具有铰链机构的电子设备的制作方法

专利名称：具有铰链机构的电子设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及电子通信和计算设备。
背景技术：
移动通信和计算设备已经历了重大的技术进步。随着时间的推移，用于例如电话 的这样的设备的电池和电子器件已经变得相当小，从而允许设备也变得小许多。曾经大的 设备现在小到足够放入用户的手中，从而提供便利的手持式电话或通信设备。此外，设备 自身也变得更加复杂。一些设备不仅提供标准的电话服务，而且还提供电子消息能力、照 相机、存储、多媒体显示以及其它娱乐能力。示例设备包括个人数字助理(PDA)。一些PDA 或移动电话在没有除按钮或滚轮外的移动部件的基座上具有屏幕和小型数字或字母数字 的键盘。其它PDA或电话具有移动部件，诸如在所谓的翻盖电话中，当将电话的底部部分 旋转远离电话的顶部部分时屏幕和按钮被显露出，以及在可从T-Mobile公司获得的称为 Sidekick 的设备中，其具有将键盘重叠在基座中以及围绕并远离基座枢转以显露出键盘 的屏幕。现今的消费者要求更多数量的特征、用户友好性以及紧凑的尺寸均在一个手持式 设备内。

发明内容
在一些实施例中，描述了电子设备。该设备具有基座、盖以及在基座和盖之间的连 接器。该连接器具有两个杆。盖在第一位置和第二位置之间是可移动的，当盖在第一位置 时盖覆盖基座的至少部分并且当盖在第二位置时基座的部分被显露。随着盖从第一位置移 动到第二位置，盖在平行于基座的主表面的平面中移动。在一些实施例中，描述了具有基座和覆盖物的电子设备。基座具有上表面、下表 面、宽度、长度和高度。高度沿着长度改变而形成薄区域和厚区域，其中在薄区域中的上表 面与在厚区域中的上表面不共面，并且厚区域具有用于控制电子设备的输入控制。覆盖物 具有长度和宽度。覆盖物可滑动地连接基座，使得在第一位置覆盖物的下表面的至少90% 邻近薄区域的上表面并且在第二位置覆盖物的下表面的至少75%不邻近薄区域的上表面。在又一个实施例中，描述了形成电子设备的方法。形成基座。利用连接器将盖连 接到基座。连接器具有两个杆并且允许盖在第一位置和第二位置之间移动，使得当盖在第 一位置时盖覆盖基座的至少部分并且当盖在第二位置时基座的部分被显露，以及随着盖从 第一位置移动到第二位置，盖在平行于基座的主表面的平面中移动。在又一个实施例中，描述了形成电子设备的方法。形成具有上表面、下表面、宽度、 长度和高度的基座，其中高度沿着长度改变而形成薄区域和厚区域，在薄区域中的上表面 与在厚区域中的上表面不共面，并且厚区域具有用于控制电子设备的输入控制。将覆盖物 连接到基座。覆盖物具有长度和宽度并且可滑动地连接基座，使得在第一位置覆盖物的下 表面的至少90%邻近薄 区域的上表面并且在第二位置覆盖物的下表面的至少75%不邻近 薄区域的上表面。
在此描述的设备和方法的实施例可以包括以下特征的一个或多个。两个杆在平行于基座的主表面的平面中可以是可枢转的。两个杆中的一个杆可以包括弯曲。两个杆中的 一个杆可以是直线形的。弹簧可以在盖内。弹簧可以是绕曲的(serpentine)。当盖在第一 位置和第二位置之间时，弹簧可以被压缩。设备可以具有在基座内的弹簧。弹簧可被连接 到两个杆中的一个。将盖从第一位置移动到第二位置可以使弹簧延伸。设备可以具有随着 将盖相对于基座移动而对盖进行稳固的连杆(link)。连杆可以具有可枢转地连接到盖的第 一端部以及可枢转地连接到基座的第二端部，其中枢转地连接到基座的端部可被滑动地连 接到盖。设备可被配置为使得可滑动地连接到盖的端部以弧形运动方式滑动。两个杆随着 将盖关于基座移动而以剪式运动方式枢转。盖可以包括显示屏。基座可以包括键盘。基座 包括扬声器。输入控制可被配置来发送电子信号以控制设备。当覆盖物在第一位置和第二 位置两者中时，沿着覆盖物的长度的中心线可以与沿着基座的长度的中心线平行。当覆盖 物在第一位置和第二位置两者中时，沿着覆盖物的宽度的中心线可以与沿着基座的宽度的 中心线平行。覆盖物可以沿着平行于基座的平面的平面是可滑动的。可防止覆盖物旋转出 平行于基座的平面的平面。第一位置可以是完全关闭的位置并且第二位置可以是完全打开 的位置，并且基座和覆盖物在从第一位置转变到第二位置时可以不移动通过奇异点。当将 覆盖物从打开的位置移动到关闭的位置时，沿着宽度的覆盖物的中心线可以不关于沿着宽 度的基座的中心线旋转。形成设备可以包括将稳固连杆连接到盖和基座。形成设备可以包 括将弹簧连接到盖和基座。在此描述的设备可以包括以下优势的一个或多个。具有盖和基座的电子设备可以 在期望时通过移位盖的位置来提供对基座上的用户输入设备的访问，并且在不需要输入设 备时通过将盖的位置移位到关闭位置来隐藏用户输入设备以保护设备以防接收非期望的 输入。这样的设备也可以具有改进的形式因素，即与具有类似尺寸特征的设备打开和关闭 相比，在关闭时更小的占用空间(footprint)以及在打开时相对更大的占用空间，所述特 征例如屏幕和用户输入设备。在盖和基座之间的铰链可以使设备的打开和关闭行为成为可 能。铰链可以以下方式被布置在设备是打开的时使在基座和盖之间的重叠最小化。铰链 也可以在设备正被打开或处于打开状态时向设备提供稳固性。稳固杆可被包括在设备中， 该稳固杆可以在盖正被打开或关闭时进一步稳固盖。设备稳固性可以改进用户对设备的感 觉。设备稳固性也可以改进设备的坚固性，从而提高设备的使用寿命。铰链可被部分地嵌 入盖和/或基座中。该嵌入可以保护用户的手指不被铰链挤夹。该嵌入也可以保护铰链不 被弄碎。如果保持铰链干净，则铰链在移动中的平滑行为可被维持，进一步改进用户的对设 备的触觉体验并且提高设备的使用寿命。在提供有弹簧的设备中，盖可被绝对地保持在打 开或关闭位置。使盖保持关闭在期望保持设备关闭时防止设备滑动打开。使盖保持打开允 许用户在设备不会突然关闭的情况下使用设备。设备可以比具有移动部件的其它通信设备 更坚固，从而为设备提供更长的寿命。设备可以具有相互平行的屏幕和输入设备部分，使与 诸如翻盖电话的其它设备相比更易使用键以及在舒适的视角查看屏幕，所述其它设备在完 全打开时不易具有平行的屏幕和输入设备部分。此外，可以在与诸如所谓的翻盖电话的其 它设备有类似尺寸的设备中提供更大的键盘区域。本发明的一个或多个实施例的细节将在下面的附图和描述中阐述。本发明的其它 特征、目的和优势从描述和附图、以及从权利要求中将是显而易见的。


图1是在处于关闭位置的电子设备中的四杆铰链机构的示意俯视图。图IA是电子设备的示意分解透视图。图2是具有弹簧的电子设备的示意俯视图。图3是具有稳固连杆的电子设备的示意俯视图。图4是具有弹簧和稳固连杆的电子设备的示意俯视图。图5是处于部分打开位置的电子设备的示意俯视图。图6是完全打开的电子设备的示意俯视图。图7是完全打开的电子设备的示意透视图。图8和9是具有弹簧的电子设备的示意俯视图。图10是处于关闭位置的具有剪刀铰链机构的电子设备的示意俯视图。图11是处于部分打开位置的电子设备的示意俯视图。图12是具有完全打开的盖的电子设备的示意俯视图。图13是处于部分打开位置的电子设备的示意透视图。图14是具有键盘的电子设备的示意俯视图。在各个附图中相同的参考标记指示相同的元素。在描述中对顶部、底部、左部和右 部的所有引用是关于相关图的查看者的视角的。
具体实施例方式图1是在处于关闭位置的电子设备100中的四杆铰链机构的示意俯视图。电子设 备100可以是通信设备，诸如移动电话或个人数字助理(PDA)、游戏设备、通用计算设备或 其它电子设备。电子设备100可以提供例如Wi-Fi或WffAN的可以提供电子邮件和因特网访 问的无线网络连接性、诸如日历和联系人列表的常规应用以及便携式媒体播放器能力。电 子设备100可以包括基座和连附的盖。盖的上表面可以包括显示屏，诸如发光二极管(LED) 或液晶显示(LCD)显示屏。基座的顶面可以包括一个或多个用户输入设备，诸如标准键盘、 拇指型迷你键盘、触摸板、诸如鼠标按钮的按钮、旋钮、扩音器或用于输入的其它装置。可选 地，设备可以具有第二或第三显示，诸如在基座的底面上或者在基座的顶面上。基座也可以 包括扬声器。当不需要用户输入设备时用户输入设备可以被盖覆盖。当需要对用户输入设 备进行访问时盖可被从关闭位置滑动至打开位置，显露用户输入设备。电子设备100可以 向用户提供功能，诸如文本消息、电子邮件、因特网访问、以及发送和接收照片和视频的能 力。电子设备100可以容纳一个或多个电源，诸如电池组/室、太阳能电池或从外部源接受 电力的插孔。参考图IA的通信设备的分解图，该设备具有盖106和基座107。盖106中的显示 屏向用户呈现图形用户界面(GUI)。GUI可以水平或垂直定向，或者可以随着设备被打开或 关闭从垂直变至水平。当设备被打开时，显示屏可被开启或从昏暗状态变亮。盖106或基座 107上的按钮、开关或其它输入设备可以控制盖106中的显示，使得当设备不在使用时显示 屏可被关闭或 翻折，或者当设备是关闭的且用户想要查看GUI时显示屏可被开启或翻起。 基座107可以具有无论盖106正覆盖基座107还是处于打开位置均被显露的一个或多个按钮或其它输入装置。其它输入装置在基座107上并且当盖106处于关闭位置时被盖106覆 盖。当盖106处于打开位置时，基座107上的输入装置位于便于用户用其拇指或手指按下 的位置。盖具有厚度Lt、宽度Lw和高度Lh。基座在可被盖覆盖的区域中具有厚度Bst，其 小于在未被盖覆盖的区域中的基座厚度Bft。盖的厚度Lt加上在被盖覆盖的区域中的基座 厚度Bst可以与永远不被盖覆盖的区域中的基座厚度Bft相等。这允许盖的顶部与在设备 是关闭的时未被覆盖的基座部分的顶部齐平。盖的高度Lh可与基座的高度Bh相等。盖的 宽度Lw可以小于基座的全宽Bfw，而与在设备是关闭的时被盖覆盖的基座部分的宽度Bsw 相等。这样，在设备是关闭的时，盖的边缘不会延伸出基座的边缘。在一些实施例中，盖包 括在邻近基座的一侧上的斜角端。在厚区域和薄区域之间的基座具有与盖的斜角端配对的 配套斜角面。
当处于打开位置时，在此描述的设备的盖可以与基座少量重叠。在一些实施例中， 设备在被关闭时具有大约5. 6厘米的宽度。当设备处于打开位置时，设备具有大约9. 9厘米 的全宽，并且在显示屏和例如标准打字机键盘的用户输入设备之间的重叠是大约1. 25厘 米。这可以允许大比率的可用的输入设备空间。基座的顶面Bst和Bft的任何一个或两个 可以具有输入控制，诸如按钮或触摸板。如果控制在永远不被盖覆盖的基座的区域Bft上， 即使当盖正覆盖基座时，控制对用户而言是可访问的。参考回图1，由于盖106和基座107作为四杆中的两个，并且上部杆102和下部杆 104作为剩余两个杆，电子设备100在此被称为四杆铰链机构。上部杆102和下部杆104将 盖106连接至基座107。盖106和基座107在图1中(以及在随后附图中)被描述为透明 的，使得可以看见在下面的机构的位置。杆102和104能够同时枢转。杆102和104可以 相互平行。杆102和104可以枢转使得盖106和基座107占据平行或几乎平行的平面。以 这种方式，杆在他们在相对相同的方向摆动时平滑地枢转以及操作。括弧108a和108b指 示相对于基座107移动的盖106的尺寸。上部杆102包括左枢轴110和右枢轴112。类似地，下部杆104包括左枢轴114和 右枢轴116。左枢轴110和114连附到盖106。右枢轴112和116连附到基座107。区域 118 (以幻象示出)描述在其中杆102和104可以自由旋转的盖106内的区域的左边界。在 一些实施例中，区域118表示盖106内的空隙、凹槽或其它开口，其中杆102和104的左部 部分被连接到盖106并且杆的剩余部分可以自由移动。每当将盖106相对于基座107移动 时，诸如当设备100被打开或关闭时，枢轴110-116同时操作。在这期间，虽然左枢轴110 和114在区域118内是可旋转地固定的，但是杆102和104的位置在区域118内改变。在一些实施例中，枢轴110、112、114和116被放置为使得其中心形成平行四边形， 如图ι中所示。具体地，为了形成平行四边形，左枢轴110和114的中心之间的距离与右枢 轴112和116的中心之间的距离相同。并且，杆102和104具有如由其相关联的左/右枢 轴的中心之间的距离测量的相同的“长度”。形成平行四边形的枢轴具有以下优势随着电 子设备100被打开以及关闭，保持盖106相对于基座107类似地定向。S卩，盖106可以在设 备100的关闭位置、以及在部分打开和完全打开位置保持并行于基座107。在一些实施方式中，可以使用四杆机构的不同变体，使得枢轴的中心不形成平行 四边形。例如，如果杆102和104具有不同的长度，则打开设备100将以相对于设备100的旋转角度转动盖106。例如在盖106的完全打开位置与完全关闭位置相比处于不同角度的 (例如非矩形形状的)设备中，这样的特征可以是有用的。杆102和104可由诸如钢的刚性材料金属、塑料或其他适合的材料构造，所述钢例 如回火钢或不锈钢、铝、钛。具体地，使用的特定材料可以足够坚固以提供结实的四杆联接 但相对地足够薄以适合在盖106的内部。同时，设备100的四杆联接可以足够刚硬以在被 打开和关闭时维持其形状和定向。例如，如果坚固的金属(例如钢)被用来制造杆102和 104，则杆的厚度可以是大约1英寸的1/16。例如，在随着时间的推移应力不太可能损坏杆 时，可以使用更薄的杆。例如，在可能被更经常地打开或意欲具有诸如多年的更长寿命跨度 的设备100中可以使用更厚的杆。通过将杆102和104制造得更宽可以实现额外的杆强 度。例如，虽然在图1的设备100中描述的杆可以在大约1/8英寸和1/2英寸宽之间，但是 杆102和104的尺寸可按照设备100的尺寸和在随着时间的推移重复使用期间在四杆联接 上的预期应力和磨损相应地调节。杆可以通过片材金属冲压、锻造和/或加工形成。除关于杆102和104的强度的考虑外，类似的考虑可以应用于盖106和基座107的 区域，在所述区域杆102和104在其枢轴处连附。具体地，枢轴110、112、114和116可被安 装在盖106和基座107的加固的或加强的区域中。例如，枢轴周围和枢轴之间的盖106的区 域可被设计为使得四杆联接的该组件部分维持其形状。盖106和基座107的这些区域的这 样的设计考虑可以在到各个位置的移动期间提供维持设备100的四杆联接所需要的强度。枢轴110、112、114和116可以使用枢轴机构来构造，诸如密封和润滑的枢轴销装 置、球窝机构、滑动轴承或销轴承、滚柱轴承或允许杆枢转的其它合适的组件。组件可以包 括诸如金属、塑料等的材料。将右枢轴112的尺寸最小化可以减少在盖106和基座107之 间所需要的重叠的尺寸。这可以提供以下优势显露更大百分比的在下面的基座和其包含 的用户输入设备。图2是具有弹簧202的电子设备100的示意俯视图。弹簧202可以是膨胀或压缩 型弹簧。包括弹簧202可以提供盖106相对于基座107的积极的打开和关闭操作。具体地， 弹簧202可以以这样的方式连附将设备100拉至完全打开或完全关闭的位置。例如，如果 在弹簧202上的张力在部分打开位置(例如半开)更高并且在完全打开和完全关闭位置显 著更少，则这可以发生。对于希望收缩的膨胀弹簧，连附点被选择使得点之间的距离在设备 是打开的和关闭的时比在设备是部分打开的时小。对于希望膨胀的压缩弹簧，连附点被选 择使得点之间的距离在设备是打开的和关闭的时比在设备是部分打开的时大。在一些实施 方式中，为了使设备100觉得盖106到完全打开或完全关闭的位置快速灵活，额外的弹簧和 /或机构可被添加到设备100。图2中描述的弹簧202是拉伸螺旋弹簧。在一些实施例中，柱204被嵌在基座107 中并且弹簧的一个端部被固定到柱204。弹簧的另一端部被固定到延伸出枢轴116的杆104 的部分，使得弹簧的右侧在盖106被打开和关闭时被移动。在其中弹簧202被连附到基座 107的区域可被设计为使得所述区域承受随着时间的推移由弹簧202的重复使用所产生的应力。在一些实施例中，当盖106被完全闭合(例如，如图2中所示)时，弹簧202处于 通常未拉伸的状态。为了完成积极的关闭行为，弹簧202在该位置中的一些有效但微小的 张力通常可以是有利的。类似地，在盖106的完全打开位置(在下面参考图6描述)，弹簧中的微小但有效的力可以帮助保持盖106完全打开。当将盖106从基座107移开时，在完全打开位置的该弹簧张力也可以保持整体用户输入设备显露。在完全打开位置中，杆102 和104的左端部比例如在盖106是几乎半开的时典型地更接近于弹簧202的右端部。弹簧202中的最高张力可以出现在盖106的部分打开状态。例如，当杆102和104 与基座107 (以及盖106)的顶部边缘基本平行时这可以出现，从而将弹簧拉至其最大长度。 然而，取决于弹簧202的右端部的精确位置，弹簧202中的最大张力可以实际地出现在盖 106是稍微打开的时，胜过如这样的额外的向上移动可以将弹簧202拉长。在各种位置的弹 簧202的预期力可以确定将弹簧202放置在何处。设备的期望功能可被用来确定设备是否 应当偏向更用力打开或更用力关闭。例如可使用具有弹簧202的重复膨胀和收缩所需要的柔韧性、抗张强度和记忆的 金属(例如，回火钢、钛)制造弹簧202。可在弹簧202连接到柱204处使用例如Teflon 的PTFE或其它合适的涂层。密封润滑的配件可被包括在柱204装置中。图3是具有稳固连杆302的电子设备100的示意俯视图。使用与四杆联接相对的 稳固连杆302或类似的铰链可以在盖106处于各种打开位置时向盖106提供稳固性。艮口， 稳固连杆302针对平面外加载而提供稳固性。稳固连杆302也可以在盖106是关闭的时帮 助将盖106保持在基座107上的适当位置。具体地，稳固连杆302以在设备100的左侧提 供稳固性，而杆102和104在右侧提供稳固性。稳固连杆302包括左枢轴304和右部可滑动紧固件306。左枢轴304被枢转地连 附到盖106。右部可滑动紧固件306被连接到基座107。右部可滑动紧固件306可以在盖 106中的槽310内滑动。在一些实施例中，枢轴和可滑动紧固件为哑铃形以提供移动自由， 即枢转，以及牢固性，即到设备的连接。哑铃的宽部比到槽310的开口的宽度宽，即可滑动 紧固件306可以啮合槽的边缘，其防止可滑动紧固件306从槽310中释放。枢轴304和可 滑动紧固件306在相同的整体平面中操作，但是如果稳固连杆302向上或向下延伸至基座 107中，则可以是稍微偏移的(例如在平行平面中操作)。稳固连杆302关于基座107的这 样的共面定向可以是必要的，例如以适应在盖106和基座107之间的任何间距。左枢轴304 容纳在盖106中的椭圆槽308中。椭圆槽308可以向左枢轴304提供足够的左到右耐受性， 使得盖106的操作可以更平滑并且更少生硬。例如，耐受性可以为左枢轴304在未被实际 连附到盖107的情况下提供一些运动以适合于在盖107中。枢轴304可以啮合椭圆槽308 的边缘。稳固连杆302的右部可滑动紧固件306容纳在弧形槽310中。盖106可以具有构 建在其底面中的弧形槽310，使得右部可滑动紧固件306可以在盖106被打开时滑动通过槽 310的各个位置。右部可滑动紧固件306的弧形轨迹是相对于左枢轴304的固定位置(即 在盖106内)。取决于盖106是完全关闭的、部分打开的还是完全打开的，右部可滑动紧固 件306的顶部在弧形槽310内不同的位置中滑动。滑动在右枢轴306被锚固到基座107时 发生。例如，如图3中所示，当盖106是完全关闭的时，右部可滑动紧固件306的顶部占据弧 形槽310中的在槽310的顶部处或附近的位置。当盖106是部分(例如接近一半或更多) 打开的时，右枢轴306的顶部占据弧形槽310中的通常中心的位置。当盖106是完全打开的 时，右部可滑动紧固件306的顶部占据弧形槽310的底部处或附近的位置。在盖106的这 些各种位置期间，稳固连杆302随着枢轴304和可滑动紧固件306的相对位置改变而在饼形区域312内(在预定的平面中)自由摆动。区域312可以是例如盖106内的空隙或其它 空空间，在其中稳固连杆302以在盖106被打开和关闭时移动。在区域312的后部上的覆 盖物保护用户的手指不被稳固连杆挤夹以及保护机构不变脏以及发粘而限制其平滑行为。在一些实施例中，稳固连杆302平行于杆102并且具有与杆102相同的长度。以 这种方式，例如由稳固连杆302中的枢轴304和可滑动紧固件306的中心和杆102中的枢 轴110和112的中心可以形成平行四边形。如此，左枢轴304和110的中心之间的距离与 右部可滑动紧固件306和枢轴112的中心之间的距离相等。具有形成平行四边形的枢轴具 有以下优势保持盖106平行于基座107 (如参考图1所述的)。稳固连杆302可由金属或其它合适的坚固刚硬的材料构造。枢轴304可以包括枢 轴机构，诸如在上面关于枢轴110-116所描述的那些。滑动通过弧形槽310的可滑动紧固 件306的顶部可以主要由金属或塑料制造并且可以包括垫片或垫圈(例如，由橡胶或其它 缓冲材料制造)以承受打开和关闭盖106的应力。在一些实施例中，可滑动紧固件306不包括连杆302并且仅是在槽310中可滑动 的凸起，该凸起形成在盖106和基座107之间的可滑动连附点。在一些实施例中，可滑动紧 固件306和杆302由位于紧固件306被示出的位置的滑动轴承替代。
图4是具有弹簧202和稳固连杆302的电子设备100的示意俯视图。具有这两个 特征可以提供积极的打开和关闭操作以及通常更稳固的盖106。具体地，弹簧202可以使打 开和关闭盖106更容易，如参考图2所描述。同时，稳固连杆302可以稳固在盖106和基座 107之间的连接，如参考图3所描述。在图4中所描述的杆104还包括延伸器402。延伸器402可以向弹簧202提供锚 固。延伸器402可以是例如(或连附到)杆104的部分，实质上用来将杆104更远地延伸 越过其右枢轴116。弹簧围绕延伸器402的右侧枢转。将弹簧202连接到延伸器402以随 着延伸器杆围绕右枢轴116旋转而拉伸弹簧。具体地，延伸器402随着杆104的左侧向上 移动并且延伸器402向下移动(例如当盖106被打开时)而延伸弹簧202。延伸器402可以是与杆104相同的材料(例如金属等)。接触弹簧202的右端部 的延伸器402的部分可以是枢转柱和/或其可以以这样的一种方式被润滑为了防止随着 时间的推移重复使用而损坏。图4还图示了杆104中的一个或多个弯曲允许杆被放置为使得杆尽可能少地与基 座的显露部分重叠。尽管杆也可以以弧形形式形成，但是杆104利用三个直线区段和两个 弯曲被示出。杆104的中央直线部分在整个打开和关闭行为期间保持平行于杆102。杆104 的直线部分在设备100是打开的时允许大部分杆保持隐藏在盖106下或在基座107中。图5是处于部分打开位置的电子设备100的示意俯视图。当用户打开盖106例如 以显露在设备100上的键盘502时该位置可被实现。如所示，盖106是基本半开的。例如 如果用户首次按下按钮以从基座107释放盖106或者仅向上滑动盖106，则设备100可以获 得该状态。在一些实施方式中，设备100可以包括在按钮或其它控制被选择后自动打开盖 106的马达(未示出)。在设备100的部分打开位置，盖106从基座107向上并且稍微向左滑动，如方向箭 头503所指示。通过移动，设备100的连接组件已关于基座107改变位置。具体地，杆102 和104的左侧已向上并且向左移动(与图4相比较)。稳固连杆302的左侧也从其起始位置(例如在盖106被完全关闭时)向上并且向左移动。在这期间，枢轴110、112、114、116、 304和306已枢转，允许杆102、104和302移动至其新位置中。突出504表示在杆102和 104以及连杆302处于这些位置时盖106相对于基座107的向外移动。当盖106为基本半开的时，四杆联接的杆102和104通常与基座的上边缘平行。 而且，杆102和104两者已相对于区域118改变位置。同时，弹簧202拉伸。由于弹簧的左 端部(锚固在基座107中)现进一步远离其右端部(也锚固在基座中)，故这发生。此外， 如果弹簧202被连附到杆104的右端部(例如，如参考图4的延伸器402所描述)，则弹簧 202可以随着杆104移动而被进一步拉伸。实质上，弹簧202在盖106接近或正好通过其半 开位置时被拉至其最大长度并且达到其最大张力。类似地，稳固连杆302在盖106是基本半开的时通常在平行于基座的顶部或上边 缘的定向中。在该位置，连杆302仍然在椭圆区域308内在其左枢轴304处连附到盖106。 连杆302也在其右枢轴306处连附到基座107。然而，在该位置，右枢轴306的顶部在槽310 内以弧形方向向下滑动，如方向箭头505所指示。稳固连杆302提供盖106和基座107之 间的更稳固的连接，甚至在部分打开位置。由于在该位置的杆102和连杆302通常在一直 线上，并且更少可能界定操作的平面，杆104可以用来保持盖106关于基座107平坦。在一些实施例中，盖106以平行于由枢轴112和116的中心所形成的线的方向移 动。在一些实施例中，盖106以垂直于由枢轴112和116的中心所形成的线的方向移动。当 通过枢轴110和114的线平行于通过枢轴112和116的线移动但关于通过枢轴112和116 的线向上或向下移动时，通过枢轴112和116的线保持固定。图6是完全打开的电子设备的示意俯视图。在该位置，键盘502被完全显露。例 如，当键盘502是可用的时，设备100的用户可以使用键盘502来输入，所述输入可以对应 于屏幕604上的显示。在一些实施方式中，屏幕604可以最初是活动的，或者在设备100达 到其完全打开位置时可以更明显地变亮。可被容纳在基座107中并且在打开盖106时显出的键盘502的尺寸部分地取决于 重叠606。例如，如果重叠606是基座107的15%，则基座107的85%的底部可被用来容 纳键盘502。重叠606可以是设备的宽度的25%或更小，诸如小于20%、19%、18%、17%、 16%、15%或14%。将更高百分比的基座107用于键盘可以使将更大的键和/或更多的键 并入键盘内成为可能。可以通过使枢轴112和306直径更小来减少重叠606。对于实质上 在盖106和基座107之间共享的枢轴306这尤其正确。具体地，当枢轴306锚固到基座107 时，其顶部全部装配在盖106的弧形槽310中。在图6中也描述了杆104中具有弯曲的优势。特别地，杆104在枢轴114和116之 间不是直线连接。相反，弯曲允许杆104围绕键盘502弯成弧形。以这种方式，键盘502在 基座107上的占用空间与另外用直杆104可能的占用空间相比可以延伸更接近于基座107 的顶部边缘并且进一步延伸至右部。在图6中所描述的设备100的完全打开位置，杆102和104的左端部被向上延伸。 并且，杆102和104现处于相对于区域118的不同位置。特别地，杆104在区域118的最低 区段处。最靠近右枢轴116的杆104的端部现指向向下。在该实施例中，弹簧202连附到杆 104的端部，弹簧202与处于例如通常半开位置相比现处于更少拉伸状态。然而，弹簧202 中的微小但有效的张力可 以帮助保持盖106处于完全打开位置。
类似地，稳固连杆302在盖106是完全打开的时在饼形区域312内定向不同。在 该位置，右枢轴306的顶部在槽310内以弧形方向向下滑动，如方向箭头608所指示。图7是完全打开的电子设备100的示意透视图。透视图提供枢轴306的上部在弧形槽310中如何啮合的更好图示。另外，稳固连杆302在饼形区域312中被示出。四杆联接 的杆102和104装配在区域118内。最后，被连附到杆104 (或作为杆104的部分被包括) 的延伸器402被示出为连附到弹簧202。将盖从打开的移动到关闭的设备，反之亦然，四杆联接不移动通过奇异点。对于四 杆联接的每一部分移动的轨迹是连续的。因此，完成设备的打开或关闭移动不需要定时机 构。图8和9是具有绕曲弹簧802的电子设备100的示意俯视图。绕曲弹簧802可被 用来替代参考图2所描述的拉伸螺旋弹簧202。在一些实施方式中，弹簧202和802均可被 使用。绕曲弹簧802可被整体安装在盖106中。将弹簧802整体容纳在盖106中(例如， 替代将弹簧202部分或完全容纳在基座107中)可以节约空间以用于键盘502。弹簧802 的左端部缠绕锚固在盖106中的柱804。弹簧802的右端部被连接到机构，该机构被进而柔 性地连接到杆102。替选地，弹簧802可被连接到杆102的从枢轴110向左延伸出的部分。 在一些实施例中，弹簧802的右端部缠绕在移动柱806上。柱806在杆102上并且随着显 示屏移动而旋转，压缩或松放弹簧。在一些实施例中，环状连接器808将移动柱806连附到 杆 102。当设备100在完全打开或完全关闭位置时弹簧802处于非压缩状态或处于最小压 缩置于弹簧802上的状态。随着将盖106从打开移动到关闭或者从关闭移动到打开，弹簧 802的端部被推到一起，其压缩弹簧。处于中间打开状态时置于设备上的更高张力促使积极 的打开或积极的关闭行为。在图8和9中所示出的实施方式中，杆104和稳固连杆302具有相同的长度。如 此，由其四个枢轴所形成的平行四边形使盖106能够在类似于基座107的平面的平面中移 动，允许盖106维持与基座107相同的定向。然而，杆102可以具有与杆104和连杆302不 同的长度。可以通过杆102、104或者通过设备中的其它杆进行从基座到盖的电连接。替选 地或另外地，可以通过在基座和盖之间的带状线缆进行电连接。带状线缆或柔性印制电路 (PFC)可以具有带有空隙的多层以允许额外的柔性。FPC也可被连附到在基座和显示屏之 间的指定单独的χ轴和y轴辅助回路的线性滑块以解决显示屏的摇摆运动。在一些实施例 中，FPC沿着杆中的一个被路由并且在任一端部具有旋转辅助回路。存储和处理功能可在 基座或盖中或在两者中被执行。图10是处于关闭位置的具有剪刀铰链机构的电子设备的示意俯视图。例如，诸如 移动电话或PDA的设备900可以使用剪刀铰链机构来将盖106连附到基座107。剪刀铰链 机构也可以允许盖106平行于基座107被打开和关闭。剪刀铰链机构可被用来例如替代参 考图1-9所描述的设备100的四杆联接。剪刀铰链机构包括底部刀片902和上部刀片904。支点906将两个刀片902和904 联结成剪刀构形。关于刀片的“顶部”和“底部”的称法是指刀片在支点906处的重叠部分。支点906用作为在刀片902和904之间的铰链或枢轴，因为其以剪刀方式操作。例如，每当 盖106相对于基座107移动时诸如在设备900被打开或关闭时，刀片902和904可以在支 点906处枢转。刀片902和904包括弯曲908a和908b。并入另外通常扁平的刀片902和904的 弯曲908a和908b提供仰角改变。弯曲908a和908b允许剪刀刀片902的右端部越过剪刀 刀片904的右端部。由于刀片902在支点906处被安装在刀片904下面，故弯曲908a和 908b允许刀片902和904在设备为关闭时重叠。刀片902中的弯曲908a以左到右的方向 向上，使得在图10的俯视图中刀片902的右侧更接近于顶部。这允许刀片902的右侧越过 刀片904的右侧的顶部。相反地，刀片904中的弯曲908b以左到右的方向向下。弯曲908b 与弯曲908a的相对，该弯曲908b与弯曲908a —起工作以改变刀片902和904的右侧的仰 角。例如，在盖106的完全关闭位置，刀片902的右侧在刀片904的右侧之上。在刀片902 和904两者中具有通常相同的(但相反的)弯曲通过在大致相同的仰角处结合仰角改变可 以减少容纳剪刀机构的厚度所需要的空间。在一些实施方式中，在诸如在支点的另一侧或 仅在刀片的一个中的不同的布置中可以使用更多或更少的弯曲，以及可以将弯曲沿着刀片 分布。在一些实施例中，锚固和弯曲与在图10中所示的和在此所描述的相对。底部刀片902的端部包括枢轴910和912。枢轴910被连附到基座107。枢轴912 被连附到盖106。上部刀片904的端部包括枢轴914和916。枢轴914被连附到盖106。枢 轴916被连附到基座107。枢轴910和916的顶部在打开和关闭操作期间分别沿着盖106 的底部边缘在直槽918和弧形槽920中滑动。枢轴910和916沿着基座107的上边缘连附。 这使盖106能够更完全地打开，因为盖106在枢轴910和916连附到基座107的位置与基 座107重叠。设备900包括弹簧922。弹簧922的左端部沿着基座107的顶部边缘被安装到基 座107。弹簧922的右端部被直接或间接地连附到刀片904上的枢轴916。具有连附到剪 刀机构的弹簧922可以提供盖106的积极的打开和关闭操作。如图10中所示，弹簧922是 拉伸螺旋弹簧。然而，可以使用其它构形的弹簧，诸如安装在枢轴916的右部的压缩弹簧。图11是处于部分打开位置的电子设备的示意俯视图。在该位置(例如，基本半 开)，盖106从基座107向上滑动而处于部分打开状态。例如当用户需要访问隐藏在盖106 下面的键盘502时，设备900的用户可以以此方式打开盖106。在设备900的部分打开位置，剪刀刀片902和904的定向从关闭状态被改变。具 体地，刀片902相对于支点906逆时针方向旋转。刀片902的远左端部在刀片904的远左 端部的下面越过。结果是枢轴910在枢轴914的另一侧。具体地，在枢轴910仍被锚固到 基座107时，枢轴910的上部在槽918中向下滑动。同时，在刀片902的另一端部处，刀片 902在连附到盖106的枢轴912上枢转。为了帮助该枢转行为，盖106进一步包含可以提供 左到右沟道的槽1002，在该沟道中枢轴912可以自由操作。槽1002允许枢轴912的水平移 动。由于在枢轴910和912之间的水平距离随着剪刀机构操作而改变，所以该移动可以发 生。盖106还包括邻近较狭窄的槽1002的较宽的切空区域1004。切空区域1004可以允许 枢轴912的较大的头部随着枢轴912滑动通过弧形槽1006而以左到右移动方式在切空区 域1004内自由操作。刀片904还在设备900的部分打开位置处于与完全关闭位置不 同的定向。特别地，由于刀片904与刀片902连附在支点906处，所以刀片904与刀片902同时移动。为了达到图11的部分打开位置，刀片904在支点906上以顺时针方向旋转方式旋转，如与刀片902 的逆时针方向旋转相比较。在刀片904的远左端部，枢轴914在其连附到盖106的位置枢 转。同时，在刀片904的远右端部处的枢轴916也枢转。在枢轴916被锚固到基座107时， 枢轴916的顶部在槽920中向下滑动。槽920具有弧形以解决在盖106的打开和关闭期间 枢轴916的水平位置改变。枢轴916也被连附到滑块1008。当刀片904移动时，枢轴916 使滑块1008在轨道1010中左右移动。以该方式，轨道1010承受安装在基座107中的枢轴 916的水平移动。在滑块1008的移动期间，连附到滑块1008的弹簧922膨胀以及收缩。这 可以提供盖106的积极的打开和关闭操作。具体地，当盖106是基本半开的时，诸如当滑块 1008被滑动到其最右边位置时，弹簧922可以展显出其最大膨胀。相反地，当盖106是完全 打开的(或完全关闭的)并且滑块1008被滑动到其最左边位置时弹簧922可以处于显著 更小的膨胀状态。图12是具有完全打开的盖的电子设备的示意俯视图。在该位置，剪刀机构从其完 全关闭位置被完全翻转。在一些实施例中，枢轴910和914在打开位置处于其最大分开距 离。类似地，在一些实施例中，枢轴912和916在设备处于打开构形时处于其最大分开距离。 枢轴910滑动到槽918的底部，而枢轴916滑动到槽920的底部时。利用在盖106的下侧的 底部边缘处的枢轴910和916，盖106可被打开至其最大程度。盖106可以打开至的程度由 在盖106和基座107之间的重叠1102限制。重叠1102的尺寸取决于剪刀机构的特定组件 小的程度。具体地，重叠1102的尺寸可以取决于各种部件的尺寸，诸如枢轴910和916、弹 簧922、滑块1008以及轨道1010。通过将盖106打开至比在常规设备中显著大的程度(例 如75%，具有25%的重叠1102)，被显露的在下面的键盘502可以被制造得更大。特别地， 更大的键和/或更多数量的键然后可被使用，其可以提高设备900的可用性。在剪刀机构的完全打开位置，枢轴912和916比在图11中所描述的部分打开位置 中进一步向左。如此，枢轴912滑动至槽1002的左端部。并且，枢轴916将滑块1008拉至 轨道1010中的相对更靠左的位置。图13是处于部分打开位置的电子设备的示意透视图。在该视图中，反转(dog leg)弯曲908a和908b更明显，示出了刀片902的右端部能够如何越过刀片904的右端部 的顶部。滑块1008被示出为连附到弹簧922和枢轴916。另外，基座107被示为具有切空 部分一起，该切空部分是在设备是关闭的时盖106所处的位置。图14是具有键盘的电子设备的示意俯视图。例如如果用户打开设备100，则键盘 502可被显露出。类似的键盘可以例如在参考图10所描述的设备900中被使用。当设备 100被打开时，盖106滑动远离基座107，显露出具有高度1304的基座的部分。通过将在盖 106和基座107之间的重叠606最小化，高度1304可以更大。具有更大的高度1304允许更 高的键盘502被容纳在基座107中。键盘502可以包含键的各种组合，诸如标准打字机键盘(QWERTY)或者字母键、数 字键或键区、箭头键、功能键或其它特殊键的其它布局。键盘也可以包括其它显示屏或控 制，诸如开关、触摸屏、LED指示灯、耳机端口或其它端口等。任何这些特征也可以存在于设 备100或900的其它地方。如果键盘502包含太小而不能用手操作的键，则设备100也可 以包括用于按下较小的键的触笔或其它工具。当不使用时，这样的触笔可被存放例如在构建在设备100中的室中或夹上。键盘502也可以包括用户可以在图形用户界面(GUI)中使 用的其它控制，诸如鼠标或跟踪球。如果设备100太小而不能容纳较大的键盘，则拇指型迷 你键盘可被使用。在这样的迷你键盘中，每一个键可以具有数个功能，并且所需要的键的总 数可被减少。以这种方式，用户可以能够手工操作键盘(例如在没有触笔的情况下)。如上所述，基座可以具有被一直显露的控制，即使在键盘502被盖106覆盖时。在 设备是关闭的时显露的控制所在的表面可以与盖106的表面基本上齐平。在一些实施例中，基座的较厚的区域，即对应于图IA中的Bft，具有被倾斜的上表 面。该表面可被倾斜，使得邻近盖的较厚的区域的部分比较厚的区域在设备的端部处的部 分薄。替选地，在设备的端部处的部分可以比邻近盖的部分薄。在上面所描述的任何细节可以与在此所描述的任何设备一起被使用。此外，设备 可以包括另外的组件，诸如用于将设备锁定在打开或关闭位置的锁闩或锁止件。并且，设备 包括允许电子设备以期望的方式操作的电路和电子器件。在此所描述的设备可以包括以下优势的一个或多个。具有盖和基座的电子设备可 以在期望时提供对用户输入设备的访问，并且在不需要输入设备时隐藏用户输入设备，保 护设备以防接收非期望的输入。这样的设备也可以具有比带有类似尺寸特征的不打开和关 闭的设备更小的占用空间，所述特征例如屏幕和用户输入设备。在盖和基座之间的铰链可 以使设备的打开和关闭行为成为可能。铰链可以以下方式来布置在设备是打开的时将在 基座和盖之间的重叠最小化。铰链也可以在设备正被打开或处于打开状态时向设备提供稳 固性。稳固杆可被包括在设备中，其可以在盖正被打开或关闭时对盖进行进一步稳固。设 备稳固性可以改进用户对设备的感觉。设备稳固性也可以改进设备的坚固性，从而提高设 备的使用寿命。铰链可被部分地嵌入在盖和/或基座中。该嵌入可以保护用户的手指不被 铰链挤夹。该嵌入也可以保护铰链不被弄碎。如果保持铰链干净，则铰链在移动中的平滑 行为可被维持，进一步改进用户的对设备的触觉体验并且提高设备的使用寿命。在提供有 弹簧的设备中，盖可被绝对地保持在打开或关闭位置。使盖保持关闭在期望保持设备关闭 时防止设备滑动打开。使盖保持打开允许用户在设备不会突然关闭的情况下使用设备。可 以要求用户施加力来启动设备的关闭和打开。 已描述了本发明的多个实施例。然而，应当理解，在不背离本发明的精神和范围的 情况下可以进行各种修改。例如，在此描述的所有设备可以作为在附图中示出的设备的镜 像而形成。因此，其它的实施例在权利要求书的范围内。
权利要求
一种电子设备，包括基座；盖；以及在所述基座和所述盖之间的包括两个杆的连接器，其中所述盖在第一位置和第二位置之间是可移动的，当所述盖在所述第一位置时所述盖覆盖所述基座的至少部分，并且当所述盖在所述第二位置时所述基座的所述部分被显露，随着所述盖从所述第一位置移动到所述第二位置，所述盖在与所述基座的主表面平行的平面中移动。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述两个杆在与所述基座的所述主表面平行的平面 中是可枢转的。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述两个杆中的一个杆包括弯曲。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述两个杆中的一个杆是直线形的。
5.如权利要求1所述的设备，进一步包括在所述盖内的弹簧。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述弹簧是绕曲形状的。
7.如权利要求6所述的设备，其中当所述盖在所述第一位置和所述第二位置之间时， 所述弹簧被压缩。
8.如权利要求1所述的设备，进一步包括在所述基座内的弹簧。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述弹簧被连接到所述两个杆中的一个。
10.如权利要求9所述的设备，其中将所述盖从所述第一位置移动到所述第二位置使 所述弹簧延伸。
11.如权利要求1所述的设备，进一步包括用于随着将所述盖相对于所述基座移动而 对所述盖进行稳固的连杆。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述连杆具有可枢转地连接到所述盖的第一端部 以及可枢转地连接到所述基座的第二端部，其中可枢转地连接到所述基座的所述端部可滑 动地连接到所述盖。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述设备被配置为使得可滑动地连接到所述盖的 所述端部以弧形运动方式滑动。
14.如权利要求1所述的设备，其中所述两个杆随着将所述盖关于所述基座移动而以 剪式运动方式枢转移动。
15.如权利要求1所述的设备，其中所述盖包括显示屏。
16.如权利要求15所述的设备，其中所述基座包括键盘。
17.如权利要求15所述的设备，其中所述基座包括扬声器。
18.一种电子设备，包括基座，所述基座具有上表面、下表面、宽度、长度和高度，其中所述高度沿着所述长度改 变而形成薄区域和厚区域，其中在所述薄区域中的所述上表面与在所述厚区域中的所述上 表面不共面，并且所述厚区域具有用于控制所述电子设备的输入控制；以及覆盖物，所述覆盖物具有长度和宽度，并且所述覆盖物可滑动地连接所述基座，使得在 第一位置所述覆盖物的下表面的至少90%邻近所述薄区域的所述上表面并且在第二位置 所述覆盖物的所述下表面的至少75%不邻近所述薄区域的所述上表面。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述输入控制被配置来发送电子信号以控制所述设备。
20.如权利要求18所述的设备，其中当所述覆盖物在所述第一位置和所述第二位置两 者时，沿着所述覆盖物的所述长度的中心线与沿着所述基座的所述长度的中心线平行。
21.如权利要求20所述的设备，其中当所述覆盖物在所述第一位置和所述第二位置两 者时，沿着所述覆盖 物的所述宽度的中心线与沿着所述基座的所述宽度的中心线平行。
22.如权利要求18所述的设备，其中所述覆盖物沿着与所述基座的平面平行的平面是 可滑动的。
23.如权利要求22所述的设备，其中所述覆盖物被防止旋转出与所述基座的所述平面 平行的所述平面。
24.如权利要求18所述的设备，其中所述第一位置是完全关闭的位置并且所述第二位 置是完全打开的位置，并且所述覆盖物和基座在从所述第一位置转变到所述第二位置时不 移动通过奇异点。
25.如权利要求18所述的设备，其中当将所述覆盖物从打开的位置移动到关闭的位置 时，沿着所述宽度的所述覆盖物的中心线不关于沿着所述宽度的所述基座的中心线旋转。
26.一种形成电子设备的方法，包括形成基座；利用连接器将盖连接到所述基座，其中所述连接器包括两个杆，所述连接器允许所述 盖在第一位置和第二位置之间移动，使得当所述盖在所述第一位置时所述盖覆盖所述基座 的至少部分并且当所述盖在所述第二位置时所述基座的所述部分被显露，以及随着所述盖 从所述第一位置移动到所述第二位置，所述盖在与所述基座的主表面平行的平面中移动。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括将弹簧连接到所述盖和所述基座。
28.如权利要求26所述的方法，进一步包括将稳固连杆连接到所述盖和所述基座。
29.一种形成电子设备的方法，包括形成基座，所述基座具有上表面、下表面、宽度、长度和高度，其中所述高度沿着所述长 度改变而形成薄区域和厚区域，其中在所述薄区域中的所述上表面与在所述厚区域中的所 述上表面不共面，并且所述厚区域具有用于控制所述电子设备的输入控制；以及将覆盖物连接到所述基座，所述覆盖物具有长度和宽度，并且所述覆盖物可滑动地连 接所述基座，使得在第一位置所述覆盖物的下表面的至少90%邻近所述薄区域的所述上表 面并且在第二位置所述覆盖物的所述下表面的至少75%不邻近所述薄区域的所述上表面。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括将弹簧连接到所述盖和所述基座。
31.如权利要求30所述的方法，进一步包括将稳固连杆连接到所述盖和所述基座。
全文摘要
描述了具有基座和盖的电子设备，其中设备可被打开使得基座的部分被显露，并且可被关闭使得基座的相同部分被隐藏。盖通过两个杆连接到基座。杆允许盖在平行于基座的平面中滑动。在基座和盖之间的连接使得在设备是打开的时在基座和盖之间存在极少重叠。
文档编号H04B1/38GK101842996SQ200880103649
公开日2010年9月22日 申请日期2008年8月19日 优先权日2007年8月20日
发明者佩里·安德森, 安迪·鲁宾, 成·金 申请人:谷歌公司