用於支持手提電子裝置屏幕的多段臂的製作方法

2023-09-14 19:07:35

專利名稱：：用於支持手提電子裝置屏幕的多段臂的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種手提電腦和電子裝置。特別是關於這樣一臺電子裝置，它的屏幕和底座通過一種結構連接，以便於調整屏幕視角和空間位置。
背景技術：
：科技進步使得手提電腦和電子裝置具有多種形式，如筆記本電腦(notebook)、平板電腦(tablet)、個人數碼助理(PDA)，電子遊戲機，DVD放影機等。為方便起見，在本發明以後的敘述，"手提電腦"、"手提電子裝置"、"手提計算裝置"、"可攜式電腦，，和"可攜式電子裝置，，這些名詞可以交替使用，用以代表上述類型，以及某些集上述形式於一體的電子裝置。手提電腦通常包含底座和屏幕。電腦底座一般包含處理器、存儲器、電子電路、及鍵盤等。通常底座與屏幕由樞紐(hinge)連接，使得屏幕可以疊合在底座之上，如圖5電腦(900)所示。這種結構稱為蚌殼式設計。當蛘殼合上時，屏幕隱蔽。就是說，屏幕面對鍵盤。蚌殼式設計有若干缺點。其一是底座與屏幕相鄰。如果電腦放在一個舒適的示屏觀看位置，打字時手臂和肩會不舒服，但是，如果電腦放在一個舒適的打字位置，看屏幕會使頸部不舒服，這個缺點有可能導致嚴重的與電腦相關的工傷事故。還有一個缺點是在空間緊湊時很難把蚌殼式設計的電腦屏幕打開至90度來正常觀看，例如在飛機座位後的拉出託盤上。總之，蛘殼式使用不夠舒適。一般來說，有必要讓一臺手提電腦變換以下多種狀態(1)改進型筆記本電腦狀態屏幕可以調到稱心的視角、高度(屏幕底線相對於底座)、及前後深度(屏幕底線相對於底座前邊)。(2)共同觀看狀態這是狀態(l)再加上屏幕相對於鍵盤的位置可以左右調整，另外，屏幕的視角也可以左右調整(便於多人一起看屏幕)。(3)平板電腦狀態屏幕面朝上，作為輸入界面，併疊合在底座之上。(4)手寫輸入狀態電腦打開，屏幕在正常觀看位置，底鍵盤的底面朝上以便用作輸入界面。(5)節省空間狀態手提電腦合上，底座疊放在屏幕之上以便作為桌上型電腦，連同更大更好臺式屏幕一起使用。(6)臺式筆記狀態(DeskNote):屏幕和底座完全分開，以便底座作為桌上型電腦，連同臺式屏幕一起使用。(7)靈活的顯示取向狀態屏幕可以支持垂直和水平觀看的取向。曾有過無數解決這七種狀態的試圖，其中不少是以各種方法解決屏幕位置的調整，這些都不同於本發明所用的多段臂方法。另外有些方法僅解決筆記本電腦與平板電腦之間的狀態轉變。在此之前，沒有一項發明能夠在同一臺電腦解決以上各種狀態。本發明引進一種基本機制，它能夠在同一臺電腦上解決(1)-(7)中所有或部分狀態，此外還有一些附帶功能。
發明內容本發明能夠在一臺電腦上解決發明背景所講(1)-(7)中所有或部分狀態。本發明涉及的手提電腦包含底座和屏幕，它們由一條或多條多段臂連接起來。多段臂由多條連接起來的臂段組成，其中包括可以相對轉動的相連的臂段。連接底座和屏幕的電線從多段臂裡通過。電線也可以不從多段臂裡通過，而是使用可巻起或可伸縮的電線。多段臂與顯示或底座的連接可能是連接樞軸或簡單的接合機制，例如，用於接受多段臂末端部分的隧道。無論如何，通過轉動連接屏幕的連接樞軸或者轉動多段臂的某些部分，可以調整屏幕的視角。手提電腦合上時，多段臂可以摺疊起來並且停放在電腦旁邊。當屏幕在傳統觀看位置時，多段臂可以調離電腦底座的邊沿，以便不阻礙DVD光碟及其它插座的使用。多段臂可以通過靈活伸縮來連續調整屏幕的空間位置，包括上下高度(相對於底座)，前後深度(相對於底座的用戶邊沿)，以及左右寬度(屏幕在鍵盤上方)調整，屏幕的視角也可以上下調節。當屏幕打開至垂直位置，屏幕的視角可以左右調整。參見發明背景，狀態(1)-(2))。至於屏幕位置調整幅度，試考慮屏幕底邊中點相對底座底邊的活動範圍。在傳統蛘殼式設計(圖5),這個中點沿著一條預設的曲線活動，此曲線半徑約等於電腦底座和屏幕之間連接樞紐的高度。相比之下，按本發明的電腦，這個中點的活動範圍可以是一個三維空間，此空間半徑大約為多段臂伸張後的高度。通過段臂之間的轉動和安排底座和屏幕之間如何面對對方，手提電腦可以選擇狀態(1)-(5)(參見發明背景)。屏幕也可以調整至狀態(7)，也就是屏幕可以支持垂直和水平觀看的取向，甚至某一傾斜的取向。多段臂跟屏幕和底座可以完全分開。這不僅可以把電腦調整到狀態(6)，而且多段臂可以替換(例如，損壞維修、更換色樣和大小等等)。此外，有些狀態轉換也可以通過多段臂跟屏幕和底座可以完全分開後重新組裝來達到。穩定機制用於維持多段臂和屏幕已經選定的空間位置。轉幅限制機制用於限定臂段圍繞關節的轉動幅度，以防止無限制的轉動引起電線及其它損壞。鎖緊機制用於防止多段臂無意中脫離屏幕和底座。防翻倒的機制用於防止計算機向後翻倒。底座前傾機制用於抬高底座以改進鍵入的舒適和散熱作用。根據所用多段臂的個數、每個多段臂中臂段的個數、以及多段臂和電腦底座及屏幕的連接方式，我們在此描述幾種不同的實施例。本發明用到一些基本部件，例如臂段以及臂段之間的連接方式。為描述簡便這些基本部件在附圖中用幾個符號來表示。現有的機械製造能力能夠製造出這些基本部件;並且在這裡要特別指出是，本發明不受這些基本的零件和符號的機械實施方案的限制。電腦底座有兩面和四邊如下鍵盤、底面(即鍵盤背面)、左邊、右邊、前邊(即用戶邊)、後邊。屏幕有兩面和四邊如下螢屏、背面、左邊、右邊、上邊、底邊(從用戶角度來看)。(注列出底座和屏幕的這些特點是為了描述上的方便。本發明並不局限於具有這些特點的可攜式計算機。)第一個實施例有單條多段臂連接底座後邊以及屏幕底邊。第二個實施例有兩條多段臂，在左右兩邊分別連接底座及屏幕的對應邊。第三個實施是第二個實施例的擴充，多段臂中的關節被換成複合關節，以便屏幕向左右移動。第四個實施例有一條橋式多段臂，橋的兩頭分別連接在底座的兩邊，屏幕連接在橋中段。第五個實施是第二個實施例的擴充，二段臂被換成三段臂(以表明可能使用兩段以上的側臂)。另外，我們提出幾個有具有下共同特點的實施例由於用於調節屏幕視角的旋轉軸與用於調節屏幕相對底座高度的旋轉軸互相不平行，屏幕視角的調節和屏幕與底座之間相對高度的調節是基本上獨立的。(實際上，它們所用的轉軸互相垂直。)這種特殊性能簡化了多段臂機制的實現並令其容易使用。在介紹實施例時，也提及它們的一些變形。總之，本發明能夠在一臺電腦上解決發明背景一章所講(1)-(7)中的所有狀態或者部分狀態。圖l是符號清單，表示在不同情況多段臂的一段。圖2A-2H是符號清單，用在附圖中表示相連臂段之間可能的相對轉動。圖3A-3F是符號清單，表示在不同情況下多段臂可以跟屏幕和底座連接和分離。圖4A-4B列出手提電腦的屏幕和底座。屏幕和底座在所有實施例附圖中將使用相同的標號。圖4A表示手提電腦的屏幕。圖4B表示手提電腦的底座。圖5是按蛘殼式設計的手提電腦打開時的透視圖。第一個實施例圖6A是根據本發明的電腦(100)的第一個實施的透視圖，它只有一條多段臂處在半開的位置。圖6B是展開圖，多段臂的頂部連接電腦(100)的屏幕。圖6C是圖6B中電腦(100)頂部的一個可能的替代。圖6D是手提電腦100的變形，可以支持屏幕垂直和水平觀看的取向。圖6E是圖6D所示計算機的透視圖，屏幕處於垂直觀看的取向。圖7是電腦100合上的透視圖。多段臂摺疊，停放在電腦底座後邊82並與底座的後邊平行。圖8是電腦100的透視圖。圖中電腦按常規方式打開屏幕，多段臂摺疊，停;故在電腦底座的後邊82，並與底座的後邊平^f亍。圖9是電腦100按常規方式打開屏幕後的透視圖，圖中多段臂摺疊，停放在電腦底座的後邊82，並與底座的後邊平^f亍。圖10是電腦100的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，屏幕豎立，多段臂摺疊並停放在離開電腦底座的後邊82的位置上。圖11是電腦100的透視圖，圖中屏幕升高並朝向用戶，多段臂離開電腦底座的後邊82。圖12是電腦100的左邊透視圖，圖中電腦打開、屏幕升高、離開常規直立的位置並偏向用戶一方。圖13是電腦100的透視圖，圖中電腦打開、屏幕升高。圖14是電腦100的透視圖，圖中電腦打開、屏幕豎立並面對後方，多段臂摺疊並停放在電腦底座後邊82，且與底座的後邊平行。圖15是電腦100的透視圖，圖中電腦合上、屏幕98朝上(平板電腦狀態)。圖16是電腦100的透視圖，圖中電腦打開，屏幕98朝向前方，整個屏幕升高並向右邊靠(共同觀看狀態)。圖17是電腦100的透視圖，圖中電腦合上，底座停放在屏幕上面(省空間狀態)。第二個實施例圖18是電腦(200)的透視圖。這是本發明的第二個實施例，它有兩條側二段臂。圖中電腦打開，屏幕升高並朝向用戶。圖19是電腦(200)的透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊。圖中展示多段臂如何從電腦卸下。圖20是電腦(200)的透視圖，圖中電腦按常規方式打開。圖21是電腦(200)的透視圖。圖中電腦打開、屏幕升高並向前移向用戶。圖22是電腦(200)的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並升高以避免阻塞底座邊84的其它用途，例如DVD及各種電線插頭等。圖23是電腦200的透視圖。圖中電腦打開，處在非常規的位置上，多段臂半開並伸到電腦底座的後方。圖24是電腦200的側透視圖。圖中電腦打開，屏幕90升高，鍵盤朝下(手寫輸入狀態)。圖25是電腦200側透視圖。圖中電腦按常規方式合上，多段臂摺疊，屏幕與鍵盤面對面。圖26是電腦200側透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上並停放在底座上面(作平板電腦狀態)。圖27是電腦200側透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上。第三個實施例圖28A是電腦(300)的透視圖，這是本發明的第三個實施例。圖28B是電腦200和多段臂231和232(圖18)以及一對代用多段臂的拆分視圖。把這一對代用多段臂換上就得到第三個實施例手提電腦(如圖28A所示)。圖29是電腦300的透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊並停放在底座80的左右兩邊。圖30是電腦300的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並停放在底座80的左右兩邊。圖31是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊並從電腦背後伸出去。圖32是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊從電腦背後伸出並橫向轉離電腦。圖33是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂半伸開，屏幕半升高並朝電腦右方伸去(從用戶角度看)。第四個實施例圖34A是手提電腦(400)的透視圖。這是本發明的第四個實施例。這個實施例只有一條橋式多段臂，圖中屏幕升高並朝向用戶。圖34B是電腦400變形的局部側透視圖，用了不同的連接方法連接屏幕與橋式多段臂。圖34C是電腦400的另一種變形。在這一變形，橋式多段臂連接到底座的後邊和到屏幕的左右邊。圖35是電腦400的透視圖。電腦按常規方式打開。圖36是電腦400的透視圖。電腦按常規方式合上。圖37是電腦400的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊，屏幕背對用戶。圖38是電腦400的側透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上。圖39是電腦400的透視圖，圖中多段臂從電腦底座80及屏幕90上卸下來。第五個實施例圖40A是手提電腦(500)的側透視圖。這是本發明的第五個實施例。這個實施例有兩條側三段臂，圖中屏幕升高並朝向用戶。圖40B是手提電腦(500)的一個變形，這一變形增加了一水平臂段連接左邊和右邊的多段臂。圖41A是手提電腦(500)的側透視圖。圖41B是手提電腦(500)的側透視圖。圖中屏幕升高並朝向用戶、鍵盤朝下(手寫輸入狀態)。圖42是電腦(500)的側透視圖。圖中電腦按常規方式合上、多段臂摺疊。圖43是電腦(500)的側透視圖。圖中電腦合上、多段臂摺疊、屏幕朝上(平板電腦狀態)。圖44是電腦(500)側透視圖。圖中電腦合上、多段臂摺疊、底座停放在屏幕上面、鍵盤朝上(省空間狀態)。屏幕的上升和屏幕視角的調節互相獨立圖45所示的手提電腦(600)是本發明的第六個實施例。圖46所示的電腦(601)是手提電腦(600)的一個變形，這一變形通過增加對稱部分提高多段臂的穩定性。圖47所示的電腦(602)是手提電腦(600)的另一個變形，這一變形也是通過增加對稱部分提高多段臂的穩定性。圖48所示的手提電腦(700)是本發明的第七個實施例。圖49是電腦(700)的後面透視圖。電腦700在一個常^見打開位置。圖50是電腦(700)的後面透視圖。電腦700合上。圖51所示的電腦(701)是手提電腦(700)的一個變形，多段臂的上面部分與手提電腦(700)的對應部分不同。圖52是手提電腦(700)的另一變形。圖53是手提電腦(700)的又一變形。防打翻4幾制和底座前傾機製圖54A-54C顯示可用於本發明所描述的可攜式計算機上的防打翻機制和底座前傾一幾制。具體實施例方式在本發明的附圖中，為了畫圖的方便，圖l-3列出了一些符號以代表臂段、臂段間的連接和相對運動以及臂段與屏幕和地座的連接。應該指出這裡只列出那些直接用在附圖的符號，這些符號的列出僅是為了描述的方便，並且它們不代表本發明的所有可能性。圖2A-2H是符號清單，用在附圖中表示相連臂段之間可能的相對轉動。圖2A表示一個關節，連接的兩臂段可以圍繞此關節在兩個平行的平面上轉動。圖2B表示一個關節，此關節讓連接的兩臂段圍繞同軸在同一平面上轉動。圖2C表示一個關節，此關節讓連接的兩臂段圍繞它在同一平面上作獨立轉動，且兩臂段在折合時不會重疊。(視角將決定畫圖時用哪一種。)圖2D表示一個關節，此關節讓連接的兩臂段繞同軸朝相反的方向獨立轉動。圖2E是兩關節和三臂段組合的透視圖。目的是為了說明如何用簡單關節的組合來支持臂段更靈活地轉動。臂段831可以圍繞關節841在任何選定的平面上作轉動，另外，通過臂段832(相對臂段833)圍繞關節842作轉動可以改變所選定的平面。如果把組合作為一個整體，那麼臂段831和833可以在不同的平面上獨立轉動。就是說即使臂段833保持不動，臂段831仍可以在選定的平面上自己轉動，而且，臂段831可以自行選定一個平面。進一步說，即便臂段833不動，這一選定的平面還是可以改變。在工程實現方面，如果中段832較短，我們可以把這種關節的組合看作一個複合關節，這種複合關節讓臂段831和833獨立轉動。同樣地，我們有圖2F中的符號。圖2F中的關節允許兩臂段圍繞兩條軸線獨立地在兩個平面上作轉動。這可以有若干變形。(這裡只畫出了兩種。)視角將決定畫圖時用哪一種。一般來說，這種關節的標記為一個圈內含以下三個符號中的兩個白色橫槓、白色豎槓、和白色圈，以便表明臂段轉動時所在的平面。我們通常使用白色橫槓來表明相關臂段可轉動的平面平行於手提電腦的底座。我們使用的白色豎槓來表明相關臂段可轉動的平面垂直於手提電腦的底座，而這個平面從透視的角度看只成了一條線。我們還使用白色圈來表明相關臂段可轉動的平面垂直於手提電腦的底座，但此平面從透視的角度看至少部分可見。(這種記號方法有點類似於三維坐標，但並非如此，因為這裡三個平面無須同時相互垂直。在工程實現時這種關節可由複合關節代之。)圖2G中的關節允許臂段821圍繞臂段834轉動。圖2H中的關節允許臂段822圍繞臂段835轉動。圖4A是手提電腦的屏幕透視圖。圖中手提電腦的屏幕處於豎立位置。屏幕有雙面和四邊觀看屏面98、背面97、上邊91、底邊92、左邊93、和右邊94。(從用戶的角度看。)圖4B是手提電腦的底座透視圖。底座80含有處理器和其它電子元件以及數據輸入部件，如鍵盤。底座80有雙面和四邊上面87(鍵盤)、底面88、前邊81(用戶邊)、後邊82、左邊83、和右邊84(從用戶的角度看)。底面88有時被用作別的數據輸入部件，例如手寫輸入狀態。第一個實施例圖6至圖17是本發明的第一個實施例。圖中手提電腦1OO有單條多段臂。圖6A是手提電腦(100)的透視圖，包括屏幕卯、底座80、以及多段臂130。多段臂的一條末段131連接到屏幕上樞軸151,多段臂的另一末段134連接到底座上樞軸152。樞軸151允許屏幕繞臂段131轉動，而樞軸152允許底座繞臂段134轉動。因此，通過控制底座和屏幕如何面向對方就可以把手提電腦安排到各種狀態。(或者，這樣的狀態也可以通過把多段臂卸下，把底座和屏幕安排到所需的狀態，然後再把多段臂裝上。)在關節142和144分別輔助下(此功能表示為黑圈套白圈)，臂段132和133可圍繞關節143轉動，這種配合讓多段臂能控制樞軸151在選定的平面上連續運動。此外，所選的平面可連續變換，此變換靠的是關節141的一個功能(表示為黑圈套白橫槓)再加關節144對應的功能。因此，屏幕的位置可以在一個半徑大約為臂段132加臂段133總長度的三維空間內作連續調整，而視角可以利用關節141的另一功能(表示為白豎槓)來調整。為維持屏幕在一個選定的空間位置例如在圖6A顯示的那個位置，關節(141，142,143和144)和連接樞軸(151和152)使用了穩定機制例如摩擦機制和鎖緊機構。摩擦機制和鎖緊機構可以建立在關節和連接樞軸之中；並且它們可以也是分開的部分例如按鈕鎖，滑鎖和甚而門閂和勾子。並且可以在關節和連接樞軸使用轉幅限制機制以防止轉動過度(避免損害在裡面的電纜)。多段臂可以從屏幕和底座可控制地拆下。當屏幕和底座摺疊一起時，一個鎖緊機構(例如門閂和勾子鎖)可以用於防止屏幕和底座的無意分離。(注這裡討論的機制可普遍地適用於本發明中的可攜式計算機。所以，我們在其他實施例的介紹不會重覆以上討論。)圖6B中多段臂的頂部分連接到電腦100的屏幕上。這部份可用圖6C所示的另一版本來替代。關節141的其中一個功能(見圖6B)用於調整屏幕視角，這可以通過讓屏幕卯繞臂段138轉動來達到(見圖6C)。屏幕繞臂段131轉動的能力(見圖6B)通過讓T形臂段繞關節147轉動來得到(見圖6C)。而關節142輔助臂段132作轉動的功能相當於關節148的一個功能(見圖6C中的黑圈套白圏)。關節141的一個功能(見圖6B)表示為黑圈套白橫槓，是通過跟關節148中對應的功能配合達成的(見圖6C)。圖6D中的手提電腦(101)是手提電腦100的變形。在這變形中，臂段131a和131b,關節140和在屏幕的後部的連接樞軸150替換了圖6A中的臂段131和連接樞軸151。注意關節140承擔了原來連接樞軸151所承擔的角色，並且連接樞軸150連接在屏幕的後面，這允許屏幕的觀看取向在垂直觀看取向和水平觀看取向之間進行轉換。圖6E是圖6D所示計算機的透視圖，屏幕處於垂直觀看的取向。圖7是電腦100的透視圖。圖中電腦合上。多段臂摺疊並停放在電腦底座的後邊82,與底座的後邊平行。這個位置可由摺疊多段臂130來達到。圖8是電腦100的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並停放在電腦底座後邊82的右側(用戶角度看)，與底座的後邊平行。這個位置可以從圖7出發，通過圍繞關節141抬起末臂段131來達到。圖9是電腦100的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並停放在電腦底座後邊82的左側。(從使用者的角度來看)，與底座的後邊平行。這個位置可以從圖8出發，臂段同時圍繞關節141和144向另一旁擺動來達到。(用圖中黑圈套白橫槓的功能。)圖10是電腦100的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，屏幕豎立，多段臂摺疊並停放在離開電腦底座後邊82的位置(以避免阻塞底座邊82的其它用途，例如各種電線插頭等)。屏幕這個的位置可以從圖8出發圍繞關節141和144擺動多段臂來達到。圖11是電腦100的透視圖。圖中電腦打開，屏幕升高，屏幕朝用戶，多段臂離開電腦底座的後邊82。這個位置可以從圖10出發把多段臂130張開來達到。圖12是電腦100的左側透視圖。圖中電腦打開，屏幕豎立，且屏幕離開其常規直立位置朝用戶方向偏移。這個位置可以從圖11出發圍繞關節143調整臂段132和133的轉角來達到。圖13是電腦100的透視圖。圖中電腦打開，屏幕豎立，臂段132和133停放近電腦底座後邊82。這個位置可以從圖6A出發圍繞關節141抬起臂段131來達到。圖14是電腦100的透視圖，圖中電腦打開、屏幕豎立背向用戶，多段臂摺疊並停放在電腦底座後邊82，與底座的後邊平行。這個位置可以從圖8出發把屏幕向後轉來達到。圖15是電腦100的透視圖，圖中電腦合上、屏幕98向上(平板電腦狀態)。多段臂摺疊並停放在電腦底座後邊82,與底座的後邊平行。這個位置可以從圖14出發把屏幕向下合來達到。圖16是電腦100的透視圖，圖中電腦打開，屏幕98朝向前方，整個屏幕升高並向右邊靠(共同觀看狀態)。這個位置可以從圖13出發把屏幕90向右移來達到。圖17是電腦100的透視圖，圖中電腦合上，底座停放在屏幕上面(節省空間狀態)。這個位置可以從圖13出發通過以下步驟來達到底座圍繞臂段134轉動180度，合上電腦，把電腦翻過來底朝上。第二個實施例圖18至圖27是本發明的第二個實施例。圖中電腦200有兩條側二段臂。圖18是第二個實施例透視圖，圖中電腦200有兩條側二段臂，圖中屏幕升高並朝向用戶。手提電腦200包括屏幕90、底座80、以及兩條側二段臂231和232。左臂231—端連接到屏幕上樞軸251,另一端連接到底座上樞軸253。右臂232—端連接到屏幕上樞軸252，另一端連接到底座上樞軸254。通過屏幕圍繞樞軸251和樞軸253的轉動可以調整視角。兩二段臂可以圍繞關節241和242同時調整，這樣就可以調整屏幕的上下高度和前後深度(參見發明背景一章改進的筆記本電腦狀態)，調整幅度取決於多段臂完全伸展的長度。通過控制底座和屏幕如何面向對方就可以把手提電腦安排到各種狀態，而這種調整可以通過底座及屏幕圍繞連接樞軸(251，252，253,和254)轉動來達到。另有^^關控制這些末端臂段分別圍繞樞軸251,252，253,和254可以作多大轉動。圖19是電腦(200)的透視圖，圖中電腦合上，多段臂摺疊。這個位置可把屏幕面朝下再摺疊多段臂來達到。圖中展示多段臂如何從電腦卸下。還有鎖用以防止多段臂意外地從底座和屏幕上脫落。圖20是電腦(200)透視圖，電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並停放在電腦底座的左右兩邊。圖21是電腦(200)的透視圖。圖中電腦200打開、屏幕升高並朝向用戶。表明屏幕如何圍繞臂段252轉動，以及多段臂如何圍繞裝在底座上的樞軸254轉動(本視圖沒有畫左臂)。這些機制使得手提電腦能從當前位置過渡到圖24至圖26圖中的任一種狀態。圖22是電腦(200)的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並升高以避免阻塞底座邊84作其它用途，例如DVD及各種電線插頭等。圖23是電腦200的透視圖。圖中電腦打開，處在非常規的位置上，多段臂半開並伸到電腦底座的後方。圖24是電腦200的側透視圖。圖中電腦打開，屏幕90升高，鍵盤朝下(手寫輸入狀態)。這個位置可以從圖21出髮根據以下兩步來達到首先底座圍繞連接樞軸254轉到鍵盤朝下，然後再調232。圖25是電腦200側視圖。圖中電腦按常規方式合上，多段臂摺疊，屏幕朝向鍵盤。圖26圖是電腦200側視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上並停放在底座上面(平板電腦狀態)。這個位置可以從圖21出髮根據以下幾步來達到首先底座圍繞連接樞軸254轉到鍵盤朝下，在圖21中往右摺疊把多段臂(即正常情況下多段臂開關的相反方向)，然後，合上屏幕，觀看屏面朝上。圖27是電腦200側視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上。(這是另一種設計，用來支持平板電腦狀態。在這個特殊的設計，對多段臂的長度有某種程度的限制。)第三個實施例圖28A-28B至圖33是本發明的第三個實施例。圖中電腦300把電腦200的側多段臂換成改進型的多段臂，第三個實施例是第二個實施例的改進。這是為了允許屏幕相對底座左右移動。圖28A是第三個實施例手提電腦(300)的透視圖。把電腦200的側多段臂(231和232)換成一對不同的多段臂(如圖28B所示)。第三個實施例是第二個實施例的改進，新的多段臂有兩個新增加的複合關節341和345(另一多段臂有關節342和346)。新增加的複合關節允許多段臂的中間段從電腦(300)的邊緣擺開，從而使屏幕往旁邊移動(如圖33所示)。往旁邊的移動使用了關節341、345、342和346的一個功能(表示為黑圈套白橫槓)。黑圏套白圏所代表的功能在於通過與中部關節343和344進行合作，摺疊和舒展長臂段333、335、334和336。第三個實施例電腦300不僅保留了第二個實施例電腦200的所有允許的位置和狀態，還允許屏幕往旁邊移動(共同觀看狀態)。圖28B是電腦200和多段臂231和232(圖18)以及一對代用多段臂的拆分視圖。把這一對代用多段臂換上就得到第三個實施例手提電腦(如圖28A所示)。圖29是電腦300的透視圖，電腦合上，多段臂摺疊。圖30是電腦300的透視圖。圖中電腦按常規方式打開，多段臂摺疊並停放在底座80的左右兩邊。圖31是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊並從電腦背後伸出去。這個位置可以從圖28A出發圍繞關節343和344摺疊多段臂來達到，這跟電腦按常規合上時多段臂的摺疊方向相反(如圖29所示)。圖32是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊從電腦背後伸出並橫向轉離電腦。從圖31出發，這個位置可以通過分別圍繞關節341和345轉動中間臂段333和335來達到(同時，圍繞關節342和346轉動中間臂段334和336)。這個位置把臂段333、335、334和336放在同一平面上。這是為圖33所示位置作準備。圖33是電腦300的透視圖。圖中電腦打開，多段臂伸開，屏幕升高，並朝電腦右方伸出去(從使用者的角度來看)。從圖32出發，這個位置可以通過同時移動臂段333和335還有臂段334和336來達到;這同時移動是可能的，因為圖32作準備時已經把它們調在同一平面上。第四個實施例圖34A-34C至圖39是本發明的第四個實施例。圖中電腦400有一條橋式多段臂。圖34A是手提電腦(400)的透視圖。手提電腦400有一條橋式多段臂，圖中屏幕升高並朝向用戶。手提電腦400包括屏幕90、底座80、以及一條橋式多段臂430。橋式多段臂臂段433和434分別連接底座上樞軸451和452,而中間臂段439連接到屏幕上的樞軸450。屏幕的視角可以通過臂段439相對於關節441和442的轉動來調整。屏幕可以圍繞樞軸450轉動。上部臂段431和432可同時調整(相似地，下部臂段433和434可同時調整)。調整側臂段就可以連續調整屏幕的高度和深度。調整幅度取決於這些側臂段的長度。通過控制底座87和屏幕98如何面向對方就可以把手提電腦安排到各種狀態。還有鎖用以防止多段臂意外地從底座和屏幕上脫落。(圖39表明多段臂如何從底座和屏幕上完全卸下。)另有機關控制這些末臂段分別圍繞樞軸450、451和452可以作多大轉動。圖34B是電腦400的一個變形的局部側透視圖。表明側臂段432和434如何相對關節和底座作調整。這一變形替換了屏幕和計算機400的橋式多段臂之間的連接機制。第圖34C是電腦400的另一變形，在這一變形，橋式多段臂連接到底座的後邊和屏幕的左右邊。圖35是電腦400的透視圖。電腦按常規方式打開。圖36是電腦400的透視圖。電腦按常規方式合上。圖37是電腦400的透視圖。圖中電腦打開，多段臂摺疊，屏幕背對用戶。從圖35出發，這個位置可以通過屏幕在樞軸450圍繞所連接的臂段轉動來達到。圖38是電腦400的側透視圖。圖中電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上。從圖37出發，這個位置可以通過屏幕向下合上來達到。圖39是電腦400的透視圖，圖中多段臂從電腦底座80及屏幕90上卸下來。第五個實施例第40A-40B圖至圖44是本發明的第五個實施例。圖中電腦500是電腦200的改進，它在電腦200的兩條多段臂上各加了一段。目的是為了表明側臂可以超過兩l殳。圖40A是手提電腦(500)的透視圖。電腦500有兩條側三段臂，圖中屏幕升高並朝向用戶。手提電腦500包括屏幕90、底座80、以及兩條三段臂分在左右兩側。手^是電腦500的可調性及允許的狀態與電腦200相同。圖41A顯示臂段、關節、以及樞軸是如何可調的，它們允許電腦500從當前位置轉換到圖41至圖44所示的各位置。圖40B是手提電腦(500)的變形，這一變形增加了一水平臂段連接左邊和右邊的多段臂。這把兩條分開的多段臂變成一條連接底座和屏幕的左右兩邊的橋式多段臂。在實際應用中，這條新增加的水平臂段提高了多段臂結構的穩定性。圖41A是手提電腦(500)的側透視圖。圖中屏幕升高並朝向用戶、鍵盤朝上。圖41B是手提電腦(500)的側透視圖。圖中屏幕升高並朝向用戶，鍵盤朝下(手寫輸入狀態)。這個位置可以從圖41A出髮根據以下幾步來達到首先底座圍繞樞軸554轉，舒展多段臂下兩段，然後在相反方向繞樞軸554略為摺疊他們，再繞樞軸552轉動屏幕。圖42是電腦(500)的側透視圖，電腦按常規方式合上，多段臂摺疊。圖43是電腦(500)的側透視圖，電腦合上，多段臂摺疊，屏幕朝上(平板電腦狀態)。圖44是電腦(500)的側透視圖，電腦合上，多段臂摺疊，底座停放在屏幕上面，鍵盤朝上(節省空間狀態)。屏幕的上升和屏幕視角的調節互相獨立在這部分，我們根據本發明描述可攜式計算機的幾個實施例。這些實施例有一種共同特點由於用於調節屏幕視角的旋轉軸與用於調節屏幕相對底座高度的旋轉軸互相不平行，屏幕視角的調節(屏幕向上轉向用戶，向下轉向底座)和屏幕與底座之間相對高度的調節是基本上獨立的。(在許多情況下，這些軸互相是垂直的。)這種特點簡化了多段臂機制的實現並令其容易使用。圖45所示的手提電腦(600)是本發明的第六個實施例。通過臂段633和634圍繞l關接643和連接樞軸652的相對轉動，多段臂可以張開和合攏，從而上下左右、移動屏幕。通過臂段631圍繞關節641的轉動，屏幕視角可以上下調節(屏幕向上對著用戶，向下對著鍵盤87)。屏幕通過連接樞軸651可以圍繞臂段631左右轉動；因此，當屏幕和底座摺疊在一起時，屏幕既可以面對底座(即常規筆記本關閉位置)或背對底座(平板電腦狀態)。這一實施例的一個特點是屏幕視角的調節與多段臂的張開和合攏是基本上的獨立行動，這是因為在這一實施例中支持的屏幕視角的旋轉軸(通過聯接641)與抬高屏幕的旋轉軸互相是垂直的。因為底座可以在與臂段634末端的連接處652圍繞臂段634轉動，鍵盤可以調到朝上或朝下(手寫輸入狀態)。手提電腦600有五條轉動軸用於臂段、屏幕和底座的相對轉動。如果連接樞軸651被不可旋轉的連接機制替換，這一手提電腦將有四條轉動軸，雖然不夠靈活，但它仍將支持打開，合上，屏幕視角調節和抬高屏幕的功能。圖46所示的電腦(601)是手提電腦(600)的一個變形，這一變形通過增加對稱部分提高多段臂的穩定性。這一變形保留了調節屏幕視角與抬高和降低屏幕基本上獨立的特點。注653可以是固定的連接以提高穩定性，也可以是可旋轉的連接樞軸以支持手寫輸入狀態。圖47所示的電腦(602)是手提電腦(600)的另一種變形，這一變形也是通過增加對稱部分提高多段臂的穩定性。這一變形保留了調節屏幕視角與抬高和降低屏幕基本上獨立的特點。連接機制654和655是樞軸。圖48所示的手提電腦(700)是本發明的第七個實施例。這臺計算機有兩條分開的結構相似的多^a臂。在這裡我們只需描述右邊的多段臂(從用戶的角度看)，左邊的多段臂有類似的結構與功能。右臂與屏幕連接在固定的連接點751，右臂與底座用連接樞軸752連接，臂段731和732可繞關節741相對轉動，這轉動用以調節屏幕的視角；臂段733和734可繞關節743相對轉動，這轉動用以升高和降低屏幕。圖49是電腦(700)的後面透視圖。電腦700在一個常規打開位置，多段臂摺疊並停放在電腦底座的後邊82。圖50是電腦(700)的後面透視圖。電腦700合上，多段臂摺疊並停放在電腦底座的後邊82,與底座的後邊平行。圖51，圖52和圖53是手提電腦(700)的三種變形。這些變形中的每一個，多段臂都是用連接樞軸連接到屏幕。多段臂機制的功能在計算機700，701，702和703中是相似的。防打翻糹幾制和底座前傾衝幾製圖54A-54C所示的防打翻機制和底座前傾機制可用於本發明所描述的可攜式計算機上。圖54A是可加到多段臂上的附加部分171和172。圖54B是防打翻機制也可接到底座。(173和174可轉動地連接底座。)圖54C顯示了173和174也可以用作底座前傾才幾制。注在本發明的防打翻才幾制的和底座前傾機制中，多段臂的附加部分(例如171、172、173和174)和它們在計算機的連接部件可以是可旋轉的，可滑動的，可摺疊的，不可摺疊的，可伸張，可撤回，可伸長，可縮短，可控制地拆開等等。在這裡需要特別指出的是在此所述的防打翻機制和底座前傾機制適用於本發明中所有可攜式計算機。本發明可用多種不同之形式來實施。在此描述的幾個實施例僅是為了說明本發明之原理，不應作為本發明之限制。這裡提出的實施方案是為了方便解釋本發明的原理及應用，以便在本
技術領域：
的技術人員可以有效地利用本發明及其不同的實施形式。本發明的保護範圍由權利要求書限定。權利要求1.一種可攜式電子裝置，包括(a)一底座，其包含有一個或更多輸入的表面；(b)一屏幕，其設有用以觀看的顯示屏幕；(c)一條多段臂，其包含兩條或多條連接在一起的臂段，至少二條前述連接在一起的臂段可以相對轉動；通過一些的相連臂段之間的相對轉動，前述多段臂可以張開；(d)前述多段臂至少有一臂段連接前述底座，還有至少一臂段連接前述屏幕；(e)一穩定機制，用以維持臂段、底座、與屏幕之間的相對位置；其特徵在於，其中多段臂的活動用於把前述屏幕和前述底座打開和合上，還用於把屏幕相對於底座的位置進行上下調整；另外在前述屏幕打開觀看時，視角可調。2.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，相對於底座預定的用法取向，前述多段臂的活動還用於對前述屏幕位置進行左右調整。3.根據權利要求2所述的一種電子裝置，其特徵在於，相對於底座預定的用法取向，前述多段臂的活動還用於對前述屏幕位置進行前後調整。4.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，在用於上述臂段與臂段、臂段與底座及臂段與屏幕之間相對轉動的轉軸中，至少包含兩條相互不平行的轉軸。5.根據權利要求4所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述轉軸中至少有兩條基本相互垂直。6.根據權利要求4所述的一種電子裝置，其特徵在於，進一步包括一種防打翻機制使上述的電子裝置打開時用於保持平衡。7.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，進一步包括一種底座前傾機制以部分地抬起底座並使底座前傾。8.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，當上述屏幕處於豎立觀看位置時，上述屏幕的視角用於沿一條垂直的轉軸調節。9.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述屏幕處於垂直觀看取向。10.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，其中多段臂可從底座或屏幕卸下。11.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，至少有四條轉軸用於臂段與臂段、臂段與底座及臂段與屏幕之間的相對轉動。12.根據權利要求11所述的一種電子裝置，其特徵在於，其中連接前述屏幕和前述底座的電線從前述多段臂中通過。13.根據權利要求11所述的一種電子裝置，並支持以下可選擇的功能(a)當屏幕和底座摺疊在一起時，用於讓觀看的螢幕面向上；(b)當屏幕和底座摺疊在一起時，用於讓鍵盤向上；(c)當屏幕按常規方式打開並處在觀看位置時，用於讓鍵盤向下。14.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述底座有相對於常規用法取向的後邊，當屏幕和底座合上時，多段臂可摺疊，摺疊在一起的多段臂傍靠著前述底座的後邊，並與前述底座後邊平行。15.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述底座有相對於常規用法取向的後邊，當屏幕按常規方式打開並處在觀看位置，屏幕近似垂直於底座但未升高時，多段臂摺疊並傍靠著前述底座的後邊停放。16.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述屏幕只直接和一條臂段相連；上述底座直接和兩條臂段相連。17.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，上述底座包含前邊(即用戶邊)、後邊、左邊(相對於前邊)和右邊；上述屏幕包含上邊、底邊(從用戶角度來看)、左邊、右邊；上述一條或更多條多段臂以下列方式之一連接上述底座和屏幕；(a)上述多段臂連接屏幕的底邊;及連接上述底座的左邊或右邊，或左右兩邊；(b)上述多段臂連接底座的後邊;及連接上述屏幕的左邊或右邊，或左右兩邊。18.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，某些上述臂段之間、上述臂段和上述屏幕之間以及上述臂段和上述底座的相對轉動被限定在預先決定的範圍之內。19.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，進一步地包含一個閉鎖機構以防止當屏幕和底座合上時，上述屏幕和上述底座意外地分離。20.根據權利要求1所述的一種電子裝置，其特徵在於，前述屏幕直接連接至少二條前述臂段;並且前述底座直接連接至少二條前述臂段。21.—種可攜式電子裝置，包括(a)—底座，其包含有一個或更多輸入的表面；(b)—屏幕，其設有用以觀看的顯示屏幕；(c)一條或更多條用於連接底座和屏幕的多段臂，每條前述的多段臂包含兩條或多條連接在一起的臂段，至少二條前述連接在一起的臂段可以相對轉動；通過一些的相連臂段之間的相對轉動，前述多段臂張開；其特徵在於，其中多段臂的活動用於把前述屏幕和前述底座打開和合上，還用於把屏幕相對於底座的位置進行上下調整;另外在前述屏幕打開觀看時，視角可調，並且用於調節上述視角的轉軸與用於臂段與臂段之間相對轉動的轉軸中的至少一條相互不平行。22.根據權利要求21所述的一種電子裝置，其特徵在於，在前述屏幕打開觀看時，視角可調，並且用於調節上述視角的轉軸與用於臂段與臂段之間相對轉動的轉軸中的至少一條相互垂直。23.根據權利要求21所述的一種電子裝置，其特徵在於，前述可攜式電子裝置含有兩條前述的多段臂。24.—種可攜式電子裝置，包括(a)—底座，其包含有一個或更多輸入的表面；(b)—屏幕，其設有用以觀看的顯示屏幕；(c)一條或更多條用於連接底座和屏幕的多段臂，前述的多段臂包含兩條或多條可轉動地連接在一起的臂段；其特徵在於，其中多段臂的活動用於把前述屏幕和前述底座打開和合上，還用於把屏幕相對於底座的位置沿著一條與輸入表面垂直的直線進行上下調整;另外，在打開前述屏幕觀看時，視角可調，並且用於調節上述視角的轉軸與用於臂段與臂段之間相對轉動的轉軸中的至少一條相互不平行。25.根據權利要求24所述的一種電子裝置，其特徵在於，其中連接前述屏幕和前述底座的電線從前述多段臂中通過。全文摘要本發明涉及一種用於支持手提電子裝置屏幕的多段臂，多段臂作為一種基本機制，用來支撐手提電腦的屏幕。多段臂用於手提電腦中，使得這臺手提電腦的屏幕可以相對於底座作上下、前後和左右方向的連續移動。這使得屏幕有許多觀看位置，並且在每個選定的觀看位置有許多視角。手提電腦的觀看取向可以是垂直的觀看取向或水平的觀看取向，並且手提電腦的底座可以前傾，以方便打字與散熱。防打翻機制可用於本發明的手提電腦。在手提電腦合上時，多段臂可以摺疊並停放在電腦的旁邊。多段臂還可以同屏幕和底座脫離。當屏幕和底座疊放在一起時，還可以控制它們如何互相面對，使得同一臺手提電腦可變換多種狀態。文檔編號G06F1/16GK101685325SQ200910203229公開日2010年3月31日申請日期2009年5月25日優先權日2008年5月24日發明者文兆方,陳少芬申請人:格高電腦技術有限公司