专利名称：便携式计算机扩展坞的卡合装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种卡合装置，尤其是关于一种用于便携式计算机扩展坞的卡合装置。
背景技术：
随着集成电路技术、半导体技术、材料技术的发展，计算机的发展亦是日新月异。最初的计算机体积庞大，结构复杂；而如今的计算机，如笔记本电脑、掌上电脑、PDA等，其结构细致精巧，体积变得越来越小。
相较于不可移动的台式机，便携式计算机因其所具有的出色的移动性能而变得越来越受欢迎。然而，便携式计算机也会有可能给使用者带来一些不便之处例如，为了减小体积，便携式计算机的键盘比台式机的键盘一般要小；便携式计算机还使用推顶杆、触摸板、轨迹球等来取代台式机的鼠标。
因此，在很多场合需要为这种便携式计算机提供一种扩展坞，以便使用者可以不受到上述诸多限制。典型的扩展坞通常包括电源供应器、扩展插槽、网络连接等。当使用者将便携式计算机从一地携带到另一地时，只需要将便携式计算机与扩展坞进行连接即可，而扩展坞已经将电源、驱动设备、网络连接等准备就绪，从而使用者可以省去连接一大堆设备的步骤。此外，扩展坞还可以提供一些计算机外围设备的连接，例如外部显示器、打印机以及完全尺寸的键盘与鼠标等。
使用扩展坞时，使用者通常希望扩展坞应提供一种具有可靠性能的连接结构，以使得便携式计算机可以和扩展坞轻松地相连接。在便携式计算机和扩展坞的配合工作时，为保证便携式计算机和扩展坞之间具有可靠的电气连接，二者不应轻易分开脱落。并且，使用完毕后即可很容易地将便携式计算机与扩展坞分离。
图1所示为一种现有的便携式计算机扩展坞的卡合结构示意图。该扩展坞10包括一壳体102、一活动臂104、一卡锁臂106、一退勾臂108以及一弹簧110。该活动臂104的两端分别设有一手柄112及一凸轴滑动面114，中间设有一转轴116。活动臂104大致收容于壳体102内，并且其手柄112伸出壳体102外以提供使用者操作。转轴116与退勾臂108的一端相连，并且活动臂104和退勾臂108均可以转轴116为中心转动。
卡锁臂106的相对两端分别设有一凸轴118和一卡勾120，中部设有一转轴122。凸轴118可与活动臂104的凸轴滑动面114滑动配合；卡勾120具有一倾斜设置的入勾面128。
弹簧110的一端固定于壳体102上，另一端固定于卡锁臂106上并与凸轴118相邻。
便携式计算机130的一侧边缘设有一卡锁孔132，该卡锁孔132具有一配合入勾面134。当该便携式计算机130与扩展坞10配合时，扩展坞10的卡勾120伸入并卡合于卡锁孔132中。
当便携式计算机130与扩展坞10相互卡合时，卡勾120的入勾面128与卡锁孔132的配合入勾面134相抵滑动，对卡锁臂106施加一力矩，克服弹簧110对卡锁臂106所施加的反方向力矩入勾。入勾后，在弹簧110的力矩作用下，卡勾120与卡锁孔132紧密接触，保持卡锁稳定。
当便携式计算机130与扩展坞10相对脱离时，对手柄112施加一沿图标A方向的力矩，使得凸轴滑动面114与凸轴118相对滑动，凸轴滑动面114对凸轴118施加一与弹簧110的拉力矩相反方向的力矩，卡锁臂106上相对于转轴122的另一端的卡勾120遂沿脱勾方向相对转动；同时，退勾臂108也相对于转轴116转动，将便携式计算机130向外推顶，实现脱勾。
这种扩展坞之卡合装置可以将便携式计算机与扩展坞连接并且保持相对固定。然而，此种装置结构复杂，整个卡合结构所占用空间较大，在脱勾的时候需要扳动手柄方可脱勾，会造成使用上的不便。
发明内容有鉴于此，有必要提供一种结构简单、紧凑且易于插拔的便携式计算机扩展坞的卡合装置。
此外，还有必要提供一种使用该卡合装置的便携式计算机扩展坞。
此外，还有必要提供一种使用该卡合装置的计算机系统。
一种便携式计算机扩展坞的卡合装置，包括一卡勾及至少一弹簧。所述卡勾包括一勾合部及至少一转轴部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动；所述转轴部设于所述勾合部的一侧；所述弹簧包括一弹性绕组、一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成。所述弹性绕组装设于所述卡勾的所述转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转。所述弹簧的所述施力臂与所述卡勾的所述勾合部相抵接。
一种便携式计算机扩展坞，包括一壳体及一卡合装置，所述卡合装置收容于所述壳体内。所述卡合装置包括一卡勾及至少一弹簧，所述卡勾包括一勾合部及至少一转轴部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动，所述转轴部设于所述勾合部的一侧。所述弹簧固定于所述壳体内，且包括一弹性绕组及一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成。所述弹性绕组装设于所述卡勾的所述转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转；所述弹簧的所述施力臂与所述卡勾的所述勾合部相抵接。
上述便携式计算机扩展坞的进一步改进所述勾合部设有相互连接的一接触部及一枢接部，所述转轴部设于所述枢接部的一侧，所述接触部可与便携式计算机滑动接触。所述接触部设有相交的一入勾面及一脱勾面，所述扩展坞的所述壳体设有一可与便携式计算机相配合的配合面，所述接触部伸出所述配合面之外。所述入勾面、脱勾面与所述配合面的垂直方向之间之间分别呈一第一角度及一第二角度设置。
一种计算机系统，包括一便携式计算机扩展坞与一便携式计算机，所述便携式计算机可与所述扩展坞相互配合卡接。所述扩展坞包括一壳体、一卡合装置，所述卡合装置收容于所述壳体中，所述便携式计算机包括一卡滑部；所述卡滑部可与所述卡合装置相配合滑动卡接及脱离。所述卡合装置包括一卡勾及至少一弹簧，所述卡勾包括至少一转轴部及一勾合部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动；所述转轴部设于所述勾合部的一侧。所述弹簧包括一弹性绕组、一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成。所述弹性绕组装设于所述卡勾的所述转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转；所述弹簧的所述施力臂与所述卡勾的所述勾合部相抵接。
相较于现有技术，所述用于便携式计算机扩展坞的卡合装置将弹簧与卡合结构进行整合，因此结构简单、所占用空间较小。
进一步地，所述便携式计算机扩展坞结构简单、紧凑，其中设置了合理的入勾角度和脱勾角度，可以使得便携式计算机与扩展坞之入勾连接轻松，在脱勾分离时，使用者不需要额外的动作，直接将便携式计算机提起便可将其分离，易于插拔，操作简易方便。
图1为一现有的便携式计算机扩展坞的卡合装置示意图；图2为含本发明较佳实施方式之便携式计算机扩展坞与便携式计算机配合侧面视图；图3为本发明便携式计算机扩展坞的卡合装置的第一较佳实施方式分解视图；图4为本发明便携式计算机扩展坞的卡合装置的第一较佳实施方式之组合视图；图5为本发明便携式计算机扩展坞的卡合装置的第二较佳实施方式分解视图；图6为本发明便携式计算机扩展坞的卡合装置的第三较佳实施方式分解视图。
具体实施方式图2所示为一便携式计算机扩展坞30及一便携式计算机40示意图。扩展坞30可与该便携式计算机40卡合连接以提供电源、网络连接、驱动装置等扩展功能。
便携式计算机40具有一底面401，该底面401包括一第一平面402及一第一曲面404，其中该第一曲面404是由第一平面402向上弯曲延伸而成。便携式计算机40在底面401之上还设有一卡滑部406。卡滑部406由两平滑表面相交构成，用于便携式计算机40与扩展坞30配合时与扩展坞30之间的相对滑动。
该扩展坞30包括一壳体300以及收容于其中的一卡合装置20和一固定结构306。壳体300设有一配合面301，该配合面301设有一第二平面302和一第二曲面304，第二曲面304是由第二平面302弯曲延伸而成，以分别与便携式计算机40的第一平面402、第一曲面404相对应。
如图3所示，本发明第一较佳实施方式之卡合装置20包括一卡勾22及一弹簧24，弹簧24套设于卡勾22上。
卡勾22包括一勾合部222及二转轴部224、226。勾合部222包括相互连接的一枢接部228及一接触部230。勾合部222的接触部230伸出扩展坞30的配合面301之外以与便携式计算机40相抵压，其设有相对的入勾面228及脱勾面230，二者相交且相互间有一预定夹角。接触部230的入勾面230和脱勾面234与扩展坞30之第二平面302呈一定角度设置。二转轴部224、226分别自该枢接部228的两侧垂直延伸。卡勾22可以上述二转轴部224、226为中心轴转动。
弹簧24包括二支撑臂241、242，二弹性绕组243、244及一U形施力臂246。二弹性绕组243、244同轴设置，其向一方延伸形成支撑臂241、242，向相反方向延伸并连接形成U形施力臂246。
如图4所示，弹性绕组243、244分别套设于卡勾22的转轴部224、226上，并且转轴部224、226可在弹簧绕组243、244中枢转。弹簧24的U形施力臂246的肩部抵设于勾合部226上。弹簧24的支撑臂241、242固定于扩展坞30的固定结构306上(如图2所示)。从而，弹簧24通过施力臂246对勾合部222施力。
当便携式计算机40需固定于扩展坞30上时，便携式计算机40沿着与第二平面302垂直的入勾方向A正对置入扩展坞30。卡滑部406先与接触部230之入勾面232相抵，入勾面232与入勾方向A之间有一定夹角α。此时，卡滑部406会对接触部230施加一沿A方向的力，迫使勾合部222以转轴部224、226为轴转动并相对于卡滑部406后退。使得卡滑部406进一步推进，并带动弹簧24施力臂246相对弹簧24的弹性绕组243、244转动，弹簧24受力发生弹性形变，产生弹性回复力。
勾合部226相对于卡滑部406后退至二者相抵接触点到达入勾面232的边缘后，卡滑部406与入勾面232不再相抵接触，接触部230不再受到卡滑部406所施加的相对后退方向作用力。此时勾合部222在弹簧24的施力臂246的弹性回复力作用下，沿原路转回，并扣住卡滑部406，卡滑部406与接触部230的脱勾面234相抵，且勾合部222在弹簧24的弹性力作用下对卡滑部406施力，以固定便携式计算机40。
入勾面232与入勾方向A之间的夹角α优选为84.1°，以此角度作为入勾面的相对倾斜角度，可较易入勾。但是，该α角度为84.1°并非本发明的唯一选择。由图4可见，只要入勾角度α在0°～90°范围，均可实现入勾；从制造公差及实际应用的需求考虑，本发明人认为该角度α在84.1°的基础上上下浮动1.5°，即在82.6°～85.6°范围内较为合适。
便携式计算机40与扩展坞30相对分离时，通过一外力作用于便携式计算机40上，使得便携式计算机40沿着与入勾方向A相反的方向移动。卡滑部406与接触部230的脱勾面234相抵并相对滑动，脱勾面234与脱勾方向之间有一定夹角β。此时，卡滑部406会对接触部230施加一沿脱勾方向的力以迫使勾合部222绕转轴部224、226转动并相对卡滑部406后退。当便携式计算机40移动到使得卡滑部406与脱勾面234相抵的位置到达脱勾面234的边缘之后，便携式计算机40与扩展坞遂分离。
脱勾面234与脱勾方向之间的夹角β优选为40°，以此角度作为脱勾面之相对倾斜角度，一方面可以保证卡勾与卡合件的卡接保持稳定牢靠，另一方面在卡合件脱勾时，可使施加于卡勾之外力得到更为有效的利用，脱勾较为方便。但是，该β角度为40°并非本发明的唯一选择。由图4可见，只要脱勾角度β在0°～90°范围内，均可实现脱勾；但脱勾角度β过小会导致卡勾与卡合件的卡合接触不够紧密、容易脱落，脱勾角度β过大则会导致卡勾脱勾不易，造成使用的不便，从实际应用考虑，本发明人认为该角度β在40°的基础上上下浮动3°，即在37°～43°范围内较为合适。
如图5所示，其揭示卡合装置的第二个较佳实施方式。一卡合装置50包括一卡勾52及二弹簧54、56。卡勾52包括一勾合部524及二转轴部522、526；弹簧54、56包括一支撑臂542、562、一弹性绕组544、564及一L形施力臂546、566，支撑臂542、546及L形施力臂546、566分别为弹性绕组544、564的两端向相反方向延伸形成。弹性绕组544、564分别装设于转轴部522、526上，转轴部522、526可绕弹性绕组544、564枢转。卡勾524的相对二侧面分别设有收容孔525、527，弹簧54的L形施力臂546、566的末端插入该收容孔525、527内。该卡合装置使用时，二支撑臂542、562固定，弹簧54通过对应的L形施力臂546、566对勾合部524施力。
如图6所示，其为卡合装置的第三个较佳实施方式。与第二个较佳实施方式类似，该卡合装置设有一卡勾62及弹簧64、66。该卡勾62上设有一收容槽622，弹簧64的L形施力臂646或者弹簧66的L形施力臂666置于该收容槽622内。该卡合装置62的弹簧亦可以是第一较佳实施方式中所示的弹簧24，其U形施力臂246的肩部置于收容槽622内。
在本发明的各个实施方式中，卡合装置的卡勾亦可只设一个转轴部，并且在相应的转轴部上设一个弹簧或一个弹性绕组，该弹簧的弹性绕组装设于相应转轴部上，且该转轴部可以绕该弹性绕组枢转。
权利要求
1.一种便携式计算机扩展坞的卡合装置，包括一卡勾及至少一弹簧，所述卡勾包括一勾合部及至少一转轴部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动；所述转轴部设于所述勾合部的一侧；所述弹簧包括一弹性绕组、一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成；其特征在于所述弹性绕组装设于所述卡勾的转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转；所述弹簧的施力臂与所述卡勾的勾合部相抵接。
2.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸弯曲后形成一“U”形，该“U”形施力臂具有一可与所述勾合部相抵接的肩部。
3.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述勾合部设有一凹陷的收容部，所述施力臂部分伸入所述收容部中。
4.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述勾合部设有相互连接的一接触部及一枢接部，所述转轴部设于所述枢接部的一侧；所述接触部设有相交的一入勾面及一脱勾面，所述入勾面、脱勾面可与便携式计算机滑动接触。
5.一种便携式计算机扩展坞，包括一壳体及一卡合装置，所述卡合装置收容于所述壳体内；所述卡合装置包括一卡勾及至少一弹簧，所述卡勾包括一勾合部及至少一转轴部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动；所述转轴部设于所述勾合部的一侧；所述弹簧固定于所述壳体内，且包括一弹性绕组及一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成，其特征在于所述弹性绕组装设于所述卡勾的转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转；所述弹簧的施力臂与所述卡勾的勾合部相抵接。
6.如权利要求5所述的扩展坞，其特征在于所述勾合部设有相互连接的一接触部及一枢接部，所述转轴部设于所述枢接部的一侧；所述接触部设有相交的一入勾面及一脱勾面，所述入勾面、脱勾面可与便携式计算机滑动接触。
7.如权利要求6所述的扩展坞，其特征在于所述壳体设有一可与便携式计算机相配合的配合面；所述接触部可伸出所述配合面外；所述入勾面与所述配合面的垂直方向之间呈一第一角度设置，所述第一角度的范围为82.6°～85.6°。
8.如权利要求6所述的扩展坞，其特征在于所述脱勾面与所述配合面的垂直方向之间呈一第二角度设置，所述第二角度的范围为37°～43°。
9.一种计算机系统，包括一扩展坞与一便携式计算机，所述便携式计算机可与所述扩展坞相互配合卡接；所述扩展坞包括一壳体、一卡合装置，所述卡合装置收容于所述壳体中，所述便携式计算机包括一卡滑部，所述卡滑部可与所述卡合装置相配合滑动卡接及脱离；所述卡合装置包括一卡勾及至少一弹簧，所述卡勾包括至少一转轴部及一勾合部，所述勾合部可以所述转轴部为中心轴转动；所述转轴部设于所述勾合部的一侧；所述弹簧包括一弹性绕组、一施力臂，所述施力臂自所述弹性绕组的一端延伸而成，其特征在于所述弹性绕组装设于所述卡勾的转轴部上，所述转轴部可在所述弹性绕组中枢转；所述弹簧的施力臂与所述卡勾的勾合部相抵接。
10.如权利要求9所述的计算机系统，其特征在于所述便携式计算机的卡滑部由二平滑面相交构成；所述便携式计算机还设有一底面，所述壳体还设有一配合面，所述配合面相应于所述底面设置，所述底面可与所述配合面相互配合。
11.如权利要求9所述的计算机系统，其特征在于所述勾合部设有相互连接的一接触部及一枢接部，所述转轴部设于所述枢接部的一侧，所述接触部伸出所述配合面之外，所述接触部设有相对的一入勾面及一脱勾面，所述入勾面、脱勾面可与所述便携式计算机滑动接触。
12.如权利要求11所述的计算机系统，其特征在于所述入勾面与所述配合面的垂直方向之间呈一第一角度设置，所述第一角度的范围为82.6°～85.6°。
13.如权利要求11所述的计算机系统，其特征在于所述脱勾面与所述配合面的垂直方向之间呈一第二角度设置，所述第二角度的范围为37°～43°。
全文摘要
一种便携式计算机扩展坞的卡合装置，包括一卡勾及至少一弹簧，卡勾包括一勾合部及至少一转轴部，勾合部可以转轴部为中心轴转动；转轴部设于勾合部的一侧；弹簧包括一弹性绕组、一施力臂，施力臂自弹性绕组的一端延伸而成；弹性绕组装设于卡勾的转轴部上，转轴部可在弹性绕组中枢转；弹簧的施力臂与卡勾的勾合部相抵接。卡勾设有一入勾面与一脱勾面。入勾面、脱勾面与扩展坞与便携式计算机的配合面的垂直方向之间分别呈一第一角度和一第二角度设置。本发明还提供一种使用该卡合装置的便携式计算机扩展坞以及使用该便携式计算机扩展坞的计算机系统。
文档编号G06F1/16GK1940810SQ20051010008
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者简志纬, 陈章玄 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司