CN113562322B - 收纳盒和收纳盒的开合装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种开合装置及包括该开合装置的收纳盒。收纳盒还包括盒盖与盒体,盒盖与盒体通过该开合装置转动连接。该开合装置包括翻转件、支架和推力机构,支架固定在收纳盒的盒体内;翻转件与收纳盒的盒盖固定,并与支架转动连接;推力机构安装于支架,并与翻转件转动连接;在盒盖相对盒体打开的过程中,盒盖的张角大于临界角度,推力机构驱动翻转件带动盒盖继续打开;在盒盖相对盒体闭合的过程中,盒盖的张角小于临界角度,推力机构驱动翻转件带动盒盖继续闭合。本申请的方案能实现收纳盒的半自动开合。
Description
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种用于收纳电子产品的收纳盒,以及收纳盒的开合装置。
背景技术
耳机充电盒是一种能够对无线耳机进行收纳和充电的产品。常规耳机充电盒在开合过程中需要用户持续施力,可能难以做到半自动开合。
发明内容
本申请技术方案提供了一种收纳盒和收纳盒的开合装置,可以使收纳盒半自动开合。
第一方面,本申请技术方案提供了一种收纳盒,收纳盒包括盒盖、盒体和开合装置,其中:开合装置包括翻转件、支架和推力机构,支架固定在盒体内;翻转件与盒盖固定,并与支架转动连接;推力机构安装于支架,并与翻转件转动连接;在盒盖相对盒体打开的过程中,盒盖的张角大于临界角度,推力机构驱动翻转件带动盒盖继续打开;在盒盖相对盒体闭合的过程中,盒盖的张角小于临界角度,推力机构驱动翻转件带动盒盖继续闭合。
收纳盒用于收容电子设备,该电子设备包括但不限无线耳机、音乐播放器、智能手表或手环、手机、平板电脑、可穿戴电子血压计、电子罗盘、数码相机。收纳盒可以仅具有收容电子产品的作用,还可以具有电气功能,例如与电子产品通信、电能储存和对电子产品充电等电气功能。
盒盖通过开合装置与盒体可转动地连接。盒盖的壁可以围成具有开口的腔体。盒盖可以扣合在盒体上,使收纳盒呈闭合状态;盒盖也可以盒体的一侧为支点相对盒体张开,使收纳盒开启。盒盖的张角指盒盖从闭合位置张开到某位置时,盒盖所转过的角度。例如可以取盒盖上的任一平面或任一直线边作为基准边,这条基准边所转过的角度可以为张角。盒体可作为收纳盒的机械结构主体,还可以作为收纳盒的电气功能主体(当收纳盒具有电气功能时)。
支架可以固定在盒体内,盒盖打开时支架可以被遮挡而不可见。支架可以具有任意合适的结构,例如开放的盒状结构。翻转件可以固定在盒盖的内壁。翻转件可以通过转轴结构与支架转动连接,该转轴结构例如可以是与翻转件连为一体的转轴部,该转轴部可转动地插入支架上的转轴孔,使翻转件与支架形成转动连接。转轴部与转轴孔的位置可以互换,例如,转轴部可以连接在支架上,而转轴孔开设在翻转件上。或者,该转轴结构可以是单独的转轴,该转轴穿过支架与翻转件上的转轴孔,实现翻转件与支架的转动连接。翻转件与支架的转动连接,能够实现盒盖相对盒体的转动。
推力机构可以由若干部件连接而成,部件之间能产生机构运动,使推力机构向翻转件输出推力。推力机构的一端可以固定在支架上,另一端可以与翻转件转动连接。
在用户施力打开盒盖的过程中,在盒盖的张角大于临界角度的情况下(包括张角刚好大于临界角度的情况,以及张角超过临界角度较多的情况),推力机构能够驱动翻转件带动盒盖继续沿打开的方向转动,直到盒盖完全打开。此过程中用户无需施力,盒盖也能自动张开。人手若轻触盒盖,能体验到被牵引的感觉,盒盖向人手提供助力反馈。
反之,在用户施力关闭盒盖的过程中,在盒盖的张角小于临界角度的情况下(包括张角刚好小于临界角度的情况,以及张角小于临界角度较多的情况),推力机构能驱动翻转件带动盒盖继续沿闭合的方向转动,直到盒盖完全闭合。此过程中用户无需施力,盒盖也能自动关闭。人手若阻止盒盖闭合,能体验到被阻碍的感觉,例如,盒盖向人手提供阻力反馈。
因此,本方案的收纳盒通过设置开合装置,能够实现盒盖的半自动化打开与闭合,还可以向用户提供力反馈,从而提升了用户体验,增加了产品竞争力。
在第一方面的一种实现方式中,推力机构包括推力组件和连接板,推力组件安装于支架,连接板的相对两端分别与推力组件以及翻转件转动连接。其中,推力组件向连接板施加推力。
其中,推力为恒定方向的推力。
其中,当所述盒盖的张角为所述临界角度时,所述连接板的相对两端的两个轴心以及所述翻转件的轴心共直线,所述推力的作用线与所述直线重合或平行。
本方案中,推力组件可以由若干部件连接而成,部件之间能产生机构运动,使推力组件向连接板输出推力。推力组件的推力可以沿恒定方向,该推力的大小可以变化。推力组件的一端可以固定在支架上,另一端可以与连接板转动连接。在盒盖的转动过程中,连接板的一端受到盒盖的带动,使连接板绕自身另一端的轴心转动。连接板可作为推力机构中的传动件,连接板在转动过程中将推力组件的推力传递给翻转件。当盒盖转动到临界角度时,翻转件也转动到临界位置,连接板的相对两端的两个轴心以及翻转件的轴心共直线,推力组件施加的推力经过这三个轴心。此时,该推力对连接板没有转矩,连接板对翻转件也没有转矩。考虑到翻转件与盒盖具有惯性,虽然此时不再受转矩作用,但翻转件与盒盖将会沿之前的转动方向(闭合的方向或打开的方向)继续转动。因此,本方案通过设计包括推力组件与连接板的推力机构,能够实现盒盖的半自动化打开与闭合。并且,此种推力机构结构简单,传动精确,量产性好。
在第一方面的一种实现方式中,推力组件包括导杆、滑动套筒和弹性件;导杆固定于支架;滑动套筒套在导杆上并沿导杆滑动,滑动套筒与连接板的一端转动连接;弹性件的相对两端分别与滑动套筒与支架抵接;弹性件沿导杆弹性伸缩,并向滑动套筒施加弹力,以使滑动套筒向连接板施加推力。本方案中,导杆可以呈细长的杆状,其一端固定在支架上。滑动套筒基本可以呈中空的筒状,其可滑动地套在导杆的外周壁。弹性件例如可以是弹簧,弹性件穿设在导杆上。弹性件是推力组件的推力来源。此种推力组件结构简单,便于设计和制造,传动精确。
在第一方面的一种实现方式中,滑动套筒包括套筒和套筒轴;套筒套在导杆上并沿导杆滑动;套筒轴凸设在套筒的周侧面,套筒轴与连接板的一端转动连接;弹性件的一端与套筒抵接。套筒可以基本呈空心柱状,例如空心圆柱状。该周侧面指套筒的周向外表面,该周向外表面环绕套筒的内腔。此种结构的滑动套筒能够很好地将弹性件的弹力传递至连接板,实现推力组件对连接板的可靠驱动。而且此种滑动套筒结构简单,量产性好。
在第一方面的一种实现方式中,导杆包括相连的杆体与限位部,杆体远离限位部的一端固定于支架;滑动套筒套在杆体上并能沿杆体滑动,滑动套筒位于限位部与弹性件之间,弹性件能沿杆体弹性伸缩。此种结构的导杆能够很好地对弹性件进行导向,确保弹性件的弹力基本上始终沿杆体的延伸方向,进而保证推力组件的推力的方向恒定。而且此种导杆结构简单,量产性好。
在第一方面的一种实现方式中,翻转件包括第一转动部与第二转动部;第一转动部与盒盖固定连接,并与支架转动连接;第二转动部固定连接于第一转动部的端部;推力机构与第二转动部转动连接。
本方案中,第一转动部可以基本呈板状或片状。第一转动部可以固定在盒盖的内壁。第一转动部靠近第二转动部的一端可以加厚,在第一转动部的此处可以开设转轴孔,该转轴孔用于安装转轴(翻转件通过单独的转轴与支架转动连接)。翻转件的轴心位于第一转动部。第二转动部基本可以呈柱状,例如为圆柱状轴。对于翻转件而言,盒盖与连接板分别是两个动力部件,其中盒盖能带动翻转件绕第一转动部处的轴心转动;推力机构(具体例如可以是连接板)在第二转动部处向翻转件施加推力,使翻转件具有绕轴心转动的趋势。具有此种结构的翻转件可能相当于一个“跷跷板”,能够很好地承受推力机构的推力以及盒盖的作用力,可靠地实现盒盖的半自动化打开与闭合。而且此种结构的翻转件结构简单,量产性好。
在第一方面的一种实现方式中,第二转动部包括阶梯轴,阶梯轴包括相连的轴肩与轴端,推力机构与轴端转动连接。本方案中,第二转动部为圆柱轴,轴肩的直径大于轴端的直径。轴肩能对推力机构(例如其中的连接板)进行定位和限位,确保推力机构与翻转件的可靠连接。
在第一方面的一种实现方式中,支架围成具有开口的安装腔,开口朝盒体的外部;支架包括第一侧壁与底壁;第一侧壁与开口相对;底壁与第一侧壁相连并形成钝角,底壁远离盒盖;推力机构位于安装腔内,导杆竖立并固定于底壁。本方案中,此种结构的支架便于推力机构从该开口装入支架内,能使开合装置的结构紧凑,增强对推力机构的防护。导杆可以基本沿垂直于底壁的方向延伸。将底壁与第一侧壁设计成以钝角连接的设计,可以使导杆保持设定的安装姿态,使弹性件的形变方向沿设定方向,进而使盒盖的临界角度与最大张角满足产品需要。
在第一方面的一种实现方式中,支架还包括第二侧壁与第三侧壁;第二侧壁与第三侧壁分别连接在第一侧壁的相对两侧,第二侧壁与第三侧壁均与底壁连接,第二侧壁与第三侧壁上均开设第一转轴安装孔;翻转件部分位于安装腔内,翻转件位于安装腔内的部分具有第二转轴安装孔;开合装置包括转轴,转轴穿过第二转轴安装孔以及两个第一转轴安装孔。此种结构的支架能对推力机构进行良好地收容,能使开合装置的结构紧凑,增强对推力机构的防护。翻转件与支架相连的部分位于支架内,这样既可以增强翻转件的这部分的防护,又可以使翻转件的这部分在盒盖打开时被遮挡而不可见,保证收纳盒的内部简洁整齐。
在第一方面的一种实现方式中,盒体包括外壳及安装在外壳内的固定架,固定架具有收纳腔,收纳腔用于收容无线耳机。本方案中的收纳盒可以是无线耳机收纳盒。用户在日常中会随身携带并频繁使用无线耳机收纳盒。由于该无线耳机收纳盒具有该开合装置,使得盒盖能半自动开合,因此增强了用户体验,增加了产品竞争力。
在第一方面的一种实现方式中,临界角度可以为一个范围,例如临界角度为25°-45°。该临界角度的取值符合人机工程学,能较好地匹配用户的使用习惯。可以理解的,临界角度也可以为一个角度,例如30°、40°或者45°等角度。
在第一方面的一种实现方式中,翻转件包括第一转动部与第二转动部;第一转动部的一部分伸入盒盖内,并与盒盖的内壁固定连接;第一转动部的另一部分位于盒盖外,并与支架转动连接;第二转动部与另一部分固定连接;连接板有两个,两个连接板分别位于第二转动部的相对两侧,每个连接板的一端均与第二转动部转动连接,每个连接板的另一端均与滑动套筒转动连接。
本方案中,具有此种结构的翻转件相当于一个“跷跷板”,能够很好地承受推力机构的推力以及盒盖的作用力,可靠地实现盒盖的半自动化打开与闭合。而此种结构的翻转件结构简单,量产性好。设置两个连接板能稳定、可靠地将推力组件的推力传递至翻转件。
第二方面,本申请的技术方案提供了一种开合装置,开合装置包括翻转件、支架和推力机构;翻转件与支架转动连接;推力机构安装于支架,并与翻转件转动连接;翻转件沿预设方向转动到临界位置,推力机构能驱使翻转件沿预设方向继续转动。
本方案中,该开合装置可应用在收纳盒中。该开合装置可以是上述第一方面中的开合装置,该开合装置中的部件可以与上述第一方面中的对应部件相同。其中,该预设方向可以是顺时针方向或逆时针方向。当翻转件位于该临界位置时,盒盖的张角为该临界角度。
本方案中,在翻转件沿使盒盖打开的方向转动到临界位置的情况下,推力机构能驱动翻转件沿先前的方向继续转动,使盒盖继续沿张开的方向转动。在翻转件超过该临界位置的情况下,推力机构仍继续驱使翻转件沿先前的方向转动,使盒盖持续张开直到完全打开。
反之,在翻转件沿使盒盖闭合的方向转动到临界位置的情况下,推力机构能驱使翻转件沿先前的方向继续转动,使盒盖继续沿闭合的方向转动。在翻转件超过该临界位置的情况下,推力机构仍继续驱使翻转件沿先前的方向继转动,使盒盖持续关闭直到完全闭合。因此,本方案的开合装置能够使收纳盒的盒盖实现半自动化打开与闭合。
第三方面,本申请的技术方案提供了一种无线耳机的收纳盒,包括:盒盖、盒体和开合装置,开合装置连接盒盖和盒体;盒体具有用于收容无线耳机的收纳腔;开合装置包括支架、导杆、滑动套筒、弹簧、连接板、翻转件和转轴;其中,支架固定在盒体内;支架包括上壁、底壁,以及连接在上壁与底壁之间的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁,上壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及底壁围成具有开口的安装腔;上壁靠近盒盖,底壁远离盒盖,第一侧壁与开口相对,第二侧壁与第三侧壁分别连接于第一侧壁的相对两侧;底壁上开设导杆安装孔;第二侧壁与第三侧壁上均开设第一转轴安装孔;导杆包括相连的限位部和杆体,限位部位于杆体的一端,杆体远离限位部的一端固定在导杆安装孔内;限位部与杆体均呈圆柱状,限位部的轴向长度小于杆体的轴向长度,限位部的直径大于杆体的直径;滑动套筒包括相连的套筒和两个套筒轴;套筒呈空心圆柱状;套筒套在杆体上,并沿杆体滑动,套筒的内径小于限位部的直径;两个套筒轴连接分别连接在套筒的周向上的相对两侧;弹簧穿在杆体上,滑动套筒将限位部与弹簧隔开;弹簧的相对两端分别与套筒及底壁抵接;连接板有两个,每个连接板的相对两端均呈圆弧形;每个连接板的相对两端均分别开设第一通孔与第二通孔,第一通孔与第二通孔的中心连线为连接板的轴对称线;两个连接板平行间隔且分别位于套筒的相对两侧,一个第一通孔与一个套筒轴对应形成转动配合;翻转件包括第一转动部与第二转动部;第一转动部的一部分伸入盒盖内,并与盒盖的内壁固定连接;第一转动部的另一部分位于安装腔内,并与支架转动连接;另一部分开设第二转轴安装孔;第二转动部与另一部分固定连接;第二转动部包括两个圆柱轴,一个圆柱轴与一个第二通孔对应形成转动配合;转轴穿过两个第一转轴安装孔与第二转轴安装孔,以将翻转件与支架转动连接;在所述盒盖相对所述盒体打开的过程中,在所述盒盖的张角大于临界角度的情况下,所述弹簧受压而推动所述套筒,所述套筒轴推动所述连接板,所述连接板推动所述翻转件带动所述盒盖沿打开的方向继续转动;在所述盒盖相对所述盒体闭合的过程中,在所述盒盖的张角小于所述临界角度的情况下,所述弹簧受压而推动所述套筒,所述套筒轴推动所述连接板,所述连接板推动所述翻转件带动所述盒盖沿闭合的方向继续转动。
本方案的无线耳机的收纳盒,用户在日常中可以随身携带和频繁使用。由于该无线耳机收纳盒具有该开合装置,使得盒盖能半自动开合。另外,还可以向用户提供力反馈,因此增强了用户体验,增加了产品竞争力。
附图说明
图1是本实施例的收纳盒在闭合状态下的一种整体结构示意图;
图2是图1的收纳盒在开启状态下的整体结构示意图;
图3是图1的收纳盒在闭合状态下的另一种整体结构示意图;
图4是图3中的收纳盒的A-A剖视结构示意图;
图5是图4中B处的局部放大结构示意图;
图6是图3中的收纳盒的分解结构示意图;
图7是图6中的收纳盒的开合装置的分解结构示意图;
图8是表示图7中的开合装置的部分部件的组装关系的示意图;
图9是图8中的开合装置的翻转件的结构示意图;
图10是图4中B处的开合装置的受力分析示意图;
图11是本实施例的收纳盒的盒盖的张角为临界角度时的结构示意图;
图12是图11中B处的局部放大结构示意图;
图13是图11中B处的开合装置的受力分析示意图;
图14是本实施例的收纳盒的盒盖完全打开时的结构示意图;
图15是图14中B处的局部放大结构示意图。
具体实施方式
本申请以下实施例提供了一种收纳盒,可以用于收容电子产品。该电子产品包括但不限于无线耳机、音乐播放器、智能手表或手环、手机、平板电脑、可穿戴电子血压计、电子罗盘、数码相机等。当然,该收纳盒也可以用于收纳其他便携式设备。以下将以该收纳盒用于收纳无线耳机为例进行描述。
图1示出了呈闭合状态的收纳盒10在一种透视视角下的示意性结构,图2为图1中的收纳盒10打开后的示意性结构,图3是图1的收纳盒10在另一透视视角下的示意性结构。
如图1和图2所示,本实施例的收纳盒10可以包括盒盖11和盒体12,盒盖11能够相对盒体12转动以扣合在盒体12上或远离盒体12,从而实现收纳盒10的闭合或开启。盒盖11与盒体12均可以具有弧形表面,盒盖11扣合在盒体12上时,盒盖11与盒体12可以近似拼接成圆饼状,使得收纳盒10具有圆润的外观与手感。
如图2所示,盒体12作为收纳盒10的机械结构主体和电气功能主体,例如盒体12可以包括外壳122、固定架121和电子组件(未示出),其中固定架121和电子组件均可以位于外壳122内。固定架121用于固定无线耳机20,其可以具有与无线耳机20的表面形状适配的结构,以将无线耳机20可靠地固定。例如图2所示,固定架121可以具有至少一个(例如两个)收纳腔121b,该收纳腔121b用于收纳无线耳机20。电子组件例如可以包括电路板、充电电路、电池、充电接口等,以实现与无线耳机20通信、电能储存和对无线耳机20充电等功能。
在其他实施例中,根据产品需要,盒盖11与盒体12可以具有任意其他外形,不限于上文所述。盒体12也可以具有其他结构,如不含电子组件(收纳盒10无电气功能)和/或固定架121。可以理解的,盒体12也可以为方形、椭圆形等其他形状。
如图3-图5所示,本实施例的收纳盒10还可以包括开合装置13,开合装置13可以连接盒盖11与盒体12。开合装置13能够发生机构运动使盒盖11相对盒体12转动,以使盒盖11扣合在盒体12上或与盒体12分离,实现收纳盒10的闭合或开启。其中,开合装置13可以实现盒盖11的半自动化开启与闭合。另外,开合装置13可以在盒盖11的开启与闭合过程中向用户提供手感反馈。以下将详细描述。
如图6和图7所示,开合装置13可以包括装饰片14、翻转件15、推力机构M1和支架22。其中,推力机构M1可以包括紧固件17、连接板18和推力组件M2,推力组件M2用于向连接板18提供恒定方向的推力(下文将继续描述),推力组件M2可以包括滑动套筒19、弹簧20和导杆21。以下将分别详细描述。
如图7所示,支架22可以包括若干个壁,该若干个壁相互连接并围成具有开口的安装腔22a。结合图5和图7所示,该若干个壁包括上壁221、底壁223,以及连接在上壁221与底壁223之间的第一侧壁225、第二侧壁224和第三侧壁222。其中,上壁221可以靠近盒盖11,底壁223可以远离盒盖11。底壁223上可以开设导杆安装孔22b。其中,导杆安装孔22b的轴线可以基本垂直于底壁223。导杆安装孔22b可以是盲孔。第一侧壁225可以与安装腔22a的开口相对,第一侧壁225可以基本平行于竖直方向(例如,第一侧壁225的厚度方向基本沿水平方向。竖直与水平均以图7视角为例,下同),底壁223与第一侧壁225的夹角可以是钝角,使得底壁223相较于水平面倾斜设置(当收纳盒10以图5视角放置时)。第二侧壁224和第三侧壁222分别连接在第一侧壁225的相对两侧,第二侧壁224和第三侧壁222上可以均开设一个第一转轴安装孔22c。其中两个第一转轴安装孔22c可以均为通孔且轴线基本重合。
支架22固定在盒体12内。例如结合图5和图6所示,盒体12的固定架121可以具有开放的固定腔121a,固定腔121a可以贯通外壳122。支架22的部分壁或全部壁与固定腔121a的内壁固定连接,安装腔22a的开口朝向盒盖11的外侧。支架22可以通过任意合适的连接方式与固定腔121a的内壁固定,例如粘接、通过卡扣卡接、螺接、焊接等。
应理解,支架22的上述结构和盒体12中的固定腔121a的结构是一种举例,实际上可以根据需要灵活设计支架22的结构,并在盒体12中设计与支架22适配的固定结构。
结合图5和图7所示,导杆21可以包括相连的限位部211和杆体212。限位部211可以位于杆体212的一端。限位部211与杆体212均可以呈圆柱状,限位部211的轴向长度可以小于杆体212的轴向长度。限位部211的直径大于杆体212的直径。限位部211的轴线与杆体212的轴线可以基本重合。杆体212远离限位部211的一端插接固定在导杆安装孔22b内。杆体212可以基本垂直于支架22的底壁223,使得导杆21可以相对水平面倾斜设置。在其他实施例中,可以根据需要将导杆21设计成其他结构,例如限位部211与杆体212可以是椭圆柱状或棱柱状,限位部211的轴线可以偏移杆体212的轴线一定距离,限位部211的轴向长度可以近似等于杆体212的轴向长度。
如图7和图8所示,滑动套筒19可以包括相连的套筒191和套筒轴194。套筒191可以近似呈空心圆柱状。套筒191套在杆体212上(例如套筒191套在杆体212的外周),并能沿杆体212滑动。其中,套筒191的内径与杆体212的直径匹配,且小于限位部211的直径。由此当套筒191滑动至与限位部211接触时,限位部211将对套筒191进行限位以阻止套筒191继续滑动。两个套筒轴194分别连接在套筒191的周侧面191a(例如,环绕套筒191的轴线的表面191a)的相对两侧。每个套筒轴194的轴线均可以与套筒191的轴线相交。每个套筒轴194均可以是圆柱状的阶梯轴。其中,每个套筒轴194均具有相连的第一轴肩192和第一轴端193,第一轴肩192连接套筒191与第一轴端193,第一轴肩192的径向尺寸大于第一轴端193的径向尺寸。第一轴肩192可以起到定位和限位作用。第一轴端193可以具有外螺纹。在其他实施例中,在保证套筒191与杆体212适配实现滑动的前提下,可以根据需要灵活设计滑动套筒19的结构。例如其中套筒191的内腔可以呈椭圆柱状或棱柱状。第一轴端193可以没有外螺纹。套筒轴194可以不是阶梯轴,而是套筒轴194的轴线上的各个位置的直径一致(不再区分第一轴肩192与第一轴端193)。可以理解的,套筒轴194也可以仅有一个。
如图7和图8所示,弹簧20穿在杆体212上,滑动套筒19将限位部211与弹簧20隔开。弹簧20的相对两端分别与套筒191及底壁223抵接。在盒盖11的任意转动位置处(包括打开位置、闭合位置以及中间位置),弹簧20均可处于压缩状态,以向套筒191施加弹力,使套筒191具有沿杆体212滑动的趋势。弹簧20的弹性形变可以沿杆体212进行,杆体212能对弹簧20的弹性形变进行导向。弹簧20是推力组件M2的推力来源,由于弹簧20的形变方向基本恒定,因而弹簧20的弹力的方向基本恒定,推力组件M2的推力的方向也基本恒定。弹簧20也是盒盖11的半自动化开启与闭合的动力来源,弹簧20通过弹性形变能向用户提供力反馈,此将在下文详细描述。
可以根据产品所需要的弹力值对弹簧20的结构、材质、热处理工艺进行合理设计或选用。在其他实施例中,可以根据产品需要使用其他弹性件替代弹簧20,只要能伸缩并向套筒191提供推力即可。例如可以使用弹性波纹管、弹片、弹性材料制成的零件等能够产生弹性形变的部件替代弹簧20。在其他实施例中,弹性件也可以无需套在杆体212的外周,弹性件与杆体212相邻也可以。
如图7和图8所示,连接板18可以有两个。每个连接板18的相对两端均可以呈圆弧形。每个连接板18相对两端均分别开设第一通孔18a与第二通孔18b。其中,第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线也可以为连接板18的轴对称线。两个连接板18平行间隔且分别位于套筒191的相对两侧,一个连接板18上的第一通孔18a与一个第一轴端193对应配合。第一通孔18a的内径可以小于第一轴肩192的外径,由此第一轴肩192能够对装在第一轴端193的连接板18进行定位和限位。两个连接板18均可以绕相应的第一轴端193转动。在其他实施例中,连接板18的形状与数量均可以根据需要设计。例如,连接板18可以是三个或四个,套筒191的一侧可以有两个连接板18,另一侧可以有一个或两个连接板18。或者,当套筒轴194仅有一个时,连接板18也可以仅有一个。
如图8所示,紧固件17可以是螺帽,其与第一轴端193形成螺纹连接,并位于连接板18背离第一轴肩192的一侧。紧固件17的外径可以大于连接板18上的通孔直径,以对连接板18进行限位,使连接板18不会与第一轴端193分离。紧固件17与连接板18可以保留一定间隙,以确保连接板18能够转动。紧固件17可以是两个,两个紧固件17分别装在两个第一轴端193。在其他实施例中,紧固件17可以不是螺帽,例如紧固件17可以是没有内螺纹的筒状或罩状部件,紧固件17套在第一轴端193并与第一轴端193形成过盈配合(第一轴端193不设外螺纹)。
如图7-图9所示,翻转件15可以包括第一转动部151和第二转动部152,第一转动部151和第二转动部152可以连为一体。
第一转动部151可以近似呈片状或块状,第一转动部151靠近第二转动部152的一端可以加厚,便于在此处开设第二转轴安装孔15a。第二转轴安装孔15a的轴线可以基本平行于连接板18的厚度方向。第二转轴安装孔15a贯通第一转动部151。结合图4和图5所示,第一转动部151上除第二转轴安装孔15a所在区域外的其他部分伸入盒盖11内并与盒盖11的内壁固定连接,其中该固定连接包括但不限于卡接、粘接、焊接或螺接。第一转动部151部分伸入盒盖11内,能保证产品外观完整一致,提升产品美观度。第一转动部151设有第二转轴安装孔15a的部分可以位于盒盖11外部,并位于支架22的安装腔中。第二转轴安装孔15a可与支架22上的第一转轴安装孔22c对准。第一转动部151含第二转轴安装孔15a的部分位于盒盖11外部,这样可以避免较厚的这部分占用盒盖11的内部空间。
第二转动部152连接在第一转动部151的端部。第二转动部152可以是圆柱状的阶梯轴,其包括两个第二轴肩154与两个第二轴端153,两个第二轴端153位于两端,两个第二轴肩154位于两个第二轴端153之间。例如,第二转动部152的相对两侧均有一个第二轴肩154与一个第二轴端153。一个第二轴端153与一个连接板18上的第二通孔18b对应配合,以使第二转动部152与两个连接板18均形成转动连接。第二轴肩154的外径可以大于第二通孔18b的内径,当连接板18装到第二轴端153时,第二轴肩154可对连接板18进行定位和限位。在其他实施例中,第二转动部152可以不是阶梯轴,而是第二转动部152的轴线上的各个位置的直径一致(不再区分第二轴肩与第二轴端);第二转动部152可以仅一侧有第二轴肩和第二轴端,该第二轴端上可以安装至少一个连接板18。
如图7、图8和图5所示,转轴16插入支架22上的第一转轴安装孔22c,以及第一转动部151上的第二转轴安装孔15a,使得翻转件15与支架22转动相连,这使得盒盖11能带动翻转件15绕转轴16翻转。采用分体式的转轴16,便于将翻转件15与支架22组装起来。当然也可以采用一体式的转轴16,例如将转轴16与翻转件15或支架22连为一体,此时转轴16可以分为两段,两段分别设在翻转件15的相对两侧,或支架22的第二侧壁224和第三侧壁222。
在其他实施例中,可以根据需要将翻转件15设计成其他结构,只要能与盒盖11固定连接、与支架22转动连接、与连接板18转动连接即可。
另外,本实施例的收纳盒10,由于和转轴16装配的部件较少(例如有翻转件15和支架22),使得转轴16处的配合结构较为简单,有利于部件的加工精度及配合精度管控,能够避免翻转件15及盒盖11晃动,并且能减少磨损,提升开合装置13的寿命。
如图7所示,装饰片14可以是一个平整的片状结构,装饰片14的一边可以形成方形缺口14a。结合图5-图7所示,装饰片14位于盒体12的固定腔121a的开口处,以将支架22及位于支架22内的导杆21、弹簧20、连接板18和第二转动部152遮盖。第一转动部151含第二转轴安装孔15a可以从装饰片14上方形缺口14a中露出,方形缺口14a能避免第一转动部151转动时与装饰片14干涉。装饰片14的表面可以具有与盒体12的外表面相适配的外观效果,例如装饰片14的表面可以具有与盒体12的外表面相同的颜色和/或纹理,以提升产品的外观美观度。在其他实施例中,装饰片14的结构可以根据需要设计,不限于上文所述;或者装饰片14并非是必需的。
上文详细描述了开合装置13的结构,以下将分析开合装置13的受力及机构运动情况。
图4和图5表示盒盖11扣合在盒体12上时的状态,此时弹簧20处于压缩状态,滑动套筒19可以抵持限位部211,连接板18可以偏向杆体212的右侧,且连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线未经过转轴16的中心线。在图4和图5的视角中,盒盖11的内壁可以基本竖立,因而贴靠该内壁的翻转件15也可以基本竖立,例如,翻转件15的厚度方向可以基本沿图4和图5视角中的左右方向。
如图5所示,弹簧20向滑动套筒19施加的弹力f1基本沿杆体212的轴线方向,并指向滑动套筒19(为保持图面整洁,图5中f1处的箭头仅表示弹力f1的方向,并未严格限定弹力f1的作用点是箭头的起始端。下文出现的各力均采用此种示意方式)。在弹力f1作用下,滑动套筒19能向连接板18施加推力f2,推力f2也基本沿杆体212的轴线方向。可见,推力f2与弹力f1同向。容易理解的是,由于弹簧20的弹力的方向基本恒定,因此推力组件M2向连接板18施加的推力的方向也基本恒定,该推力基本沿杆体212的轴线方向,并指向连接板18。
继续参考图5所示,推力f2具有分力f3,分力f3基本沿连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线的延伸方向,并指向翻转件15。在分力f3作用下,连接板18向翻转件15的第二转动部152施加推力f4,推力f4与分力f3同向。由于推力f4并未经过翻转件15的转动轴心(例如,转轴16的中心线),因此推力f4对翻转件15产生力矩,使翻转件15及盒盖11具有逆时针转动的趋势。当然,结合图4所示,由于盒盖11被盒体12阻碍而无法逆时针转动,因此盒盖11会保持静止状态。因此,当盒盖11扣合在盒体12上时,开合装置13会使盒盖11具有闭合的趋势,这样能保证盒盖11扣合的更严密,防止盒盖11晃动。
图10是收纳盒10在闭合状态下的受力分析示意图。结合图4和图10所示,当用户施力打开盒盖11时,盒盖11(及翻转件15)将会顺时针转动,此时翻转件15会受到力f5。在力f5作用下,翻转件15会向连接板18施加力f6,力f6可以沿第二转动部152的转动圆周L(第二转动部152可绕转轴16做圆周运动)的切线方向,并与力f5反向。在力f6作用下,连接板18将绕滑动套筒19的套筒轴194逆时针转动。力f6具有分力f7,分力f7基本沿连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线的延伸方向,并指向滑动套筒19。在分力f7的作用下,连接板18向滑动套筒19施加压力f8,压力f8可以与分力f7基本同向。在压力f8作用下,滑动套筒19会沿杆体212下滑从而压缩弹簧20。
根据图10与图5中的受力分析可知,在用户驱动盒盖11顺时针打开的过程中,连接板18将逐渐绕滑动套筒19的套筒轴194逆时针转动,并下压滑动套筒19,使弹簧20不断压缩。因此,弹簧20能持续提供弹力,最终使得连接板18对翻转件15产生力矩,该力矩使翻转件15具有抵抗顺时针转动的趋势,从而使用户感受到阻力反馈。在达到临界角度之前,盒盖11的张角越大,弹簧20的弹力越大,因而阻力反馈越强烈。盒盖11的张角可以为盒盖11从闭合位置张开到某位置时,盒盖11所转过的角度。可以取盒盖11上的任一平面或任一直线边作为基准边,这条基准边所转过的角度可以为张角。例如图11所示,可以盒盖11的扣合面11a作为基准边,扣合面11a是盒盖11与盒体12的配合表面。
图11和图12表示盒盖11的张角a为临界角度时的状态,该临界角度例如可以是25度-45度(包含端点值)。此时,翻转件15所处的位置称为临界位置。如图11和图12所示,在翻转件15处于临界位置时,弹簧20的压缩量达到最大,滑动套筒19可以与限位部211间隔,连接板18转动到这样的位置——连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线与杆体212的轴线基本平行,且经过翻转件15的轴心,例如,连接板18的相对两端的两个轴心与翻转件15的轴心三点共一条直线。在其他实施例中,可以根据需要调整开合装置13的结构来调节临界角度,例如可以通过调整转轴16的位置、连接板18的形状,以及导杆21的安装位置来调节临界角度。
在一种实现方式中,临界角度也可以为一个角度,例如30°、40°或者45°等角度。
如图12所示,弹簧20向滑动套筒19施加弹力f9。在弹力f9作用下,滑动套筒19能向连接板18施加推力f10,推力f10基本沿连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线方向,并经过翻转件15的轴心。例如,推力f10的作用线可以经过连接板18的相对两端的两个轴心以及翻转件15的轴心,推力f10的作用线可以与这三个轴心所成的直线重合。
在推力f10作用下,连接板18向翻转件15的第二转动部152施加推力f11,推力f11与推力f10同向。由于推力f11经过翻转件15的轴心,推力f11对翻转件15没有力矩,因此翻转件15不再有抵抗盒盖11闭合的转动趋势,所以用户接收到的阻力反馈消失。在翻转件15处于临界位置时,即使用户取消施力,盒盖11也可以在惯性作用下继续顺时针转动,使翻转件15越过临界位置。
图13表示翻转件15从临界位置起继续转动的受力分析示意图。如图13所示,由于用户施力,翻转件15受到力f12。在力f12作用下,翻转件15向连接板18施加力f13,力f13沿第二转动部152的转动圆周L的切线方向,并与力f12反向。随着盒盖11顺时针转动,力f12的方向也逐渐沿顺时针方向偏转,因此f13的方向也随之沿顺时针方向偏转。受力f13的作用,连接板18会逐渐往杆体212的左侧转动并上移,因此连接板18将推动翻转件15顺时针转动以促使盒盖11张开。可见,在翻转件15离开临界位置后,连接板18能对翻转件15产生力矩,该力矩能使翻转件15顺时针转动,所以用户能体验到被牵引和助推的手感,也即用户能感受到助力反馈。并且,当翻转件15在惯性作用下越过临界位置后,由于连接板18能助推翻转件15顺时针转动,即使用户不施力,盒盖11也可以自动顺时针转动。因此,当盒盖11的张角在零到临界角度之间时,盒盖11需要用户手动开启;当盒盖11的张角达到临界角度时,盒盖11能在无需人手施力的情况下自动打开。所以,本实施例的收纳盒10能够半自动化开启。
如图13所示,在连接板18逐渐往杆体212的左侧转动并上移的过程中,滑动套筒19也会逐渐沿杆体212上移,使得弹簧20逐渐伸长(压缩量逐渐减小),弹簧20提供的弹力逐渐减小。
图14和图15表示盒盖11完全打开时的状态,此时盒盖11的张角b为最大角度,例如可以是90度-120度(包含端点值)。在最大张角处,弹簧20处于压缩状态,滑动套筒19可以与限位部211抵持,连接板18可以偏向杆体212的左侧,且连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线未经过转轴16的中心线。
如图15所示,此时弹簧20向滑动套筒19施加弹力f14,弹力f14基本沿杆体212的轴线方向。弹力f14具有分力f15,分力f15基本沿连接板18上的第一通孔18a与第二通孔18b的中心连线方向并指向翻转件15。在分力f15的作用下,连接板18向翻转件15施加推力f16,推力f16与分力f15同向。推力f16未经过翻转件15的转动轴心,因此对翻转件15产生力矩,该力矩使翻转件15具有顺时针转动的趋势。由于此时翻转件15的第一转动部151会受到装饰片14的阻碍,因此盒盖11无法继续顺时针转动,而是会保持静止。所以,当盒盖11完全打开时,开合装置13会使得盒盖11具有张开的趋势,这样能使盒盖11维持在完全开启的位置,便于用户操作。
在其他实施例中,可以根据需要调整开合装置13的结构来调节最大角度,例如可以通过调整转轴16的位置、连接板18的形状,以及导杆21的安装位置来调节最大角度。当盒盖11张角最大时,也可以是盒盖11靠近装饰片14的部位被装饰片14阻碍,使得盒盖11无法继续转动。
结合图13和图15可知,在盒盖11的张角由临界角度到最大角度的行程中,弹簧20的压缩量逐渐减小(盒盖11完全打开时弹簧20的压缩量最小),因此连接板18向翻转件15施加的力矩逐渐减小,因此用户能感受到的助力反馈逐渐变弱。
综上所述,在盒盖11的打开过程中,在翻转件15到达临界位置之前(例如,盒盖11的张角到达临界角度之前),盒盖11具有闭合的趋势,用户能感受到阻力反馈,且盒盖11的张角越大,阻力反馈越大;在翻转件15到达临界位置时,阻力反馈消失,盒盖11可以在惯性作用下继续打开;在翻转件15越过临界位置后,盒盖11可以自动打开,用户能感受到助力反馈,且盒盖11的张角越大,助力反馈越小。并且,力反馈是按照阻力反馈-无力反馈-助力反馈依次平缓过渡,没有突变,手感一致性好。
盒盖11的闭合过程是上述的打开过程的反过程,基于上文的原理描述可以得到:在盒盖11的闭合过程中,在翻转件15到达临界位置之前,盒盖11具有打开的趋势,用户能感受到阻力反馈,且随着盒盖11的张角减小,阻力反馈增大;在翻转件15到达临界位置时,阻力反馈消失,盒盖11可以在惯性作用下继续闭合;在翻转件15越过临界位置后,盒盖11可以在无需用户推动的情况下自动闭合(可称为半自动化闭合),用户能感受到助力反馈,且随着盒盖11的张角减小,助力反馈减小。其中,力反馈是按照阻力反馈-无力反馈-助力反馈依次平缓过渡,没有突变,手感一致性好。
综上所述,本实施例的收纳盒10通过设置开合装置13,能够实现盒盖11的半自动化打开与闭合,并能在盒盖11的打开与闭合过程中提供平缓过渡的力反馈,可以提升用户体验。
上文提到的各个部件的顺时针转动方向和逆时针转动方向,均是基于相关附图的视角做的方向举例。当从不同方向观察收纳盒10时,所观察到转向会有不同。因此,上文提到的转动方向并非是对本申请实施例方案的限制。本申请实施例使用预设方向这个统一的名称来指代转动方向,在特定视角下,该预设方向可以是顺时针方向或逆时针方向。例如在图4视角中,可以说盒盖11与翻转件15沿预设方向转动。其中,在盒盖11的打开过程中,盒盖11与翻转件15可沿预设方向转动,此时该预设方向为顺时针方向;在盒盖11的闭合过程中,盒盖11与翻转件15可沿预设方向转动,此时该预设方向为逆时针方向。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种收纳盒,其特征在于,
包括盒盖、盒体和开合装置,其中:
所述开合装置包括翻转件、支架和推力机构,所述支架固定在所述盒体内;
所述翻转件与所述盒盖固定,并与所述支架转动连接;
所述推力机构安装于所述支架,并与所述翻转件转动连接,所述推力机构与所述翻转件的连接位置,与所述翻转件相对所述支架转动的转动中心具有间距;
在所述盒盖相对所述盒体打开的过程中,所述盒盖的张角大于临界角度,所述推力机构对所述翻转件的力矩能够驱动所述翻转件带动所述盒盖继续打开;
在所述盒盖相对所述盒体闭合的过程中,所述盒盖的张角小于所述临界角度,所述推力机构对所述翻转件的力矩能够驱动所述翻转件带动所述盒盖继续闭合。
2.根据权利要求1所述的收纳盒,其特征在于,
所述推力机构包括推力组件和连接板,所述推力组件安装于所述支架,所述连接板的相对两端分别与所述推力组件以及所述翻转件转动连接。
3.根据权利要求2所述的收纳盒,其特征在于,
所述推力组件包括导杆、滑动套筒和弹性件;所述导杆固定于所述支架;所述滑动套筒套在所述导杆上并沿所述导杆滑动,所述滑动套筒与所述连接板的一端转动连接;所述弹性件的相对两端分别与所述滑动套筒与所述支架抵接;所述弹性件沿所述导杆弹性伸缩,并向所述滑动套筒施加弹力,以使所述滑动套筒向所述连接板施加所述推力。
4.根据权利要求3所述的收纳盒,其特征在于,
所述滑动套筒包括套筒和套筒轴;所述套筒套在所述导杆上并沿所述导杆滑动;所述套筒轴凸设在所述套筒的周侧面,所述套筒轴与所述连接板的一端转动连接;所述弹性件的一端与所述套筒抵接。
5.根据权利要求3或4所述的收纳盒,其特征在于,
所述导杆包括相连的杆体与限位部,所述杆体远离所述限位部的一端固定于所述支架;所述滑动套筒套在所述杆体上并能沿所述杆体滑动,所述滑动套筒位于所述限位部与所述弹性件之间,所述弹性件能沿所述杆体弹性伸缩。
6.根据权利要求1-4任一项所述的收纳盒,其特征在于,
所述翻转件包括第一转动部与第二转动部;所述第一转动部与所述盒盖固定连接,并与所述支架转动连接;所述第二转动部固定连接于所述第一转动部的端部;所述推力机构与所述第二转动部转动连接。
7.根据权利要求6所述的收纳盒,其特征在于,
所述第二转动部包括阶梯轴,所述阶梯轴包括相连的轴肩与轴端,所述推力机构与所述轴端转动连接。
8.根据权利要求1-4任一项所述的收纳盒,其特征在于,
所述支架围成具有开口的安装腔,所述开口朝所述盒体的外部;所述支架包括第一侧壁与底壁;所述第一侧壁与所述开口相对;所述底壁与所述第一侧壁相连并形成钝角,所述底壁远离所述盒盖;所述推力机构位于所述安装腔内,所述导杆竖立并固定于所述底壁。
9.根据权利要求8所述的收纳盒,其特征在于,
所述支架还包括第二侧壁与第三侧壁;所述第二侧壁与所述第三侧壁分别连接在所述第一侧壁的相对两侧,所述第二侧壁与所述第三侧壁均与所述底壁连接,所述第二侧壁与所述第三侧壁上均开设第一转轴安装孔;所述翻转件部分位于所述安装腔内,所述翻转件位于所述安装腔内的部分具有第二转轴安装孔;所述开合装置包括转轴,所述转轴穿过所述第二转轴安装孔以及两个所述第一转轴安装孔。
10.根据权利要求1-4任一项所述的收纳盒,其特征在于,
所述盒体包括外壳及安装在所述外壳内的固定架,所述固定架具有收纳腔,所述收纳腔用于收容无线耳机。
11.根据权利要求1-4任一所述的收纳盒,其特征在于,
所述临界角度为25°-45°。
12.根据权利要求3或4所述的收纳盒,其特征在于,
所述翻转件包括第一转动部与第二转动部;所述第一转动部的一部分伸入所述盒盖内,并与所述盒盖的内壁固定连接;所述第一转动部的另一部分位于所述盒盖外,并与所述支架转动连接;所述第二转动部与所述第一转动部的另一部分固定连接;所述连接板有两个,两个所述连接板分别位于所述第二转动部的相对两侧,每个所述连接板的一端均与所述第二转动部转动连接,每个所述连接板的另一端均与所述滑动套筒转动连接。
13.一种开合装置,其特征在于,
所述开合装置包括翻转件、支架和推力机构;
所述翻转件与所述支架转动连接;
所述推力机构安装于所述支架,并与所述翻转件转动连接,所述推力机构与所述翻转件的连接位置,与所述翻转件相对所述支架转动的转动中心具有间距;
所述翻转件沿预设方向转动到临界位置,所述推力机构对所述翻转件的力矩驱使所述翻转件沿所述预设方向继续转动。
14.一种无线耳机的收纳盒,其特征在于,包括:
盒盖、盒体和开合装置,所述开合装置连接所述盒盖和所述盒体;
所述盒体具有用于收容无线耳机的收纳腔;
所述开合装置包括支架、导杆、滑动套筒、弹簧、连接板、翻转件和转轴;其中,
所述支架固定在所述盒体内;所述支架包括上壁、底壁,以及连接在所述上壁与所述底壁之间的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁,所述上壁、所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁及所述底壁围成具有开口的安装腔;所述上壁靠近所述盒盖,所述底壁远离所述盒盖,所述第一侧壁与所述开口相对,所述第二侧壁与所述第三侧壁分别连接于所述第一侧壁的相对两侧;所述底壁上开设导杆安装孔;所述第二侧壁与所述第三侧壁上均开设第一转轴安装孔;
所述导杆包括相连的限位部和杆体,所述限位部位于所述杆体的一端,所述杆体远离所述限位部的一端固定在所述导杆安装孔内;所述限位部与所述杆体均呈圆柱状,所述限位部的轴向长度小于所述杆体的轴向长度,所述限位部的直径大于所述杆体的直径;
所述滑动套筒包括相连的套筒和两个套筒轴;所述套筒呈空心圆柱状;所述套筒套在所述杆体上,并沿所述杆体滑动,所述套筒的内径小于所述限位部的直径;两个所述套筒轴分别连接在所述套筒的周向上的相对两侧;
所述弹簧穿在所述杆体上,所述滑动套筒将所述限位部与所述弹簧隔开;所述弹簧的相对两端分别与所述套筒及所述底壁抵接;
所述连接板有两个,每个连接板的相对两端均呈圆弧形;每个所述连接板的相对两端均分别开设第一通孔与第二通孔,所述第一通孔与第二通孔的中心连线为所述连接板的轴对称线;两个所述连接板平行间隔且分别位于所述套筒的相对两侧,一个所述第一通孔与一个所述套筒轴对应形成转动连接;
所述翻转件包括第一转动部与第二转动部;所述第一转动部的一部分伸入所述盒盖内,并与所述盒盖的内壁固定连接;所述第一转动部的另一部分位于所述安装腔内,所述第一转动部的另一部分开设第二转轴安装孔;所述第二转动部与所述第一转动部的另一部分固定连接;所述第二转动部包括两个圆柱轴,一个所述圆柱轴与一个所述第二通孔对应形成转动连接;
所述转轴穿过两个所述第一转轴安装孔与所述第二转轴安装孔,将所述翻转件与支架转动连接;
在所述盒盖相对所述盒体打开的过程中,所述盒盖的张角大于临界角度,所述弹簧推动所述套筒,所述套筒轴推动所述连接板,所述连接板推动所述翻转件带动所述盒盖继续打开;
在所述盒盖相对所述盒体闭合的过程中,所述盒盖的张角小于所述临界角度,所述弹簧推动所述套筒,所述套筒轴推动所述连接板,所述连接板推动所述翻转件带动所述盒盖继续闭合。
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