电子设备的制作方法

本申请涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术：

技术革新使电子设备的种类逐渐增多，其中，以智能手表为代表的可穿戴智能设备的发展过程极为迅速。智能手表上设置声学器件使智能手表具备通话功能，并且，有些智能手表还配设有摄像头，这使得智能手表具备视频通话的功能。目前的智能手表中，摄像头等功能器件通常固定于显示屏旁边，但是，这种布置方式会造成智能手表等电子设备的屏占比相对较小，且如果智能手表发生磕碰，极容易造成功能器件损坏。

技术实现要素：

本申请公开一种电子设备，以解决目前电子设备中，因功能器件位于显示屏旁边，造成电子设备的屏占比相对较低，且功能器件易因磕碰而损毁的问题。

为了解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

一种电子设备，其包括：

壳体，所述壳体设有开口；

功能器件，所述功能器件可移动地安装于所述壳体；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述壳体内，所述驱动机构包括压电器件，所述压电器件在通电的情况下振动；

传动机构，所述传动机构包括摇杆，所述摇杆安装于所述壳体内，所述摇杆的一端与所述功能器件活动连接，所述摇杆的另一端活动连接于所述压电器件上，且与所述压电器件的旋转中心间隔设置，所述压电器件驱动所述摇杆在第一位置和第二位置之间切换；

在所述摇杆位于所述第一位置的情况下，所述功能器件位于所述壳体内，在所述摇杆位于所述第二位置的情况下，至少部分所述功能器件自所述开口伸出至所述壳体之外。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请公开一种电子设备，其包括壳体、功能器件、传动机构和驱动机构，驱动机构包括压电器件，压电器件在通电的情况下能够振动，从而通过传动机构驱动功能器件运动。压电器件的工作过程中不会产生电磁干扰，工作时几乎不存在噪音，用户体验较好，且无需为驱动机构配设减速机构，这使得电子设备的整体结构更加精简。传动机构包括摇杆，摇杆的一端与功能器件活动连接，摇杆的另一端活动连接于所述压电器件的旋转中心之外，以在压电器件工作的情况下改变摇杆的位置，摇杆机构的结构简单，可以降低电子设备的加工难度和生产成本。在电子设备的使用过程中，当不需要使用功能器件时，通过使摇杆移动至第一位置，可以使功能器件位于壳体中，以借助壳体为功能器件提供保护作用，防止功能器件发生磕碰而受损；当需要使用功能器件时，借助压电器件可以使摇杆自第一位置移动至第二位置，从而驱动至少部分功能器件自壳体的开口伸出至壳体之外，保证功能器件能够正常工作。并且，由于功能器件安装于壳体内，而不在壳体表面，从而功能器件不会占用壳体上用于安装显示屏的空间，从而可以扩大显示屏所占据的面积，提升电子设备的屏占比。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一个实施例公开的电子设备的结构示意图；

图2为图1中部分结构的示意图；

图3为图1示出的电子设备中功能器件伸出过程的示意图；

图4为图1示出的电子设备中功能器件缩回过程的示意图；

图5为本申请另一个实施例公开的电子设备的结构示意图；

图6为图5中部分结构的示意图；

图7为图5示出的电子设备中部件动作过程中的第一状态示意图；

图8为图5示出的电子设备中部件动作过程中的第二状态示意图；

图9为图5示出的电子设备中部件动作过程中的第三状态示意图；

图10为图5示出的电子设备中部件动作过程中的第四状态示意图；

图11为本申请再一个实施例公开的电子设备的结构示意图；

图12为图11中部分结构的示意图；

图13为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第一状态示意图；

图14为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第二状态示意图；

图15为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第三状态示意图；

图16为图11示出的电子设备中部件动作过程中的第四状态示意图；

图17为本申请实施例公开的电子设备中驱动机构的装配示意图；

图18为本申请实施例公开的电子设备中压电器件的工作原理示意图；

图19为本申请实施例公开的电子设备中压电器件的极化状态示意图。

附图标记说明：

100-壳体、

200-功能器件、

300-驱动机构、310-压电器件、320-弹性层、330-耐磨层、

400-传动机构、410-摇杆、411-配合段、411a-滑槽、420-齿条、430-齿轮、440-连接部、450-连接杆、460-推拉杆、470-转盘、480-支架、

500-导向机构、510-导轨、520-导杆、

600-表带、

700-电源、

800-操作钮。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。

如图1-图19所示，本申请实施例公开一种电子设备，其可以为智能手机、平板电脑、电子书阅读器或可穿戴设备。

其中，如图1、图5和图11所示，电子设备包括壳体100、功能器件200、驱动机构300和传动机构400。壳体100上设置有开口，且功能器件200可移动地安装在壳体100上，驱动机构300与传动机构400连接，传动机构400与功能器件200配合，以使至少部分功能器件200能够从开口处伸出至壳体100外，以及使功能器件200自开口处缩回至壳体100内。可选地，功能器件200可以包括摄像头、传感器、受话器和补光灯中的至少一者。

如图1、图5和图11所示，驱动机构300安装在壳体100内，驱动机构300包括压电器件310，压电器件310采用压电材料制成，压电器件310在通电的情况下振动。可选地，压电器件310可以为环形结构，如图17-图19所示，使压电器件310包括被极化的a、b两个相区，a相区和b相区的极化方向相反，e为电场方向，f为极化方向。压电器件310可以通过导线与电子设备内的电源700连接，在电源700向压电器件310施加电信号时，压电器件310会产生交替地伸缩变形，从而使压电器件310能够产生沿环形周向旋转的行波，使压电器件310表面的任意一点均可以按照椭圆轨迹产生超声振动，从而与传动机构400摩擦，使传动机构400转动。

压电器件310的工作过程中不会产生电磁干扰，工作时几乎不存在噪音，用户体验较好，且无需为驱动机构300配设减速机构，这使得电子设备的整体结构更加精简。可选地，压电器件310可以为采用batio3(钛酸钡)形成的压电陶瓷，或者也可以为pzt，即化学式为pb(zr11xtix)o3的二元系压电陶瓷，以保证压电器件310具有较好的综合性能。

进一步地，如图19所示，a相区和b相区之间可以夹设有λ/4的未被极化的区域，且未被极化的区域可以用作控制电源反馈信号的传感器，而a相区和b相区之间另外3λ/4波长的区域则可以作为公共区。压电器件310的电压和频率可以根据实际情况确定，此处不作限定。

如图1、图5和图11所示，传动机构400包括摇杆410，摇杆410安装在壳体100内，摇杆410可以为金属或塑料等材料形成的杆状结构，其尺寸可以根据壳体100等部件的实际结构确定。摇杆410的一端与功能器件200活动连接，摇杆410的另一端活动连接于压电器件310上，且与压电器件310的旋转中心间隔设置，因此，在压电器件310驱动摇杆410在第一位置和第二位置之间切换的过程中，摇杆410与功能器件200连接的一端与压电器件310的旋转中心的间距不同，进而在摇杆410位于第一位置的情况下，使功能器件200位于壳体100内，在摇杆410位于第二位置的情况下，使至少部分功能器件200自开口伸出至壳体100之外。

本申请实施例公开的电子设备的传动机构400包括摇杆410，借助压电器件310可以改变摇杆410的位置，摇杆410机构的结构简单，可以降低电子设备的加工难度和生产成本。在电子设备的使用过程中，当不需要使用功能器件200时，通过使摇杆410移动至第一位置，可以使功能器件200位于壳体100中，以借助壳体100为功能器件200提供保护作用，防止功能器件200发生磕碰而受损；当需要使用功能器件200时，借助压电器件310可以使摇杆410自第一位置移动至第二位置，从而驱动至少部分功能器件200自壳体100的开口伸出至壳体100之外，保证功能器件200能够正常工作。并且，由于功能器件200安装于壳体100内，而不在壳体100表面，从而功能器件200不会占用壳体100上用于安装显示屏的空间，从而可以扩大显示屏所占据的面积，提升电子设备的屏占比。

进一步地，如图1和图5所示，传动机构400还可以包括齿条420和齿轮430，齿轮430和齿条420啮合，齿条420与功能器件200连接，且齿条420沿功能器件200的移动方向延伸，可选地，齿条420可以粘接固定在功能器件200上，以在齿条420运动的过程中，保证功能器件200能够随齿条420一并运动，且提升二者之间的响应速度。摇杆410铰接于壳体100，可以较大地提升摇杆410在第一位置和第二位置之间运动时的稳定性。齿轮430与摇杆410固定连接，且齿轮430的旋转中心位于摇杆410的铰接点，也即齿轮430和摇杆410的旋转中心重合，进而在摇杆410随压电器件310动作的过程中带动齿轮430一并动作。摇杆410中背离齿轮430的部分为配合段411，传动机构400还包括连接部440，连接部440固定在压电器件310上，且连接部440与压电器件310的旋转中心间隔设置，配合段411与连接部440活动连接，以保证传动机构400在压电器件310振动时能够驱动功能器件200自壳体100内伸出或缩回至壳体100内。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，当压电器件310振动时，可以使配合段411沿自身长度方向与连接部440活动配合，从而带动齿轮430转动，驱动齿条420移动。采用上述结构时，齿轮430和齿条420可以为功能器件200的移动提供稳定性较高的传动作用，并且，整个传动机构400内的部件数量相对较少，有利于降低整个电子设备的组装难度和生产成本。

为了提升连接部440和配合段411之间活动配合关系的稳定性，可选地，如图1和图2所示，在本申请的另一个实施例中，可以使连接部440凸出设置于压电器件310上，且在配合段411上形成滑槽411a，滑槽411a沿配合段411的长度方向延伸，通过使连接部440伸入滑槽411a内，使得配合段411可以为连接部440提供导向和限位作用，以在连接部440随压电器件310振动的过程中，防止配合段411和连接部440相互脱离，保证滑槽411a与连接部440之间具有较高的配合稳定性。

具体地，配合段411可以通过滑槽411a套设在连接部440上，且可以在连接部440背离压电器件310的一端设置限位结构，以进一步防止配合段411自连接部440上脱落的现象，例如，连接部440的端部可以设置有外螺纹，在配合段411套设于连接部440之外后，借助螺帽等部件盖设于连接部440上，以防止配合段411和连接部440分离。

如图3所示，上述实施例公开的电子设备的具体工作过程如下：在需要使用功能器件200的情况下，为压电器件310施加预设方向的电信号，压电器件310在电信号的作用下振动，带动连接部440围绕压电器件310的旋转中心沿顺时针转动，随着连接部440的转动，摇杆410与连接部440沿摇杆410的长度方向运动，且摇杆410以自身的铰接点为中心相对壳体100转动，带动与摇杆410固定连接的齿轮430以摇杆410的铰接点为旋转中心转动，进而驱动与齿轮430啮合的齿条420移动，齿条420的延伸方向与功能器件200的移动方向相同，且齿条420连接在功能器件200上，从而在齿条420移动的过程中，可以带动功能器件200移动，以自开口伸出至壳体100外。

相应地，如图4所示，在功能器件200完成使用或需要功能器件200缩回至壳体100的情况下，则可以为压电器件310施加相反的电信号，从而使压电器件310反向振动，以带动连接部440为绕压电器件310的旋转中心沿逆时针转动，进而在摇杆410、齿轮430和齿条420的共同作用下，即可使功能器件200自开口处缩回至壳体100内。需要说明的是，压电器件310的振动方向与电场方向有关，本领域技术人员可以根据实际情况，灵活确定压电器件310的振动方向、电场方向、摇杆410、齿轮430等部件的转动方向之间的关系，此处不作限定。

为了进一步降低电子设备的设计难度和控制难度等，可选地，如图5和图6所示，传动机构400还可以包括连接杆450，摇杆410的配合段411可以与连接杆450的一端铰接，连接杆450的另一端可以与连接部440铰接。采用上述结构时，无需改变电场方向，仅需使压电器件310沿同一方向持续振动，既可以控制功能器件200自壳体100内伸出，也可以控制功能器件200缩回至壳体100内，控制过程更简单。

详细地，如图7-图10所示，在需要使用功能器件200的情况下，通过为压电器件310施加预设方向的电信号，可以使压电器件310在电信号的作用下振动，带动连接部440围绕压电器件310的旋转中心转动，由于压电器件310和齿轮430之间的间距不变，且连接部440与压电器件310的旋转中心间隔设置，因而随着连接部440的位置的改变，在功能器件200的移动方向上，连接部440与齿轮430的旋转中心之间的间距也会变化。

例如，如图7所示，可以以连接部440和齿轮430的旋转中心在功能器件200的移动方向上间距最小时连接部440所处的位置作为连接部440的初始位置，显然，如图8所示，随着连接部440沿逆时针转动，连接部440与齿轮430的旋转中心在功能器件200的移动方向上的间距逐渐变大，且如图9所示，当连接部440自初始位置转过180°之后，连接部440与齿轮430的旋转中心在功能器件200的移动方向上的间距达到最大，与此同时，由于连接部440和齿轮430的旋转中心之间通过连接杆450和摇杆410连接，进而在连接部440自初始位置转过180°的过程中，齿轮430也会发生转动，进而驱动齿条420移动，使功能器件200自壳体100内伸出。

并且，随着压电器件310在预设方向的电信号的作用下驱动连接部440继续振动，如图10所示，连接部440与齿轮430的旋转中心在功能器件200的移动方向上的间距则开始逐渐变小，这也使得齿轮430在连接杆450和摇杆410的传动作用下反向转动，从而驱动功能器件200逐渐缩回至壳体100内，随着连接部440继续转动至初始位置，在齿条420的带动下，功能器件200也可以恢复原位，即缩回至壳体100内。

可选地，如图1和图5所示，可以使齿条420的一端连接在功能器件200的内侧端面，一方面可以缩短齿条420的整体长度，另一方面还可以防止齿条420随功能器件200一并伸出至壳体100外。另外，在齿条420的一端连接在功能器件200的内侧端面上时，还可以使开口的尺寸与功能器件200的尺寸相适，这还可以提升电子设备的气密性；进一步地，还可以在开口处设置防水圈，以进一步提升电子设备的气密性能。需要说明的是，功能器件200的内侧端面为功能器件200背离开口的端面。

如图11和图12所示，在本申请的再一个实施例中，可以使摇杆410的一端与功能器件200铰接，且使摇杆410的另一端铰接于压电器件310，且于压电器件310的旋转中心间隔设置。采用上述结构时，由于摇杆410背离功能器件200的一端与压电器件310的旋转中心间隔设置，且功能器件200通过摇杆410与压电器件310连接，从而随着压电器件310的振动，能够改变功能器件200与压电器件310的旋转中心在功能器件200的移动方向上的间距，由于压电器件310与壳体100相对固定，从而随着摇杆410的位置的改变，能够改变功能器件200的位置。

并且，如图13所示，可以以压电器件310的旋转中心与功能器件200在功能器件200的移动方向上的间距最小时，摇杆410所处的位置为初始位置，随着压电器件310振动带动摇杆410运动，如图14所示，压电器件310的旋转中心与功能器件200在功能器件200的移动方向上的间距逐渐增大，摇杆410可以驱动功能器件200逐渐向壳体100外伸出，当摇杆410转过180°之后，如图15所示，压电器件310的旋转中心与功能器件200在功能器件200的移动方向上的间距达到最大，功能器件200到达最远处；而后，随着压电器件310继续振动，如图16所示，压电器件310的旋转中心与功能器件200在功能器件200的移动方向上的间距则开始逐渐减小，功能器件200逐渐向壳体100内缩回，当摇杆410回到初始位置时，功能器件200则完全缩回至壳体100内。

显然，采用上述实施例公开的电子设备时，压电器件310的旋转方向并未改变，这使得电子设备的控制难度相对较低，并且，通过摇杆410直接连接压电器件310和功能器件200可以进一步减少电子设备内部件的总数量，进而可以降低产品的故障率。

可选地，如图11所示，在垂直于功能器件200的移动方向的方向上，可以使摇杆410铰接于功能器件200的中部，从而在压电器件310振动，以通过摇杆410驱动功能器件200运动的过程中，使功能器件200的受力更均匀，保证功能器件200可以平稳移动。

进一步地，如图11所示，可以使摇杆410位于功能器件200上的铰接点与压电器件310的旋转中心之间的连线平行于功能器件200的移动方向，这可以减小摇杆410的动作幅度，且可以在一定程度上使摇杆410的长度相对较小。换句话说，在压电器件310的旋转中心与驱动器件的间距最小或最大时，可以使压电器件310的旋转中心均位于摇杆410所在的直线上。

由于功能器件200的伸缩距离与摇杆410连接在压电器件310上的端部与压电器件310的旋转中心有关，因此，为了进一步减小摇杆410随压电器件310振动时摆动的幅度，进而减小摇杆410所占的活动空间，可选地，如图12所示，传动结构还可以包括推拉杆460，推拉杆460的一端可以与功能器件200固定连接，推拉杆460的另一端则可以与摇杆410背离压电器件310的一端铰接，在推拉杆460的作用下，可以使摇杆410的长度更小，从而可以降低摇杆410摆动所占据的活动空间，进而节省壳体100的安装空间。

相应地，在设置有推拉杆460的情况下，也可以使推拉杆460固定在功能器件200沿垂直于功能器件200的移动方向的方向的中部，提升功能器件200运动的稳定性。并且，如图12所示，可以通过将功能器件200固定在支架480上，支架480可以为杆状结构，且可以使支架480与推拉杆460相互垂直，通过支架480连接功能器件200和传动机构400时的稳定性更高。

为了进一步提升功能器件200运动的稳定性，可选地，图3、图7和图13所示，本申请实施例公开的电子设备还可以包括导向机构500，导向机构500与功能器件200可以在垂直于功能器件200的移动方向的方向上形成限位配合关系，从而进一步限制功能器件200的移动方向，防止功能器件200在运动的过程中因发生倾斜或偏离，而卡滞于开口处。

可选地，如图1、图5和图11所示，导向机构500可以包括导杆520和导轨510，导杆520沿功能器件200的移动方向延伸，且导杆520与功能器件200连接，导轨510固定在壳体100上，导杆520与导轨510沿功能器件200的移动方向活动配合，且在垂直于功能器件200的移动方向的方向上，导杆520与导轨510限位配合。导杆520和导轨510的组装难度较小，结构简单，成本较低。

导杆520可以采用粘接等方式固定在功能器件200上，或者，也可以通过螺纹连接件等部件将导杆520固定在功能器件200上。类似地，也可以使导杆520固定在功能器件200的内侧端面。

可选地，如图17所示，传动机构400还可以包括转盘470，转盘470可以与压电器件310层叠设置，且可以使摇杆410连接在转盘470背离压电器件310的一侧，从而在电子设备工作的过程中，可以使压电器件310驱动转盘470转动，从而在转盘470的转动动作下，带动摇杆410运动，由于转盘470与压电器件310之间的接触面积相对较大，因而可以保证压电器件310通电时产生的机械振动能够被更好地传递出去，使摇杆410可以稳定地在第一位置和第二位置之间切换。具体地，转盘470和压电器件310之间可以通过胶接的方式相互固定，且转盘470的尺寸可以与压电器件310的尺寸相适。

进一步地，如图17所示，驱动机构300还可以包括耐磨层330，耐磨层330可以固定在转盘470朝向压电器件310的一侧，从而在压电器件310的工作过程中，通过使耐磨层330与压电器件310接触，可以提升传动机构400的使用寿命，防止转盘470损坏。可选地，耐磨层330可以采用碳纳米材料形成，其厚度可以根据实际需求确定。

可选地，如图17所示，驱动机构300还可以包括弹性层320，弹性层320为弹性结构件，且弹性层320可以采用粘接等方式固定在压电器件310朝向转盘470的一侧，弹性层320在压电器件310工作的过程中可以产生较大的变形量，在更大的变形量的作用下，可以进一步保证转盘470能够沿预设方向产生转动动作。可选地，弹性层320可以为金属铜材料形成的片状结构，从而保证弹性层320具有较大弹性能力的同时，还具有较高的结构强度。

可选地，本申请实施例公开的电子设备可以为智能手表，壳体100可以为智能手表的表壳，如图1、图5和图11所示，智能手表还包括表带600，表带600与表壳连接。表壳可以采用金属等材料形成，其可以为方形或圆形等结构。表带600可以采用塑胶、纤维或真皮等材料形成，表带600与表壳之间可以通过生耳形成卡拆卸连接关系，表带600可以为分段式结构，也可以为整体式结构。在电子设备为智能手表的情况下，可以使压电器件310平行于表盘设置，以降低电子设备的整体厚度。另外，如图1、图5和图11所示，表壳上还可以设置有操作钮800，操作钮800可以设置在表壳中背离开口的一侧。在电子设备的使用过程中，可以借助操作钮800对电子设备进行相应地操作。例如，可以借助操作钮800完成电子设备的音量调节功能，相应地，也可以借助操作钮800驱动功能器件200移动。

进一步地，表带600与壳体100的开口之间具有预设夹角α，可以使0°＜α≤90°，在这种情况下，可以尽量防止功能器件200自壳体100内伸出时受表带600的阻碍。可选地，可以使表带600与开口之间的预设夹角α＝90°，这使得表带600与开口位于壳体100的不同侧，可以最大化地防止表带600的存在对功能器件200的伸缩过程产生阻碍。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。