转轴和可折叠设备的制作方法

1.本公开涉及可折叠设备的技术领域，具体而言，涉及一种转轴和可折叠设备，尤其是涉及一种智能眼镜、例如ar眼镜。


背景技术：

2.智能眼镜产品，如ar/vr/xr智能眼镜，越来越多的产品线开始从工业领域转向商用、民用领域，眼镜的外形设计也更趋向于潮流化，但是，不同人群用户的头型大小不一样，导致现有的智能眼镜产品难以满足所有用户的佩戴体验。


技术实现要素：

3.根据本公开的一方面，提供了：一种转轴，其中，其能够设置于可折叠设备的第一主体和第二主体之间并连接所述第一主体和第二主体，使所述第一主体和第二主体可相对转动，其中，所述转轴包括：转轴基体，其包括装配轴；弹簧，其一端设置于所述转轴基体；限位块，其设置于所述弹簧的另一端，所述限位块包括第一挤压部；以及转动臂，其设置于所述限位块之上并且能够绕所述装配轴进行不同方向的第一转动和第二转动，所述转动臂包括第二挤压部，其中，所述弹簧、所述限位块和所述转动臂套装于所述装配轴上，在所述第一转动期间，所述第一挤压部和所述第二挤压部能够彼此抵接并使所述限位块朝所述转轴基体移动并挤压所述弹簧。
4.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述限位块还包括第一止挡部，所述转动臂还包括第二止挡部，在所述第二转动期间，所述第一止挡部和所述第二止挡部能够彼此抵接并阻止所述转动臂的进一步转动。
5.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述第一挤压部与所述第二挤压部之间的抵接部分在所述限位块的移动方向上的长度大于在所述第一挤压部和所述第二挤压部尚未彼此抵接时所述限位块与所述转轴基体之间的距离。
6.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述转轴构造成对称结构并且包括两个所述装配轴、两个所述弹簧、两个所述限位块和两个所述转动臂，分别设置于构造成对称的所述转轴基体的对称面的两侧。
7.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述转轴还包括紧固件，所述紧固件设置于所述转动臂上并且套装于所述装配轴。
8.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述第一止挡部和所述第二止挡部均包括竖直面，并且/或者所述第一挤压部和所述第二挤压部均包括斜面。
9.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述限位块包括第一凸起部，所述第一止挡
部和所述第一挤压部均设置于所述第一凸起部上；和/或所述转动臂包括第二凸起部，所述第二止挡部和所述第二挤压部均设置于所述第二凸起部上。
10.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述转轴基体包括第一装配孔，用于装配至所述第一主体，所述转动臂包括第二装配孔，用于装配至所述第二主体。
11.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述限位块包括圆盘，用于承载所述第一止挡部和所述第一挤压部并抵接所述弹簧的所述另一端，所述转轴基体包括内部设有容纳空间的圆柱，所述装配轴和所述弹簧从所述圆柱之内向外延伸。
12.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述转轴基体、所述弹簧、所述限位块和所述转动臂均由金属制成。
13.可选地，根据本公开的一种实施方式，在所述第一挤压部和所述第二挤压部尚未彼此抵接时，所述弹簧已处于压缩状态。
14.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述紧固件包括卡簧或螺帽。
15.根据本公开的另一方面，提供了：一种可折叠设备，包括第一主体和第二主体，其中，还包括上述任一种转轴，所述转轴设置于所述第一主体和所述第二主体之间并连接所述第一主体和第二主体，使所述第一主体和第二主体可相对转动。
16.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述可折叠设备为眼镜，所述第一主体包括所述眼镜的镜腿和镜框中的一者，所述第二主体包括所述眼镜的镜腿和镜框中的另一者；或者所述第一主体和所述第二主体包括所述镜腿的两个部分。
17.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述可折叠设备为电子设备，包括显示模组，所述显示模组的第一显示面板位于所述第一主体，所述显示模组的第二显示面板位于所述第二主体。
18.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述可折叠设备为电子设备，包括柔性显示屏，所述柔性显示屏的第一非折弯部位于所述第一主体，所述柔性显示屏的第二非折弯部位于所述第二主体，所述柔性显示屏的折弯部对应所述转轴，在所述第一主体与所述第二主体相对转动过程中，所述折弯部发生形变。
19.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述眼镜包括智能眼镜。
20.可选地，根据本公开的一种实施方式，所述电子设备包括可折叠手机、可折叠平板电脑或可折叠笔记本电脑。
21.本公开实施例所提供的转轴和可折叠设备，至少部分地实现了下述技术进步中的一个或多个：适配更多用户头型、满足不同人群用户佩戴，提升佩戴舒适度、佩戴牢靠，提升了用户体验；转轴翻转过程中，向内翻转顺畅，向外翻转有弹力阻碍翻转；转轴自带内外翻转角度限位；能够避免电子设备屏幕因过度折弯而产生裂屏、碎屏、折痕显著，和屏幕有关的构件损伤的风险。
附图说明
22.参考附图，本公开的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1示出了根据本公开实施例的一种转轴的整体结构示意图；图2示出了根据本公开实施例的一种转轴的分解示意图；图3示出了根据本公开实施例的一种转轴在转动臂向内翻转90
°
时的状态示意图；图4示出了根据本公开实施例的一种转轴在转动臂向外翻转15
°
时的状态示意图；图5示出了根据本公开实施例的一种ar眼镜的整机简化示意图；以及图6示出了根据本公开实施例的一种转轴与镜框、镜腿的连接示意图。
具体实施方式
23.容易理解，根据本公开的技术方案，在不变更本公开实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本公开的技术方案的示例性说明，而不应当视为本公开的全部或者视为对本公开技术方案的限定或限制。
24.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
25.随着计算机技术、近眼显示技术或穿戴设备的发展，各种可折叠或可穿戴装置、产品（例如基于新型3d人机交互理念的智能可穿戴电子产品）包括智能电子产品应运而生并逐渐进入消费市场。智能眼镜（smart glass）是可穿戴智能产品的一种，包括但不限于ar（augmented reality 增强现实）、mr（mixed reality 混合现实）、vr（virtual reality 虚拟现实）、cr（cinematic reality 影像现实）等xr（extended reality 扩展现实）产品形态，从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界，越来越得到人们的关注。其中，扩展现实包括增强现实（ar），虚拟现实（vr），混合现实（mr）等多种形式。换句话说，xr其实是一个总称，分为多个层次，包括了ar，vr，mr。
26.与智能眼镜类似，可折叠设备、例如可折叠手机在过去两年也迎来了爆发式的发展，出现了对开、左右折叠、上下折叠、内折叠、外折叠等各种可折叠手机形态。无论内折还是外折的设计，对于手机屏幕都会有过度弯折所引起的碎屏、裂屏或折痕显著的风险。屏幕内的元器件以及屏幕上的cpi膜或utg玻璃也有折弯损伤的风险。
27.参考图1和图2，示出了根据本公开实施例的一种转轴的整体结构示意图，以及根据本公开实施例的一种转轴的分解示意图。
28.根据本公开实施例的一种转轴1，其能够设置于可折叠设备2的第一主体21和第二主体22之间并连接所述第一主体21和第二主体22，使所述第一主体21和第二主体22可相对转动，其中，所述转轴1包括：转轴基体11，其包括装配轴111；弹簧12，其一端设置于所述转轴基体11；限位块13，其设置于所述弹簧12的另一端，所述限位块13包括第一挤压部131；以
（视转轴的初始状态而定），而后在转动臂在第一方向转动了一定时间或一定行程之后，于末期触发挤压部的抵接。下文所述的第二转动期间也可以类似地进行解读。
33.从图中还能够看出的是，所述限位块13还包括第一止挡部132，所述转动臂14还包括第二止挡部142，在所述第二转动期间，所述第一止挡部132和所述第二止挡部142能够彼此抵接并阻止所述转动臂14的进一步转动。也就是说，这两个止挡部为转动臂的第二转动设定了极限位置。例如，在转轴应用于眼镜的情况下，可以防止镜腿过度转弯以至于碰撞到镜框。在转轴应用于电子设备的情况下，也可以防止屏幕过度转弯以至于彼此相碰。
34.同理，所述第一止挡部132和所述第二止挡部142的位置决定了上述极限位置的设计，可以根据实际情况对它们的位置进行设计或调整，例如如图3所示，转动臂向内翻转90度为极限位置。因此，在止挡部和挤压部之间的转动可以被视为是空转期。还应当理解，各止挡部和挤压部的数量也可以实际需求而进行改型。由此，本转轴1提供了内翻，或者说正向方向的限位（例如，对于智能眼镜而言，镜腿向内折叠方向，即镜腿远离镜框的一端向靠近镜框的方向；例如，对于可折叠手机而言，整机向内折叠，即内屏的显示侧面对面方向）的角度限制。
35.关于止挡部和挤压部的形状，在本公开的一些实施例中，所述第一止挡部132和所述第二止挡部142均包括竖直面，并且所述第一挤压部131和所述第二挤压部141均包括斜面。这些设计方案能够良好地实现所需的止挡或挤压功能，并且制造简单，成本低。可以通过使用具有不同位置、数量或形状的止挡部或挤压部的限位块（或转动臂）来满足对于不同极限位置和临界位置的要求。另外，应当知晓，斜面的倾斜方向如图1所示为面朝转动臂的方向，以便能够实现前述技术效果。
36.在本公开的一些实施例中，所述第一挤压部131与所述第二挤压部141之间的抵接部分在所述限位块13的移动方向上的长度（在图中为高度）大于在所述第一挤压部131和所述第二挤压部141尚未彼此抵接时所述限位块13与所述转轴基体11之间的距离。也就是说，在挤压部发生抵接并且使限位块朝转轴基体移动的过程中，由于上述的尺寸关系设计，使得限位块13在移动过程中最终会碰到转轴基体11（例如其上表面），由此防止了转动臂14继续沿着第一方向进行转动，从而实现了对于转动臂14第一转动的限位作用。这种极限位置的设计可以有效防止转轴和所应用的可折叠设备在超过临界位置一定程度之后由于施力源并未消失而不当地过度折弯，以免造成严重损伤或形变。由此，本转轴1提供了外翻，或者说反向方向（例如，对于智能眼镜而言，镜腿向外折叠方向，即镜腿远离镜框的一端向远离镜框的方向；例如，对于可折叠手机而言，整机向外折叠，即内屏的显示侧背靠背方向）的角度限制。
37.这种极限位置例如从图4可见，其示出了根据本公开实施例的一种转轴在转动臂向外翻转15
°
时的状态示意图，即极限位置对应于外翻15度。应当知晓，可以通过对限位块与转轴基体之间的距离设计，或第一、第二挤压部的位置设计来调整这种极限位置的角度，如改成0度也是可以的。
38.从图中还能够看出，所述转轴1构造成对称结构并且包括两个所述装配轴111、两个所述弹簧12、两个所述限位块13和两个所述转动臂14，分别设置于构造成对称的所述转轴基体11的对称面的两侧。图中示例性的是一种上下对称的结构。对称结构的优势在于能够实现力平衡，可以更加全面、平衡、稳定地对所连接的第一主体、第二主体进行施力，提高
了它们的使用寿命，并且回弹速度可以更高，夹紧力也可以较高、更耐久以及更均衡。另外，对称结构彼此之间也可以被视为一种互补或冗余，因此单个组件所施加的力较低或者施力的时间较短，延长了相关构件（例如弹簧、第一、第二挤压部）的使用寿命，并且可以在其中一个组件失效的时候仍然能够通过另一个组件来维持整个转轴的功能。
39.为了对转轴1的各部件进行装配和固定，所述转轴1还包括紧固件15，所述紧固件15设置于所述转动臂14上并且套装于所述装配轴111。所述紧固件15示例性地包括卡簧或螺帽，以便能够以较为简单的结构和成本实现足够的固定和组装效果，并能够适时进行替换。所述紧固件15使得整个转轴1结构紧凑，并且在使用时不会发生脱出的情况（特别是需要受力的转动臂）。在所述紧固件15构造成螺帽的情况下，示例性的是，所述装配轴111可以设计有外螺纹，以便与螺帽相配合。螺纹紧固连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。尽管上述以举例的方式说明了固定方式，但这并不是限制性的，其它常见的固定方式，例如卡扣、磁吸等，亦可以适用。
40.从图2能够良好地看出的是，所述限位块13包括第一凸起部133，所述第一止挡部132和所述第一挤压部131均设置于所述第一凸起部133上，并且所述转动臂14包括第二凸起部144，所述第二止挡部142和所述第二挤压部141均设置于所述第二凸起部144上。因此，通过各凸起部的设置同时实现了止挡和挤压的双重功能，节约了制造、设计成本以及空间占用，并提高了使用效率。各凸起部可以分别设置有两个，分别彼此以180度对置分布，以实现均衡、经分摊和稳定的止挡和挤压效果。具体地，各凸起部的一侧设置止挡部，另一侧设置挤压部。
41.关于所述转轴1各零件的具体结构，从图2能够清楚地看出的是，所述限位块13包括圆盘134，用于承载所述第一止挡部132和所述第一挤压部131并抵接所述弹簧12的所述另一端，所述转轴基体11包括内部设有容纳空间的圆柱113，所述装配轴111和所述弹簧12从所述圆柱113之内向外延伸。由此使得整个转轴1的结构较为紧凑，充分利用了转轴基体11的装配空间并且保持了其作为装配基础的功能。还可看出的是，所述转轴基体11包括第一装配孔112，用于装配至所述第一主体21，所述转动臂14包括第二装配孔143，用于装配至所述第二主体22。所述转轴基体11示例性地分为左部分、右部分和过渡部分，其中，过渡部分连接了左部分和右部分，右部分为所述圆柱113和装配轴111的结构组合，左部分为横截面是圆角矩形的立方体，并开设有装配孔。转动臂14可以分为左部分和右部分，其中，左部分包括所述第二凸起部144，并同样由圆盘所承载。限位块和转动臂的圆盘中间开设有开孔，以与装配轴111进行装配。转动臂14的右部分包括了作为过渡区段的连接杆部以及同样横截面是圆角矩形的立方体，该立方体开设有装配孔。各装配孔的位置、形状、数量等特征可以根据所要应用的可折叠设备的结构或类型进行调整。通过该装配孔，可以将设备的不同主体与转轴固定连接。例如，固定至智能眼镜的镜腿、镜框，可折叠手机的不同显示屏的壳体。整个转轴1的结构简单，制造和装配成本低，并能够实现前述技术效果，转轴与主体以及转轴本身各零件的拆装和维护也较为容易。
42.需要说明的是，这里的“矩形”并不要求是严格的、在数学意义下的矩形，而是只要大体上呈现出矩形的形状即可，因此允许在局部设计相应的变形，例如倒角、倒圆、凹处、突起部等，这些均落入了本公开的保护范围。尽管上述以举例的方式说明了装配孔的实现方式，但这并不是限制性的，其它的结构实现，例如粘结、卡合、焊接连接等方式也可以适用。
同样地，相应的连接手段的尺寸、形状、数量和布置位置等特征可以根据所要安装的可折叠设备的相应部位进行调整。
43.在本公开的一些实施例中，所述转轴基体11、所述弹簧12、所述限位块13和所述转动臂14均由金属制成，使转轴1具有高强度的同时提高转轴1的使用寿命。应当理解，所述紧固件15也可以同样由金属制成。
44.在转轴1的装配完成状态中，在所述第一挤压部131和所述第二挤压部141尚未彼此抵接时，所述弹簧12已处于压缩状态。也就是说所述弹簧12对限位块13始终具有反作用力，这样能够保证所述转动臂14不会处于超过临界位置的外翻位置（即，从临界位置起沿第一方向转动后的位置）中，只能够处于临界位置或者是相对于临界位置的内翻位置（即，从临界位置起沿第二方向转动后的位置），由此保证了转轴1以及可折叠设备2在非使用状态下能够处于折叠或临界状态，节约占地空间、容易收纳并提高了相关零件的使用寿命。
45.参考图5和图6，示出了根据本公开实施例的一种ar眼镜的整机简化示意图，以及根据本公开实施例的一种转轴与镜框、镜腿的连接示意图。
46.所述可折叠设备2包括第一主体21和第二主体22，还包括上述任一种转轴1，所述转轴1设置于所述第一主体21和所述第二主体22之间并连接所述第一主体21和第二主体22，使所述第一主体21和第二主体22可相对转动。由此，通过所述转轴1赋予了所述可折叠设备2前述技术效果，在此不再赘述。转轴与各主体的连接方式可以通过前面提到的第一和第二装配孔配合螺丝的固定来实现。
47.如前所述，这两个主体可以是彼此独立的构件，也可以是同一构件的两个不同部分。例如，所述可折叠设备2为眼镜，所述第一主体21包括所述眼镜的镜腿和镜框中的一者，所述第二主体22包括所述眼镜的镜腿和镜框中的另一者；或者所述第一主体21和所述第二主体22包括所述镜腿的两个部分，即本转轴可用于镜腿本身的相对转动。应当理解，在一个可折叠设备2（例如眼镜或电子设备）中可以设置有多个转轴1，例如一个眼镜设置两个转轴1，每个镜腿各分配一个，以加强前述技术效果并使回弹力或夹紧力更加均衡。此外，所述眼镜包括智能眼镜，具体可以是ar、vr等智能眼镜。尽管图示了双目智能眼镜，应该理解，单目智能眼镜也可适用本公开实施例提供的转轴1。由此，在本公开提供的转轴应用于ar眼镜的镜腿的情况下，可以在ar眼镜的镜腿带动转动臂向外翻转过程中在超过一定角度后产生弹力，这种反向转动的弹力使用户佩戴时镜腿对用户头部两侧产生夹紧力，从而能够适配更多用户头型，提高用户体验。
48.在本公开的一些实施例中，所述可折叠设备2是电子设备，其包括可折叠手机、可折叠平板电脑或可折叠笔记本电脑，此时所述转轴1可以作为独立的转轴或辅助用转轴（防止过度折弯）来起作用。具体地，所述电子设备包括显示模组，所述显示模组的第一显示面板位于所述第一主体21，所述显示模组的第二显示面板位于所述第二主体22。在该结构下，转轴1分别与第一主体21、第二主体22的后壳（即远离显示面板方向的外壳）固定。例如，该电子设备可以是可折叠的双屏手机，包括两块单独的、非连续的显示面板组成显示模组，在两块显示面板之间的连接部分采用上述任一实施例提供的转轴，沿显示面板的纵向延伸，转轴基体的左侧以及转动臂的右侧（即，分别含有装配孔的部分）沿显示面板的横向延伸。
49.在本公开的一些实施例中，所述电子设备包括柔性显示屏，所述柔性显示屏的第一非折弯部位于所述第一主体21，所述柔性显示屏的第二非折弯部位于所述第二主体22，
所述柔性显示屏的折弯部对应所述转轴1，在所述第一主体21与所述第二主体22相对转动过程中，所述折弯部发生形变。在该结构下，转轴分别与第一主体、第二主体的后壳（即远离显示面板方向的外壳）固定，且为折弯部的显示面板所覆盖。该类电子设备包括的显示模组为一块完整的、连续的显示面板，显示面板包括两侧作为主要显示区域的非折弯部和位于非折弯部之间的折弯部，该折弯部覆盖所述转轴。第一主体和第二主体可以是相对折弯部上下对称或不对称设置的，也可以是相对折弯部左右对称或不对称设置的。
50.所述转轴1也可以通过上述介绍过的方式安装到可折叠手机上，具体装配至可折叠手机的壳体上，并且能够实现相应的特点和技术效果。
51.在本公开的一些实施例中，所述转轴1与可折叠手机的短边平行并且在手机展开的情况下相对于其长边布置在中央区域，由此为所述可折叠手机赋予了上下折叠的功能。在其它的一些实施例中，所述转轴1与可折叠手机的长边平行并且在手机展开的情况下相对于其短边布置在中央区域，由此为所述可折叠手机赋予了左右折叠的功能。尽管上述以举例的方式说明了分屏折叠的方式，但这并不是限制性的，其它的折叠方式，例如本转轴相对于手机屏幕的布置位置、角度的变化等也是适用的。
52.最后综合性地简述一下本转轴的工作原理以及其应用于可折叠设备（以ar眼镜为例）时的应用效果。
53.工作时，转轴基体11不动，在转动臂14同时绕着转轴基体11的装配轴111向内翻转90度的过程中，转动臂14和限位块13无挤压，转动过程顺畅，当转到90度时（如图3），转动臂14的止挡部第二止挡部142和限位块13的第一止挡部132相碰，限位块13阻碍转动臂14，达到向内翻转限位效果。
54.在转动臂14同时绕着转轴基体11的装配轴111向外翻转过程中，转动臂14的第二挤压部141和限位块13的第一挤压部131相互挤压，使限位块13受压力向中性面（即，朝着转轴基体11；在转轴1为对称结构的情况下，中性面也可以理解为转轴1的对称面，如水平对称面）移动，导致弹簧12受压力加大，产生弹力阻碍限位块13向中性面运动，间接阻碍转动臂14转动，产生反向转动的弹力。
55.在转动臂14同时绕着转轴基体11的装配轴111向外翻转15度时（如图4），限位块13向中性面移动一段距离后与转轴基体11的圆柱113的平面相碰，无法继续移动，使转动臂14无法继续翻转，达到向外翻转限位效果。
56.将转轴1设计到ar眼镜镜腿中（如图5），ar眼镜镜腿向内翻转90度收纳时表现顺畅。当用户佩戴ar眼镜时，头部两侧将镜腿向外撑开，镜腿向外翻转过程中，受到转轴1中转动臂14反向转动的弹力，使左右镜腿对用户头部两侧产品夹紧力，佩戴牢靠，极大地提升了体验感。
57.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本公开的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本公开的法律保护范围内。