本實用新型涉及電子設(shè)備,尤其涉及一種轉(zhuǎn)軸組件和包括這種轉(zhuǎn)軸組件的鍵盤及電子設(shè)備。這種鍵盤能夠方便地耦合至平板電腦或手機等便攜的電子設(shè)備,并且用于操作該電子設(shè)備。
背景技術(shù):
諸如手機或平板電腦(例如,各種pad)等的觸控型電子設(shè)備具有輕薄小型、方便攜帶的優(yōu)點,是目前最受消費者喜愛的電子產(chǎn)品。通過用手指觸摸操作手機或平板電腦的顯示屏,或者用感應(yīng)筆在顯示屏上進行手寫輸入,用戶能夠方便地實現(xiàn)手機或平板電腦的各種功能,例如網(wǎng)絡(luò)通信、游戲、影音娛樂、文檔處理,等等??墒?,受限于觸摸屏的尺寸和現(xiàn)有的技術(shù)水平,針對觸摸屏的輸入遠遠不如鍵盤那么方便、迅速和精確。因此,在需要大量的輸入操作的情況下,例如在繪制圖形和打字時,往往需要為手機或平板電腦外接一個鍵盤,以便提高工作效率。
傳統(tǒng)的鍵盤不能夠起到支撐手機或平板電腦的作用,在外接至手機或平板電腦時還需要使用另外的支架,這樣使用起來較為麻煩。為此,已經(jīng)開發(fā)出一種集成了支架的鍵盤,如圖1所示。在這種鍵盤中,支架130經(jīng)由阻尼轉(zhuǎn)軸而樞轉(zhuǎn)地耦合至具有多個按鍵的鍵盤主體110,并且具備用于保持平板電腦200等外部電子設(shè)備的U型插槽。在平板電腦200已經(jīng)插入至U型插槽的情況下,通過手動地轉(zhuǎn)動該平板電腦200,支架130也會隨之旋轉(zhuǎn)并且始終起到支撐的作用。借助于阻尼轉(zhuǎn)軸,用戶能夠?qū)⑵桨咫娔X200與鍵盤主體110之間的角度調(diào)節(jié)到任何所期望的值,例如90°、120°等。
然而,在這種情況下,平板電腦200的重量將僅僅由支架130來支撐,支架130所受到的力繼而由阻尼轉(zhuǎn)軸來承擔。這對阻尼轉(zhuǎn)軸和支架的設(shè)計提出了很高的要求,往往導(dǎo)致外接鍵盤具有較大的重量和體積,不便于攜帶和使用。而且,在打開的角度(即,平板電腦200與鍵盤主體110之間的夾角)較大時,平板電腦200在使用過程中容易由于外部的撞擊或震動等干擾因素而向后翻轉(zhuǎn),跌落在工作臺上而受到損壞。因此,平板電腦200的最大打開角度在這種設(shè)計中受到極大的限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型是鑒于上述問題而作出的,其目的在于,提供一種帶有支撐板的鍵盤,以便能夠牢固地支撐與該鍵盤結(jié)合使用的外部電子設(shè)備,以及提供一種轉(zhuǎn)軸組件,以便能夠方便迅速地進行支撐板的打開和閉合。
根據(jù)一方面,本實用新型提供了一種轉(zhuǎn)軸組件,其包括:增速箱;第一構(gòu)件,位于增速箱的輸入軸;第二構(gòu)件,位于增速箱的輸出軸;以及限位機構(gòu),其中,當?shù)谝粯?gòu)件以第一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時,增速箱驅(qū)使第二構(gòu)件以大于第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),并且當?shù)诙?gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時,限位機構(gòu)防止第二構(gòu)件的進一步旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中,轉(zhuǎn)軸組件還包括偏置構(gòu)件,當?shù)诙?gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時,偏置構(gòu)件作用于限位機構(gòu)從而防止第二構(gòu)件的進一步旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中,限位機構(gòu)包括設(shè)置在增速箱的面向第二構(gòu)件的端面上的凸起或凹部、以及設(shè)置在第二構(gòu)件的面向增速箱的端面上的凹部或凸起。
在一個實施例中,偏置構(gòu)件包括螺旋彈簧或板片彈簧,其設(shè)置在第二構(gòu)件的與增速箱相反的一側(cè)。
在一個實施例中,限位機構(gòu)包括在增速箱和第二構(gòu)件上設(shè)置的磁體,當?shù)诙?gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時,通過磁體的磁力作用來防止第二構(gòu)件的進一步旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中,增速箱包括速比設(shè)定為2:1以上的增速齒輪箱、或者速比可調(diào)節(jié)的增速齒輪箱,第二轉(zhuǎn)速與第一轉(zhuǎn)速的比值等于速比。
在一個實施例中,速比是2.5:1或3.6:1或4:1,使得當?shù)谝粯?gòu)件旋轉(zhuǎn)72°或50°或45°時,第二構(gòu)件旋轉(zhuǎn)180°。
在一個實施例中,能夠手動地解除限位機構(gòu)的限位作用而旋轉(zhuǎn)第二構(gòu)件。
在一個實施例中,轉(zhuǎn)軸組件還包括第二限位機構(gòu),當手動地使第二構(gòu)件旋轉(zhuǎn)至第二預(yù)定角度時,第二限位機構(gòu)防止第二構(gòu)件的進一步旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)另一方面,本實用新型提供了一種鍵盤,其包括前文所述的任何一種轉(zhuǎn)軸組件。
在一個實施例中,鍵盤還包括具有多個按鍵的鍵盤主體、經(jīng)由阻尼轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)地耦合至鍵盤主體的支架、以及耦合至轉(zhuǎn)軸組件的第二構(gòu)件的支撐板,其中,阻尼轉(zhuǎn)軸耦合至轉(zhuǎn)軸組件的第一構(gòu)件,并且構(gòu)造為使得在第二構(gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度之前,支架的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一構(gòu)件的同步旋轉(zhuǎn),而在第二構(gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度后,支架的旋轉(zhuǎn)不導(dǎo)致第一構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)。
在一個實施例中,支架包括用于保持電子設(shè)備的插槽,第一構(gòu)件包括單向軸承,第二構(gòu)件包括固定軸套,并且支撐板包括U形的平板狀構(gòu)件。
在一個實施例中,轉(zhuǎn)軸組件的增速箱被固定于鍵盤主體,并且當?shù)诙?gòu)件旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時,支撐板與鍵盤主體所成的角度是大約180°。
在一個實施例中,兩個分離的支撐板分別經(jīng)由轉(zhuǎn)軸組件而耦合至鍵盤主體的兩側(cè)。
根據(jù)又一方面,本實用新型提供了一種電子設(shè)備,其包括前文所述的任何一種轉(zhuǎn)軸組件、或者前文所述的任何一種鍵盤。
在一個實施例中,電子設(shè)備包括筆記本電腦、平板電腦或者智能手機。
依照本實用新型的轉(zhuǎn)軸組件和具備這種轉(zhuǎn)軸組件的鍵盤及電子設(shè)備,用戶在將這種鍵盤耦合至電子設(shè)備時,通過簡單地轉(zhuǎn)動電子設(shè)備,就能夠自動且快速地使鍵盤的支撐板旋轉(zhuǎn)至預(yù)定位置并且固定于該預(yù)定位置,從而能夠牢固地支撐該電子設(shè)備。之后,用戶手動地往回轉(zhuǎn)動電子設(shè)備,然后手動地往回轉(zhuǎn)動支撐板,從而能夠容易地使支撐板返回至初始位置,以便于再次使用。
附圖說明
在參照附圖閱讀以下的詳細描述之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員將更容易理解本實用新型的這些及其他的特征、方面和優(yōu)點。為了清楚起見,附圖不一定按比例繪制,而是其中有些部分可能被夸大以示出具體細節(jié)。在所有附圖中,相同的參考標號表示相同或相似的部分,其中:
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中的與平板電腦結(jié)合使用的鍵盤的側(cè)面示意圖;
圖2是表示根據(jù)本實用新型的與平板電腦結(jié)合使用的鍵盤的側(cè)面示意圖;
圖3是表示根據(jù)一個實施例的鍵盤的透視示意圖;
圖4是表示適用于鍵盤中的根據(jù)一個實施例的轉(zhuǎn)軸組件的分解示意圖;
圖5(a)是表示在平板電腦最初閉合時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖5(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖;
圖6(a)是表示在平板電腦旋轉(zhuǎn)較小角度時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖6(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖;
圖7(a)是表示在支撐板旋轉(zhuǎn)至180°時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖7(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖,圖7(c)是圖7(b)的局部放大圖;
圖8(a)是表示處于使用狀態(tài)下的鍵盤和平板電腦的側(cè)面示意圖,圖8(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖;
圖9(a)是表示在平板電腦重新閉合時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖9(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖;以及
圖10(a)是表示手動地使支撐板往回旋轉(zhuǎn)一定角度時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖10(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。
附圖標記:
100 鍵盤
110 鍵盤主體
120 阻尼轉(zhuǎn)軸
130 支架
132 插槽
140 轉(zhuǎn)軸組件
142 單向軸承
144 增速箱
146 輸入軸
148 輸出軸
150 固定軸套
152 凸起
154 凹部
156 彈簧
160 支撐板
200 平板電腦。
具體實施方式
以下,將參照附圖,詳細地描述本實用新型的特定實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當容易理解,這些描述僅僅列舉了本實用新型的示例性實施例,而決不意圖限制本實用新型的保護范圍。一些實施例的部分和特征可以被包含在另一些實施例的部分和特征中或者替代它們。例如,在某一個附圖或?qū)嵤├忻枋龅脑鼗蛱卣骺梢耘c一個或更多其它附圖或?qū)嵤├惺境龅钠渌鼗蛱卣飨嘟Y(jié)合,以產(chǎn)生進一步的實施例。
圖2是表示根據(jù)本實用新型的與平板電腦結(jié)合使用的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖3是表示該鍵盤的透視示意圖。如圖所示,本實用新型的鍵盤100包括鍵盤主體110、支架130和支撐板160,其中,支架130經(jīng)由阻尼轉(zhuǎn)軸而以能夠相對于鍵盤主體110旋轉(zhuǎn)的方式耦合至鍵盤主體110,支撐板160經(jīng)由下文詳細描述的轉(zhuǎn)軸組件而以能夠相對于鍵盤主體110旋轉(zhuǎn)的方式耦合至鍵盤主體110。
鍵盤主體110具有多個按鍵,通過用手指敲擊各個按鍵或按鍵組合而能夠執(zhí)行各種輸入功能。鍵盤主體110還可以包括通過滑動手指或書寫筆而進行輸入的觸摸板、顯示各種信號的指示燈、電源接口、以及各種信號接口,例如音頻輸入/輸出接口、USB接口、HDMI接口、網(wǎng)絡(luò)接口等。這些接口可以耦合到待由鍵盤支撐的外部電子設(shè)備,也可以耦合到電源或者其它的電子器件。
支架130用于保持外部電子設(shè)備,例如筆記本電腦、平板電腦、手機、PDA等,可以包括U型插槽132以用于容納外部電子設(shè)備的至少一部分。U型插槽132的一側(cè)或兩側(cè)邊緣可以由彈性材料制成。這樣,U型插槽132的邊緣在外部電子設(shè)備插入時向外擴張,在插入完成時利用彈性材料的回彈力而牢固地夾持該電子設(shè)備。在一個實施例中,U型插槽132的兩側(cè)邊緣可以具有不同的長度,其中靠近鍵盤主體110的一側(cè)邊緣具有較短的長度,而遠離鍵盤主體110的一側(cè)邊緣具有較長的長度,以便在打開電子設(shè)備時更好地起到支撐作用。此外,U型插槽中還可以設(shè)有耦合插頭或耦合插座,以用于耦合到外部電子設(shè)備的相應(yīng)的耦合插座或耦合插頭,向該電子設(shè)備提供電力或信息流。
支撐板160示出為大體U型的構(gòu)件,在兩側(cè)具有圓筒狀部分,該圓筒狀部分以不能夠相對于下文描述的轉(zhuǎn)軸組件的固定軸套150旋轉(zhuǎn)的方式耦合至該固定軸套,并且可用于容納固定軸套。在一個實施例中,支撐板160可以具有位于其中間位置且鄰近鍵盤主體110的缺口,該缺口的寬度大于U型插槽132的高度,以便在旋轉(zhuǎn)支撐板160時不會碰撞到U型插槽132。支撐板160還可以由相互分離的兩塊板組成,它們各自耦合至鍵盤的兩側(cè),且可以獨立地調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度。盡管圖中示出的支撐板160是平面狀的板,但是容易理解,該支撐板160也可以采取人字形或波紋形狀等各種各樣的形狀,只要能夠起到支撐作用即可。
如圖2所示,在將鍵盤主體110放置于水平桌面上并且使支撐板160相對于鍵盤主體110旋轉(zhuǎn)180°的情況下,支撐板160將由水平桌面支撐,繼而對由支架130保持的平板電腦200起到支撐作用。也就是說,除了將支架130以能夠樞轉(zhuǎn)的方式耦合至鍵盤主體110的阻尼轉(zhuǎn)軸之外,平板電腦200還能夠由支撐板160進行支撐。通過這種方式,能夠進一步提高對于平板電腦200的支撐效果,給阻尼轉(zhuǎn)軸的設(shè)計留下較大的空間。即使在以很大的角度打開平板電腦200的情況下,也能夠穩(wěn)固地進行支撐,降低了平板電腦200向后翻轉(zhuǎn)并跌落的風險。當然,在桌面并非水平的情況下,或者在期望以傾斜狀態(tài)使用鍵盤的情況下,用戶可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)支撐板160的旋轉(zhuǎn)角度,例如調(diào)節(jié)到大于180°,如200°、220°等。而且,在兩個分離的支撐板分別耦合至鍵盤主體的兩側(cè)的情況下,通過分別地調(diào)節(jié)各個支撐板的旋轉(zhuǎn)角度,從而能夠適應(yīng)各種高低不平的桌面,避免發(fā)生支腿懸空的狀況。
圖4是表示適用于本實用新型的鍵盤中的根據(jù)一個實施例的轉(zhuǎn)軸組件140的分解示意圖。該轉(zhuǎn)軸組件140位于支撐板160與鍵盤主體110之間,用于將鍵盤100的支撐板160以能夠樞轉(zhuǎn)的方式耦合到鍵盤主體110。如圖所示,本實施例的轉(zhuǎn)軸組件140包括單向軸承142、增速箱144、固定軸套150和彈簧156。
增速箱144通過螺釘、卡扣配合或焊接等方式而被不可動地固定于鍵盤主體110,并且具有輸入軸146和輸出軸148。在增速箱144中,輸入軸146的轉(zhuǎn)速以一定的比例增加而成為輸出軸148的轉(zhuǎn)速,該比例通常稱為增速箱144的速比。例如,如果增速箱的速比為3.6,則輸出軸的轉(zhuǎn)速是輸入軸的轉(zhuǎn)速的3.6倍。即,當輸入軸旋轉(zhuǎn)10°時,輸出軸將旋轉(zhuǎn)36°。容易理解,在典型的增速齒輪箱中,通過使齒數(shù)不同的兩個齒輪對接,能夠?qū)X數(shù)較多的齒輪的較慢轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成為齒數(shù)較少的齒輪的較快轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)速度增加的效果。在一個實施例中,可以采用速比可調(diào)節(jié)的增速箱,即,速比能夠在一定的范圍內(nèi)任意地調(diào)節(jié)。還可以采用速比設(shè)定為某個特定值的增速箱,該特定值例如為2:1以上,使得在輸入軸146的旋轉(zhuǎn)角度小于90°時,輸出軸148就能夠旋轉(zhuǎn)180°。例如,在將增速箱的速比分別設(shè)定為2.5:1、3.6:1、4:1的情況下,當輸入軸146分別旋轉(zhuǎn)72°、50°、45°時,輸出軸148就會旋轉(zhuǎn)180°。
單向軸承142的一端以不能夠相對于增速箱144的輸入軸146旋轉(zhuǎn)的方式耦合至該輸入軸146,另一端耦合到阻尼轉(zhuǎn)軸120,由此實現(xiàn)輸入軸146與單向軸承142的同步旋轉(zhuǎn)。阻尼轉(zhuǎn)軸120隨著支架130的旋轉(zhuǎn)而同步地旋轉(zhuǎn)(即,兩者的轉(zhuǎn)速保持相同),并且如此地耦合至單向軸承146,使得在單向軸承146的旋轉(zhuǎn)不受限制時,阻尼轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致單向軸承146的同步旋轉(zhuǎn),而在單向軸承142的旋轉(zhuǎn)受到限制時,阻尼轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)將不會導(dǎo)致單向軸承146的旋轉(zhuǎn)。在一個實施例中,單向軸承包括很多滾軸、滾針或滾珠,其滾動座的形狀設(shè)計成使得該單向軸承只能夠沿一個方向自由地旋轉(zhuǎn),而在相反方向上會受到很大的阻力。例如,在阻尼轉(zhuǎn)軸120沿平板電腦打開的方向旋轉(zhuǎn)時,單向軸承146容易被阻尼轉(zhuǎn)軸120帶動而沿相同的方向旋轉(zhuǎn),但是在阻尼轉(zhuǎn)軸120沿平板電腦閉合的方向往回旋轉(zhuǎn)時,單向軸承146不容易旋轉(zhuǎn)。
固定軸套150以不能夠相對于增速箱144的輸出軸148旋轉(zhuǎn)的方式耦合至該輸出軸148,而且還以不能夠相對于支撐板160旋轉(zhuǎn)的方式耦合至該支撐板160,由此實現(xiàn)輸出軸148與支撐板160的同步旋轉(zhuǎn)(即,兩者的轉(zhuǎn)速保持相同)。
在一個實施例中,可以將增速箱144的輸入軸146和輸出軸148設(shè)計成均具有D型截面,同時相應(yīng)地將單向軸承142和固定軸套150設(shè)計成具有截面為對應(yīng)D型的內(nèi)孔。還可以將輸出軸148的外表面設(shè)計成具有D型截面,同時相應(yīng)地將支撐板160兩側(cè)的圓筒狀部分的內(nèi)孔設(shè)計成具有對應(yīng)的D型截面,以便實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)的功能。容易理解,除了D型的截面以外,還可以設(shè)計多邊形的截面等,或者采用額外的防旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,只要能夠防止相對旋轉(zhuǎn)即可。
在增速箱144的面向固定軸套150的端面上,設(shè)置有一個或多個凹部154。與此相應(yīng)地,在固定軸套150的面向增速箱144的端面上,設(shè)置有一個或多個相應(yīng)的凸起,如圖7(c)中由標號152所指示的那樣。彈簧156設(shè)置在固定軸套150的與增速箱144相反的一側(cè),并且與固定軸套150一起被容納于支撐板160兩側(cè)的圓筒狀部分內(nèi)??梢栽趫A筒狀部分的端部(即,支撐板160的最外側(cè))設(shè)置能夠自由開閉的蓋子,通過打開該蓋子而取出或更換彈簧156。
固定軸套150雖然不能夠相對于增速箱144的輸出軸148和支撐板160進行旋轉(zhuǎn),但是能夠相對于輸出軸148和支撐板160沿轉(zhuǎn)軸組件140的軸向方向移動。當固定軸套150隨著輸出軸148旋轉(zhuǎn)至預(yù)定的角度時,固定軸套150上的凸起152將抵達與增速箱144上的凹部154相對應(yīng)的位置。此時,彈簧156將推壓固定軸套150并使其在轉(zhuǎn)軸組件140的軸向方向上朝向增速箱144平移,直到凸起152與凹部154相互卡合。在這種情況下,固定軸套150將被卡合到增速箱144,不再能夠相對于增速箱144進一步地旋轉(zhuǎn)。與此同時,增速箱144的輸出軸148、輸入軸146以及耦合至輸入軸146的單向軸承142都不能夠進一步地旋轉(zhuǎn),而且阻尼轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)也不會導(dǎo)致這些構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。在期望解除這種卡合時,用戶可以手動地強行轉(zhuǎn)動支撐板160,以克服彈簧156的偏壓作用而使凸起152從凹部154脫離,從而使固定軸套150能夠再次相對于增速箱144旋轉(zhuǎn)。
容易理解,盡管前文列舉了位于輸入軸146的單向軸承142和位于輸出軸148的固定軸套150作為本實用新型的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件,但是本實用新型中并不受限于此,而是還可以采用其它的構(gòu)件。例如,可以采用與輸入軸146一體地形成的構(gòu)件來代替單向軸承142,可以采用與支撐板160一體地形成的構(gòu)件來代替固定軸套150,甚至還可以使固定軸套150與輸出軸148一體地形成。
凹部和凸起的設(shè)置場所可以互換。也就是說,可以在增速箱144的端面上設(shè)置凸起,并且在固定軸套150的端面上設(shè)置相應(yīng)的凹部。盡管圖中示出的凹部154和凸起152均設(shè)置在增速箱144或固定軸套150的端面的外周邊緣,但是同樣可以設(shè)置在端面的內(nèi)部。此外,盡管圖中示出了處于壓縮狀態(tài)的螺旋彈簧,但是彈簧156還可以采取板片彈簧或拉伸彈簧等其它的方式,也可以設(shè)置在固定軸套150的靠近增速箱144的一側(cè),只要能夠在固定軸套150旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時使其卡合至增速箱144即可。
在一個實施例中,還可以不設(shè)置前文描述的凸起、凹部和彈簧,而是在增速箱144的面向固定軸套150的端面上嵌入一個或多個磁體,同時在固定軸套150的面向增速箱144的端面上嵌入一個或多個成對的磁體,作為本實用新型的限位機構(gòu)。在固定軸套150旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度時,事先設(shè)置的磁體對通過相互之間的吸引磁力作用而導(dǎo)致固定軸套150不能夠相對于齒輪箱144進一步地旋轉(zhuǎn),起到了與凸起/凹部類似的限位作用。
以下,將參照圖5(a)至圖10(b)詳細地描述本實用新型的鍵盤100的使用方式,其中,以速比是3.6:1的增速箱為例進行說明。圖5(a)至圖7(c)示出打開鍵盤的過程,圖8(a)至圖8(b)示出使用鍵盤的狀態(tài),而圖9(a)至圖9(b)示出閉合鍵盤的過程。通過這些圖中示出的單向軸承142和固定軸套150的平坦外表面部分的位置,可以理解各構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)角度之間的對應(yīng)關(guān)系。
圖5(a)是表示在平板電腦最初閉合時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖5(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。如圖所示,在最初的閉合狀態(tài)下,平板電腦200的一部分被容納于支架(圖中被支撐板160遮擋)的插槽中,而且平板電腦200和支撐板160相對于鍵盤主體110所成的角度都是0°。此時,耦合至增速箱144的輸入軸146的單向軸承142被插入到阻尼轉(zhuǎn)軸120中,而耦合至增速箱144的輸出軸148的固定軸套150被不可旋轉(zhuǎn)地插入到支撐板160的圓筒狀部分內(nèi)。彈簧156在轉(zhuǎn)軸組件140的軸向方向上朝向增速箱144對固定軸套150施力,但是固定軸套150上的凸起尚未卡合到增速箱144的端面上的凹部,而是與端面上的其它部分相接觸。
圖6(a)是表示在平板電腦旋轉(zhuǎn)較小角度時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖6(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。在轉(zhuǎn)動打開平板電腦200時,容納平板電腦200的支架130和阻尼轉(zhuǎn)軸120也隨之旋轉(zhuǎn)。阻尼轉(zhuǎn)軸120帶動單向軸承146旋轉(zhuǎn),而單向軸承146帶動增速箱144的輸入軸146旋轉(zhuǎn)。通過增速箱144的增速作用,增速箱144的輸出軸148以比輸入軸146的轉(zhuǎn)速更大的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),進而帶動固定軸套150和支撐板160同步地旋轉(zhuǎn)。如圖所示,由于增速箱144的速比為3.6:1,因而當平板電腦200相對于鍵盤主體110而旋轉(zhuǎn)打開10°時,支撐板160與鍵盤主體110之間所成的角度迅速地變?yōu)?6°。
圖7(a)是表示在支撐板旋轉(zhuǎn)至180°時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖7(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖,圖7(c)是圖7(b)的局部放大圖,示出了圖7(b)中由虛線圓形所指示的部分。如圖所示,當平板電腦200相對于鍵盤主體110旋轉(zhuǎn)打開50°時,支撐板160與鍵盤主體110所成的角度便成為180°,支撐板160和鍵盤主體110將處于相同的平面上。此時,設(shè)置于固定軸套150的端面上的凸起152旋轉(zhuǎn)到與設(shè)置于增速箱144的端面上的凹部154相對應(yīng)的位置。彈簧156對固定軸套150施以壓力,使其在轉(zhuǎn)軸組件140的軸向方向上朝著增速箱144平移,從而導(dǎo)致凸起152卡合至凹部154。這樣,固定軸套150將卡合至增速箱144,不再能夠相對于增速箱144進一步地旋轉(zhuǎn)。與此同時,增速箱144的輸出軸148、輸入軸146以及耦合至輸入軸146的單向軸承142都不能夠進一步地旋轉(zhuǎn)。
因此,在從圖7(a)所示的狀態(tài)起進一步旋轉(zhuǎn)平板電腦200時,阻尼轉(zhuǎn)軸120將不能夠帶動單向軸承146旋轉(zhuǎn),而是相對于單向軸承146發(fā)生打滑現(xiàn)象。換而言之,阻尼轉(zhuǎn)軸120的旋轉(zhuǎn)將不會傳導(dǎo)至單向軸承146,平板電腦200與支撐板160之間將沒有連動關(guān)系。此時,用戶可以根據(jù)需要而在某個角度范圍內(nèi)任意地旋轉(zhuǎn)平板電腦200,而單向軸承146、固定軸套150和支撐板160保持不動,如圖8(a)和圖8(b)所示,其中圖8(a)是表示處于使用狀態(tài)下的鍵盤和平板電腦的側(cè)面示意圖,圖8(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。該任意旋轉(zhuǎn)的角度范圍取決于支架130和阻尼轉(zhuǎn)軸120的具體設(shè)計,但是與支撐板160的設(shè)計無關(guān)。例如,用戶可以在0至150°的范圍內(nèi)任意地旋轉(zhuǎn)平板電腦200,如圖8(a)所示的100°。
在閉合鍵盤時,用戶首先手動地重新閉合平板電腦200,然后再手動地閉合支撐板160。圖9(a)是表示在平板電腦重新閉合時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖9(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。如前文所述,在固定軸套150旋轉(zhuǎn)至180°而使固定軸套150上的凸起152卡合至增速箱144上的凹部154之后,平板電腦200與支撐板160之間將沒有連動關(guān)系。此時,手動地重新閉合平板電腦200(即,將平板電腦200往回轉(zhuǎn)動到0°)將不會導(dǎo)致支撐板160的旋轉(zhuǎn),支撐板160依然處在相對于鍵盤主體110而成180°的位置,如圖9(a)所示。
圖10(a)是表示手動地使支撐板160往回旋轉(zhuǎn)一定角度(圖中為45°)時的鍵盤的側(cè)面示意圖,圖10(b)是表示此時的轉(zhuǎn)軸組件的透視示意圖。如圖所示,在用戶手動地往回轉(zhuǎn)動支撐板160時,由用戶的手施加的力將會克服彈簧156的偏壓作用,使得固定軸套150上的凸起152脫離增速箱144上的凹部154。一旦凸起152脫離凹部154,固定軸套150就能夠再次相對于增速箱144旋轉(zhuǎn)。在此情況下,用戶進一步手動地往回轉(zhuǎn)動支撐板160,從而帶動固定軸套150旋轉(zhuǎn),進而帶動增速箱144的輸出軸148旋轉(zhuǎn)。在增速箱144的作用下,輸入軸146將以比輸出軸148的轉(zhuǎn)速更低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),并且進一步帶動單向軸承142往回旋轉(zhuǎn)。例如,在前文描述的速比為3.6:1的情況下,當手動地使支撐板160往回旋轉(zhuǎn)180°而返回至最初的位置時,單向軸承142將往回旋轉(zhuǎn)50°而同樣地返回至最初的位置,在再次使用時無需額外的調(diào)整。此時,轉(zhuǎn)軸組件140的各個構(gòu)件將返回至圖5(b)所示的狀態(tài)。
容易理解,盡管前文描述了在支撐板旋轉(zhuǎn)至180°時使凸起與凹部卡合的示例,但是也可以設(shè)置成使得,在支撐板旋轉(zhuǎn)至其它的角度時使凸起與凹部相互卡合,從而限制支撐板的進一步旋轉(zhuǎn)。該角度可以是例如90°、120°、150°、210°等,以適應(yīng)不同斜度的桌面或者不同用戶的使用習(xí)慣。
除了前文描述的限位機構(gòu)之外,還可以設(shè)置另外的一組或多組凸起和凹部,作為另一限位機構(gòu),使得在手動地使支撐板旋轉(zhuǎn)至另一預(yù)定角度時,該一組或多組凸起和凹部之間會相互卡合,從而限制支撐板的進一步旋轉(zhuǎn)。例如,在一個實施例中,用戶可以轉(zhuǎn)動平板電腦200,在平板電腦200轉(zhuǎn)動50°時使支撐板160第一次自動地卡合在相對于鍵盤主體110而成180°的位置,然后手動地進一步轉(zhuǎn)動支撐板160,使支撐板160第二次卡合在相對于鍵盤主體110而成210°的位置。在復(fù)位時,用戶可以將支撐板160往回轉(zhuǎn)動到180°的位置,或者徑直地轉(zhuǎn)動到0°的初始位置。此外,還可以采用速比可調(diào)節(jié)的增速箱,并且將兩個分離的支撐板分別經(jīng)由轉(zhuǎn)軸組件而耦合至鍵盤主體的兩側(cè)。通過這些方式,能夠容易地實現(xiàn)支撐板的支撐位置的多級調(diào)節(jié),使本實用新型的鍵盤靈活地適用于各種各樣的場合。
通過前文所述的轉(zhuǎn)軸組件和具備這種轉(zhuǎn)軸組件的鍵盤及電子設(shè)備,用戶在將這種鍵盤耦合至電子設(shè)備時,通過簡單地轉(zhuǎn)動電子設(shè)備,就能夠自動且快速地使鍵盤的支撐板旋轉(zhuǎn)至預(yù)定位置并固定于該預(yù)定位置,從而能夠牢固地支撐該電子設(shè)備。之后,用戶手動地往回轉(zhuǎn)動電子設(shè)備,然后手動地往回轉(zhuǎn)動支撐板,能夠容易地使支撐板返回至初始位置,以便于再次使用。
雖然對于一些實施例詳細地描述了一些方面,但是應(yīng)當理解,在不脫離由所附權(quán)利要求定義的實施例的精神和范圍的情況下,能在此做出各種改變、替代和備選。盡管一個實施例可實現(xiàn)多個目標,但不是落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的每個實施例都將實現(xiàn)每個目標。此外,本申請的范圍不打算局限于本說明書中描述的過程、機器、制造、物質(zhì)構(gòu)成、部件、方法和步驟的特定實施例。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將從實施例的公開輕易明白的,目前現(xiàn)有的或者以后將開發(fā)的執(zhí)行實質(zhì)上與本文描述的對應(yīng)實施例相同的功能或?qū)崿F(xiàn)實質(zhì)上相同的結(jié)果的過程、機器、制造、物質(zhì)構(gòu)成、部件、方法或步驟可根據(jù)本文的實施例來利用。因此,所附權(quán)利要求意圖在其范圍內(nèi)包括這些過程、機器、制造、物質(zhì)構(gòu)成、部件、方法或步驟。