узел соединения корпуса компьютера и откидной панели дисплея (варианты)

Формула изобретения

1. Узел соединения корпуса компьютера и откидной панели дисплея, содержащий кинематическое соединение, звенья которого связывают откидную панель с задней частью корпуса компьютера с фиксацией их взаимных положений, и кабель, соединяющий электронные устройства корпуса и откидной панели, отличающийся тем, что кинематическое соединение выполнено в виде сферического шарнира, закрепленного в углу откидной панели для обеспечения ориентирования экрана дисплея в различных направлениях.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что кабель соединения электронных устройств проложен с внешней стороны шарнира.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что кабель соединения электронных устройств проложен в полостях звеньев шарнира.

4. Узел соединения корпуса компьютера и откидной панели дисплея, содержащий кинематическое соединение, звенья которого связывают откидную панель с задней частью корпуса компьютера с фиксацией их взаимных положений, и кабель, соединяющий электронные устройства корпуса и откидной панели, отличающийся тем, что кинематическое соединение предназначено для ориентирования экрана дисплея в различных направлениях и включает несколько кинематических пар, которые имеют не менее двух перекрещивающихся осей вращения, по меньшей мере одна из осей вращения непараллельна плоскости экрана дисплея, одно из крайних звеньев кинематического соединения закреплено на корпусе, а другое крайнее звено закреплено на участке откидной панели, охватывающем экран дисплея.

5. Узел по п. 4, отличающийся тем, что по крайней мере одна кинематическая пара выполнена в виде сферического шарнира.

6. Узел по п.4, отличающийся тем, что по крайней мере две кинематические пары имеют по одной оси вращения, которые перекрещиваются между собой, а одна из осей вращения направлена под углом не менее 5^o к плоскости экрана дисплея.

7. Узел по п.4, или 5, или 6, отличающийся тем, что кинематическое соединение выполнено в виде двух шарниров, соединенных кронштейном.

8. Узел по п.4 или 5, отличающийся тем, что кинематическое соединение выполнено в виде двух сферических шарниров, соединенных кронштейном.

9. Узел по п.4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что кабель соединения электронных устройств проложен в полостях звеньев кинематического соединения.

10. Узел по п.4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что кабель соединения электронных устройств проложен с внешней стороны кинематического соединения.

11. Узел по п.4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что кабель соединения электронных устройств проложен частично с внешней стороны кинематического соединения, частично в полостях его звеньев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности, к конструкциям электронно-вычислительных машин (компьютеров), комплектующихся плоским, например, жидкокристаллическим дисплеем, размещаемым на откидной панели, подвижно соединенной с корпусом компьютера.

В настоящее время известны компьютеры, изготовленные в виде неразделимого при работе моноблока, включающего плоский, например, жидкокристаллический дисплей, электронные, электронно-механические и электрические устройства, обеспечивающие ввод, хранение, обработку и вывод информации, в том числе на дисплей компьютера. Перечисленные устройства размещаются в двух, подвижно соединенных между собой частях компьютера : в корпусе и на откидной панели, при этом на откидной панели размещается дисплей компьютера. Откидная панель и размещаемый на ней дисплей обычно имеют прямоугольную форму и взаимно соответствующую ориентацию сторон. Подобное техническое решение описано в патенте СССР 1836675, G 06 F 1/00, 1993 (1).

В известном из (1) компьютере откидная панель с дисплеем крепится в задней части корпуса компьютера посредством одноподвижной вращательной кинематической пары с фиксацией угловых положений откидной панели относительно корпуса. Электрическое подключение дисплея, размещаемого на откидной панели к электронным устройствам, находящимся в корпусе компьютера, производится проводкой гибкого электрического кабеля. Задняя, удаленная от пользователя при работе часть корпуса компьютера обычно определяется по отношению к устройству ввода информации (клавиатуре) или другим устройствам, установленным на корпусе компьютера и обращенным при работе к пользователю.

Такое техническое решение позволяет использовать откидную панель с дисплеем в качестве крышки, закрывающей в нерабочем положении компьютера устройства ввода информации (клавиатуру), а также обеспечить при работе возможность ориентирования экрана дисплея в направлении пользователя компьютером. Ориентирование экрана дисплея в направлении пользователя производится путем разворота корпуса компьютера вместе с присоединенной к нему откидной панелью с дисплеем, фиксируемого обычно за счет внутреннего трения в кинематической паре, соединяющей откидную панель и корпус компьютера.

Таким образом, в устройстве (1) узел соединения корпуса и откидной панели дисплея содержит кинематическое соединение, звенья которого связывают откидную панель с задней частью корпуса с фиксацией их взаимных положений и кабель, соединяющий электронные устройства корпуса и откидной панели.

Описанное техническое решение является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного технического решения является то, что в нем изменение ориентации экрана дисплея ограничено поворотом вокруг цилиндрического шарнира. Вместе с тем известно, что использование только такого поворота экрана не позволяет во всех случаях обеспечить наилучшую с эргономической точки зрения форму представления на экране дисплея как символьной, так и графической информации.

Обеспечение широкого варьирования ориентации экрана дисплея имеет большое значение для пользователей. Это дает возможность пользователю получать полноэкранную информацию при варьировании ориентации листа разрабатываемых документов от портретной к ландшафтной и обратно. Реализация такой функции предполагает выполнение процедур изменения ориентации экрана дисплея компьютера, а так же изменение ориентации экранного представления выводимой на дисплей информации. В связи с этим представляется необходимым определение используемых понятий: ориентация экрана дисплея и ориентация экранного представления выводимой на дисплей информации.

Экран дисплея компьютера представляет собой прямоугольную плоскую поверхность на которой формируется изображение, с отношением короткой и длиной сторон, равным обычно 3:4. Таким образом варьирование ориентации экрана дисплея предполагает варьирование ориентации, плоскости и границ экрана. Ориентацию экранного представления выводимой на дисплей информации можно определить по стороне экрана, параллельной направлению вывода на экран дисплея строк символов, в том числе строк экранного меню пользовательских программ. Если длинная сторона экрана дисплея является параллельной направлению вывода строк символов, такую ориентацию экранного представления выводимой на дисплей информации будем считать горизонтальной, в противном случае - вертикальной.

В свою очередь, ориентация экрана дисплея определяется по отношению к базовой плоскости, на которой устанавливается портативный компьютер, по отношению к которой также ориентируется при работе пользователь. Горизонтальной в этом случае считается ориентация экрана, при которой длинная сторона экрана параллельна указанной плоскости. Если эта плоскость является параллельной короткой стороне экрана, такую ориентацию экрана дисплея будем считать вертикальной.

Вместе с тем можно отметить, что задача обеспечения варьирования экранного представления выводимой на дисплей информации принципиально уже решена и технически реализуется путем использования специализированного программного обеспечения, так называемых драйверов дисплея. Среди драйверов дисплея известны такие, которые обеспечивают получение горизонтального и вертикального представления выводимой на дисплей информации. Кроме того, известны типы пользовательского программного обеспечения например, текстовых или графических редакторов, допускающих возможность поворота на экране дисплея изображения разрабатываемых документов, что позволяет отказаться от переустановки драйверов дисплея в процессе изменения ориентации экрана дисплея. Таким способом можно добиться требуемой экранной ориентации разрабатываемого документа при вертикальной ориентации экрана дисплея, но это будет сопровождаться поворотом на 90 градусов меню пользовательской программы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание новой конструкции узла соединения корпуса компьютера и откидной панели дисплея, позволяющего максимально расширить диапазон возможных ориентаций экрана.

Конкретный технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей компьютера и повышении удобства его в эксплуатации.

Указанный результат достигается благодаря тому, что кинематическое соединение корпуса и панели в первом варианте изобретения выполнено в виде сферического шарнира, закрепленного в углу откидной панели для обеспечения ориентирования 1 экрана дисплея в различных направлениях. Во втором варианте изобретения кинематическое соединение корпуса и панели предназначено для ориентирования экрана дисплея в различных направлениях и включает несколько кинематических пар, которые в совокупности имеют не менее двух перекрещивающихся осей вращения, по меньшей мере одна из осей вращения непараллельна плоскости экрана дисплея, одно из крайних звеньев кинематического соединения закреплено на корпусе, а другое крайнее звено закреплено на участке откидной панели, охватывающем экран дисплея. В этом варианте изобретения по крайней мере одна из пар выполнена в виде сферического шарнира или две кинематические пары имеют по одной оси вращения, которые перекрещиваются между собой, а одна из осей вращения направлена под углом не менее 5^o к плоскости экрана дисплея или кинематическое соединение может быть выполнено в виде двух шарниров, соединенных кронштейном, оба шарнира могут быть сферическими.

В обоих вариантах изобретения кабель соединения электронных устройств может быть проложен с внешней стороны кинематического соединения или в полостях его звеньев, а во втором варианте кабель соединения электронных устройств может быть проложен частично с внешней стороны кинематического соединения, частично в полостях его звеньев.

Примерами промышленной применимости изобретения являются узлы соединения корпуса компьютера и откидной панели дисплея, представленные на фиг.1-14.

На фиг. 1 изображен общий вид компьютера с откидной панелью дисплея; на фиг. 2 - первый вариант изобретения (по п.1 формулы); на фиг. 3-10 - разновидности второго варианта изобретения (по п.4 формулы); на фиг. 11-14 - различные виды проводки гибкого кабеля.

Узел соединения корпуса портативного компьютера и откидной панели дисплея содержит корпус 1, откидную панель 2 с дисплеем 3, кинематическое соединение 4 и кабель 5, соединяющий электронные устройства корпуса и откидной панели. Кинематическое соединение в первом варианте изобретения выполнено в виде сферического шарнира 6, звенья которого соединяют откидную панель 2 с корпусом 1 с фиксацией их взаимных положений за счет трения в кинематической паре. Шарнир 6 закреплен в углу откидной панели 2 и на задней части корпуса 1. Для корпуса 1 и откидной панели 2, имеющих совмещающиеся при закрытом положении края, угловое крепление шарнира 6 к откидной панели 2 однозначно определяет также угловое крепление шарнира 6 к корпусу 1 (фиг.1 и 2).

При использовании данного варианта решается проблема обеспечения практически любого угла ориентации экрана дисплея в направлении пользователя, определяемого только возможностями конструкции сферического шарнира. Данная конструкция узла соединения позволяет также ориентировать экран дисплея в сторону сторонних наблюдателей, что целесообразно при проведении презентаций документов и других изображений с экрана дисплея. Однако, использование сферического шарнира связано с другим недостатком, вызванным несимметричностью расположения экрана относительно корпуса.

Этот же недостаток присущ и конструкции по второму варианту изобретения, в которой кинематическое соединение выполнено в виде двух цилиндрических шарниров 7 с пересекающимися осями, установленных в углу задней части корпуса (фиг.3).

Для компенсирования указанного недостатка сферический шарнир 6 должен быть дополнен кинематической поступательной парой 8 (фиг.4), допускающей перемещение экрана вдоль задней стороны корпуса 1 компьютера. Не менее полезной, с точки зрения обеспечения удобства восприятия информации с экрана дисплея, является возможность изменения высоты его расположения, особенно при развороте экрана с изменением высоты расположения его центра. Это достигается использованием кинематической пары 8, связывающей кинематические вращательные пары, закрепленные на корпусе и панели (фиг.5, 6 и 7). Кинематическая пара 8 может быть только поступательной, а может быть и вращательной и поступательной, обеспечивая возможность разворота откидной панели 2 вокруг ее оси.

При этом кинематические вращательные пары могут быть выполнены в виде цилиндрических шарниров 7 (фиг.5 и 6) или одного сферического шарнира 6 и одного цилиндрического шарнира 7 или двух сферических шарниров 6 (фиг.7).

Высокая степень подвижности откидной панели дисплея достигается и при выполнении кинематического соединения в виде двух шарниров, соединенных кронштейном 9 (фиг.8, 9 и 10).

Шарниры могут быть разными: один сферический 6, другой цилиндрический 7 (фиг. 8) и одинаковыми, например, оба сферические 6 (фиг.9 и 10) или оба цилиндрические.

Во втором варианте изобретения одно из крайних звеньев кинематического соединения, т. е. первое звено кинематической цепи от корпуса 1 к панели 2 прикреплено к задней части корпуса. Причем, в любой из его частей, например, в углу, как на фиг. 3, 5, 6, или в средней части, как на фиг. 7, 8, 9, 10 при наличии кронштейна 9 или кинематической пары 8, связывающих шарниры 6 и 7. Другое из крайних звеньев, т.е. последнее в кинематической цепи от корпуса 1 к панели 2, прикреплено к той части откидной панели 2, которая охватывает экран дисплея, например, в нижнем углу панели 2 при ее горизонтальной ориентации, как на фиг.3, 4, 7, 8, 9, 10, или в верхнем углу при такой же ориентации панели как на фиг.5 и 6. За счет такой установки крайних звеньев кинематической цепи обеспечивается с одной стороны, компактность компьютера при сложенной панели, а с другой стороны обеспечивается возможность получить и использовать максимальную подвижность откидной панели с дисплеем для изменения положения откидной панели относительно корпуса и ориентирования ее в любом направлении, наиболее удобном для восприятия информации с дисплея как при горизонтальной, так и при вертикальной ориентации его экрана.

Электрическое соединение электронных устройств, размещаемых в корпусе и на откидной панели компьютера производится посредством гибкого кабеля. Кабель может быть проложен с внешней стороны кинематического соединения, например так, как это изображено на фиг. 3, где гибкий кабель 5 имеет запас длины для обеспечения изменения ориентации откидной панели 2, или как на фиг. 11, где гибкий кабель 5 неплотно навит на подвижное звено 10 кинематической пары 8. На фиг. 11 звено 10 закреплено на откидной панели 2, а неподвижное звено 11 на корпусе 1 компьютера. За счет неплотности навивки кабеля обеспечивается свобода перемещения звена 10 в звене 11. Более защищенным кабель - 5 будет при прокладывании его в полостях звеньев кинематического соединения, например так, как это показано на фиг.12, 13 и 14.

На фиг. 12 изображена проводка кабеля 5 в полости сферического шарнира 6; на фиг. 13 - проводка кабеля 5 через узел соединения откидной панели с корпусом, содержащий кинематическую вращательную пару (цилиндрический шарнир 7). Кабель проложен внутри вращающегося звена 12, закрепленного на откидной панели 2, а неподвижное звено 13 шарнира закреплено на корпусе 1 компьютера; на фиг. 14 - проводка кабеля 5 в полости звеньев вращательно-поступательной кинематической пары. Кабель проложен с неплотной навивкой, чтобы обеспечивать свободное поступательное перемещение и вращение подвижного звена 14 скрепленного с панелью 2 относительно неподвижного звена 15, закрепленного на корпусе 1 компьютера.

Для работы с компьютером раскрываются фиксаторы сложенного положения откидной панели и она поворачивается в рабочее положение, когда экран дисплея будет сориентирован в направлении наилучшего восприятия отраженной на нем информации пользователем. За счет наличия кинематических пар с несколькими степенями свободы, обеспечивающими как вращение, так и поступательное перемещение экрана относительно корпуса и пользователя, можно добиться ориентирования экрана дисплея практически в любом направлении, причем, как при горизонтальной так и при вертикальной ориентации самого экрана.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности компьютера и повысить удобство его в эксплуатации.