屏盖2上(键盘操作姿态)时，主机I的重力相对上端连轴201有一顺时针方向的力矩，该力矩将会导致减小(甚至消除)主机下端作用在屏盖3上的力量，主机I斜立时，连支杆2则向前倾斜，对主机I产生有向前的作用力，其结果是主机I下端会向前移动，连支杆2作用在主机I上的向前推力又进一步增加，因而主机I不能稳定地斜立在屏盖2上，即不能保证键盘操作姿态稳定。
[0030]为解决键盘操作姿态稳定，有一方案:在主机I底端与屏盖3之间设置有磁性定位装置，该装置的屏盖3上的部件位于键盘4与屏盖3后端之间留有的距离靠键盘4方向处。磁性定位装置就是利用永磁性材料磁性吸引力，将主机I底端吸引定位在屏盖3上，不容易移动，除非施加足够大的力量，比如在屏盖3上设置有永磁铁，在主机I底端相对应的位置设有金属铁或磁性材料。
[0031]图5示出本发明一种键盘操作姿态稳定性问题的解决方案，参见图6，主机I的侧面101高于主机I的侧面102，两侧面之间形成台阶106，连支杆2相对主机I以上端连轴201的轴心的转动就被限制在侧面102内。由于台阶106的限制，连支杆2与主机I构成一夹角，图中所示的角β (被称为连支杆键盘操作姿态转角)，不能再增加，该台阶106被称为连支杆键盘操作姿态转角锁死台阶。阻挡连支杆以上端连轴为轴芯继续转动(除非有部件损坏)的台阶被称为连支杆转角锁死台阶，如果加大转动力矩，连支杆能抬高跨越台阶，并且没有部件损坏，连续转动，则该台阶被称为连支杆转角定位台阶，相应的有连支杆键盘操作姿态转角定位台阶。由于连支杆键盘操作姿态转角β被定位或锁死，主机I下端不能(不容易)再前移动，因而键盘操作姿态稳定性得到提高。
[0032]还可在主机侧面设置凸起阻挡连支杆2以上端连轴201为轴心继续转动，即称为连支杆转角定位或锁死凸起，相应地也有连支杆键盘操作姿态转角定位或锁死凸起。图7示出了一种连支杆转角锁死凸起17，凸起17是活动的，配有弹簧18，压下凸起17，连支杆2还能继续连动。[0033]图5和图6中的台阶106是由两高低不等的侧面101和102构成，还可以采用凹沟结构得到连支杆转角定位或锁死台阶。图10示出了一种采用凹沟结构的连支杆转角定位或锁死台阶，连支杆嵌入凹沟19中，受台阶106的阻挡，连支杆2被定位或锁死，图11就采用了该结构，共有三个凹沟19，图12是图11的局部后视图，图中箭头20表示连支杆2配有向主机内侧回弹的弹性机构，该机构使得连支杆2弹性地压在主机I的侧面，当连支杆2转动至凹沟19时，连支杆2就弹性自动地嵌入凹沟19中，连支杆2以上端连轴201为轴心的转动就被定位或锁死。
[0034]图8是图1中A-A处的局部特征结构剖面示意图，示出:主机I与屏盖3闭合时，连支杆2与主机I构成一夹角(锐角)，图中所示的角a i，该夹角被称为连支杆闭合姿态转角，由于有台阶103，连支杆闭合姿态转角a i不能再增加，该台阶则被称为连支杆闭合姿态转角锁死台阶。如果加大转动力矩，连支杆能抬高跨越台阶，连续转动，则该台阶被称为连支杆闭合姿态转角定位台阶。连支杆闭合姿态转角定位或锁死还可采用凸起结构。
[0035]设置连支杆闭合姿态转角锁死或定位台阶的意义有:参见图9，如果闭合姿态时，连支杆2与主机I的夹角(锐角)a i没有锁定(锁死或定位)，夹角Ci1继续加大到α 2，主机I下端翘起，与屏盖3后端分离，使得闭合姿态不稳，外观不整洁，有缺陷。如果夹角Ci1被锁死，该问题就得到解决。
[0036]为解决键盘操作姿态稳定本发明还提出有三种技术方案:在键盘4与屏盖3后端之间留有的距离靠键盘4方向处，设置有阻挡主机I下端向前移动的沟槽12或挡钩13，当主机I打开成键盘操作姿态时，主机I的底端前边缘伸入沟槽12或挡钩13中、或在主机I底端端面与屏盖3之间设置有阻挡主机I下端向前移动的钩扣机构，该机构的屏盖3上的部件位于键盘4与屏盖3后端之间留有的距离靠键盘4方向处。图13、14、15分别示出该三种技术方案。
[0037]图13中，在键盘4与屏盖后端之间留有的距离靠键盘方向处设置有沟槽12(图中示出有两沟槽12)，主机斜立，主机I的底端插入该沟槽12，并且主机I的前面(显示的那面)与主机I的底端端面的结合边缘(本发明中称为主机的底端前边缘)伸入沟槽12中，主机的底端前边缘低于沟槽12高度，沟槽12能阻挡主机下端向前滑动，主机I的键盘操作姿态稳定性得到提高，图中示出有两沟槽12，那就有两种主机I倾斜角。图14中，在键盘4与屏盖后端之间留有的距离靠键盘方向处设置有挡钩13，并且挡钩13的高度高于主机I的底端前边缘，主机的底端前边缘伸入挡钩13中，挡钩13能阻挡主机下端向前滑动，图中示出有两挡钩13。图15中所示的方案是在主机底端端面与屏盖3之间设置有阻挡主机下端向前滑动的钩扣机构，图中示出，在主机I的底端端面开有沟槽104，屏盖3内设有凸扣301，凸扣301插入沟槽104，就能阻挡主机I的下端向前滑动。
[0038]图16所示的结构是图13所示的改进方案，沟槽12的上方设置有阻挡主机I下端向上运动的倒钩15。图17示出图14的改进方案，挡钩13的上边设置有倒钩15。采用倒钩结构，不仅能阻挡主机I下端向前滑动，还能阻挡主机I下端向上运动，提高了主机I斜立在屏盖2上的稳定性。通过屏盖上设置推顶主机下端向前或向上或向前上方的弹性推顶装置，使得主机斜立在屏盖上时，主机下端进一步固定在屏盖上。图16和图17中的弹性推顶装置14采用弹片式结构，这样的结构简单，占空间小。图17示出，挡钩13和弹性推顶装置14为同一部件的一体式结构。[0039]图18和图19所示的结构分别又是图16和图17所示的改进型，在主机前面下端开有与阻挡主机I下端向上运动的倒钩15相对应的凹槽105，倒钩15伸入凹槽105，再配上弹性推顶装置14，主机I斜立在屏盖3成键盘操作姿态时，主机I下端被牢固地扣在屏盖内，要解除主机I下端被扣状态，只要向后推动主机I下端即可。图20所示的结构是主机下端端面与屏盖之间的钩扣机构也采用阻挡主机I下端向上运动的倒钩结构，并配有弹片式弹性推顶装置14，设置在屏盖3靠键盘4方向处的钩扣16与弹性推顶装置14为同一部件的一体式结构。
[0040]采用以上所述倒钩结构，再配上弹性推顶装置14，特别是采用图18-20所示的结构，主机斜立(键盘操作姿态)时，主机I下端就可牢固地与屏盖扣接在一起，无论任何摆放，主机的重力作用方向任何变换，键盘操作姿态将保持稳定。
[0041]减短连支杆2的长度，可得到更整洁和紧凑的外观效果，留出更多的地方设置外设接口。设计时，连支杆2的长度应小于主机I的重心11到主机I的底端的间距，但连支杆2不应过短，连支杆2的长度不应小于主机I重心11到主机I底端间距的一半，这样能保证主机I斜立在屏盖3上的各种姿态时，主机I的重心垂线一直位于屏盖3内，主机斜立时稳定性高。
[0042]图21所示的本发明便携式电脑，连支杆定位或锁死台阶采用凹沟结构，参见图22，连支杆2的下方台阶22高Ill大于上方的台阶高h1;并且下方台阶22高Ii1大于连支杆2的半径，构成连支杆闭合姿态转角被锁死，上方台阶21高匕小于连支杆2的半径，连支杆采用向主机内侧回弹的弹性机构，只要施加一定的力矩连支杆2就可跨越上方台阶21，实现图21所示的键盘操作姿态，以及图24所示的，区别于图3中④姿态的另一种平板手写操作姿态。细小的连支杆可使外观整洁和紧凑，图22中示出，连支杆2的截面为圆形，其直径小于主机I的厚度的三分之一，为保证连支杆的强度，应采用金属杆制成。钢制的连支杆直径不应大于5mm,直径一般取1.5mm至3mm,因为对于最大的本发明便携式电脑,3mm直径钢制连支杆，强度已经足够。
[0043]图21示出，连支杆2为弯曲杆，主机I与屏盖3闭合时，连枝干2有一半以上与主机前面(显示屏所在的面)平行，这样设计的优点有:外观整洁；采用图4所示的滑槽结构时，主机I前后滑动时，连支杆2被下方台阶22锁死的转角不变。
[0044]图25所示的本发明屏盖中示出特征有:1、下端连轴202是连支杆2的金属杆(可实心、也可空心)弯折而成的，下端连轴202就成了连支杆2与屏盖3之间转动连接的下端转轴，这样的设计，结构简单，强度高，造价低，外观也整洁。
[0045]2、连支杆2的金属杆为弹性，连支杆2与下端连轴202之间的夹角为锐角(小于90。)两侧连支杆上端之间的间距小于装配有主机时的间距(如图25中虚线所示的连支杆2)，使得装配有主机时，连支杆有弹性作用力压在主机的侧面上，构成前面所述的连支杆采用有向主机内侧回弹的弹性机构。
[0046]3，上端连轴201与在连支杆2连接成一体，也就成了连支杆2与主机之间转动连接的上端转轴，这样的结构，再加上前述的弹性连支杆，只要主机两侧配有与上端连轴201 (转轴)相配的孔或槽，就可实现屏盖可便捷地从主机上取下或装上，方便更换屏盖3。
[0047]设计时，两连支杆2以及下端连轴202还可采用同一根金属杆经弯折加工而成的一整体式结构，这样的结构可以减小采用弹性金属杆的连支杆装上主机时，产生的作用在屏盖上的扭矩，减小下端轴外套5与屏盖3之间的连接强度要求。
[0048]为了增加本发明便携式电脑的连续工作时，在屏盖内加设电池，采用平板形电池，铺设在屏盖内的最下面，这样可充分利用屏盖内的空间。
【权利要求】
1.一种便携式电脑，包括有主机(I)、键盘(4)、屏盖(3)和连支杆(2)，主机⑴配有平板式显示屏，主机⑴是一种平板形电脑，主机⑴与屏盖⑶通过连支杆⑵相连，连支杆⑵设置在主机⑴的两侧，连支杆⑵下端通过下端连轴(202)与屏盖(3)的后端相连，连支杆⑵上端通过上端连轴(201)与主机(I)相连，连支杆(2)以下端连轴(202)为轴心相对于屏盖(3)转动，连支杆(2)以上端连轴(201)为轴心相对于主机(I)转动，主机(I)与屏盖(3)闭合时，屏盖(3)盖着显示屏，键盘(4)设置在屏盖(3)的上面，键盘(4)与屏盖(3)后端之间留有距离，其特征在于: 其中，主机(I)打开斜立在屏盖(3)上，构成键盘操作姿态时，连支杆(2)为主机(I)斜立的支撑杆，主机(I)下端位于键盘(4)与屏盖(3)后端之间留有的距离靠键盘(4)方向处； 其中，在主机(I)两侧面设置有连支杆转角定位或锁死台阶或凸起(17)； 其中，在任何垂直于连轴的轴线的剖面上，上端连轴(201)的轴线到主机(I)底端的最大间距再加上下端轴外套(5)半径应小于上下两连轴的轴线的间距、或 在主机(I)的两侧上开有上下方向的滑槽(10)，上端连轴(201)或与上端连轴(201)相连的部件设置在该滑槽(10)中。
2.一种根据权利要求1所述的便携式电脑，其特征在于:连支杆转角定位或锁死台阶采用了凹沟结构，连支杆(2)采用有向主机(I)内侧回弹的弹性机构。
3.一种根据权利要求1所述的便携式电脑，其特征在于:在主机(I)两侧面设置有连支杆闭合姿态转角定位或锁死台阶(103)或凸起(17)。
4.一种根据权利要求1所述的便携式电脑，其特征在于:连支杆(2)采用金属杆制成，连支杆(2)与下端连轴(202)采用了同一根金属杆经有弯折加工而成的整体式结构。
5.一种根据权利要求2所述的便携式电脑，其特征在于:连支杆(2)采用弹性金属杆制成，连支杆(2)与下端连轴(202)采用了同一根金属杆经有弯折加工而成的整体式结构，没有装配主机⑴时两侧连支杆⑵上端之间的间距小于装配有主机⑴时的间距。
6.一种根据权利要求1至5中任何一项所述的便携式电脑，其特征在于:在主机(I)两侧面设置有连支杆键盘操作姿态转角定位或锁死台阶(106)或凸起(17)。
7.一种根据权利要求1至5所述的便携式电脑，其特征在于:当主机(I)打开斜立在屏盖(3)上，构成键盘操作姿态时，在主机(I)底端与屏盖(3)之间设置有磁性定位装置，该装置的屏盖(3)上的部件位于键盘(4)与屏盖(3)后端之间留有的距离靠键盘(4)方向处。
8.一种根据权利要求1至5所述的便携式电脑，其特征在于:在键盘(4)与屏盖(3)后端之间留有的距离靠键盘(4)方向处，设置有阻挡主机(I)下端向前移动的沟槽(12)或挡钩(13)，当主机(I)打开成键盘操作姿态时，主机(I)的底端前边缘伸入沟槽(12)或挡钩(13)中、或 在主机(I)底端端面与屏盖(3)之间设置有阻挡主机(I)下端向前移动的钩扣机构，该机构的屏盖(3)上的部件位于键盘(4)与屏盖(3)后端之间留有的距离靠键盘(4)方向处。
9.一种根据权利要求8所述的便携式电脑，其特征在于:阻挡主机(I)下端向前移动的沟槽(12)或挡钩(13)上采用有阻挡主机(I)下端向上运动的倒钩结构，并设置有推顶主机(1)下端向前或向上或向前上方的弹性推顶装置(14)、或 主机(1)下端端面与屏盖(3)之间的钩扣机构采用了阻挡主机(1)下端向上运动的倒钩结构，并设置有推顶主机(1)下端向前或向上或向前上方的弹性推顶装置(14)。
10.一种根据权利要求1至5所述的便携式电脑，其特征在于:连支杆2为弯曲杆，主机(1)与屏盖(3)闭合时，连支杆(2)有一半以上与主机(1)的前面平行。
【文档编号】G06F1/16GK103513715SQ201310254355
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月11日 优先权日:2013年6月11日
【发明者】秦彪 申请人:秦彪