专利名称：卡合装置及采用该卡合装置的电子设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种卡合装置，尤其是一种电子设备的卡合装置。
背景技术：
随着电子技术的发展，消费性电子产品(如笔记本电脑、便携式播放器、便携式游戏机等)都向小型化发展，以便用户能够方便地携带，随时随地可以使用。
以笔记本电脑为例，笔记本电脑和台式电脑相比，最突出的特点就是轻薄紧凑，这使得笔记本电脑的移动办公性大大增强，然而笔记本电脑机身自带端口较少，这使笔记本电脑的扩展功能大大减少。笔记本电脑生产厂商针对此类问题，开发出一种使笔记本电脑与周边设备连接的扩展坞。
扩展坞是用来扩展笔记本电脑功能的底座，扩展坞具有多个扩展槽，支持多种外部设备，可以弥补笔记本电脑本身自带端口较少的缺陷，在不同的场合可以自由选择附件(如软驱、光驱、打印机、扫描仪......)。笔记本电脑通过扩展坞的扩展，可以大大扩宽其功能，使其拥有相当于、甚至超过台式机的功能，在移动办公时又能发挥笔记本电脑的便携性。
在笔记本电脑与扩展坞连接时，除了必要的连接器之间的电气连接外，还有必要提供一定的机械连接，以加强笔记本电脑与扩展坞之间的连接稳定性。通常扩展坞具有一卡合装置，用于与笔记本电脑卡合连接。卡合装置包括卡勾、装配于所述卡勾上的弹簧、与所述卡勾相连的连杆及与所述连杆抵接的按钮。笔记本电脑连接到扩展坞上后，扩展坞上的卡勾与笔记本电脑卡合连接，使笔记本电脑稳定的连接在扩展坞上。
当用户需要取下笔记本电脑时，先按压扩展坞上的按钮，按钮带动连杆移动，连杆的移动带动卡勾向脱勾方向移动或转动。此时，笔记本电脑可以从扩展坞上取下。笔记本电脑取下后，松开按钮，卡勾在弹簧的回复力作用下回到与笔记本电脑卡合时的状态，为下一次的卡合做好准备。
上述笔记本电脑从扩展坞上取下来时，用户需要用一只手持续的按压扩展坞上的按钮，使卡勾脱勾，另一只手同时将笔记本电脑从扩展坞上取下，不易操作。
实用新型内容有鉴于此，有必要提供一种方便脱勾的卡合装置。
还有必要提供一种采用该卡合装置的电子设备。
一种卡合装置包括壳体、卡勾和连动单元。所述壳体开设有第一通孔，所述卡勾穿过所述第一通孔与外部设备卡合。所述连动单元移动时带动所述卡勾与所述外部设备脱离。所述卡合装置还包括定位部和检测销。所述定位部与所述连动单元相连并可与所述连动单元发生相对移动。所述定位部包括第一引导面和第一接触面。所述壳体开设有第二通孔，所述检测销穿过所述第二通孔。所述检测销包括第二引导面和第二接触面，且所述检测销跟随所述外部设备的取/放与所述定位部分离/抵接。所述第一引导面与所述第二引导面抵接时，所述定位部与所述连动单元发生相对移动。所述第一接触面与所述第二接触面抵接时相互抵挡，以阻挡所述连动单元的移动。
一种电子设备包括壳体、连接器、卡勾和可移动的连杆。所述壳体开设有第一通孔和第二通孔，所述连接器穿过所述第一通孔以与外部设备连接。所述卡勾穿过所述第二通孔以与外部设备卡合。所述连杆移动时带动所述卡勾与所述外部设备脱离。所述电子设备还包括定位部和检测销。所述定位部具有第一引导面和第一接触面。所述检测销跟随所述外部设备与所述连接器的脱离或连接与所述定位部分离或抵接。所述第一引导面与所述检测销抵接时发生相对滑动，所述第一接触面与所述检测销抵接时相互抵挡。
上述卡合装置和电子设备均是通过外部设备的取/放带动所述检测销与所述定位部分离/抵接，以控制所述连杆的移动。所述卡合装置和所述电子设备与所述外部设备卡合后，需要松开卡合时，可通过移动所述连杆带动所述卡勾脱勾。此时，所述卡勾可暂时保持在脱勾状态，用户可双手将所述外部设备从所述卡合装置和所述电子设备上取下，操作方便。而且，当所述外部设备取下后，所述检测销与所述定位部分离，所述连杆及所述卡勾均可通过外力作用回复到移动前的状态。
图1为一较佳实施方式卡合装置的立体图。
图2为图1所示卡合装置的分解视图。
图3为图1所示卡合装置另一视角的分解视图。
图4为图3所示卡合装置的第三连杆、卡勾、扭簧和固定座的分解视图。
图5为图3所示卡合装置的第二连杆、定位部和检测销的分解视图。
图6为图5所示的检测销的立体图。
图7为图1所示卡合装置与外部设备卡合前的侧面视图。
图8为图1所示卡合装置与外部设备卡合后的侧面视图。
图9为定位部与检测销抵接前、抵接时和抵接后的位置关系放大图。
图10为一较佳实施方式扩展坞的立体图。
具体实施方式
请同时参阅图1和图2，其分别为一较佳实施方式的卡合装置10的立体图和分解视图，卡合装置10包括壳体40及收容于壳体40内的按钮21、连动单元23、卡合单元25、第一弹簧27、第二弹簧29和定位单元31。
其中，按钮21和卡合单元25分别位于连动单元23的末端。第一弹簧27和第二弹簧29固定于连动单元23上，且与壳体40抵靠，用于在连动单元23发生移动后产生使之回复到原位置的回复力。定位单元31与连动单元23相连并位于按钮21和卡合单元25之间。按钮21按下之前，卡合装置10的各个部件均处于初始状态。按钮21按下之后，卡合单元25处于脱勾状态。
按钮21可带动连动单元23发生移动，连动单元23移动带动卡合单元25从初始状态变为脱勾状态。第一弹簧27和第二弹簧29可产生使连动单元23向初始状态移动的回复力。定位单元31用于阻挡连动单元23向初始状态移动，使卡合单元25暂时保持脱勾状态。当定位单元31松开对连动单元23的阻挡后，连动单元23和卡合单元25均回复到初始状态。
连动单元23包括第一连杆24、第二连杆26和二第三连杆28。请同时参照三维坐标轴X、Y、Z。按钮21可沿Z轴方向移动。第一连杆24平行于Y轴设置并可沿Y轴方向移动，且第一连杆24的一端与按钮21抵接。第二连杆26平行于X轴设置并可沿X轴方向移动，且第二连杆26与第一连杆24抵接。第三连杆28平行于Y轴设置并可沿Y轴方向移动，且第三连杆28的一端与第二连杆26相连。
卡合单元25包括二卡勾30、二扭簧32和二固定座33。二卡勾30分别与二第三连杆28远离第二连杆26的一端抵接。二扭簧32分别套接于二卡勾30上。二固定座33分别对应二卡勾30设置，用于将卡勾30和扭簧32固定于壳体40上。
第一弹簧27套接于第一连杆24上，且第一弹簧27的一端与壳体40抵顶。第二弹簧29套接于第二连杆26上，且第二弹簧29的一端也与壳体40抵顶。第一弹簧27和第二弹簧29分别为第一连杆24和第二连杆26提供Y轴方向和X轴方向的回复力。
定位单元31包括定位部34，第三弹簧35(如图3所示)、检测销36和第四弹簧37。其中，定位部34装配于第二连杆26上并可沿Y轴方向移动，定位部34可通过移动与检测销36分离/抵接。第三弹簧35位于定位部34和第二连杆26之间，可对定位部34施加沿Y轴负方向的作用力。检测销36平行于Z轴设置并可沿Z轴方向移动。第四弹簧37与检测销36的一端相连。
壳体40上开设有第一通孔42、二第二通孔44及第三通孔46。其中，按钮21穿过第一通孔42，卡勾30穿过第二通孔44，检测销36穿过第三通孔46。未连接外部设备时，检测销36与定位部34相对第二连杆26在Z轴方向有高度差。
以下对卡合装置10的各个部件的结构分别进行说明。
请参阅图3，其为卡合装置10的分解视图。按钮21包括按压块222和楔块224。楔块224一端固定于按压块222上，其另一端具有与第一连杆24滑动配合的第一楔面226。
第一连杆24靠近按钮21的一端具有与第一楔面226平行相对的第二楔面242，其另一端具有与第二连杆26滑动配合的第三楔面244。第一连杆24还设有二第一引导槽246、凸块248和第一定位柱250。二第一引导槽246分别沿Y轴设置且二者位于同一直线上。凸块248垂直并连接于第一连杆24，第一定位柱250沿Y轴设置且其一端固定于固块248上(请同时参阅图2)。
第二连杆26靠近第一连杆24的一端具有与第三楔面244平行相对的第四楔面262，其另一端设有沿X轴设置的第二定位柱264。第二连杆26上还设有三第二引导槽266a、266b、266c，二第三引导槽268，二第一导杆270和收容槽272。第二引导槽266a、266b、266c的延伸方向均平行于第二连杆26的延伸方向，且二第二引导槽266a、266c分别位于第二连杆26的二端，第二引导槽266b位于第二引导槽266a和第二引导槽266c之间。二第三引导槽268位于第二引导槽266b和第二引导槽266c之间，且第三引导槽268两端相对第二连杆26在Y轴方向上有间距。二第一导杆270位于第二引导槽266a和第二引导槽266b之间，且二第一导杆270沿第二连杆26的延伸方向设置。收容槽272平行于Y轴设置并位于二第一导杆270之间，且贯穿第二连杆26面向检测销36的一侧。
请参阅图4，第三连杆28靠近第二连杆26的一端设有第二导杆282，第二导杆282为平行于Z轴的圆柱体并插设于第三引导槽268中。第三连杆28的另一端开设有与卡勾30对应的第四通孔284。
卡勾30包括勾状结构的勾体302和垂直贯穿勾体302的转轴304。固定座33上设有与转轴304对应的凹槽322和装配孔324，固定座33通过装配孔324固定于壳体40上。
请同时参阅图5，定位部34包括基板342和卡位块344。基板342上开设有二第四引导槽346，且二第四引导槽346平行于Y轴。卡位块344固定于基板342靠近检测销36的一侧，包括第一引导面352和第一接触面354。第一引导面352面向X轴、Y轴和Z轴的负方向。第一接触面354平行于Y轴方向且面向X轴和Z轴的正方向。
请参阅图6，检测销36包括检测柱362、支撑块364和抵挡块366。检测柱362平行于Z轴且其一端与支撑块364相连。支撑块364远离检测柱362的一侧开设有限位槽368。抵挡块366固定于支撑块364靠近定位部34的一侧。抵挡块366设有第二引导面372和第二接触面374，且第二引导面372和第二接触面374与卡位块344的第一引导面352和第一接触面354分别平行且相对设置。
请再次参阅图3，壳体40上设有二第一引导栓412，第一凹形挡块414，三第二引导槽266a、266b、266c，第二凹形挡块418，限位部420，收容座422，凸柱424和限位座426。其中，第一引导栓412和第二引导栓266a、266b、266c均为平行于Z轴的圆柱体且其一端与壳体40相连。限位部420为夹持于第三连杆28二侧且与之平行的二肋条。收容座422上开设有定位槽450且第一通孔42位于收容座422中。第二通孔44位于限位座426中。
装配后，壳体40上的第一引导栓412插设于第一连杆24的第一引导槽246套接中。第一定位柱250穿过第一凹形挡块414，第一弹簧27套接于第一定位柱250上，且抵顶于凸块248和第一凹形挡块414之间。壳体40上的第二引导栓416a、416、416c插设于第二连杆26的第二引导槽266a、266b、266c中。第二定位柱264穿过第二凹形挡块418，第二弹簧29套接于第二定位柱264上，且抵顶于第二连杆26和第二凹形挡块418之间。第三连杆28置于壳体40上与之对应的限位部420中，第三连杆28的第二导杆282插设与于第二连杆26的第三引导槽268中。扭簧32套接于卡勾30的转轴304上。卡勾30依次穿过第三连杆28上的第四通孔284和壳体40上的第一通孔42，并固定于收容座422上。卡勾30的转轴304收容于收容座422的定位槽450中。固定座33遮盖于收容座422上，且固定座33的装配孔324套接于壳体40上的凸柱424上，固定座33的凹槽322亦收容卡勾30的转轴304。第三弹簧35置于第二连杆26的收容槽272中。定位部34覆盖于收容槽272上，且定位部34的第四引导槽346套接于第二连杆26上的第一导杆270上。第三弹簧35一端与第二连杆26抵顶，另一端与定位部34抵顶。检测销36收容于壳体40的限位座426中。第四弹簧37的一端置于检测销36的限位槽368中。
请参阅图7，其为外部设备5与卡合装置10卡合前的侧面视图。外部设备5开设有卡孔502，卡孔502与卡勾30相对应。外部设备5与卡合装置10卡合之前，检测销36的一部分穿过壳体40伸出。此时，检测销36与第二连杆26上的定位部34相对第二连杆26在Z轴方向有高度差。
请同时参阅图8，当外部设备5与卡合装置10卡合时，外部设备5挤压卡勾30，使卡勾30从初始状态变为脱钩状态。当外部设备5达到与卡合装置10卡合的位置后，卡勾30通过扭簧32产生的回复力回复到初始状态，卡勾30卡合于外部设备5的卡孔502中。同时，检测销36伸出壳体40的部分被外部设备5压至壳体40内，使定位部34与检测销36相对第二连杆26在Z轴方向上高度相等，此时定位部34与检测销36未发生抵接(如图9A所示)。
若需要使卡合装置10松开对外部设备5的勾合，按下按钮21再松开即可。按下按钮21后，按钮21的第一楔面226施加一推力至第一连杆24的第二楔面242，使第一连杆24沿Y轴的负方向移动。同时，第一连杆24的第三楔面244施加一推力至第二连杆26的第四楔面262，使第二连杆26沿X轴的负方向移动。第二连杆26的移动带动第三连杆28的第二导杆282在第二连杆26的第三引导槽268中移动，使第三连杆28沿Y轴的正方向移动。第三连杆28的移动拉动卡勾30从初始状态变为脱钩状态。
在第二连杆26沿Y轴的负方向移动过程中，定位部34上的卡位块344的第一引导面352与检测销36上的抵挡块366的第二引导面372抵接并发生挤压(如图9B所示)。由于第一引导面352面向X轴、Y轴和Z轴的负方向，所以第一引导面352受到一沿Y轴正方向分力，定位部34被迫沿Y轴正方向移动，以使第二连杆26能够继续沿X轴的负方向移动。当第二连杆26移动到定位部34通过第三弹簧35产生的回复力沿Y轴负方向回复到初始状态后(如图9C所示)，松开按钮21。
松开按钮21后，按钮21和第一连杆24通过第一弹簧27产生的回复力回复到初始状态。第二连杆26也通过第二弹簧29产生的回复力向X轴的正方向移动。当第二连杆26移动到卡位块344的第一接触面354与抵挡块366的第二接触面374抵接时(如图9C所示)。由于第一接触面354平行于Y轴方向，所以第一接触面354受到沿Y轴方向的作用力为零，致使定位部34稳定在该位置。为此，第二连杆26、第三连杆28相应停止移动，卡勾30保持在脱勾状态。如此，用户可双手将外部设备5从卡合装置10上取下。
当外部设备5从卡合装置10上取下后，外部设备5对检测销36的压力消失，检测销36通过第四弹簧37产生的回复力沿Z轴正方向移动，回复到初始状态，致使检测销36与定位部34分离。同时，卡位块344的第一接触面354和抵挡块366的第二接触面374分离，抵挡块366对卡位块344的抵挡消失。第二连杆26、第三连杆28和卡勾30通过第二弹簧29和扭簧32产生的回复力均回复到初始状态。
上述卡合装置10通过检测销36上的抵挡块366对定位部34上的卡位块344的单向抵挡，使外部设备5与卡合装置10卡合后，第二连杆26相对检测销36只能单向移动。按钮21按下后，即使松开按钮21，卡勾30仍能保持脱勾状态，用户可双手完成从卡合装置10上分离外部设备5的操作。并且，外部设备5取下后，由于检测销36与定位部34脱离，抵挡作用消失，卡合装置10各个部件均回复到初始状态，为下一次的卡合做好准备。由于第一接触面354不仅平行于Y轴方向，而且面向X轴和Z轴的正方向，所以卡位块344的第一接触面354和抵挡块366的第二接触面374分离时的所产生的摩擦阻力较小，从而使检测销36与定位部34的脱离更容易。
综上所述，卡合装置10中的第一引导槽246，第二引导槽266a、266b266c，第三引导槽268和第四引导槽346分别与第一引导栓412，第二引导栓416a、416b、416c，第二导杆282和第一导杆270配合使用，其位置关系调换，亦可达到引导效果。卡合装置10中引入第一连杆24和第三连杆28设置是为配合壳体40的结构及卡勾30的位置所采取的一种方式，可省略或者按照不同的壳体40结构或卡勾30的位置改为其它形式。如按钮21直接与第二连杆26的抵接，第二连杆26直接与卡勾30抵接并可带动卡勾30转动。若第二连杆26部分伸出壳体40，则无需按钮21，用户直接推动第二连杆26移动即可。因为定位部34和与之对应的第三弹簧35同时与检测销36的抵挡块366配合使用，且定位部34和抵挡块366至少有一方可沿Y轴方向移动即可，所以定位部34和第三弹簧35可与检测销36的抵挡块366调换位置，同样具备单向抵挡功能。
定位部34或检测销36还可采用旋转的方式，如定位部34为固定于第二连杆26上，检测销36与定位部34发生挤压时，检测销36受迫发生旋转，使第二连杆26能继续移动，当第二连杆26向初始状态移动时，检测销36对定位部34产生抵挡，同样实现单向抵挡功能。其中，定位部34和检测销36仍然可交换位置，因为只要二者至少有一方能相对发生移动即可。
上述卡合装置10可用于各种电子设备和机械设备上，如笔记本电脑、便携式播放器和便携式游戏机等电子产品的扩展坞。以笔记本电脑的扩展坞为例，请参阅图10。扩展坞50包括机壳52和连接器54，其机壳52可与卡合装置10共用壳体40。壳体40上进一步开设与连接器54对应的限位孔48，且限位孔48位于二第二通孔44之间。连接器54穿过该限位孔48与笔记本电脑连接(图未示)。卡合装置10的卡勾30与笔记本电脑卡合，使笔记本电脑与连接器54之间的电气连接更稳定。需要将笔记本电脑取下来时，按下按钮21再松开即可，用户可双手使笔记本电脑与扩展坞50上的连接器54脱离。并且，笔记本电脑取下之后，卡合装置10的各个部件均回复到笔记本电脑与扩展坞50卡合前的状态，使用十分方便。
权利要求1.一种卡合装置，其包括壳体、卡勾和连动单元，所述壳体开设有第一通孔，所述卡勾穿过所述第一通孔与外部设备卡合，所述连动单元移动时带动所述卡勾与所述外部设备脱离，其特征在于所述卡合装置还包括定位部和检测销，所述定位部与所述连动单元相连并可与所述连动单元发生相对移动，所述定位部包括第一引导面和第一接触面，所述壳体开设有第二通孔，所述检测销穿过所述第二通孔，所述检测销包括第二引导面和第二接触面，且所述检测销跟随所述外部设备的取/放与所述定位部分离/抵接，所述第一引导面与所述第二引导面抵接时，所述定位部与所述连动单元发生相对移动，所述第一接触面与所述第二接触面抵接时相互抵挡，以阻挡所述连动单元的移动。
2.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述卡合装置进一步包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧抵顶于所述连动单元和所述壳体之间，提供使所述连动单元移动后回复到移动前状态的回复力，所述第二弹簧抵顶于所述检测销和所述壳体之间，提供使所述检测销与所述定位部分离的作用力。
3.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述定位部开设有第一引导槽，所述连动单元进一步设有第一引导杆，所述第一引导槽套设于所述第一引导杆上，并可引导所述连动单元沿所述引导槽的延伸方向移动，所述卡合装置进一步包括第三弹簧，所述第三弹簧抵顶于所述定位部与所述连动单元之间，提供使所述定位部相对所述连动单元向靠近所述检测销方向移动的作用力。
4.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述检测销包括检测柱、支撑块和抵挡块，所述支撑块与所述检测柱的一端相连，所述抵挡块设于所述支撑块面向所述定位部的一侧，且所述第二引导面和所述第二接触面设于所述抵挡块上。
5.如权利要求1所述的卡合装置，其特征在于所述连动单元包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆垂直抵接于所述第二连杆，所述第三连杆平行所述第一连杆且与所述第二连杆连接，所述卡合装置进一步包括按钮，所述按钮垂直于第一连杆和所述第二连杆，且与所述第一连杆抵接，所述卡勾位于所述第三连杆的末端。
6.如权利要求5所述的卡合装置，其特征在于所述按钮末端具有第一楔面，所述第一连杆两端分别具有第二楔面和第三楔面，所述第二连杆具有第四楔面，所述按钮通过所述第一楔面与所述第二楔面的滑动配合，带动所述第一连杆移动，所述第一连杆通过所述第三楔面与所述第四楔面的滑动配合带动所述第二连杆移动。
7.如权利要求5所述的卡合装置，其特征在于所述第二连杆设有弧形第二引导槽，所述第三连杆设有第二引导杆，所述第二引导杆插设于所述第二引导槽中，以带动所述第三引导杆沿所述第三引导杆延伸方向移动。
8.如权利要求5所述的卡合装置，其特征在于所述第三连杆末端开设有限位孔，所述卡勾穿过所述限位孔，所述卡合装置进一步包括扭簧，所述扭簧套设于所述卡勾上，提供使所述卡勾移动后回复到移动前状态的回复力。
9.一种电子设备，其包括壳体、连接器、卡勾和可移动的连杆，所述壳体开设有第一通孔和第二通孔，所述连接器穿过所述第一通孔以与外部设备连接，所述卡勾穿过所述第二通孔以与外部设备卡合，所述连杆移动时带动所述卡勾与所述外部设备脱离，其特征在于所述电子设备还包括定位部和检测销，所述定位部具有第一引导面和第一接触面，所述检测销跟随所述外部设备与所述连接器的脱离或连接与所述定位部分离或抵接，所述第一引导面与所述检测销抵接时发生相对滑动，所述第一接触面与所述检测销抵接时相互抵挡。
10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于所述壳体还开设有第三通孔，所述检测销穿过所述第三通孔，所述电子设备进一步包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧抵顶于所述连杆和所述壳体之间，提供使所述连杆移动后回复到移动前状态的回复力，所述第二弹簧抵顶于所述检测销和所述壳体之间，提供使所述检测销与所述定位部分离的作用力。
11.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于所述检测销靠近所述定位部的一侧设有抵挡块，所述抵挡块具有第二引导面和第二接触面，所述第一引导面与所述第二引导面抵接时发生相对滑动，所述第一接触面与第二接触面抵接时相互抵挡。
12.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于所述定位部开设有引导槽，所述连杆进一步设有引导杆，所述引导槽套设于所述引导杆上，所述卡合装置进一步包括第三弹簧，所述第三弹簧抵顶于所述定位部与所述连杆之间，提供使所述定位部相对所述连杆向靠近所述检测销方向移动的作用力。
专利摘要一种卡合装置包括壳体、卡勾、连动单元、定位部和检测销。壳体开设有第一通孔和第二通孔。卡勾穿过第一通孔与外部设备卡合。连动单元移动时带动卡勾与外部设备脱离。定位部与连动单元相连并可与连动单元发生相对移动。定位部包括第一引导面和第一接触面。检测销穿过第二通孔。检测销包括第二引导面和第二接触面，且检测销跟随外部设备的取/放与定位部分离/抵接。第一引导面与第二引导面抵接时，定位部与连动单元发生相对移动。第一接触面与第二接触面抵接时相互抵挡，以阻挡连动单元的移动。本实用新型还提供一种采用该卡合装置的电子设备。
文档编号G06F1/16GK2930210SQ20062001437
公开日2007年8月1日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者范健铭, 杨昌霖, 符金忠 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