[0001] 本
申请涉及于2016年10月31日和2017年7月11日提交的、都题为“可调节倾斜机构”的美国临时申请No.62/415,021和No.62/530,941，并且要求其优先权权益，出于各种目的，其全部内容通过引用整体并入本申请。
技术领域
[0002] 本
发明涉及可调节倾斜机构，例如，配置用于使安装的物体、更具体为用户交互设备和/或监视器可调节地倾斜的可调节倾斜机构。
背景技术
[0003] 在
现有技术中已经公开了用于
支撑平板屏幕或平
板面板的显示器支撑装置。例如，在美国
专利No.9,277,812中公开了一种显示器支撑臂组件，出于各种目的，该专利的全部内容通过引用整体并入本申请。然而，仍然需要用于支撑各种物体和/或用户交互设备的改进的可调节倾斜机构，其可用于，例如，显示器支撑臂组件。
发明内容
[0004] 本发明的方案涉及可调节倾斜机构。根据本发明的一个方案，可调节倾斜机构包括：壳体，其限定倾斜轴线，以及相对于倾斜轴线垂直且不相交定向的调节轴线；以及
扭矩调节组件，其至少部分地设置在壳体内。扭矩调节组件包括：调节器，
定位成用于围绕由壳体限定的调节轴线旋转；
齿轮，定位成用于围绕由壳体限定的倾斜轴线旋转；以及偏置
弹簧，耦接到齿轮。齿轮操作性地耦接到调节器。壳体耦接到至少一个物体。
[0005] 根据本发明的另一方案，臂组件包括具有纵向轴线的臂和耦接到臂的可调节倾斜机构。可调节倾斜机构包括：壳体，其限定倾斜轴线，以及相对于倾斜轴线垂直且不相交定向的调节轴线；以及至少部分地设置在壳体内的扭矩调节组件。扭矩调节组件包括：调节器，定位成为了围绕由壳体限定的调节轴线旋转；齿轮，定位成用于围绕由壳体限定的倾斜轴线旋转；以及偏置弹簧，耦接到齿轮。齿轮操作性地耦接到调节器。可调节倾斜机构还包括耦接到壳体的至少一个适配器。臂组件还包括耦接到臂的安装板，安装板配置为支撑至少一个安装的物体。
[0006] 根据本发明的又一方案，推车组件包括推车和从推车延伸的臂组件。臂组件包括具有纵向轴线的臂和耦接到臂的可调节倾斜机构。可调节倾斜机构包括：壳体，其限定倾斜轴线，以及相对于倾斜轴线垂直且不相交定向的调节轴线；以及至少部分地设置在壳体内的扭矩调节组件。扭矩调节组件包括：调节器，定位成用于围绕由壳体限定的调节轴线旋转；齿轮，定位成用于围绕由壳体限定的倾斜轴线旋转；以及偏置弹簧，耦接到齿轮。齿轮操作性地耦接到调节器。可调节倾斜机构还包括至少一个耦接到壳体的适配器和耦接到臂的安装板。安装板配置用于支撑至少一个安装的物体。
附图说明
[0007] 当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本发明，其中相同的元件具有相同的附图标记。当存在多个类似元件时，可以将单个附图标记分配给多个类似元件，其中小写字母标记指代特定元件。当共同地指代元件或者指向非特定的一个或多个元件时，可以删除小写字母标记。这里要强调的是，根据惯例，除非另有说明，否则附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清楚起见，可以扩大或减小各种特征的尺寸。附图中包括以下图：
[0008] 图1是根据本发明的方案的具有铰接臂的推车的示意性侧视图；
[0009] 图2是根据本发明的方案的铰接臂的
实施例的立体图；
[0010] 图3是图2的铰接臂的侧视图；
[0011] 图4A-图4F是根据本发明的方案的连接到安装板的可调节倾斜机构的立体图、前视图、俯视图和侧视图；
[0012] 图5A-图5F是图4A的可调节倾斜机构的立体图、俯视图、仰视图和侧视图；
[0013] 图6A-图6C是图4A的可调节倾斜机构处于向上倾斜
位置、
水平倾斜位置和向下倾斜位置的侧视图；
[0014] 图7是图4A的可调节倾斜机构的俯视图；
[0015] 图8A-图8C是图7的可调节倾斜机构的横截面视图；
[0016] 图9A和图9B是图7的可调节倾斜机构的分解视图；
[0017] 图10A-图10G是图7的可调节倾斜机构的壳体的立体图、俯视图、仰视图和侧视图；
[0018] 图11A-图11C是图7的可调节倾斜机构的销的立体图、俯视图和侧视图；
[0019] 图12A-图12C是图7的可调节倾斜机构的偏置弹簧的立体图、俯视图和侧视图；
[0020] 图13A-图13D是图7的可调节倾斜机构的齿轮的立体图、俯视图和侧视图；
[0021] 图14A-图14D是图7的可调节倾斜机构的调节器的立体图、俯视图和侧视图；
[0022] 图15A-图15G是图7的可调节倾斜机构的适配器的立体图、侧视图、俯视图和仰视图；
[0023] 图16A-图16F是根据本发明的方案的臂组件的另一实施例的立体图、前视图、侧视图、后视图和横截面视图；
[0024] 图17A-图17C是图16A-图16E的臂组件处于向下位置的立体图、俯视图和仰视图；
[0025] 图17D-图17E是图16A-图16E的臂组件处于向下位置的后视图和横截面视图；
[0026] 图17F-图17H是图16A-图16E的臂组件处于向下位置的侧视图和横截面视图；
[0027] 图17I和图17J是图16A-图16E的臂组件处于向下位置的前视图和横截面视图；
[0028] 图18A是图16A-图16E的臂组件的分解视图；以及
[0029] 图18B是聚焦于图18A的可调节倾斜机构的展开视图。
具体实施方式
[0030] 本发明的方案涉及能够实现用户期望定位的可调节倾斜机构。例如，可调节倾斜机构可以有利地允许用户在组装之后，
修改由可调节倾斜机构施加的
载荷和/或扭转
力，以实现物体相对于可调节倾斜机构的期望定位和/或
稳定性。在本发明的另一个方案，可调节倾斜机构并入铰接臂中，用于理想地定位被安装物体(例如，显示器)。然而，在本发明的另一方案，可以预期推车组件可以配置成包括一个或多个臂组件，该臂组件具有可调节倾斜机构，用于将物体相对于推车定位在期望的位置。
[0031] 在本发明的一个实施例中，可调节倾斜机构30包括壳体100和扭矩调节组件118，壳体100限定倾斜轴线101和相对于所述倾斜轴线101垂直且不相交定向的调节轴线103，扭矩调节组件118至少部分地置于壳体100内。扭矩调节组件118包括：调节器130，定位成用于围绕由壳体100限定的调节轴线103旋转；齿轮120，定位成用于围绕由壳体100限定的倾斜轴线101旋转；以及偏置弹簧140，其耦接于齿轮120。齿轮120操作性地耦接到调节器130。可调节倾斜机构118还包括至少一个适配器180，适配器180耦接到壳体100并且配置成用于将壳体100耦接到安装板190。
[0032] 图1示出了配置用于支撑物体的推车10的实施例。推车10可以通过具有一个或多个轮子、滑轨(slider)等来配置用于移动。虽然推车10可以适于支撑为了医疗用途的一个或多个物体(例如，用户交互设备、监视器等)，但是在其他实施例中可以推车10配置用于支持工业、商业或个人物体，诸如设施、工具、显示器、监视器、
键盘等。通过具有耦接到推车10的表面或内部部分的臂组件(例如，臂组件20)，推车10可以支撑一个或多个物体。耦接到推车10的臂组件可以被设计为包括本申请所讨论的本发明的一个或多个方案。
[0033] 图2和3示出了根据本发明的方案的示例性的、非限制性的臂组件及其部分。臂组件20具有纵向轴线21。臂组件20可配置成包括四杆布置，至少一个气体支柱，一个或多个旋转旋轴/
螺柱，以及配置用于耦接到物体(例如，推车10、
墙壁、桌子、
天花板等)的支撑安装部分。臂组件20可包括美国专利申请No.9,277,812和美国临时申请No.62/304,617中公开的显示器支撑臂组件的一个或多个部件或特征，出于各种目的通过参考将其全部内容整体并入本文。
[0034] 图5A-图5F示出了根据本发明的方案的非限制性的、示例性的可调节倾斜机构及其部分。作为总体概述，可调节倾斜机构30包括壳体100、扭矩调节组件118和至少一个适配器180。
[0035] 参见图7-图8C所示，可调节倾斜机构30包括限定了倾斜轴线101和调节轴线103的壳体100。调节轴线103相对于倾斜轴线101垂直且不相交定向。可以预期，调节轴线103可以基本上相对于倾斜轴线101垂直且不相交定向，以便在合理的误差范围内和/或使得扭矩调节组件(例如，扭矩调节组件118)是能操作的，如下面进一步讨论的。然而，在一个实施例中，调节轴线103相对于倾斜轴线101垂直且不相交定向。在该实施例中，倾斜轴线101基本上水平定向，而调节轴线103基本上竖向定向。
[0036] 参照图10A-图10G，壳体100描绘了沿倾斜轴线101延伸(例如，从壳体100的一侧102a延伸到壳体100的相对侧102b)的倾斜容器104。例如，壳体100可具有从102a侧至102b侧延伸的内表面106，其描绘了倾斜容器104。内表面106可以由一个或多个表面形成，和/或可以包括突起和/或卡位部。如图10A和图10D所示，在一个实施例中，内表面106包括凹槽，该凹槽配置成用于固定一个或多个至少部分地置于壳体100内的部件，诸如，凹槽107配置成旋转地固定至少一个扭矩元件158。在另一个实施例中。如图16A-图17J所示，倾斜容器
104延伸穿过壳体200和臂42的端部，和/或可以由壳体200和臂42的端部限定。
[0037] 壳体100还可以描绘沿着调节轴线103延伸的调节容器108，调节容器108例如从壳体的底表面112b延伸到壳体100的顶表面112a或者从壳体100的顶表面112a延伸到壳体100的内部部分。调节容器108经由孔109与倾斜容器104连通。应当理解，参考图示实施例的定向，“顶部”、“底部”或其他方向关系的参考的使用是为了方便，而不是描述严格和排他性的位置关系。换句话说，图中所示的装置可以定向在各种位置。
[0038] 壳体100还可以限定旋转容器110，旋转容器110沿旋
转轴线111延伸，用于容纳旋轴。优选地，旋转容器110不延伸穿过壳体100，而是从顶表面112a或底表面112b延伸到壳体100内的旋转容器110的终端表面。然而，在一个实施例中，旋转容器延伸穿过壳体100，例如，从壳体100的顶表面112a到底表面112b。旋转容器110可以容纳旋轴，以可旋转地将可调节倾斜机构30耦接到被耦接的物体，诸如臂组件20。
[0039] 参见图4A-图4F和图15A-图15G，可调节倾斜机构30包括至少一个适配器180，适配器180配置成将壳体100耦接到安装板190上。适配器180包括具有耦接表面186的主体部分184和设置在壳体100的倾斜容器104内的支撑部分188。在图15G所示的实施例中，耦接表面
186限定两个
螺纹孔，以容纳用于将安装板190固接到适配器180的螺钉。支撑部分188从主体部分184延伸到内表面182。在一个实施例中，内表面182限定用于容纳偏置弹簧(例如，偏置弹簧140的端部142)的保持器183。
[0040] 参见图7-图8C所示，可调节倾斜机构30包括至少部分地设置在壳体100内的扭矩调节组件118。扭矩调节组件118包括齿轮120、调节器130和偏置弹簧140。如图8A-图8C所示的实施例中，扭矩调节组件118的齿轮120和偏置弹簧140通过销150支撑在壳体100中，销150延伸穿过倾斜容器104。
[0041] 参考图11A-图11C所示的实施例，销150具有沿轴线151延伸的外表面152，其形成圆柱形状。优选地，销150定位在倾斜容器104内，使得销150的轴线151相对于壳体100的倾斜轴线101同轴。销150可以耦接到至少一个适配器180。销150的外表面152可以具有一个或多个带槽部分154和/或一个或多个平滑部分156。带槽部分154适于将销150可旋转地固定到可调节倾斜机构30的另一个部件，诸如适配器180。例如，在所示实施例中，销150在一个端部处耦接到第一适配器180a并且在第二端部处耦接到第二适配器180b，使得适配器180的旋转或倾斜调节使销150旋转。通过例如形成用于
粘合剂的匣(pocket)、促使卷曲、
变形为产生摩擦密封等方式，带槽部分154可以相对于适配器180旋转地固定销150。在一个实施例中，带槽部分154可以对应于适配器180的倾斜保持器189中的凹槽。销150例如通过耦接到适配器180a和/或180b并且至少部分地设置穿过沿齿轮120的轴线延伸的通道，相对于壳体100支撑齿轮120。在一个实施例中，齿轮120和销150与壳体100的倾斜轴线101共轴。
[0042] 至少一个扭矩元件158可以耦接到销150和/或由销150支撑。扭矩元件158可以至少部分地定位在壳体100内，以抵抗销150相对于壳体100的旋转。在一个实施例中，扭矩元件158的一部分连接到壳体100，以相对于壳体100围绕倾斜轴线101旋转地固定扭矩元件158。如图10D所示，倾斜容器104的内表面106可以形成凹槽107，凹槽107适于容纳扭矩元件
158的端部，用于相对于壳体100围绕倾斜轴线101旋转地固定扭矩元件158。在如图17G、图
18A和图18B所示的另一实施例中，扭矩元件268的端部固定地耦接到臂42的端部，使得扭矩元件268与销250产生摩擦(例如，通过
接触销150或250)以抵抗臂42围绕倾斜轴线201的旋转。
[0043] 扭矩元件158中的一个或多个可以是不对称的扭矩元件，用于在一个旋转方向(例如，围绕倾斜轴线101)上相对于其他旋转方向提供不对称量的抵抗力。另外地和/或替代地，扭矩元件158中的一个或多个可以是系统的扭矩元件158，用于提供系统量的抵抗力，而不管旋转方向如何。
[0044] 如图12A-图12D的实施例中所示，偏置弹簧140具有第一端142a和第二端142b。虽然偏置弹簧140是如图12A-12D中所示的实施例的螺旋扭转弹簧，但是偏置弹簧可以是另一种类型的弹簧，用于在可调节倾斜机构30的两个或更多个部件(例如，适配器190相对于壳体100)之间偏置和/或提供旋转力。在一个实施例中，偏置弹簧140是
螺旋弹簧。在另一个实施例中，偏置弹簧140是
扭杆弹簧(例如，扭杆平衡)。
[0045] 参考图13A-图13D中的实施例，齿轮120具有带齿部分122、主体部分124和延伸部分126。然而，在一个实施例中，齿轮120由一个或多个耦接的段形成(例如，带齿部分122可以是单独的段，其耦接到主题部分)。带齿部分122包括操作性地连接到调节器130的齿123。带齿部分122可以整体地连接到主体部分124和/或延伸部分128。
[0046] 主体部分124包括用于容纳销150的通道。通道可以适于使得销150相对于壳体100径向地固定齿轮120。例如，主体部分124和销150的外表面152之间的接触可以适于产生最小量的摩擦，从而促进主体部分124的旋转，同时使齿轮120的
旋转轴线与倾斜轴线101对齐，例如，同轴。另外地和/或替代地，主体部分124可以被配置成接触倾斜容器104的内表面106，例如，以将齿轮120径向固定在壳体100的倾斜容器104内。通过将齿轮120径向固定在倾斜容器104内，销150和/或主体部分124促进齿轮120和调节器130之间的操作连接，并减少/防止断开。主体部分124还可以具有侧表面126，侧表面126具有适于容纳偏置弹簧140的端部142的保持器127。
[0047] 如图13B所示，延伸部分126从主体部分124的侧表面126延伸。虽然延伸部分126和主体部分124在图13A和图13B中作为单个整体部件示出，但是在另一个实施例中，齿轮120的带齿部分122、主体部分124和延伸部分128是可分离的部件。延伸部分126可以具有小于主体部分124的圆周和/或直径D1的圆周和/或直径D2。延伸部分126可以配置成具有适合于将齿轮120轴向固定在倾斜容器104内的长度L1。例如，如图8B和8C所示，延伸部分126可以从主体部分124延伸长度L1，使得延伸部分126的末端部分129在可调节倾斜机构30组装时接触适配器180。在一个实施例中，组装可调节倾斜机构30时，齿轮120具有从倾斜容器104的内表面106的突起延伸到适配器180的长度L2，使得齿轮120轴向固定。通过将齿轮120轴向固定在倾斜容器104内，延伸部分126促进齿轮120和调节器130之间的操作连接，并减少/防止断开。
[0048] 参见图14A-图14D，示出了调节器130的实施例。调节器130可以配置为适于驱动和/或旋转齿轮120的
蜗杆驱动齿轮。调节器130包括适于容纳工具的头部132和驱动部分134。虽然头部132在图14A所示中示出为六边形突起，但是头部132可以是形成其他形状的突起和/或是适于容纳工具的凹槽。在所示实施例中，驱动部分134包括螺纹。优选地，螺纹具有螺纹比，该螺纹比基本上减小和/或防止齿轮120从驱动调节器130旋转。螺纹比可以基于齿轮120施加到调节器130的预期最大载荷来配置。在一个实施例中，调节器130适于抵抗由齿轮120施加的载荷下的旋转，该载荷高达12磅，更优选地高达15磅，更优选高达25磅，更优选高达50磅，等等。
[0049] 调节器130定位成围绕由壳体100限定的调节轴线103旋转，例如位于调节容器108内。优选地，调节器130沿轴向和径向固定在调节容器108内。例如，调节器130可轴向固定在壳体100的内壁和/或调节容器108的终端138和保留器136之间。替代地，调节器130可轴向固定在两个或更多个保留器之间，例如，在具有从壳体100的顶表面112a延伸到底表面112b的调节容器的实施例中。保留器136可具有孔137，用于容纳头部132和/或工具。如图14C和图14D所示，调节器130具有延伸穿过其中的通道131。
[0050] 调节器130通过孔109操作性地耦接到齿轮120，孔109从调节容器108延伸到倾斜容器104。调节器130的驱动部分134和/或齿轮120的带齿部分122可以至少部分地设置在孔109内，以操作性地耦接调节器130和齿轮120。调节器130和齿轮120可以作为蜗杆齿轮组件操作，由此调节器130绕调节轴线103旋转，以驱动齿轮120绕倾斜轴线101旋转。
[0051] 当调节器130驱动齿轮120旋转时，可以增加和/或减小由偏置弹簧140施加的载荷。例如，偏置弹簧140可具有固接到适配器180的第一端142a和固接到齿轮120的第二端，使得齿轮120相对于适配器180的旋转增加或减少偏置弹簧140的缠绕量。在图8C所示的该实施例中，偏置弹簧142的一端142容纳在齿轮120的侧表面126的保持器127内，而另一端容纳在适配器180的内表面182的保持器183内。优选地，由偏置弹簧140施加的载荷可以是从最小值1磅调整，更优选从5磅调整，或更优选从12磅调整。而且，优选地，由偏置弹簧140施加的载荷可以从最大值50磅调节，或更优选地从15磅调节。然而，偏置弹簧140施加的负载可以选择为任何值，包括低于1磅的值和高于50磅的最大值。由偏置弹簧140施加的载荷优选地作为扭转力施加，用于使适配器180和/或销150相对于壳体100围绕倾斜轴线101旋转和/或抵抗旋转。可调节倾斜机构30和扭矩调节组件118，有利地允许在可调节倾斜机构30、臂组件20或推车10完全组装之后，调节由偏置弹簧140施加的载荷。
[0052] 图16A-图18B示出了具有可调节倾斜机构50的臂组件40的另一个非限制性实施例。虽然臂组件40和可调节倾斜机构50类似于臂组件20和倾斜机构30，但是臂组件40和可调节倾斜机构50包括本申请公开和在相应附图中示出的差异。因此，当与臂组件20和倾斜机构30类似时，可以省略臂组件40和可调节倾斜机构50的各种细节。
[0053] 参见图16A-图17J所示，臂组件40包括臂42，臂42具有耦接到
基座46的第一端部43a和耦接到安装板48的第二端部43b。臂42可经由可调节倾斜机构50耦接到基座46和/或安装板48。例如，在图16A所示的实施例中，臂42在第一端部43a处至少通过可调节倾斜机构
50耦接到基座46，并且在第二端部43b处至少通过接合部分44连接到安装板48。然而，在另一个实施例中，臂42在第一端部43a处耦接到第一可调节倾斜机构50并且在第二端部43b处连接到第二可调节倾斜机构50。基座46可以适于耦接到墙壁、桌子或任何其他支撑件。安装板48可以适于耦接到显示器、监视器或任何其他物体。
[0054] 可调节倾斜机构50包括限定倾斜轴线201和调节轴线203的壳体200。壳体200可由一个或多个壳体
外壳200a和200b和/或臂42的第一端部43a形成。类似于可调节倾斜机构30，调节轴线203可以相对于倾斜轴线201基本垂直且不相交定向。倾斜轴线201可以延伸穿过倾斜容器204，倾斜容器204由壳体外壳200a和/或200b的一个或多个表面和/或臂42的第一端部43a的一个或多个部件限定。虽然在图18B所示的实施例中，倾斜容器204延伸到两个壳体外壳200a和200b中以及延伸穿过的臂42的第一端部43a的若干部件，但是倾斜容器204可以配置成仅延伸到壳体200的一部分和/或臂42的第一臂部分43a中。调节轴线203可以延伸穿过由壳体外壳200a和/或200b的一个或多个表面限定的调节容器208。然而，在一个实施例中，调节器230和容器208仅设置在臂42的第一端部43a内。
[0055] 与可调节倾斜机构30相似的，可调节倾斜机构50包括驱动齿轮220(例如，齿部分222、主体部分224和延伸部分228)旋转的调节器230。当齿轮220旋转时，偏置弹簧240的缠绕量可以增加或减少。例如，偏置弹簧240可具有固接到臂42的第一端部43a的第一端242a和固接到齿轮220的延伸部228的第二端242b，使得齿轮220的旋转增加或减小由偏置弹簧
240(例如，偏置弹簧240a和/或240b)施加到臂42的第一端部43a的载荷。虽然偏置弹簧240的第一端242a耦接和/或附接到臂42的第一端部43a的突起45，并且偏置弹簧240的第二端
242b固定在保持器227内，保持器227由图16F所示实施例中的齿轮220的延伸部分228的表面限定，但是偏置弹簧240的端部242可通过机械装置(例如螺钉、夹具、
焊接等)或通过非机械装置(诸如粘合剂等)耦接到臂42的第一端部43a和齿轮220的延伸部分228。另外和/或替代地，由偏置弹簧240施加的载荷可以作为扭转力施加，用于臂42和/或销250相对于壳体
200围绕倾斜轴线201旋转和/或抵抗旋转。
[0056] 虽然本申请参考具体实施例示出和描述了本发明，但是本发明并不限于所示的细节。而是，可以在
权利要求的等同范围内对细节进行各种修改而不脱离本发明。
