电子设备保护壳及电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种电子设备保护壳及电子设备。

背景技术

随着电子科技的发展，如智能手机、平板电脑等已成为用户经常使用的电子设备。但是，电子设备在使用中，不可避免的会出现电子设备跌落、磕碰等情况，这可能会造成电子设备上脆弱部分的损坏，尤其是显示屏，因其本身材料的特性，非常容易在受到突然冲击时出现碎裂的情况。显示屏作为用户与电子设备的交互载体，具有较为重要的地位。若显示屏碎裂很可能导致用户无法正常获取电子设备所显示的信息，甚至无法正常使用电子设备。

相关技术中，通常是采用保护套对电子设备进行保护，以防止电子设备在跌落或者磕碰后出现显示屏破损的现象。但是，发明人在研究中发现，电子设备目前所使用的几种保护方案均存在着一些缺陷：(1)薄壁结构的保护套，在电子设备跌落或磕碰过程中，其受到挤压所产生的变形能力通常较小，虽然可以使得电子设备较为轻薄，但降低了对显示屏的保护作用；(2)具有气囊结构的保护套，在保护套的四个角设计了空的气囊，这虽然可以对显示屏起到保护作用，但大大增加了电子设备的厚度和体积，厚实的保护套会影响用户的使用手感；(3)带有弹出机构的保护套，需要时可弹出站脚以保护显示屏，但这使得保护套的结构较为复杂，也会比较笨重。

发明内容

本申请旨在提供一种电子设备保护壳及电子设备，至少解决电子设备在受到突然冲击时其上的显示屏容易出现破裂损坏的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种电子设备保护壳，包括：

壳体，所述壳体至少部分采用脆性材料制成；

能量耗散结构，所述能量耗散结构设置于所述壳体上，所述能量耗散结构包括多条凹槽线，所述多条凹槽线呈网格状结构排布。

第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括：电子设备本体和如上所述的电子设备保护壳；

所述电子设备保护壳与所述电子设备本体可拆卸连接。

在本申请的实施例中，通过对保护壳的壳体材质进行改良，利用脆性材料断裂耗散能量的原理，再结合壳体上增设的专门的能量耗散结构，能够使形成的电子设备保护壳起到保护电子设备脆弱结构，尤其是电子设备显示屏的目的。本申请的实施例可以明显增强对电子设备显示屏的保护作用，可有效避免电子设备在受到较大冲击力后显示屏容易出现破裂损坏的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一实施例的电子设备保护壳的结构示意图；

图2是图1中圈示的B部的放大图；

图3是沿图1中A-A线的剖面图；

图4是沿图1中A-A线的剖面裂纹扩展示意图；

图5a、图5b分别是本发明实施例的电子设备保护壳上产生裂纹、裂纹网的示意图；

图6a、图6b、图6c分别是本发明施例的电子设备保护壳上裂纹逐渐愈合的示意图；

图7是本发明实施例的能量耗散结构的一种结构示意图；

图8是本发明实施例的能量耗散结构的另一种结构示意图；

图9是根据本发明另一实施例的电子设备保护壳的结构示意图；

图10是图9中圈示的C部的放大图。

附图标记：

101-主体区域，102-能量耗散结构，1021-凹槽，1022-裂纹，103-边缘区域，104-过渡区域，105-边框区域，106-三角形凹槽，107-基体层，108-防护层。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一方面，根据本申请的一个实施例，提供了电子设备保护壳，当将该电子设备保护壳应用在电子设备上，可用于对电子设备上的脆弱部分，尤其是电子设备上的显示屏起到良好的保护作用。其中，所述的电子设备例如可以为智能手机、平板电脑等常用的电子产品，本申请对此不作限制。

根据本申请实施例提供的电子设备保护壳，其包括壳体，以及能量耗散结构。其中，所述壳体至少部分采用脆性材料制成。所述能量耗散结构设置于所述壳体上。所述能量耗散结构包括多条凹槽线，且所述多条凹槽线在所述壳体上呈网格状结构排布。其中，每条凹槽线上设置有多个凹槽。

本申请实施例的电子设备保护壳，其中对保护壳的壳体材质进行了改良，摒弃了传统的保护壳材料(例如，软质材料)，而是创造性的选择采用脆性材料来制作壳体部分，其实际利用的是脆性材料断裂耗散能量的原理。与此同时，在保护壳的壳体上还设置了特殊的能量耗散结构，与脆性材料的应用相结合，可以使形成的电子设备保护壳在应用于电子设备之后，能够起到保护电子设备脆弱结构，尤其是电子设备显示屏的目的。本申请实施例的电子设备保护壳，有效的解决了电子设备在受到冲击力(例如，跌落、碰撞)之后显示屏容易出现破裂、损伤的问题。本申请的实施例可明显增强对电子设备显示屏的保护作用。

并且，需要说明的是，本申请实施例的电子设备保护壳，其中所采用的保护原理与现有技术有着显著的区别。实际上，本申请的实施例中是，当电子设备受到冲击之后，可通过耗散冲击能量的方式来降低电子设备显示屏所接收到的冲击能量，从而起到保护电子设备显示屏的效果。当然，本申请实施例的电子设备保护壳并不限于只保护电子设备上的显示屏，也可以起到保护电子设备上其它脆弱结构的作用。

进一步来说，在本申请的实施例中，将电子设备保护壳的材质设计为脆性材料，脆性材料在外力作用下(例如碰撞、冲击、拉伸等)仅能产生很小的变形，容易发生破坏断裂。这里就是利用脆性材料的碎裂原理来消耗动能，从而可使电子设备显示屏接收到的冲击能量小于其自身的抵抗断裂的能量，最终能够起到保护电子设备显示屏的有益效果。而且，为了进一步提升冲击能量耗散的能力，本申请的实施例中，还在电子设备保护壳的壳体上设计了特殊的能量耗散结构。该能量耗散结构所起到的作用是，一旦电子设备受到冲击，可迅速使脆性材料起裂并大量的产生裂纹，还可以促进多裂纹的扩展、分叉、交叉、扩展、汇等断裂力学现象，由此可将作用在电子设备上大量的冲击能转化为产生的新的裂纹面的断裂能，或者转化为裂纹分叉所需要的断裂能，这样就可以有效的耗散掉冲击能，通过耗散冲击能的方式就可以降低电子设备显示屏所接收到的能量，从而可起到保护电子设备显示屏的效果。

本申请实施例的电子设备保护壳，可以将其设计为电子设备的后盖，例如电池盖等，其可与电子设备本体直接结合在一起，此时设计无需为电子设备再额外添加保护装备。当然，本申请实施例的电子设备保护壳，还可以将其设计为电子设备的保护套，在使用时将其与电子设备安装在一起即可。

在本申请的一个实施方式中，参见图1和图2所示，本申请实施例的电子设备保护壳，其包括壳体和设置于壳体上的能量耗散结构102；其中，所述壳体可为电子设备的后盖(例如，电池盖)。并且，所述壳体包括主体区域101和围绕所述主体区域设置的边缘区域103。能量耗散结构102包括多条凹槽线，且多条凹槽线在壳体上形成网格状结构。结合图3所示，在凹槽线上形成有多个凹槽1021。其中，所述凹槽1021例如为三角形凹槽，当然，所述凹槽1021也可以为其他形状的凹槽，本申请实施例中对此不作限制。

在上述的实施方式中，主体区域101为壳体的主要部分，边缘区域103围绕着主体区域101设置，主要用于与电子设备相接，以使整个电子设备保护壳可以与电子设备本体结合为一体。本申请实施例中可设计边缘区域103与电子设备之间为可拆卸式连接，以便于更换整个电子设备保护壳。

其中，所述主体区域101和所述边缘区域103中的至少一个可以采用脆性材料制作。例如，可以采用玻璃材料或者陶瓷材料等，而需要说明的是，本申请实施例中并不限于采用上述的脆性材料，还可以是本领域技术人员熟知的其它脆性材料。当电子设备突然跌落或者受到碰撞之后，会有较强的冲击力作用在电子设备上，此时，本申请实施例的电子设备保护壳由于材料的脆性，很容易会发生破坏、断裂，与此同时，可参见图5a和图5b所示，电子设备保护壳上的能量耗散结构102可协助着使脆性材料迅速起裂并大量的产生裂纹1022，并且可促进多裂纹的扩展、分叉、交叉、扩展、汇等断裂力学现象，这样就可将作用在电子设备上大量的冲击能转化为产生的新的裂纹面的断裂能，或者转化为裂纹分叉所需要的断裂能，从而可以耗散冲击能，这样就可以降低电子设备显示屏所接收到的能量，从而起到保护电子设备显示屏的良好效果。

在本申请一个可选的实施方式中，其中的主体区域101和边缘区域103中的至少一个采用可自愈的脆性材料制成。考虑到在该实施方式中，本申请实施例的电子设备保护壳是直接作为电子设备的后盖使用的，即为电子设备的一部分，一旦碎裂后后盖无法正常使用，也不易更换的问题，因此将壳体的主体区域101和边缘区域103的材质选择使用可自愈的脆性材料，例如采用可自愈的玻璃材料。该自愈材料由于不透明或半透明的特性因而无法直接在显示屏中使用，但是应用于电子设备的后盖不存在显示问题，因而刚好可适用这种自愈材料。本申请实施例中的该材料设计既可以很好的解决脆性材料破碎后无法复原导致电子设备后盖报废的问题，也解决了自愈材料无法在显示屏中使用的问题。由此可见，本申请实施例的方案，合理结合了抗电子设备屏裂与自愈材料的优点。

在电子设备保护壳上，当主体区域101上发生大面积断裂时，可自愈的脆性材料可以自我识别出损伤的位置，并完成损伤位置处裂纹的自我修复(虚线部分)，愈合过程具体可如图6a-图6c所示。这种可自愈的脆性材料通常采用多种化合物共聚而成。

在本申请一个可选的实施方式中，所述的可自愈的脆性材料采用的是低分子量醚-硫脲聚合物。对于低分子量醚-硫脲聚合物而言，这种聚合物结构中硫脲基团形成高密度氢键网络，高密度氢键能保证聚合物的力学性能；而氢键易于断裂和形成，通过引入可激活氢键对交换的结构元素，使得聚合物受压即可自愈，无需加热或其它特殊处理。上述的这种材料没有显示屏玻璃材料的透明度，难以应用在显示屏位置，但在电子设备后盖这种无需显示的位置是可行的，利用范德华力，或者外部施加一些外载荷，即可加速裂纹的愈合，愈合方式非常简单，无需复杂的操作。

本申请实施例的电子设备保护壳，当采用可自愈的脆性材料制作，不仅可以增强对电子设备显示屏的保护作用，还可以使其本身可以重复使用，不易损坏。

本申请实施例的电子设备保护壳，除了可以用作上述的电子设备的后盖之外，还可以将其设计为电子设备的保护套来使用，在使用时将其与电子设备安装在一起即可。

在本申请的另一个实施方式中，本申请实施例的电子设备保护壳，参见图8和图9所示，其包括壳体和设置于壳体上的能量耗散结构102，其中，所述壳体为电子设备的保护套，在使用时可将其直接套装在电子设备上。并且，所述壳体包括主体区域101，围绕该主体区域101设置的过渡区域104，以及围绕该过渡区域104设置的边框区域105。所述能量耗散结构102包括多条凹槽线，且所述多条凹槽线在壳体上形成网格状结构。结合图3所示，在凹槽线上形成有多个凹槽1021。其中，所述凹槽1021例如为三角形凹槽，当然，所述凹槽1021也可以为其他形状的凹槽，本申请实施例中对此不作限制。

其中，所述主体区域101为壳体的主要部分，该部分在本申请中被设计为采用脆性材料制作而成，这明显区别于现有软质材料制作的电子设备保护套。所述主体区域101上还形成有所述能量耗散结构102，从图8和图9中可以看出，能量耗散结构102包括许多条凹槽线，这些凹槽线可以采用刻制的方式形成在主体区域101上。这些凹槽线相当于在壳体的主体区域101上形成预置裂纹网，一旦壳体受到冲击力，脆性材料会使得壳体上产生一定的裂纹1022，这些裂纹1022在预置裂纹网的作用下会不断的进行分叉、扩展、汇合，同时还会产生大量新的裂纹，最终使得整个脆性材料制成的壳体发生大面积的碎裂，形成裂纹网状分布，这样可以耗散掉直接作用于显示屏上的冲击能，使得作用在显示屏上的冲击能小于显示屏所能抵抗的断裂能，从而保护住显示屏不受损伤。

其中，连接着主体区域101和边框区域105的过渡区域104，可以选择采用与主体区域101相同的脆性材料制作，但本申请实施例中并不限于此。脆性材料例如可以采用玻璃材料或者陶瓷材料等，本领域技术人员可以根据具体需要灵活选择。

其中，边框区域105用于保护电子设备的中框部分或者侧边部分。在本申请的实施例中，边框区域105可以采用软质材料制作，例如可以采用硅胶、橡胶等材料。主要用于产生较大的变形，以方便电子设备与电子设备保护壳之间的拆卸、组装等，同时，在电子设备跌落或者磕碰时还可起到传递能量的作用。

需要说明的是，本申请的实施例中，主体区域101和过渡区域104中的至少一个采用脆性材料制成。也就是说，主体区域101或者过渡区域104两者其一采用脆性材料制成；还可以是，主体区域101和过渡区域104二者均采用脆性材料制成，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，本申请对此不作限制。

在本申请一个可选的实施方式中，主体区域101和过渡区域104中的至少一个采用可自愈的脆性材料制成。这样，当主体区域101发生大面积断裂时，基于材料具有自愈的特性，就能自我识别出损伤的位置，进而完成损伤位置处裂纹的自我修复。其中，所述的可自愈的脆性材料采用的是低分子量醚-硫脲聚合物。对于低分子量醚-硫脲聚合物而言，这种聚合物结构中硫脲基团形成高密度氢键网络，高密度氢键能保证聚合物的力学性能；而氢键易于断裂和形成，通过引入可激活氢键对交换的结构元素，使得聚合物受压即可自愈，无需加热或其它特殊处理。

本申请实施例的电子设备保护壳，当将其设计为电子设备的保护套使用时，与现有技术相比，完全不必额外为其设计气囊和其它保护结构，使得保护套的结构简单，较为轻薄，能很好的提升用户体验。

本申请实施例的电子设备保护壳，其中的能量耗散结构102包括有多条凹槽线，这些凹槽线分布在壳体的表面上。进一步地讲，这些凹槽线分布在壳体的主体区域101上。所形成的图案是网格状的结构，可参见图7和图8所示，例如可以是正交网格状结构、菱形斜网格状结构或者蜂窝状结构。需要说明的是，本申请实施例中能量耗散结构的形状不限于上述这些网格状结构，还可以是其它网格状结构，只要有利于产生裂纹即可，本申请对此不作限制。

本申请实施例的电子设备保护壳，当受到较大的冲击，壳体上会产生大面积的碎裂，而在这一碎裂过程中，冲击能会被大量的吸收，从而实现冲击能量的耗散。当冲击能量耗散到一定程度，就不会对电子设备的显示屏造成过大的冲击，这样就可以避免显示屏受到损伤。

本申请实施例的电子设备保护壳，参见图2和图9所示，其还包括有能量引导结构。该能量引导结构包括多个三角形凹槽106。并且，该能量引导结构设置于壳体上且位于能量耗散结构102的边缘位置处。例如，多个三角形凹槽106均匀分布在能量耗散结构102的边缘位置上。

需要说明的是，在本申请的实施例中，能量引导结构中的凹槽，实际并不限于仅为上述的三角形凹槽106，还可以为其它形状的凹槽，只要该凹槽具有尖端即可。这是因为：本申请实施例中，能量引导结构设置实际相当于在壳体的边缘位置上设置多个起裂点，其主要的目的是为了在电子设备跌落过程中，在此处诱发裂纹尖端的产生，并可以进一步引导裂纹向能量耗散结构102进行扩展，起到产生裂纹并促使裂纹不断扩展、分叉的效果，即使裂纹不断增多，最终可以将冲击的动能大量的转变为断裂能，以极大的耗散掉冲击的能量，从而起到保护电子设备上重要结构尤其是显示屏的作用。

本申请实施例的电子设备保护壳，所述能量引导结构包括多个三角形凹槽106，三角形凹槽106的其中一个尖端朝向该能量耗散结构102的侧边。这样的设计相当于在电子设备保护壳上分别设置了起裂点和预置裂纹，以便在电子设备受到冲击后，电子设备保护壳上迅速形成较多的裂纹，可借助不断产生的裂纹将冲击的动能耗散掉，以保护电子设备上的显示屏。

在本申请一个可选的实施方式中，参见图2和图9所示，所述能量引导结构包括多个三角形凹槽106，三角形凹槽106的其中一个尖端正对着该能量耗散结构102中的凹槽线的端部。在该实施方式中，能量引导结构中的三角形凹槽106对准着能量耗散结构102中的凹槽线，也即起裂点对准着预置裂纹，有助于更加迅速的在电子设备保护壳上形成用于耗散冲击能量的裂纹，可以大幅提升能量耗散的能力，以更好的保护电子设备上的显示屏。

本申请实施例的电子设备保护壳，其中的壳体可以为多层结构。

在本申请一个可选的实施方式中，参见图3所示，所述壳体包括基体层107，以及结合在基体层107至少一个表面上的防护层108。其中，防护层108可以采用轻薄、柔软、韧性高的材料制成，用以在基体层107上形成一层保护膜。本领域技术人员可以根据需要灵活选择合适的材料，本申请对此不作限制。本申请实施例中设置防护层108的目的在于：当脆性材料碎裂后，依然可以保证脆性材料的整体性，防止破碎的颗粒或者碎片等直接飞出，避免碎片刺向电子设备本体或者划伤用户。

其中，可以仅在基体层107的一个表面上设置防护层108，也可以在基体层107的两个表面上均设置防护层108。当在基体层107的两个表面上均设置防护层108时，两个表面上的防护层的材料可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据需要灵活调整，本申请对此不作限制。

参见图4所示，本申请实施例中，在电子设备受到冲击时，电子设备保护壳体上的裂纹1022会沿着凹槽线上的凹槽1021扩展。

另一方面，根据本申请的实施例，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：电子设备本体和上述的任一种电子设备保护壳。

其中，所述电子设备保护壳与所述电子设备本体之间为可拆卸连接。以便于更换电子设备保护壳。

本申请实施例的电子设备，基于其包括电子设备保护壳，可以对电子设备上的脆弱部分，即显示屏起到很好的保护作用。

根据本发明实施例的电子设备保护壳的其他构成，例如摄像头避让孔等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。