一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构

摘要

本发明公开了一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构，属于柔性屏设备的技术领域，该折叠铰链机构包括：铰链外壳；对称布置于该铰链外壳两侧的外壳组件，各所述外壳组件分别连接有连接件且连接件与外壳组件的支撑平面相平齐，连接件铰接连接于铰链外壳上且各所述连接件活动连接有转动臂；设于铰链外壳内的转动模组，通过该转动模组联动各所述转动臂作同步转动，以达到对折叠设备中柔性屏在运动中起到良好联动性和支撑性的目的。

说明书

技术领域

本发明属于柔性屏设备的技术领域，具体而言，涉及一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构。

背景技术

针对目前市场中的搭配柔性屏的折叠设备范畴，对折叠设备的联动性及支撑性有着极大的要求，其具体表现为，折叠的转动铰链机构在整机的运动过程中，会对柔性屏形成挤压力，从而导致柔性屏使用寿命的减少。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构以达到对折叠设备中柔性屏在运动中起到良好联动性和支撑性的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构，该折叠铰链机构包括：

铰链外壳；

对称布置于该铰链外壳两侧的外壳组件，各所述外壳组件分别连接有连接件且连接件与外壳组件的支撑平面相平齐，连接件铰接连接于铰链外壳上且各所述连接件活动连接有转动臂；

设于铰链外壳内的转动模组，通过该转动模组联动各所述转动臂作同步转动。

进一步地，所述外壳组件包括：

外壳主架，所述外壳主架与连接件固定连接；

设于外壳主架上的支撑板，所述支撑板表面为支撑平面且与连接件所在平面相平齐。

进一步地，所述铰链外壳内设有支撑座，支撑座上设有铰链转动槽，铰接转动槽设有与其相匹配的固定轴且固定轴与铰接转动槽之间形成转动导向腔；所述连接件的端部设有与转动导向腔相匹配的转动头，连接件在转动时，其一侧抵靠在铰链外壳的侧边上，以起到防过弯的效果。

进一步地，所述铰链转动槽和转动头均设为呈圆弧形的结构。

进一步地，所述连接件上设有连接板且连接板上开设有呈条形状的导向孔；所述转动臂的一端设有连接轴，且连接轴活动套于该导向孔内。

进一步地，所述转动臂的端部设有连接头，连接轴套装于连接头内且通过螺栓固定锁紧。

进一步地，所述转动模组包括：

设于铰链外壳内的轴支撑件；

分别与转动臂连接的主齿轮轴，各所述主齿轮轴转动套设于轴支撑件内，且各所述主齿轮轴之间通过齿轮副同步传动，转动臂在主齿轮轴驱动下转动，且通过转动臂的一侧抵靠在铰链外壳的侧边上，以起到防过弯的效果。

进一步地，所述齿轮副包括：

分别套于主齿轮轴且与主齿轮轴同步转动的主齿轮；

设于轴支撑件的副齿轮轴，所述副齿轮轴上套有副齿轮，各所述主齿轮和副齿轮之间相互啮合传动。

进一步地，所述转动模组还包括：

凸轮座，各所述主齿轮轴均套于该凸轮座上，且凸轮座与主齿轮轴不同步转动；

设于主齿轮轴上且与主齿轮轴作同步转动的凸轮，各所述凸轮分别与凸轮座咬合配合，且凸轮座配设有对其提供推力的弹性件。

进一步地，所述转动臂的端部套于主齿轮轴上且该端部一体成型有凸轮，凸轮与主齿轮轴作同步转动。

进一步地，所述转动模组还包括：

设于铰链外壳内的卡簧固定座，所述弹性件为弹簧且弹簧套于主齿轮轴上，且弹簧的两端分别抵于卡簧固定座和凸轮座上。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构，其主要由铰链外壳、外壳组件以及转动模组等部分组成，其能够满足用户的使用习惯而进行上下内折，且在使用过程中，通过对连接件的设计优化，其配合支撑板能够对柔性屏起到良好的支撑作用；同时，在转动模组的作用下，可实现任意角度停止，以提高用户使用感；可实现同步联动转动，以防止屏幕受损且提高整体使用寿命。

附图说明

图1是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构在展开时的整体结构示意图；

图2是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构在关闭时的整体结构示意图；

图3是图1的内部结构示意图；

图4是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构中转动部分的结构示意图；

图5是图4在另一视角的结构示意图；

图6是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构中转动模组的装配结构示意图；

图7是图6在另一视角的结构示意图；

图8是图6的拆分结构示意图；

图9是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构中转动模组的拆分结构示意图；

图10是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构中连接件的结构示意图；

图11是本发明所提供的具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构中转动臂的结构示意图；

附图中标注如下：

1-外壳主架，2-连接件，3-连接头，4-支撑板，5-铰链外壳，6-转动臂，7-轴支撑件，8-连接板，9-连接轴，10-卡簧固定座，11-固定轴，12-支撑座，13-弹簧，14-凸轮，15-凸轮座，16-主齿轮轴，17-主齿轮，18-副齿轮，19-转动头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中提供了一种具有良好联动性和支撑性的折叠铰链机构，旨在通过使用该折叠铰链机构，在整机的运动过程中，不会对柔性屏形成挤压力，从而延长柔性屏的使用寿命。该折叠铰链机构主要包括：铰链外壳5、外壳组件、转动模组等几部分组成，如图1、图2所示，具体设计如下：

①铰链外壳

如图3、图4以及图5所示，铰链外壳5为该折叠铰链机构承载转动模组的主体部分，且铰链外壳5作为两侧外壳组件的转动对称中心。在本实施例中，铰链外壳5设为一端开口的壳体结构，且铰链外壳5自身为对称体结构，铰链外壳5的长度应当是与外壳组件相适配的，为确保折叠设备在合拢时，其外观度较为美观，铰链外壳5的外形结构应当进行适当倒圆。

在铰链外壳5的两端内部分别装有转动模组，以转动模组作为联动两侧外壳组件作同步转动的主要部件。在目前的铰链设备中对于屏幕的支撑性具有其重要的作用，若贴屏部位出现支撑性不好的情况会致使屏幕在折叠过程中损坏的情况，所以对于屏幕的支撑性要求很高。为满足对柔性屏幕所要求的支撑性，在铰链外壳5上设置多个螺纹孔，其目的是为了将转动模组进行固定，当转动模组同铰链外壳5进行固定装配时，使得整个装置的转动中心得到固定，从而使得柔性屏幕不会因受到多余的拉力而致使损坏。

为保证折叠铰链机构在整个运动中能够较为平稳的运动并且支撑性很好，铰链外壳5与连接件2之间的装配方式为：在铰链外壳5内设有支撑座12，支撑座12上设有铰链转动槽，铰接转动槽设有与其相匹配的固定轴11，固定轴11可通过焊接或卡紧装配的方式装于铰接转动槽的开口端且固定轴11与铰接转动槽之间形成转动导向腔，转动导向腔应当是呈圆弧状结构，以确保连接件2相对铰链外壳5作稳定转动。连接件2的运动以固定轴11为旋转中心，弧形运动具有平稳且不会卡壳的特性，并且固定轴11的存在不仅使得连接件2可以平稳运动而且也可使得整个折叠铰链机构不发生过弯状况，具有防过弯功能，能够防止柔性屏幕受损并提高整体使用寿命。

在连接件2的端部设有与转动导向腔相匹配的转动头19，转动头19装配于转动导向腔的内部，且转动头19能够在转动导向腔内进行自由转动。在实际应用时，所述铰链转动槽和转动头19均设为呈圆弧形的结构，以实现连接件2相对于铰链外壳5的转动功能，同时，还能够确保在转动过程中具有良好的平稳性。

由于连接板8为平板设计，当连接件2在转动时，直至转动至折叠铰链机构完全展开状态时，连接板8的一侧抵靠在铰链外壳5的侧边上，以起到辅助防过弯的效果，防止柔性屏转动角度过大产生损坏。

②外壳组件

如图1、图3所示，外壳组件作为柔性屏的主要承载部件，外壳组件包括：外壳主架1和支撑板4，所述外壳主架1与连接件2之间通过多个螺栓固定连接；将支撑板4设于外壳主架1上，所述支撑板4表面为支撑平面且支撑平面与连接件2所在平面相平齐，以支撑板4、连接件2所在的表面共同承载柔性屏。

在本实施例中，如图8、图10以及图11所示，外壳组件设有两个且两个外壳组件对称布置于该铰链外壳5的两侧，各所述外壳组件分别连接有连接件2且连接件2与外壳组件的支撑平面相平齐，连接件2铰接连接于铰链外壳5上且各所述连接件2活动连接有转动臂6，转动臂6由转动模组驱动，以实现位于铰链外壳5两侧的连接件2能够作同步转动运动。

对于连接件2与转动臂6之间的安装方式如下：在连接件2上设有连接板8且连接板8上开设有呈条形状的导向孔；所述转动臂6的一端设有连接轴9，且连接轴9活动套于该导向孔内，连接轴9与导向孔之间既可作相对转动运动，又可作相对位移运动。

为实现对连接轴9的安装，在所述转动臂6的端部设有连接头3，连接头3上开设有通孔，连接轴9依次穿过导向孔和连接头3的通孔，并在连接轴9的端部通过卡簧限位，同时，通过螺纹连接于连接头3上的螺栓对连接轴9进行固定锁紧，使得连接轴9与转动臂6之间不产生晃动，进而不会产生异响。在本实施例中，当折叠铰链机构处于完全展开的状态时，转动臂6的侧面应当与连接件2的表面相平齐。

③转动模组

为搭载柔性显示屏并且能够使得屏幕在折叠过程中不受到拉应力，所以铰链机构需要在转动过程中需要实现同步运动，而同步运动通过转动模组实现。

如图4所示，转动模组设有两个且两个分别设于铰链外壳5内的两端，通过该转动模组联动各所述转动臂6作同步转动，在两侧的外壳组件运动时，连接件2联动转动臂6运动，且转动臂6在转动模组的作用下作同步联动。由于在整个折叠铰链机构的左右各分布一个转动模组，使得整个折叠铰链机构运行平稳且具有良好的联动性。

如图6-图9所示，对于转动模组的设计如下：转动模组包括：轴支撑件7和分别与转动臂6连接的主齿轮轴16，所述轴支撑件7设于铰链外壳5内，各所述主齿轮轴16转动套设于轴支撑件7内，且各所述主齿轮轴16之间通过齿轮副同步传动。其中，齿轮副包括两个主齿轮17和两个副齿轮18，两个主齿轮17分别套于主齿轮轴16上且两个主齿轮17分别与其所在的主齿轮轴16同步转动；在轴支撑件7上设有两个副齿轮18轴，两个副齿轮18轴上活动套有副齿轮18，各所述主齿轮17和副齿轮18之间相互啮合传动，以最终实现两个主齿轮轴16的同步联动转动。上述中，采用4个基本参数相同的齿轮(2个主齿轮17和2个副齿轮18)，利用齿轮传动效率高且传动精确的特性，确保高精度的同步转动。

在实际应用过程中，转动臂6在主齿轮轴16联动作用下转动，当两侧的外壳组件处于完全展开状态时且通过转动臂6的一侧侧面抵靠在铰链外壳5的侧边上，以起到辅助防过弯的效果，防止因过弯造成柔性屏的损坏。

折叠铰链机构的联动性工作原理为：将转动臂6与连接件2通过连接轴9进行活动连接，当一端的连接件2进行转动运动时，通过连接轴9带动转动臂6进行转动，进而使得转动模组中的齿轮进行转动，由于齿轮的联动作用，所以带动另一端的连接件2进行运动，连接件2与外壳组件通过螺钉进行固定连接，因此实现整个机构的同步运动。

在完全展开至180°时，连接件2所在平面、支撑座12与轴支撑件7平面需保持在同一平面上，对屏幕起到良好支撑；同时，在机构运动过程中，通过连接件2在运动过程中限制柔性屏的弯折轨迹，对屏幕起到保护的作用。

为使设备具有良好的支撑性，该折叠铰链机构在设计时，所有外露零部件必须要与支撑板4需要保持较好的平坦度，因此在加工精度上需要有较高的要求。

实施例2

为进一步提升该折叠铰链机构在使用过程中的用户体验度，设计任意角度停止的功能，在实施例1的基础上作进一步改进，如图8、图9所示，如下：

在转动模组中还包括凸轮座15和凸轮14，以凸轮座15与凸轮14咬合配合的方式实现任意角度停止的功能。在转动臂6的端部一体成型有凸轮14，将转动臂6的端部套于主齿轮轴16上，此时，凸轮14也套于主齿轮轴16上且凸轮14与主齿轮轴16作同步转动，将主齿轮轴16与凸轮14之间采用过盈配合的方法进行装配，以保证两者之间不会发生相对转动，进而保证两个连接板8之间作同步运动。将凸轮14与转动臂6设计为一体，能够使整个装置实现更好的联动性，并且在结构最简单的情况下达到最好的效果；另外，凸轮14为一体结构设计，对于折叠角度也提供了可靠保证。

凸轮座15为一体件，各所述主齿轮轴16均套于该凸轮座15上，且凸轮座15与主齿轮轴16不同步转动，即主齿轮轴16与凸轮座15之间可作相对转动；各所述凸轮14分别与凸轮座15咬合配合，且凸轮座15配设有对其提供推力的弹性件，弹性件为弹簧13，在弹簧13提供弹性作用力的作用下，各个凸轮14分别抵紧在凸轮座15上，且相互咬合。

为实现对弹簧13的安装限位，在铰链外壳5内设置有卡簧固定座10，卡簧固定座10通过螺栓连接于铰链外壳5上，将弹簧13套于主齿轮轴16上，且弹簧13的两端分别抵于卡簧固定座10和凸轮座15上，以通过弹簧13对凸轮座15提供推力。

在主齿轮轴16上设置有凸轮14、凸轮座15以及弹簧13，凸轮14与凸轮座15相配合，在凸轮14咬合以及弹簧13的作用下使得整体装置可以实现30°至150°任意角度停止，在0°至30°和150°至180°为半自动的状态。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。