影碟机的前面板翻盖装置及其制造方法以及影碟机

摘要

一种影碟机的前面板翻盖装置，包括翻盖、半凸轮结构和弹簧片，半凸轮结构设置在翻盖上，而弹簧片设置在前面板上，所述翻盖通过其半凸轮结构与弹簧片配合而实现翻盖的开合过程，其中所述半凸轮结构的形状与将所述翻盖在开合过程中自重的力矩变化和与之配合的弹簧片的力矩变化相结合而得到的运动轨迹一致，其中所述翻盖在开合过程中自重的力矩变化的计算公式为Md＝Pd×Ld，而所述弹簧片的力矩变化计算公式为Ms＝Ps×Ls，将翻盖和弹簧片的力矩变化相结合而得到的运动轨迹就是半凸轮结构的形状，其计算公式为：M＝nMs+Md，以及制造该装置的方法和设置该装置的影碟机。

说明书

技术领域

本发明涉及影碟机前面板的翻盖装置及其制造方法以及影碟机，具体地说，涉及通过半凸轮结构和弹簧片的配合来控制开合的影碟机的前面板翻盖装置及其制造方法以及利用该装置的影碟机。

背景技术

影碟机是由数字视频技术、数字声频激光唱盘技术与计算机技术相结合而产生的声像设备，集中了激光技术、数字技术、精密加工技术等。它的型号众多、升级换代的速度非常快，其主要包括VCD播放器、超级VCD播放器、DVD播放器、可刻写DVD播放器、EVD播放器、HVD播放器等。随着家庭影院的不断发展，影碟机的技术也在不断进步，现有的影碟机例如DVD影碟机可以实现多格式的图像、声音的播放，并可以对电视节目、网络数据等进行实时下载、阅读、编辑、刻录、保存等功能，因此，需要在影碟机上安装许多实现这些功能的操作按钮和诸如图像、声音等端子接口，同时还需要影碟机具有优美的外形和纤巧的大小尺寸。因此，为了在影碟机的前面板表面安排下这些按钮和接口端子，同时保证外观的简约美观，现有的做法就是在前面板上安装翻盖，从而将这些按钮和端子等设置在影碟机的内部，当翻盖关闭时，能够与前面板融为一体，而需要使用这些按钮或端子时，将翻盖打开即可。

前面板翻盖是一种旋转式的部件，其与影碟机的配合方式主要包括：卡块配合、阻尼齿轮-吸铁石配合和弹簧片配合等。当按钮和端子不多时，前面板翻盖为小型部件，用卡块与影碟机配合即可。

但是，当按钮和端子不断增多时，翻盖的长度和宽度也不断增加成为大型部件时，卡块配合因其无法实现量产中的公差控制并且手感不好而不适合大型部件；而阻尼齿轮-吸铁石构造，由于需要安装的零部件比较多，不但增加成本，而且由于影碟机的薄型化发展趋势，其空间内已经无法放入更多的阻尼齿轮系统，因此也不适合用于前面板翻盖中。

利用弹簧片来控制前面板翻盖的开合是可行的方法。图1是现有技术中利用弹簧片来控制前面板翻盖的工作原理示意图，其中图1-A是前面板翻盖闭合时的示意图，图1-B是翻盖打开过程中弹簧片处于最大变形量时的示意图，以及图1-C是翻盖完全打开时的示意图。如图1A所示，前面板翻盖装置包括翻盖1、卡钩2、弹簧片3、前面板4和转轴5。其中卡钩2设置在翻盖1的底部，具有A和B两面，并且这两面形成一个夹角，转轴5设置在前面板4的底部，翻盖1通过卡钩2与转轴5的配合而设置在前面板4的外侧；弹簧片3设置在前面板4的内侧，为三段式结构，从上至下以o点和x点为分界点而分成a、b和c三段，并且a段和b段之间以o点为拐点而形成一定角度，而b段和c段之间以x点为拐点而形成一定的角度，且三段之间圆滑过渡。其中a段为固定段，用于将弹簧片固定在前面板4上；而b段和c段分别是翻盖1打开和关闭时，分别与卡钩2的接触段。如图1-A所示，当翻盖1闭合时，卡钩2的A面与弹簧片的c段接触，此时c段产生顺时针的力F而迫使翻盖1处于闭合状态；如图1-B所示，卡钩2的A面与B面形成的夹角为α，当翻盖1打开时，翻盖1以转轴5为支点向外翻转，卡钩2与弹簧片的接触面也从A面经过α夹角而逐渐过渡到B面，同时弹簧片3则以o点为支点而旋转，与卡钩2的接触面也逐渐从c段经过拐点x而过渡到b段，当卡钩2的α角恰好与弹簧片的x点相接触时，弹簧片形成最大变形量，并形成突变；如图1-C所示，当翻盖1完全打开时，此时卡钩2的B面与弹簧片的b段相接触，此时b段产生逆时针的力F而迫使翻盖处于打开状态。

但是，这种装置的缺点在于：1)由于采用三段式结构，弹簧片在翻盖的运动过程中会产生很大的变形量，而如此大的变形量可能会超出弹簧片的最大应力值，从而导致使用过程中弹簧片失效。而减小变形量的唯一方法是弹簧片整体后移，但这样一来会影响开合时的稳定性。2)由于途中有突变，手感很不好。打开与闭合时都需要手部施加较大的力，且打开与闭合时前面板翻盖与前面板有较大的碰撞，也就是说动作会比较激烈。3)这样的设计通常只需要打开、闭合、中间突变处三个代表状态的分析，中间部分的过程一般忽略不计，这样会缺少渐变状态的力矩分析，从而很难在设计中进行调整使过程尽量完善。4)弹簧片b段和c段的夹角是一个很重要的技术参数，但三段式的弹簧片在量产中很难控制其稳定性，尤其是带有圆滑过度的b段和c段的夹角，造成整机在量产时的产品性能不稳定。

因此，需要一种前面板翻盖装置，该装置能够克服上述缺点，使前面板翻盖打开与关闭时弹簧片的变形量处于其额定变形量内，并且弹簧片都能处于稳定状态，从而延长该装置的使用寿命；而且该装置的手感良好，当翻盖打开一定角度时，将手松开，翻盖在弹簧片的作用下可以自动恢复闭合状态，继续打开至一定角度后翻盖可在自身重力下完全打开。

还需要一种制造该装置的方法，该方法不但简化了弹簧片的构造，而且能够确保翻盖和弹簧片在打开和关闭时配合良好，并且性能稳定，从而保持品质的稳定。

还需要一种使用该翻盖装置的影碟机，该影碟机的翻盖操作手感好，外形美观，品质恒定，使用寿命长。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种影碟机的前面板翻盖装置，该装置能够克服现有技术存在的缺陷，延长该装置的使用寿命，并且使使用者获得良好的手感。

本发明的另一个目的是提供一种制造影碟机的前面板翻盖装置的方法，该方法不但能够简化工艺，而且保持品质的稳定。

本发明的另一个目的是提供一种利用该前面板翻盖装置的影碟机，该影碟机操作手感好，外形美观，品质恒定，使用寿命长。

根据本发明的一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，包括翻盖、半凸轮结构和弹簧片，半凸轮结构设置在翻盖上，而弹簧片设置在前面板上，其特征在于所述翻盖通过其半凸轮结构与弹簧片配合而实现翻盖的开合过程，其中所述半凸轮结构的形状与将所述翻盖在开合过程中自重的力矩变化和与之配合的弹簧片的力矩变化相结合而得到的运动轨迹一致，其中所述翻盖在开合过程中自重的力矩变化的计算公式为Md＝Pd×Ld，其中Md代表翻盖自重产生的力矩，Pd代表翻盖的自重，Ld代表自重的重力力臂；而所述弹簧片的力矩变化计算公式为Ms＝Ps×Ls，其中Ms代表弹簧片弹力产生的力矩，Ps代表弹簧片的弹力，Ls代表弹力的力臂，将翻盖和弹簧片的力矩变化相结合而得到的运动轨迹就是半凸轮结构的形状，其计算公式为M＝nMs+Md，其中M代表翻盖和弹簧片的力矩变化相结合的结果，n代表影碟机前面板上所设置的弹簧片的数量。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，其中所述半凸轮结构设置在翻盖的底部，并且与翻盖成为一体化部件。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，其中所述设置在前面板上的弹簧片的数量为至少1个，因此相应的设置在翻盖上的半凸轮结构的数量为至少1个。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，其中所述弹簧片的材料为金属弹片。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，其中所述弹簧片为不锈钢。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机的前面板翻盖装置，其中所述弹簧片为包括a和b的两段式结构，其中a段为弹簧片的固定段，b段为弹簧片的运动段。

根据本发明的一个实施方式的制造影碟机的前面板翻盖装置的方法，其步骤如下：

a.弹簧片的制造：弹簧片分成a和b两段，其中a段为固定弹簧片的固定段；b段为与翻盖的半凸轮结构配合的运动段，通过设定b段末端与a段的距离L₁以及b段偏离a段的距离L₂而确定b段的长度以及a段和b段的夹角；

b.将所述弹簧片通过a段固定在前面板上；

c.半凸轮结构的确定：

c-1.计算弹簧片的力矩变化：根据公式Ms＝Ps×Ls，其中Ms代表弹簧片弹力产生的力矩，Ps代表弹簧片的弹力，Ls代表弹簧片的力臂，计算弹簧片的力矩变化；

c-2.计算翻盖的力矩变化：根据公式Md＝Pd×Ld，其中Md代表翻盖自重产生的力矩，Pd代表翻盖的自重，Ld代表翻盖自重的重力力臂，计算翻盖由于自重而产生的力矩变化；

c-3.将翻盖和弹簧片的力矩变化相结合：根据公式M＝nMs+Md，其中M代表翻盖和弹簧片的力矩变化相结合的结果，n代表影碟机前面板上所设置的弹簧片的数量，而得到半凸轮结构的运动轨迹，从而确定半凸轮结构的形状；

d.将所述半凸轮结构固定在所述翻盖上，并成为一体化的部件。

根据本发明的一个实施方式的影碟机，设置有本发明的前面板翻盖装置。

根据本发明的另一个实施方式的影碟机，其中所述影碟机为DVD播放器和可刻写DVD播放器。

根据本发明的影碟机的前面板翻盖装置克服了现有技术的缺陷，而且制造简单，使用方便，性能稳定，而设置有该装置的影碟机操作手感好，外形美观，品质恒定，使用寿命长。

附图说明

图1是现有技术的翻盖装置的示意图，其中图1-A是前面板翻盖处于闭合状态时的示意图，图1-B是翻盖打开过程中弹簧片处于最大变形量时的示意图，以及图1-C是翻盖完全打开时的示意图；

图2是本发明的一个实施方式的翻盖装置的示意图；

图3是本发明的另一个实施方式的弹簧片的示意图；

图4是本发明的另一个实施方式的弹簧片的弹力力矩的示意图；

图5是本发明的另一个实施方式的翻盖的重力力矩的示意图；

图6是本发明的另一个实施方式的弹簧片弹力和翻盖重力的力矩变化曲线图；

图7是结合图6中弹簧片弹力和翻盖重力的力矩变化而得到的运动轨迹示意图；

图8是本发明的另一个实施方式的影碟机的示意图，其中8-A是影碟机的前面板翻盖装置闭合时的俯视图，图8-B是影碟机的前面板翻盖装置打开后的前面板示意图，图8-C是影碟机翻盖打开后的翻盖示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行更详细的说明。

图2是本发明的一个实施方式的翻盖装置的示意图。如图所示，前面板翻盖装置包括翻盖1、弹簧片3、和半凸轮结构5，其中翻盖1设置在前面板4的外侧，从而遮盖前面板4上的影碟机的接口或端子(图中未示出)，翻盖1的底部为半凸轮结构5，并且翻盖1和半凸轮结构5为一体化部件，弹簧片3设置在前面板4的内侧，分成a和b两段，两段间有一夹角，并且平滑过渡，其中a段在上，用于固定弹簧片3，b段在下，用于和翻盖1的半凸轮结构5配合而实现翻盖的翻转开合。由于半凸轮结构5与弹簧片3的配合，翻盖1按照逆时针方向翻转打开，按照顺时针方向翻转闭合。

图3是本发明的另一个实施方式的弹簧片的示意图，如图所示，弹簧片分成a段和b段，其中a段用于固定弹簧片，b段用于与半凸轮结构配合，其中a段与b段形成的夹角以及b段的长度L通过设定L₁和L₂而确定。在本发明中，对于弹簧片的材料没有特别限制，只要具有弹性的金属片均可以在本发明中采用，当然，由于不锈钢材料自身具有的耐腐蚀性等优点，优选使用不锈钢材料。

在前面板翻盖的运动过程中，除了人在开启和关闭翻盖时所施加的力以及由此产生的力矩外，主要是弹簧片弹力所产生的力矩以及翻盖自重产生的力矩。图4和图5分别是本发明的另一个实施方式的弹簧片的弹力以及翻盖的重力的力矩示意图。图4示出了弹簧片3的b段产生的弹力Ps的方向以及相应力臂Ls，弹簧片弹力产生的力矩计算公式为Ms＝Ps×Ls，其中Ms代表弹簧片弹力产生的力矩，Ps代表弹簧片的弹力，Ls代表弹簧片的力臂；图4示出了翻盖1的自重Pd的方向以及相应的重力力臂Ld，自重产生的力矩计算公式为Md＝Pd×Ld，其中Md代表翻盖自重产生的力矩，Pd代表翻盖的自重，Ld代表翻盖自重的重力力臂，计算翻盖由于自重而产生的力矩变化。

图6是弹簧片弹力和翻盖重力的力矩变化曲线图，其中横坐标代表0到90度内弹簧片弹力以及翻盖自重的力矩变化方向，以及纵坐标N代表力矩的大小。其中，弹簧片的弹力的计算过程如下：(1)根据公式δ＝3EtS/2L²，计算弹簧片的应力；(2)根据公式Ps＝3Ebt³δ/12L³计算弹簧片的弹力，其中t代表弹簧片的厚度，S代表弹簧片的变形量，b代表弹簧片的宽度，L代表弹簧片运动部分的长度，以及E代表弹簧片的弹性系数。对于不同材料的弹簧片而言，弹簧片的厚度、宽度以及弹性系数等均不同，可以根据实际的需要进行调整。由此得到弹簧片在与半凸轮结构配合过程中弹力的变化，从而根据公式Ms＝Ps×Ls计算弹力产生的力矩，其中Ms代表弹簧片弹力产生的力矩，Ps代表弹簧片的弹力，Ls代表弹簧片的力臂。如图所示，在翻盖开启过程中的0度到90度方向，弹簧片的弹力力矩变化方向是从顺时针向逆时针的渐变过程。

根据公式Md＝Pd×Ld，其中Md代表翻盖自重产生的力矩，Pd代表翻盖的自重，Ld代表翻盖自重的重力力臂计算翻盖的力矩变化。对于不同材料和不同形状和尺寸的翻盖而言，其自重以及重力力矩均会发生改变。如图所示，在本实施方式中，在翻盖开启过程中的0度到90度方向，翻盖的重力力矩始终为逆时针方向。可以理解，由于翻盖的形状、大小是由实际需要的外观确定，因此翻盖的自重以及重心发生的改变会导致力矩随之发生改变，因此翻盖的力矩方向也可以为开始为逆时针方向而后逐渐转变成顺时针方向。而且，尽管在本实施方式中，翻盖的开启角度为0到90度，但是翻盖的开启角度也可以超过90度或低于90度，均落入本发明的范围内。

图7是结合图6中弹簧片弹力和翻盖重力的力矩变化而得到的运动轨迹示意图。由于在本实施方式中，影碟机前面板上设置了两个弹簧片，即n＝2，因此图中的曲线为结合这两个弹簧片的力矩与翻盖自重的重力力矩而得到的变化曲线，即M＝2Ms+Md，因为半凸轮结构与弹簧片相对应，因此在本实施方式中，半凸轮结构也相应的为两个。可以理解，在本发明中，弹簧片的数量至少为1个，其相应的半凸轮结构也至少为1个，均根据实际需要确定。根据图中M的运动轨迹的变化得到本实施例中的半凸轮结构的形状。

图8是影碟机的示意图，其中8-A是影碟机的前面板翻盖装置闭合时的俯视图，如图所示前面板翻盖1的尺寸和形状设计与前面板4的尺寸一致，因此当翻盖关闭时，不但能将前面板上的按钮和端子(图中未示出)等设置在翻盖的内部，而且与前面板浑然一体，外观简洁美观；图8-B是影碟机的前面板翻盖装置打开后的前面板示意图，其中前面板上设置了两个弹簧片3，并且分别设置在前面板4的左右两侧；图8-C是影碟机翻盖打开后的翻盖示意图，相应地半凸轮结构5也为两个，分别设置在翻盖1的左右两侧，与弹簧片相互配合，从而实现其开关。当然，前面板上设置的弹簧片的位置和数量以及相对应的前面板上的半凸轮结构的位置和数量根据实际的需要而设定，例如当翻盖的自重增加时，可以增加弹簧片的数量等，而没有限制。当翻盖打开一定角度时，将手松开，翻盖在弹簧片的作用下可以自动恢复闭合状态，继续打开至一定角度后翻盖可在自身重力下完全打开，从而获得良好的手感。

虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明，本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。