具体实施方式

本公开一般涉及锁定装置、系统和方法。更具体地，本公开一般涉及用于紧固计算设备的锁定装置、系统和方法。本公开可描述顺序锁定设备、系统和方法的一个或多个实现，其将计算设备的至少一部分明确地锁定到该计算设备的另一组件或外围设备。虽然本文可参考计算设备描述锁定设备和系统的实现，但是将理解，本文所描述的至少一个实现可被用于其他设备、系统和方法中。

在一些实现中，根据本公开的锁可向设备或系统提供顺序锁定。例如，本文所描述的锁的实现可通过在同一方向上重复施加力而被顺序地致动。换言之，锁可以按“推-推”方式被致动，从而允许锁通过迭代顺序致动在各状态之间移动。

在一些实现中，锁可具有两种状态，锁定状态和解锁状态。通过在第一方向上第一次施加力，锁可从锁定状态移动到解锁状态。通过在第一方向上第二次施加力，锁可从解锁状态移动到锁定状态。通过在第一方向上第三次施加力，锁可再次从锁定状态移动到解锁状态。在其他实现中，锁可具有通过在第一方向上重复、顺序地施加力而可获得的任何数量的状态。

图1例示根据本公开的锁定机构100的实现。锁定机构100包括致动器102，该致动器102被配置成在第一方向上向轮104施加力。轮104可接触杆106并且当轮104相对于杆106旋转时移动杆106。

在一些实现中，致动器102包括电源108和接触板110。图1中例示的电源108的实现与形状记忆材料(SMM)线112通信。例如，SMM线112可以包括或可以是形状记忆合金(诸如镍钛合金)、形状记忆聚合物、或其他形状记忆材料。在一些实现中，SMM线112可具有至少部分地与SMM线112的温度相关的多个微结构状态(例如，奥氏体状态和马氏体状态)。例如，改变SMM线112的温度可以使SMM线112从第一微结构状态移至第二微结构状态。在其他实现中，SMM线112可具有至少部分地与SMM线112的电气状态相关的多个微结构状态(即，奥氏体状态和马氏体状态)。例如，通过改变SMM线112上的电流和/或电势，SMM线112可从第一微结构状态移至第二微结构状态。

在一些实现中，多个微结构状态可允许SMM线112呈现一个或多个“记住的”宏观结构状态。例如，电源108可向SMM线112施加电流、向SMM线112施加电势、改变SMM线112的温度、以其他方式改变SMM线112或其组合来使SMM线112从第一微结构状态改变为第二微结构状态。在至少一个示例中，SMM线112在从第一微结构状态移至第二微结构状态时可缩短纵向长度。

在一些实现中，SMM线112可将力施加到接触板110。接触板110可被配置成从初始位置在纵向方向(即，SMM线112的移动方向)上移动。接触板110可将来自SMM线112的力平移到轮104。在SMM线112返回到第一微结构状态(例如，较长的微结构状态)时，偏置元件114可在第二方向上推动接触板114并且可将接触板114复位到初始位置。在一些实现中，偏置元件114可以包括或可以是螺旋弹簧、片簧、贝氏弹簧、衬套、可压缩流体、其他弹性构件或其组合。

轮104可具有多个圆周轮廓。在一些实现中，轮104可具有第一圆周轮廓116和第二圆周轮廓118。例如，第一圆周轮廓116可以是不连续的圆周轮廓，从而允许轮104相对于接触板110或其他致动器102单向移动。在其他示例中，第一圆周轮廓116是提供轮的单向移动的任何其他圆周轮廓。在至少一个示例中，第一圆周轮廓116具有锯齿图案，类似于图1所示的。

轮104可具有第二圆周轮廓118，该第二圆周轮廓118具有被配置成接触杆106的径向外表面。第二圆周轮廓118可具有使杆106以周期性和/或循环模式移动的周期性变化的半径。杆106可具有指状物120，该指状物120接触第二圆周轮廓118并沿着第二圆周轮廓118的径向外表面骑行。

杆106可包括和/或连接到接合构件122。接合构件122可包括钩、闩、销、叉、齿、夹或与另一物理部件在机械上互锁的任何其他结构，以限制或阻止锁定机构100相对于该物理部件的移动。在一些实现中，接合构件122可在杆106所划出的弧形中平移。在其他实现中，当杆106移动时，接合构件122可在线性路径中平移。

在一些实现中，杆106和/或接合构件122的移动可由偏置元件124偏置。在一些实现中，偏置元件124可以包括或可以是螺旋弹簧、片簧、贝氏弹簧、衬套、可压缩流体、其他弹性构件或其组合。

现在参考图2，锁定机构100以透视图示出，以例示轮104的第一圆周轮廓116和第二圆周轮廓118的相对位置。接触板110与轮104的第一圆周轮廓116相互作用以使轮104旋转。随着第二圆周轮廓118相对于指状物120移动，轮104的旋转随后移动指状物120。

第一圆周轮廓116可在轮104的轴向方向上与第二圆周轮廓118基本相邻。在其他实现中，第一圆周轮廓116可与第二圆周轮廓118在轴向上移位。例如，轮104可具有多于两个的圆周轮廓，并且第三圆周轮廓可位于第一圆周轮廓116和第二圆周轮廓之间。

在一些实现中，锁定机构100可包括接收器板126，该接收器板126至少部分地包围接合构件122。接收器板126可接纳互补接合部件，接合构件122可与该互补接合部件接合以限制锁定机构100的移动。

图3是图1的轮104的实现的轴向视图。如本文所描述的，轮104具有第一圆周轮廓116和第二圆周轮廓118。第一圆周轮廓116是允许轮104的单向旋转的驱动轮廓。第二圆周轮廓118是周期性轮廓，它用一系列叶瓣130在径向方向上施加力。

在一些实现中，第一圆周轮廓116是锯齿轮廓，如图3所示。第一圆周轮廓116具有由第一切口132-1和第二切口132-2之间的旋转距离限定的周期。例如，当第一切口132-1从致动器(诸如图1中的致动器102)接收到力时，轮104可绕旋转轴128旋转给定量。致动器可与第一切口132-1接合、向第一切口132-1施加线性力、并然后与第二切口132-2接合。向第二切口132-2施加力可使轮104旋转，从而允许致动器与另一切口接合，等等。

在一些实现中，第一切口132-1的定位可对应于第二圆周轮廓118的局部最大半径134。附加地，第二切口132-2的定位可对应于第二圆周轮廓118的局部最小半径136。例如，致动器的每次顺序致动可使轮向前旋转一个切口(即，从第一圆周轮廓116的第一切口132-1到第二切口132-2)并从局部最大半径134旋转到第二圆周轮廓118的局部最小半径136。在其他实现中，各切口中的至少一个可与局部最大半径134或局部最小半径136在角度上移位。

在一些实现中，第二圆周周期140可大于第一圆周轮廓周期142。例如，第二圆周周期140可以是第一圆周轮廓周期142的两倍，如图3所示。在其他实现中，第二圆周周期140可以是第一圆周轮廓周期142的整数倍。例如，第二圆周周期140可以比第一圆周轮廓周期142大2倍、3倍、4倍、5倍、6倍或更大。

图4例示了致动器102的接触板110与轮104的第一切口132-1接合的实现。在一些实现中，接触板110可相对于轮104平移。例如，接触板110可具有细长开口144，机械紧固件可穿过该开口。接触板110相对于机械紧固件的平移移动可允许接触板110与轮104接合并使轮转动104。

如本文所描述的，接触板110可被包括SMM线的致动器102平移。在其他实现中，致动器可包括步进电机、摆动(squiggle)电机、磁线性致动器、压电电机、螺线管、提供线性运动的任何其他电机，或其组合。

在一些实现中，接触臂146可与第一圆周轮廓116在第一切口132-1中接合以向轮104施加力。接触臂146可以是弹性构件，使得接触臂146在径向方向上向轮104施加力。因此，接触臂146可沿第一圆周轮廓116寻迹，使得接触臂146在接触板110的平移移动期间保持与轮104接触。

移动接触板110以使轮104旋转到锁定位置可以使用来自电源的第一功率量。在一些实现中，第一功率量可介于5与10瓦之间的范围内，这在一些实现中可以是峰值功耗。在一些实施例中，峰值功耗可以是7.5瓦。在一些实现中，移动接触板110以使轮104旋转到锁定位置所需的总能量可以在10到20焦耳之间。在一些实施例中，所需的总能量可以是约15焦耳。

旋转接触板110以使轮104旋转到解锁位置可以使用来自电源的第二功率量。第二功率量可以大于、小于或等于第一功率量。在一些实现中，第二功率量可介于10与20瓦之间的范围内，这在一些实现中可以是峰值功耗。在一些实施例中，峰值功耗可以是15瓦。在一些实现中，移动接触板110以使轮104旋转到解锁位置所需的总能量可以在25到35焦耳之间。在一些实施例中，所需的总能量可以是约30焦耳。

将轮104保持在给定状态可以使用来自电源的第三功率量。在一些实现中，第三功率量可以小于第一功率量和第二功率量两者。例如，轮104可被旋转以将该轮致动到解锁位置和/或锁定位置，而被动弹簧张力可将轮104保持在给定位置。在至少一个实现中，第三功率量基本上为零，因为将轮104保持在给定状态无需能量消耗。

在一些实现中，指状物120可与轮104的第二圆周轮廓118接触。指状物120可使杆106绕杆106中的枢轴148旋转。杆106的旋转移动可然后推动接合构件122移动。

在一些实现中，接合构件122可在其中具有一个或多个细长开口150，其允许接合构件122相对于杆106平移。例如，杆106和接合构件122之间的连接可包括细长开口152，其允许连接点相对于杆106的枢轴148浮动。在一些实现中，接合构件122和杆106之间的接触的细长开口152可允许接合构件122在杆106没有向接合构件122的平移方向以外的方向施加力或运动的情况下进行平移。

在一些实现中，轮104的旋转可限于通过接触臂146的单向旋转。在其他实现中，棘轮设备可与轮104接触以限制轮104在至少一个方向上的旋转。例如，在图5所描绘的实现中，棘轮臂256可与轮204接合以限制和/或阻止轮204在第二方向上的旋转。

图5例示了轮204被旋转电机254致动的实现，该旋转电机254被配置成绕轮204的旋转轴228旋转。在其他实现中，旋转电机254可绕不同的轴旋转，并且可通过一个或多个齿轮、缆索、链或其他动力传递元件可操作地耦合到轮204。在图1中的锁定机构100的实现中，致动器102可在一个方向上向轮104施加力。在图5所描绘的实现中，旋转电机254可在任一方向上旋转。在此类实现中，轮204的旋转可受到与轮204相互作用的棘轮臂256的限制。

在一些实现中，棘轮臂256可以是弹性构件，使得棘轮臂256在径向方向上向轮204施加力。棘轮臂256可因此沿着轮204的径向轮廓进行寻迹，使得棘轮臂256在轮204的旋转移动期间保持与轮204接触。

在一些实现中，对轮的状态进行监测或采样可能是有益的。图6例示了编码器臂358的实现，该编码器臂358可被连接到轮304的表面(轮304的主体未示出以便观察编码器臂358)。编码器臂358可提供与相邻于轮304的多个触点360中的一个或多个的电通信。触点360可允许对编码器臂358和相关联的轮304的位置进行采样和/或检测。轮304的位置可以与锁的状态(即，锁定状态或解锁状态)相关。

触点360可包括对应于第一状态(例如，锁的锁定状态)的第一触点360-1、对应于锁的中间或暂时状态的第二触点360-2、以及对应于锁的第二状态(例如，锁的解锁状态)的第三触点360-3。

在一些实现中，触点360可以是压力敏感的，诸如按钮。在其他实现中，触点360可以是电触点和/或触点360可以是印刷电路板(PCB)的一部分。在一些实现中，编码器臂358可接触第一触点360-1并指示锁处于第一状态。在其他实现中，编码器臂358可接触第一触点360-1和径向相对的触点以形成指示锁处于第一状态的电路。编码器臂358和/或触点360可将轮304的状态传达给一个或多个设备或用户。

图7A至7D例示了锁的一实现的致动。图7A例示了与轮404的第一圆周轮廓416接触的接触臂446。当接触臂446向轮404施加力时，轮404可开始旋转。轮404的旋转可能导致第一圆周轮廓416向棘轮臂456施加径向向外的力，从而使棘轮臂456弹性变形或以其他方式移动。轮404的旋转可能导致第二圆周轮廓418向指状物420施加径向向外的力。

图7B例示了在指状物420径向向外移动的情况下轮404旋转的中间状态，而图7C例示了指状物420的径向向外移动，这使得接合构件422向锁定位置平移。图7D例示了处于锁定位置的接合构件422，并且接触臂446和棘轮臂456分别复位到它们的初始位置。位于相对于轮404和棘轮臂456的最外径向位置的指状物420限制和/或阻止轮在相反方向上旋转，以限制和/或阻止接合构件422无意地返回到解锁位置。

图8是根据本公开的使用锁来锁定电子设备的方法562的流程图。在一些实现中，根据本发明的锁可被用于电子设备中，诸如混合计算机或膝上型计算机。锁可保持电子设备的第一主体与电子设备的第二主体接触和/或与电子设备的第二主体通信。例如，第一主体可包括显示器、存储器模块、和中央处理单元(CPU)，而第二主体包括图形处理单元(GPU)、和/或电源。当第一主体的一个或多个组件与第二主体的一个或多个组件通信时，锁定电子设备的方法的一些实现可自动地或智能地将第一主体锁定到第二主体。

在一些实现中，方法562可包括在564处从CPU、GPU、或可与电子设备的其他组件通信的第一主体和/或第二主体的其他组件接收需求状态。例如，需求状态可以包括或可以是CPU上的处理器负载、GPU上的处理器负载、CPU和/或GPU上的一个或多个预定活动线程、预定电源状态、存储介质访问速率、针对电子设备的其他需求、或其组合。在至少一个示例中，软件应用可在该软件应用打开时发送需求状态，从而指示电子设备正在准备和/或已准备好进行更多的处理器密集型操作。在至少另一示例中，在预定时间段的滚动平均值上超过20％、超过30％、超过40％、或超过50％的GPU负载可发送需求状态。在又一示例中，第一主体中的电池状态高于预定值可发送指示第一主体和第二主体不需要锁定在一起的需求状态。在另一示例中，当电子设备进入睡眠状态时，CPU可发送需求状态以使锁定机构上锁。

方法562可进一步包括在566检查锁定状态，以基于在564处接收到的需求状态来验证锁处于期望的锁定或是解锁状态。在一些实现中，检查锁定状态可包括从编码器臂和/或触点接收信号(诸如参考图6所描述的)。在其他实现中，检查锁定状态可包括锁或电子设备上的一个或多个其他传感器。在又一其他实现中，检查锁定状态可包括检查保留在存储器中的软件标志的状态。

如果锁未处于期望状态，则锁或锁定机构的一部分可被致动以移动到期望状态，诸如在568处。致动锁定机构可包括参考本公开的图1至图6描述的任何结构或操作。在致动锁定机构之后，锁状态可在570处被更新。锁状态可由参考图6描述的编码器臂和触点、由锁上的其他传感器、由软件标志或其组合来更新。例如，锁状态可由位于接合构件上的传感器更新。在其他示例中，光学传感器可在锁定机构被致动之后检测并更新锁状态。

本文所描述的锁定机构、系统和方法可被用于通过电子设备的软件控制来智能地将电子设备的一个或多个主体相对于彼此连接和保持。图9是根据本公开的包括锁定机构600的电子设备672的实现的示意图。

在一些实现中，锁定机构600可包括至少一个致动器602和编码器658或用于检查锁状态的其他设备。锁定机构600可以与电子设备672的CPU 674和/或GPU 676进行数据通信。CPU 674可以与其上存储有代码的存储器678进行通信，当代码由CPU 674执行时，可以使CPU 674执行本文所描述的方法的一个或多个步骤。

例如，CPU 674可基于CPU负载、GPU负载或对电子设备672的一个或多个电子组件的其他需求来接收或生成需求状态。CPU 674可响应于对电子设备672的组件的增加的需求来对致动器602进行致动。编码器658或锁定机构600的其他传感器将锁状态传递到CPU674。在其他示例中，当GPU 676高于预定负载阈值时，GPU 676可向锁定机构发送信号，并且致动器602可将锁定机构600移动到锁定状态。锁定状态可由编码器658或锁定机构600上的其他传感器传递回CPU 674和/或GPU 676。

冠词“一”、“一个”和“该”旨在表示在前面的描述中存在各元素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”、以及“具有”旨在是包含性的，并表示除所列出的元素以外可以有附加的元素。附加地，将理解，对本公开的“一个实现”或“一实现”的引用不旨在被解释为排除也纳入所述特征的附加实现的存在。例如，关于本文的实现描述的任何元素可与本文描述的任何其他实现的任何元素相组合。本文中所阐述的数字、百分比、比率或其他值旨在包括该值，以及还有“约”或“近似”所阐述的值的其他值，如由本公开的实现所涵盖的将由本领域普通技术人员所领会的那样。因此，所阐述的值应当被足够宽泛地解释以涵盖至少足够接近用来执行期望的功能或实现期望的结果的所阐述的值的值。所阐述的值至少包括将在合适的加工或生产过程中预期到的变化，并且可包括在所阐述的值的5％内、1％内、0.1％内或0.01％内的值。

鉴于本公开，本领域普通技术人员将认识到，等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本文公开的各实现进行各种改变、替换和变更。包括功能“装置加功能”款项的等效构造旨在覆盖本文描述为执行所述功能的结构，包括以相同方式操作的结构等同物以及提供相同功能的等效结构两者。申请人的明确意图是，除非在“用于...装置”一词与相关联的功能一起出现的情况下，否则不对任何权利要求援引装置加功能或其他功能声明。对权利要求的含义和范围内的各实现的每个添加、删除和修改都将被权利要求所接受。

应当理解，前面描述中的任何方向或参考系仅仅是相对的方向或移动。例如，对“前面”和“背面”或者“顶部”和“底部”或者“左侧”和“右侧”的任何引用仅仅描述了相关元素的相对位置或移动。

本公开可以以其他具体形式来体现，而不背离其精神或特性。所描述的实现被认为是说明性的而非限制性的。从而，本发明的范围由所附权利要求书而非前述描述指示。落入权利要求书的等效方案的含义和范围内的改变应被权利要求书的范围所涵盖。