输入输出装置和电子设备的制作方法

本公开涉及一种输入输出装置和一种电子设备。

背景技术

随着人工智能、自动控制、通信和计算机技术的快速发展，各种各样的电子设备被应用于工农业生产、建筑、物流、和日常生活等诸多领域，人们通过使用不同的电子设备来进行不同的操作，实现不同的功能。电子设备的最基本的功能之一是输入输出功能，因此电子设备中基本都配置有输入输出设备，用户可以通过输入输出设备获取相应的信息或将相应的信息输入至电子设备进行处理。现有技术中，由于大多数电子设备所配置的输入输出设备的位置和所占空间是固定的，在用户使用电子设备的过程中，无论用户当前是否使用该电子设备所配置的某输入输出设备，该输入输出设备均会占据一定空间。

技术实现要素：

本公开的一个方面提供了一种输入输出装置，包括：输入输出设备、容置部和升降机构。输入输出设备位于容置部内，输入输出设备的交互组件通过容置部表面的开孔向外，升降机构为端面棘轮机构，升降机构与容置部连接，以使容置部可上下活动。

可选地，端面棘轮机构包括轴筒、凸轮构件、旋转构件和弹性组件。轴筒具有沿圆周方向交替配置且于上下方向延伸的多个凸轮齿和凸轮槽，凸轮构件可上下活动地配置于轴筒中，凸轮构件的下端具有可使旋转构件转动的多个凸轮突起，旋转构件可转动地配置于凸轮构件的下方，旋转构件具有可交替地卡合于凸轮齿或凸轮槽的多个凸条，弹性组件向旋转构件施以向上的力，凸轮构件的上端与容置部连接。

可选地，容置部还包括一个或多个于上下方向延伸的条形限位孔，升降机构还包括支撑部，支撑部表面上具有一个或多个限位突起，容置部的条形限位孔与支撑部表面上的限位突起相适配，条形限位孔可上下活动地套置于限位突起上。

可选地，容置部包括关于容置部的竖直方向中心轴对称的两个于上下方向延伸的条形限位孔，支撑部表面上具有关于端面棘轮机构的竖直方向中心轴对称的两个限位突起，条形限位孔可上下活动地套置于限位突起上。

可选地，容置部还包括一个或多个于上下方向延伸的边缘限位槽，升降机构还包括支撑部，容置部的边缘限位槽与升降机构的支撑部的边缘相适配，边缘限位槽可上下活动地套置于支撑部的边缘上。

可选地，容置部包括关于容置部的竖直方向中心轴对称的两个于上下方向延伸的边缘限位槽，边缘限位槽可上下活动地套置于支撑部左右两侧的边缘上。

可选地，容置部的下端面具有通孔，凸轮构件的上端通过该通孔位于容置部内，容置部在被按下时带动凸轮构件向下运动，凸轮构件在向上运动时带动容置部向上运动。

可选地，旋转构件包括小径筒部和连接小径筒部下端的大径筒部，可交替地卡合于凸轮齿或凸轮槽的多个凸条沿圆周方向交替配置于大径筒部的外表面，凸轮构件为上端封闭的筒体，凸轮构件的内径大于小径筒部的外径且不大于大径筒部的外径，凸轮构件可上下活动地套置于小径筒部上，大径筒部的下端具有卡合部，弹性组件卡合于大径筒部下端的卡合部上。

可选地，凸轮构件的外表面具有沿圆周方向配置的多个扣合突起，各凸轮齿上具有于上下方向延伸的凸轮引导槽，凸轮引导槽与凸轮槽沿轴筒的圆周方向交替等间隔配置，扣合突起可上下活动地扣合于凸轮引导槽和/或凸轮槽中。

本公开的另一个方面提供了一种电子设备，包括：腔体和如上所述的输入输出装置。腔体具有向上的开口，输入输出装置的升降机构位于腔体内，当输入输出装置的容置部向下运动至最低位置时，容置部在腔体内，当输入输出装置的容置部向上运动至最高位置时，容置部在腔体外。

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的实施例的输入输出装置和电子设备的应用场景；

图2示意性示出了根据本公开的实施例的输入输出装置的结构图；

图3a示意性示出了根据本公开的实施例的升降机构的结构图；

图3b示意性示出了根据本公开的实施例的轴筒的结构图；

图3c示意性示出了根据本公开的实施例的凸轮构件的结构图；

图3d示意性示出了根据本公开的实施例的旋转构件的结构图；

图4示意性示出了根据本公开的另一实施例的输入输出装置的结构图；以及

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电子设备的示意图。

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。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。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。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。

在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“a或b”应当被理解为包括“a”或“b”、或“a和b”的可能性。

本公开的实施例提供了一种输入输出装置以及包括该输入输出装置的电子设备。该输入输出装置包括输入输出设备、容置部和升降机构。升降机构为端面棘轮机构，升降机构与容置部连接，以实现安装于容置部内的输入输出设备的升降和锁止。

图1示意性示出了根据本公开的实施例的输入输出装置和电子设备的应用场景。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

如图1所示，该应用场景展示了用户110使用电子设备120的场景，本实施例所示的电子设备120为台式计算机，在其他实施例中，电子设备120也可以是各种其他类型的终端设备，例如可以是智能手机、平板电脑、便携式计算机、照相机、摄像机、智能电视等等，在此不做限制。该电子设备120中设置有输入输出设备121，本实施例所示的输入输出设备121为摄像头，在其他实施例中，输入输出设备121可以是各种具有输入功能和/或输出功能的设备，例如可以是摄像头、麦克风阵列、语音交互模块、指纹识别模块、交互按键等等，在此不做限制。用户110在使用电子设备120的过程中，可以根据需求选择是否要使用输入输出设备121，如果使用，输入输出设备121处于工作状态，进行相应的输入输出操作，如果不使用，输入输出设备121处于非工作状态。

本公开实施例所提供的输入输出装置可以应用于图1所示的电子设备120中，本公开实施例所提供的电子设备可以作为图1所示的电子设备120，输入输出设备设置于输入输出装置中，输入输出装置设置于电子设备中，输入输出装置的改进的结构使得输入输出设备处于非工作状态时可以被隐藏。

图2示意性示出了根据本公开的实施例的输入输出装置的结构图。

如图2所示，该输入输出装置200包括：输入输出设备210、容置部220和升降机构230。如前文所述，输入输出设备210可以是任意具有输入功能和/或输出功能的设备，输入输出设备210位于容置部220内，输入输出设备210被容置部220遮挡住的部分在图中以虚线示出，输入输出设备210与用户进行输入输出交互的交互组件211通过容置部220表面的开孔向外。升降机构230为端面棘轮机构，升降机构230与容置部220连接，以使容置部220可上下活动，进而实现位于容置部220内的输入输出设备210的上升、下降以及锁止。

本实施例使用端面棘轮机构作为升降机构230，端面棘轮机构在各种变形下实质均包括顶杆、棘爪、棘轮和止动爪，棘轮的端面上分布有齿，棘爪推动棘轮的齿使得棘轮转动，止动爪阻止棘轮的齿使得棘轮停止转动，实现棘轮的单向间歇转动，棘轮的单向间歇转动可以传动为顶杆的上升-下降的往复运动，进而实现升降机构230的升降功能。本方案中的升降机构结构简单、制造方便、步长准确、运动可靠，利用该升降机构可以简单、合理、有效、可靠地实现输入输出装置，该输入输出装置可控制输入输出设备的上升和下降。

下面参考图3a～图3d，结合实施例具体说明升降机构230的结构及工作原理。

图3a示意性示出了根据本公开的实施例的升降机构的结构图。

如图3a所示，升降机构230为端面棘轮机构，包括：轴筒231、凸轮构件232、旋转构件233和弹性组件234，凸轮构件232、旋转构件233和弹性组件234均设置于轴筒231中，凸轮构件232可上下活动地配置于轴筒231中，旋转构件233可转动地配置于凸轮构件232的下方，弹性组件234配置于旋转构件233的下方，以向旋转构件233施以向上的力，本实施例中弹性组件234为弹簧。下面分别对各部分进行说明。

图3b示意性示出了根据本公开的实施例的轴筒的结构图。

如图3b所示，左图示出了轴筒231的外观，右图示出了以从下向上的视角所观察的轴筒231的结构，可以看到，本实施例中轴筒231为两端开口的筒状体，分为上下两部分，上部分为侧面封闭的圆筒，下部分为侧面半开的半圆筒。在其他实施例中，轴筒231也可以不分上下部分，而是两端开头侧面封闭的完整圆筒体，或者，轴筒231也可以是其他类型的筒状体，在此不做限制。轴筒231的上部内面，一体地形成有于上下方向延伸的多个凸轮齿2311和凸轮槽2312，本实施例中具有3个凸轮齿2311和3个凸轮槽2312，凸轮齿2311与凸轮槽2312沿着圆周方向交替地配置。对于各凸轮齿2311，形成有于上下方向延伸的凸轮引导槽2311a，凸轮引导槽2311a与凸轮槽2312沿着圆周方向交替地等间隔配置。

图3c示意性示出了根据本公开的实施例的凸轮构件的结构图。

如图3c所示，左图示出了凸轮构件232的外观，右图示出了以从下向上的视角所观察的凸轮构件232的结构，可以看到，本实施例中凸轮构件232为两端开口的圆筒体，在其他实施例中，凸轮构件232也可以是两端封闭的圆筒体或一端封闭的有底或有顶圆筒体，在此不做限制。在凸轮构件232的下端面，圆周状地连接设置多个凸轮突起2321，本实施例中具有6个锯刃状的凸轮突起2321。此外，在凸轮构件232的下端部外表面，沿着圆周方向分散形成多个扣合突起2322，本实施例中具有6个扣合突起2322，各扣合突起2322设置于各凸轮突起2321的后方。

凸轮构件232可上下活动地配置于轴筒231中，凸轮构件232上的各扣合突起2322分别扣合于轴筒231内面的凸轮引导槽2311a与凸轮槽2312中，具体地，扣合突起2322在圆周方向有空隙量地与凸轮引导槽2311a相扣合，即凸轮引导槽2311a的宽度尺寸略大于扣合突起2322的宽度尺寸，扣合突起2322在圆周方向有空隙量地与凸轮槽2312相扣合，即凸轮槽2312的宽度尺寸略大于扣合突起2322的宽度尺寸，以限制凸轮构件232在轴筒231中可沿上下活动而不可旋转。凸轮构件232下端的凸轮突起2321在向下按压旋转构件233时，可使旋转构件233转动。

图3d示意性示出了根据本公开的实施例的旋转构件的结构图。

如图3d所示，左图示出了旋转构件233的外观，右图示出了以从上向下的视角所观察的旋转构件233的结构，可以看到，本实施例中旋转构件233是上端开口且下端封闭的有底圆筒体。在其他实施例中，旋转构件233也可以是两端封闭的圆筒体或上端封闭下端开口的有顶圆筒体，在此均不做限制。旋转构件233包括小径筒部和连接小径筒部下端的大径筒部，凸轮构件232的内径大于旋转构件233的小径筒部的外径且不大于旋转构件233的大径筒部的外径，凸轮构件232可上下活动地套置于旋转构件233的小径筒部上。

在大径筒部的外表面，形成可交替地卡合于轴筒231中的凸轮齿2311和凸轮槽2312的多个凸条2331，本实施例中具有3个凸条2331，具体地，凸条2331沿上下方向延伸，可以与凸轮槽2312扣合，在凸条2331的上端，形成可与凸轮齿2311及凸轮构件232的凸轮突起2321相抵接的斜面。大径筒部的下端具有卡合部2332，弹性组件234卡合于该卡合部2332上。

本实施例中，旋转构件233对应于端面棘轮机构的棘轮，凸轮构件232的凸轮突起2321对应于端面棘轮机构的棘爪，轴筒231的凸轮齿2311和凸轮槽2312对应于端面棘轮机构的止动爪，凸轮突起2321推动旋转构件233转动，凸轮齿2311和凸轮槽2312的卡合使得旋转构件233停止转动，实现旋转构件233的单向间歇转动，当凸轮齿2311与旋转构件233卡合时，旋转构件233处于最低位置(下文称“第一位置”)并处于锁止状态，弹性组件234处于压缩状态，当凸轮槽2312与旋转构件233卡合时，旋转构件233从锁止状态变为解锁状态，可以沿凸轮槽2312运动，则弹性组件234推动旋转构件233沿凸轮槽2312向上运动至最高位置(下文称“第二位置”)，该最高位置为弹性组件234恢复自然状态时旋转构件233的位置，以此往复，实现旋转构件233的上升和下降，进而传动为凸轮构件232的上升和下降的往复运动。

在说明升降机构的结构及工作原理之后，再对输入输出装置的结构和工作原理进行详细说明。

图4示意性示出了根据本公开的另一实施例的输入输出装置的结构图。

如图4所示，该输入输出装置200包括：输入输出设备210、容置部220和升降机构(为了方便说明，图中仅示出了升降机构的轴筒231和凸轮构件232)。本实施例中，输入输出设备210为摄像头，摄像头位于容置部220内，摄像头的镜头通过容置部220的开孔向外，摄像头始终与容置部220一同运动或静止。升降机构230中的凸轮构件232的上端与容置部220连接，可以是固定连接也可以是活动连接，固定连接时凸轮构件232与容置部220一同上下运动，活动连接时，可以是容置部220的下端面具有通孔，凸轮构件232的上端通过通孔位于容置部220内，容置部220在被按下时其上端面带动凸轮构件232向下运动，凸轮构件232在向上运动时推动容置部220的上端面使得容置部220向上运动。

结合上文中的图3a～图3d，可知图4所示的输入输出装置200的工作原理如下：

如果初始状态升降机构230的旋转构件233保持于第一位置，即旋转构件233的凸条2331与轴筒231的凸轮齿2311相卡合的状态。此时弹簧组件234处于压缩状态，升降机构230的凸轮构件232位于最低位置，容置部220也位于最低位置。当容置部220被用户按压向下运动时，推动凸轮构件232也向下运动，凸轮构件232向下推动旋转构件233，凸轮构件232下端的凸轮突起2321挤压旋转构件233的大径筒部的上端的与凸轮突起2321相抵接的斜面，使得旋转构件233发生旋转，旋转构件233的凸条2331从与凸轮齿2311相卡合变为与凸轮槽2312相卡合，弹性组件234推动旋转构件233沿凸轮槽2312向上运动至第二位置，旋转构件233向上运动时推动凸轮构件232向上运动，凸轮构件232推动容置部220向上运动直至旋转构件233停止上升。

如果初始状态升降机构230的旋转构件233保持于第二位置，即旋转构件233的凸条2331与轴筒231的凸轮槽2312相卡合的状态。此时弹簧组件234处于未压缩状态，升降机构230的凸轮构件232位于最高位置，容置部220也位于最高位置。当容置部220被用户按压向下运动时，推动凸轮构件232也向下运动，凸轮构件232向下推动旋转构件233，凸轮构件232下端的凸轮突起2321挤压旋转构件233的大径筒部的上端的与凸轮突起2321相抵接的斜面，使得旋转构件233发生旋转，旋转构件233的凸条2331从与凸轮槽2312相卡合变为与凸轮齿2311相卡合，即将旋转构件233锁止于第一位置，相应地，由于旋转构件233被锁止于较低的第一位置，凸轮构件232在重力作用下保持在最低位置，容置部220在重力下也保持在最低位置。

上述两个过程分别实现了容置部220的上升和下降，也就是实现了摄像头的上升至最高位置、下降至最低位置、在最低位置的锁止、以及在最低位置的解锁，图4所示的正是容置部220在最低位置时的状态。

进一步地，在本公开的一个实施例中，如图4所示，该输入输出装置200还可以包括支撑部240，本实施例中支撑部240与升降机构230的轴筒231一体成型，在其他实施例中，支撑部240与升降机构230也可以分别成型后再固定，在此不做限制。支撑部240表面上具有一个或多个限位突起241，本实施例中支撑部240具有关于升降机构230的竖直方向中心轴对称的两个限位突起241。容置部220还包括一个或多个于上下方向延伸的条形限位孔221，本实施例中容置部220具有关于容置部220的竖直方向中心轴对称的两个于上下方向延伸的条形限位孔221。两个条形限位孔221与两个限位突起241分别相适配，两个条形限位孔211分别可上下活动地套置于限位突起241上。当输入输出装置200的容置部220处于最低位置时，支撑部240上的各限位突起241卡合于容置部220上的各条形限位孔221的上端，当输入输出装置200的容置部220处于最高位置时，支撑部240上的各限位突起241卡合于容置部220上的各条形限位孔221的下端，在输入输出装置200的容置部220从下向上运动的过程中，支撑部240上的各限位突起241相对于容置部220上的各条形限位孔221中从上向下移动，在输入输出装置200的容置部220从上向下运动的过程中，支撑部240上的各限位突起241相对于容置部220上的各条形限位孔221中从下向上移动。

通过本实施例，可以限制容置部220仅仅能够在上下方向运动而不会发生旋转和侧偏，保证容置部220的开孔方向不变，即摄像头的镜头的朝向不变，对于其他类型的输入输出设备同理，方便用户使用。

以及，进一步地，在本公开的一个实施例中，如图4所示，容置部220还可以包括一个或多个于上下方向延伸的边缘限位槽222，本实施例中容置部220具有关于容置部220的竖直方向中心轴对称的两个于上下方向延伸的边缘限位槽222，两个边缘限位槽222分别与支撑部240的两个边缘相适配，两个边缘限位槽222分别可上下活动地套置于支撑部240的两个边缘上。

通过本实施例，可以进一步限制容置部220仅仅能够在上下方向运动而不会发生旋转和侧偏，保证容置部220的开孔方向不变，即摄像头的镜头的朝向不变，对于其他类型的输入输出设备同理，方便用户使用。

在其他实施例中，可以仅利用容置部220的边缘限位槽222配合支撑部240的边缘对容置部220进行限位，或者，也可以仅利用容置部220的条形限位孔221配合支撑部240的限位突起241对容置部220进行限位，或者，可以既利用容置部220的条形限位孔221配合支撑部240的限位突起241对容置部220进行限位，也利用容置部220的边缘限位槽222配合支撑部240的边缘对容置部220进行限位，其数量和方式均可以根据需要来选择，在此不做限制。

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电子设备的示意图。

如图5所示，该电子设备500包括腔体510和输入输出装置200。输入输出装置200的结构和工作原理在上文已说明，在此不再赘述。腔体510具有向上的开口，输入输出装置200的下端固定于腔体510的底面上，具体可以是，输入输出装置200的升降机构的轴筒的下端固定于腔体510的底面上，输入输出装置200的升降机构位于腔体内。

当输入输出装置200的容置部处于最高位置时，输入输出装置200的容置部暴露在电子设备500的腔体510外，当输入输出装置200的容置部处于最低位置时，输入输出装置200的容置部隐藏在电子设备500的腔体510内。也就是说，在输入输出装置200的容置部从最高位置向下运动至最低位置的过程中，输入输出装置200的容置部从电子设备500的腔体510外进入到电子设备500的腔体510内，在输入输出装置200的容置部从最低位置向上运动至最高位置的过程中，输入输出装置200的容置部从电子设备500的腔体510内运动至电子设备500的腔体510外。

可见，通过图5所示的电子设备，用户在需要使用输入输出装置中的输入输出设备时，可以按压输入输出装置使得输入输出装置的升降机构解除锁止状态，升降机构中的弹性组件推动旋转构件向上运动，旋转构件推动凸轮构件向上运动，凸轮构件推动输入输出装置的容置部从最低位置向上运动至最高位置，输入输出装置的容置部通过电子设备500的腔体510的开口，从电子设备500的腔体510内运动至腔体510外，实现了容置部中的输入输出设备的上升弹出，输入输出设备的交互组件通过容置部的开孔向外，用户可以通过该交互组件使用该输入输出设备。当用户不再需要使用输入输出装置中的输入输出设备时，可以按压输入输出装置使得输入输出装置的容置部从最高位置下降至最低位置并锁止，输入输出装置的容置部通过电子设备500的腔体510的开口，从电子设备500的腔体510外进入到腔体510内，实现了容置部中的输入输出设备的下降隐藏，使得处于非工作状态的输入输出设备不再继续占用空间，还能避免输入输出设备受到损伤，同时使得电子设备的外形更加美观，且对于用户来说操作简单，不会发生误动作，符合用户需求。

需要说明的是，本公开实施例所述的电子设备可以各种终端设备，例如可以是智能手机、平板电脑、便携式计算机、照相机、摄像机、智能电视等等，在此不做限制。本公开实施例所述的输入输出设备可以是各种具有输入功能和/或输出功能的设备，例如可以是摄像头、麦克风阵列、语音交互模块、指纹识别模块、交互按键等等，在此不做限制。

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。