專利名稱：用于安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的電連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于電子裝置的連接器。更具體地，本發(fā)明涉及適用于安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的連接器。
背景技術(shù)：
熱靴(hot-shoe)連接器通常被使用來提供機(jī)械附著部件以及在兩個(gè)裝置之間的電連接。作為例子，許多傳統(tǒng)照相機(jī)包括用于安裝閃光單元在其上的熱靴連接器。熱靴插座位于照相機(jī)的頂面，熱靴插頭被布置在閃光單元的底部末端，用于把閃光單元附著到照相機(jī)的熱靴插座。在組裝時(shí)，在閃光單元上的熱靴插頭滑動(dòng)地插入到照相機(jī)上的熱靴插座。 插頭和插座可以通過被提供在閃光單元或其它部件上的夾緊螺釘被固定在一起。在照相機(jī)上的熱靴插座的中心處有金屬觸點(diǎn)，它與閃光單元的熱靴插頭上的金屬觸點(diǎn)結(jié)合。照相機(jī)經(jīng)由金屬觸點(diǎn)之間的結(jié)合將功率傳遞到閃光單元。用于照相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)熱靴連接器的物理尺寸由國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO 518 2006規(guī)定。熱靴式連接器早已被引入到其它電子裝置。例如，許多安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)包括熱靴連接器。例如，在美國專利No. 7，211，778,7, 049，027,6, 938，276,6, 662，370、和 5，683，831,4, 666，276,4, 329，735中公開了安裝于頭盔的夜視裝置，這些專利整體地通過引用并入本文。在安裝于頭盔的夜視裝置中，電池組(或其它功率源)經(jīng)由屏蔽電纜被連接到安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)，以便給夜視系統(tǒng)提供功率。在美國專利No. 5，683，831中公開了這樣的裝置。在包括熱靴連接器的安裝于頭盔的夜視裝置中，可拆卸的電池組的熱靴插座被安裝到在頭盔的后面或側(cè)面上所提供的熱靴插頭。在美國專利No. 5，683，831中公開了這樣的裝置。用戶常常在頭盔已經(jīng)戴在頭上時(shí)安裝電池組到頭盔。為了將熱靴插座連接到熱靴插頭，用戶用一只手將電池組拿到頭盔的后面或側(cè)面。用戶然后將熱靴插座取向到對(duì)準(zhǔn)熱靴插頭。借助于熱靴插頭和熱靴插座的設(shè)計(jì)，插頭和插座一起沿單個(gè)取向?qū)?zhǔn)。因此，用戶必須操控電池組和/或頭盔，直至達(dá)到正確的取向?yàn)橹埂Ｒ坏┎孱^和插座正確地取向，用戶就把插頭插入插座。在電池組上提供的彈簧負(fù)荷桿(spring loaded lever)或銷按扣在熱靴插頭上規(guī)定的凹槽，由此將電池組鎖定到頭盔。為了從頭盔卸下電池組，用戶移動(dòng)彈簧負(fù)荷桿，以便從插座卸下插頭。用戶然后用同一只手或另一只手將電池組從頭盔拆下。上述的用于把電池組安裝到頭盔的步驟對(duì)于某些用戶，特別是對(duì)于不太熟練的那些用戶，可能感覺是困難和不方便的。更具體地，有時(shí)可能由于用戶盲目地到達(dá)他或她的頭的側(cè)面或后面以及操控電池組和/或頭盔直至達(dá)到正確的取向，操控?zé)嵫ミB接器會(huì)變得困難。這些因素暗示，在戰(zhàn)斗情形下電池組安裝到頭盔可能是成問題的。鑒于上述的情形，為了性能、方便性、可制造性和模塊化，需要不斷地進(jìn)一步開發(fā)和改進(jìn)用于將兩個(gè)裝置在機(jī)械上和電氣上連接在一起的連接器
發(fā)明內(nèi)容
公開了包括插頭組件和插座組件的連接器。插頭組件和插座組件配合在一起，形成連接器。連接器可被使用于任何電子裝置，諸如，例如成像裝置、夜視裝置、照相機(jī)等等。按照本發(fā)明的一方面，提供了用于安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的電連接器，包括插座組件和配合的插頭組件。插座組件被配置成在機(jī)械上直接或間接地耦合到頭盔，和電耦合到被安裝在頭盔上的夜視裝置。插頭組件被配置成在機(jī)械上和電氣上耦合到電池組。插頭組件和插座組件被配置成在至少兩個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起，以便將電池組可拆分地安裝到頭盔上，和把來自電池組的功率供應(yīng)給被安裝在頭盔上的夜視裝置。按照本發(fā)明的另一方面，提供了安裝于頭盔的夜視組件。安裝于頭盔的夜視組件通常包括頭盔，頭盔包括用于把夜視裝置安裝到其上的裝備，和電池組，電池組被配置成包含至少一個(gè)電池。插座組件被安裝到頭盔，以及插頭組件被安裝到電池組。插頭組件和插座組件被配置成在至少兩個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起，以便將電池組可拆分地安裝到頭盔上，和把來自電池組的電池的功率供應(yīng)給被安裝在頭盔上的夜視裝置。在以上的說明中，術(shù)語“插頭”和“插座”可以被交換地使用。這些術(shù)語被使用來表示分開的組件一起被利用來形成連接。當(dāng)結(jié)合附圖考慮以下的詳細(xì)討論時(shí)，將明白本發(fā)明的這些和其它方面。應(yīng)當(dāng)看到， 下面的討論僅僅打算說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于所說明的實(shí)施例，本發(fā)明僅僅由附著在本技術(shù)說明書的權(quán)利要求限制。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下的詳細(xì)說明時(shí)，將從以下的詳細(xì)說明最好地理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，按照通常的實(shí)踐，附圖的各種不同的特征不是按比例的。在圖上包括以下的圖圖1顯示按照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的、包括插頭組件和插座組件的連接器的透視圖，其中插頭組件是與插座組件分開地顯示的。圖2顯示圖1的連接器的另一個(gè)透視圖。圖3顯示以配合的結(jié)構(gòu)顯示的、圖1的連接器的透視圖，其中插座組件的一部分被切除，以便揭示在插頭組件與插座組件之間的結(jié)合。圖4顯示圖3上沿線4-4截取的、配合的連接器的截面圖。圖5顯示圖1的插頭組件的分解圖。圖6顯示圖1的插座組件的分解圖。圖7A-7D示意地顯示結(jié)合插頭組件與插座組件的過程。圖7E和7F示意地顯示解開插頭組件與插座組件的結(jié)合的過程。圖8A顯示按照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、與凸輪面配合的凸起物的示意圖。圖8B顯示按照本發(fā)明的再一個(gè)示例性實(shí)施例的、與凸輪面配合的凸起物的示意圖。圖9A顯示插頭組件和插座組件的簡化版本的示意性頂面圖。圖9B顯示按照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、插頭組件和插座組件的簡化版本的示意性頂面圖。圖10顯示被安裝在夜視系統(tǒng)的電池組上的圖9B的插頭組件，其中電池組被顯示為由最終用戶的手握住。圖11顯示被安裝在頭盔上的圖9B的插座組件。圖12顯示把圖10的電池組的插頭組件安裝在圖11的頭盔的插座組件上的初始步驟。圖13顯示相對(duì)于頭盔進(jìn)行旋轉(zhuǎn)電池組以便連接插頭和插座，以及把電池組鎖定到頭盔的步驟。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照為了說明在附圖中所選擇的幾個(gè)實(shí)施例來描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明的范圍和精神并不限于所說明的實(shí)施例。正如這里使用的，術(shù)語“連接器”是指提供兩個(gè)元件之間的電連接、兩個(gè)元件之間的機(jī)械連接或二者的裝置。術(shù)語“連接器”也可以是指單個(gè)元件，諸如，例如插頭或插座，被利用來與另一個(gè)元件配合，以便在它們之間建立連接。圖1和2顯示按照本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的連接器10的透視圖。連接器10 在這里可以稱為旋轉(zhuǎn)熱靴連接器或熱靴連接器。連接器10通常包括插頭組件12和插座組件14。插頭組件12在圖1和2上被顯示為與插座組件14分開。插頭組件12和插座組件 14被配置成配置在一起，形成連接器10 (如圖3和4所示)。連接器10通常被配置為將兩個(gè)裝置在機(jī)械上和/或電氣上連接在一起。作為例子，連接器10可以把電池組連接到電子裝置，把電纜連接到電子裝置，把電纜連接到電池組等等。連接器10的一個(gè)特定的應(yīng)用被顯示于圖10-13。插頭組件12通常包括基本上圓柱形的主體20，其規(guī)定旋轉(zhuǎn)面21 ；被保持在主體 20內(nèi)的絕緣體22 ；以及一系列電觸點(diǎn)24(顯示出9個(gè))，被安裝在絕緣體22中規(guī)定的相應(yīng)孔徑內(nèi)。法蘭盤沈從主體20徑向地延伸。在法蘭盤沈上提供一系列開孔觀。雖然未示出，但緊固器可以被插入到每個(gè)開孔觀，用于把插頭組件12安裝到板上(諸如，在圖4上顯示的板29)。應(yīng)當(dāng)看到，板四并不構(gòu)成插頭組件12的一部分。四個(gè)凸輪面30從主體20的旋轉(zhuǎn)面21延伸。每個(gè)凸輪面30從主體20的下部環(huán)狀表面27關(guān)于旋轉(zhuǎn)面21圓周地?cái)U(kuò)展。按照所示的示例性實(shí)施例，每個(gè)凸輪面30從旋轉(zhuǎn)面 21向外延伸，S卩，遠(yuǎn)離主體20的中心軸。替換地，凸輪面30可以被隱藏在旋轉(zhuǎn)面21內(nèi)。凸輪面30是圍繞主體20的周界以一定的間隔排列的。按照本發(fā)明的一個(gè)方面， 凸輪面30是圍繞主體20的周界均勻地以一定的間隔排列的。按照這個(gè)示例性實(shí)施例，插頭組件12包括四個(gè)凸輪面30。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這里提供的說明中將會(huì)看到，插頭組件 12應(yīng)當(dāng)包括至少一個(gè)凸輪面30并可以包括任何數(shù)目的凸輪面30。在相鄰的凸輪面30之間規(guī)定了以凹槽或開口的形式提供的通道31。正如對(duì)于插座組件14更詳細(xì)地描述的，在插座組件14上提供的一系列凸起物50穿過相應(yīng)通道31，將組件12和14連接在一起。另外，在解開插頭組件12與插座組件14的結(jié)合時(shí)，在插座組件 14上提供的凸起物50通過通道31被拆卸。按照這個(gè)示例性實(shí)施例，插頭組件12包括四個(gè)通道31 (見圖幻。提供多個(gè)通道 31使得最終用戶能夠以多個(gè)取向連接組件12和14。更具體地，在組件12與14配合時(shí)，插座組件14的任何凸起物50可以進(jìn)入到插頭組件12的任何通道31。提供用于將插頭組件12連接到插座組件14的多個(gè)位置，或反之亦然，簡化了最終用戶把這些元件組裝在一起的任務(wù)。正如將參照?qǐng)D6更詳細(xì)地描述的，組件12和14的電觸點(diǎn)M和44被安排成使得組件12和14可以在多個(gè)結(jié)合點(diǎn)中的任意一個(gè)結(jié)合點(diǎn)處進(jìn)行連接。插座組件14通常包括基本上圓柱形的主體40，其規(guī)定旋轉(zhuǎn)面41 ；絕緣體42，被保持在主體40內(nèi)；以及被安裝在絕緣體42中規(guī)定的相應(yīng)孔徑內(nèi)的三個(gè)電觸點(diǎn)44 (1) -44 (3)。 電觸點(diǎn)44 (1)-44 (3)(—起被稱為電觸點(diǎn)44)在圖6上被最好地顯示。兩個(gè)凸起部(boss) 43 從主體40的下端延伸。每個(gè)凸起部43包括一個(gè)開孔，雖然未示出，但緊固器可以被插入到凸起部43的各個(gè)開孔，用于安裝到板上(見圖4上顯示的板47)。環(huán)48被安裝在主體40的頂端。替換地，環(huán)48可以與主體40合并在一起。四個(gè)半圓形凸起物50從環(huán)48的內(nèi)部環(huán)狀面向主體40的中心軸延伸。每個(gè)凸起物50被配置成支撐插頭組件12的凸輪面30，正如參照?qǐng)D7A-7F更詳細(xì)地描述的。每個(gè)凸起物50從環(huán)48 的下部表面延伸，并至少部分放置在主體40的頂面上規(guī)定的凹槽52內(nèi)。凸起物50可以是半圓形(如所顯示的)、圓形、多邊形(如圖8A所示的)、方形、 矩形、或任何其它形狀。正如將參照?qǐng)D8A更詳細(xì)地描述的，凸起物50的大小和形狀被做成適配于插頭組件12的凸輪面30的形狀。凸起物50可以與環(huán)48整體地形成，或替換地，凸起物50可以以被安裝在環(huán)48或主體40上的銷或緊固器的形式被提供。凸起物50是圍繞主體40的周界以一定的間隔排列的。而且，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，凸起物50是圍繞主體40的周界均勻地以一定的間隔排列的。相鄰的凸起物50間隔開的徑向距離可以基本上等于插頭組件12的相鄰的凸輪面30間隔開的徑向距離(如圖1 和2所示)。按照這個(gè)示例性實(shí)施例，插座組件14包括四個(gè)凸起物50。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這里的說明中將會(huì)看到，插座組件14應(yīng)當(dāng)包括至少一個(gè)凸起物50并且可以包括任何數(shù)目的凸起物50。凸起物50的數(shù)目可以等于凸輪面30的數(shù)目或可以變化。圖3顯示以配合的結(jié)構(gòu)顯示的、圖1的連接器10的透視圖，其中插座組件14的主體40的一部分被切除，以便揭示插頭組件12與插座組件14之間的結(jié)合。如圖3所示，插頭組件12的凸輪面30由導(dǎo)入半圓形凹槽53的曲線表面51規(guī)定。插座組件14的一個(gè)凸起物50被保持在插頭組件12的凸輪面30的凹槽53內(nèi)。雖然未示出，所有的凸起物50可以同時(shí)被保持在相應(yīng)的凹槽53內(nèi)。圖4顯示圖3上沿線4-4截取的、配合的連接器10的截面圖。如圖4上最好地顯示的，組件12和14的旋轉(zhuǎn)面21和41互相面對(duì)面地放置。彈簧M被放置在插頭組件12 的下部環(huán)狀表面27與主體40的下部內(nèi)部表面56之間，使得凸輪面30靠在凸起物50上， 如圖所示。彈簧M保持凸起物50與凸輪面30之間的負(fù)荷交界面，以使得組件12和14的旋轉(zhuǎn)的軸向位置通常是固定的，以及在組件12和14之間的“活動(dòng)(play) ”被大大地減小或完全消除。圖5和6分別顯示組件12和14的分解圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4_6，插頭組件12通常包括主體20、被安裝在主體20上的絕緣體22、以及被安裝在絕緣體22上的一系列電觸點(diǎn)24。 第一電子裝置(未示出)的板四被安裝在插頭組件12的法蘭盤沈上。0形環(huán)61被放置在主體20與板四之間的交界面處在主體20中形成的環(huán)狀凹槽中。絕緣體22被固定地安裝在主體20上。更具體地，絕緣體22的肩部68靠著主體20的肩部70。固定環(huán)72被放置在絕緣體20中規(guī)定的凹槽內(nèi)以及被放置靠在主體20的表面74。固定環(huán)72和絕緣體22的肩部68將絕緣體22鎖定到固定的垂直位置。雖然未明顯地示出，凸起物從絕緣體22延伸，結(jié)合主體20中所形成的槽76 (見圖幻，以保持絕緣體22 相對(duì)于主體20的固定的旋轉(zhuǎn)位置。0形環(huán)66被放置在主體20與絕緣體22之間的交界面處在絕緣體22中形成的凹槽內(nèi)。0形環(huán)66限制在主體20與絕緣體22之間的交界面處污染物(諸如水)的進(jìn)入。電觸點(diǎn)M被壓合到或否則安裝到絕緣體22中規(guī)定的開孔60。每個(gè)開孔60包括大直徑部分，用于容納電觸點(diǎn)M的大直徑部分73和較小的直徑部分，用于容納電觸點(diǎn)M 的相對(duì)較小的直徑部分77。正如參照?qǐng)D7A-7F更詳細(xì)地描述的，電觸點(diǎn)M在施加的負(fù)荷下是彈性可變形的，在不存在施加的負(fù)荷時(shí)返回到原先的形狀。彈性構(gòu)件(未示出)被放置在每個(gè)電觸點(diǎn)M的大直徑部分73。適當(dāng)?shù)碾娪|點(diǎn)(彈性和非彈性的)由Mill-Max公司， Oyster, New ^rk，USA，制造和分發(fā)。按照這里未示出的另一個(gè)示例性實(shí)施例，電觸點(diǎn)44是彈性可變形的。如在圖4上最好地顯示的，在連接器10的配合的結(jié)構(gòu)中，插頭組件12的電觸點(diǎn)M 被放置成與插座組件14的電觸點(diǎn)44直接的物理的接觸，用于在連接器10的組件12和14 之間分布功率和信號(hào)。具體地，每個(gè)觸點(diǎn)M的末端64靠在插座組件14的電觸點(diǎn)44的導(dǎo)電表面上。每個(gè)觸點(diǎn)M的相反的末端62可被安裝在印制電路板、電纜、電線、或彎曲電路，例如，被連接到第一電子裝置(未示出)。第一電子裝置例如可以是電池組(如圖10所示)。仍舊參照?qǐng)D4-6，插座組件14通常包括主體40、被安裝在主體40內(nèi)的絕緣體42、 以及被安裝在絕緣體42內(nèi)的五個(gè)電觸點(diǎn)44。主體包括兩個(gè)凸起部43 (其中一個(gè)被示出)， 每個(gè)凸起部包括穿過它的規(guī)定的開孔。雖然未示出，緊固器可被插入通過凸起部43的開孔，把主體40安裝到第二電子裝置的板47上。第二電子裝置例如可以是夜視裝置或從夜視裝置延伸的電纜。環(huán)48被固定地安裝到主體40的頂端。一系列嵌裝(flush-mounted)的緊固器49 被提供來把環(huán)48安裝到主體40的頂端。雖然未示出，但環(huán)48可以與主體40合并在一起， 以減小插座組件14的元件數(shù)目。絕緣體42被固定地安裝到主體40。更具體地，絕緣體42的肩部部分80靠在主體 40的肩部部分82。固定環(huán)86被放置在絕緣體42中規(guī)定的凹槽內(nèi)，以及被放置成靠在主體 20的表面88上。固定環(huán)86和絕緣體42的肩部80鎖定絕緣體42在固定的垂直位置。雖然沒有明顯地顯示，凸起物從絕緣體42的底邊延伸，以便結(jié)合在主體40中形成的槽，將絕緣體42相對(duì)于主體40保持在固定的旋轉(zhuǎn)位置。0形環(huán)90被放置在絕緣體42與主體40之間的交界面處在絕緣體42中形成的凹槽內(nèi)。0形環(huán)90限制在主體40與絕緣體42之間的交界面處污染物(諸如水)的進(jìn)入。另一個(gè)0形環(huán)92被放置在絕緣體42與插頭組件12的絕緣體22之間的交界面處在絕緣體42 中形成的凹槽內(nèi)。0形環(huán)92限制在組件12與14之間的交界面處污染物(諸如水)的進(jìn)入。0形環(huán)92提供使得流體和碎屑不進(jìn)入電交界面的簡單的、容易控制的和魯棒的裝置。彈簧M被放置在插座組件14的下部內(nèi)表面56上。止推軸承94，以金屬環(huán)的形式，被放置成靠著彈簧M。止推軸承94被夾在彈簧M與插頭組件12的絕緣體22之間。 彈簧M和止推軸承94被設(shè)置在插座組件14內(nèi)在下部內(nèi)表面56與凸起物50之間。正如前面提到的，彈簧M使得插頭組件12的凸輪面30靠在插座組件14的凸起物50，如圖所
示ο環(huán)48、插頭組件12的主體20和插座組件14的主體40可以由金屬材料、聚合物、 或任何其它想要的材料制成。這些元件可以通過例如壓模或機(jī)械操作被制成。組件的絕緣體22和42可以由介電材料通過例如壓?；驒C(jī)械操作被制成。圖7A-7D示意地顯示組件12和14進(jìn)行結(jié)合的過程，以及圖7E和7F示意地顯示解開組件12和14的結(jié)合的過程。應(yīng)當(dāng)看到，連接器10的所有的元件被示意地顯示于圖 7A-7F。在示意圖上，插頭組件12包括主體20，其規(guī)定凸輪面30;以及電觸點(diǎn)對(duì)，如由類似的截面剖面線表示的。電觸點(diǎn)M包括整體彈性元件100，在下文中被稱為彈簧100。在示意性說明中，插座組件14包括主體40，相對(duì)于主體40固定安裝的凸起物50 和一個(gè)電觸點(diǎn)44，如以類似的截面剖面線表示的。應(yīng)當(dāng)看到，凸起物50相對(duì)于插座組件14 的主體40的位置是固定的。因此，在插座組件14的主體40與凸起物50之間的垂直間隙 a4在圖7A-7F的所有的示意圖上保持為恒定的。為了便于解釋圖7A-7F，插頭組件12相對(duì)于插座組件14的旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)運(yùn)動(dòng)是想要的。然而，應(yīng)當(dāng)看到，插座組件14相對(duì)于插頭組件12的運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生基本上相同的結(jié)果。而且，插座組件14和插頭組件12可以同時(shí)互相移動(dòng)。現(xiàn)在參照各個(gè)附圖，圖7A顯示組件12和14的開始位置。在圖7A上，組件12和 14被顯示為結(jié)合在一起的，但沒有進(jìn)行機(jī)械連接或電連接。插座組件14的凸起物50被放置在插頭組件12的相鄰的凸輪面30之間的通道31中。彈簧M被保持在松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度％。電觸點(diǎn)M的彈簧100也被保持在松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度％。組件 12和14的電觸點(diǎn)M和44分別被間隔開一個(gè)間隙a3，因此，在組件12與14之間不會(huì)存在電連接。圖7B顯示組件12和14互相結(jié)合的示意圖。插座組件14的凸起物50被放置在插頭組件12的凸輪面30的曲線表面51上。為了把插頭組件12從圖7A上的不結(jié)合位置移到圖7B上的結(jié)合位置，最終用戶頂住彈簧M和100的彈力把插頭組件12向下移動(dòng)(見垂直箭頭)，以及沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)插頭組件12 (見水平箭頭)。在圖7B所示的裝置中，彈簧M具有小于圖7A所示的彈簧M的自由狀態(tài)長度％的壓縮長度Iv觸點(diǎn)M的彈簧100 具有小于圖7A所示的彈簧100的自由狀態(tài)長度％的壓縮長度Iv電觸點(diǎn)M靠在電觸點(diǎn) 44上，在組件12和14之間建立電連接。圖7C顯示沿插頭組件12的凸輪面30進(jìn)一步前進(jìn)的插座組件14的凸起物50的示意圖。為了把插頭組件12從圖7B上的位置移到圖7C上的位置，最終用戶沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)插頭組件12 (見水平箭頭)。在插頭組件12沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)和凸輪面30沿凸起物 50移動(dòng)時(shí)(或反之亦然)，凸起物50頂住彈簧M和100的彈力，向下方向推動(dòng)插頭組件12 的主體20。彈簧M具有小于圖7B的壓縮長度Id1的壓縮長度Cl。觸點(diǎn)M的彈簧100具有小于圖7B的壓縮長度Id2的壓縮長度c2。圖7D顯示沿插頭組件12的凸輪面30進(jìn)一步前進(jìn)的插座組件14的凸起物50的示意圖。在圖7D上，組件12和14處在鎖定的配置，由此在組件12和14之間建立了電連接和機(jī)械連接。為了把插頭組件12從圖7C上的位置移到圖7D上的結(jié)合位置，最終用戶進(jìn)一步沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)插頭組件12(見水平箭頭)。在插頭組件12沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，和凸輪面30沿凸起物50移動(dòng)時(shí)，彈簧M和100向上推動(dòng)插頭組件12的主體20 (見箭頭)， 把凸起物50放置在插頭組件12的凸輪面30的凹槽53內(nèi)。凹槽53的壁限制插頭組件12 和插座組件14的旋轉(zhuǎn)。在圖7D上，彈簧M具有大于圖7C的壓縮長度C1的壓縮長度屯。 觸點(diǎn)M的彈簧100具有小于圖7C所示的彈簧100的壓縮長度C2的壓縮長度d2。圖7E顯示與插座組件14解開機(jī)械結(jié)合的插頭組件12的示意圖。更具體地，在圖 7E上，插頭組件12的凸輪面30在物理上與插座組件14的凸起物50分隔開。為了把插頭組件12從圖7D上的位置移到圖7E上的位置，最終用戶頂住彈簧M和100的彈力向下移動(dòng)插頭組件12的主體20 (見垂直箭頭)，直至插頭組件12的凸輪面30在物理上與插座組件14的凸起物50分隔開為止。在圖7E上，彈簧M具有小于圖7D上它的松弛長度(I1的壓縮長度力。觸點(diǎn)M的彈簧100具有小于圖7D所示的彈簧100的松弛長度d2的壓縮長度％。雖然在圖7E上插頭組件12和插座組件14在機(jī)械上解開結(jié)合，但這些組件借助于電觸點(diǎn)M與44之間的物理接觸仍舊是電連接的。圖7F顯示插頭組件12相對(duì)于插座組件14旋轉(zhuǎn)的示意圖。為了把插頭組件12從圖7E上的位置移到圖7F上的位置，最終用戶頂住彈簧M和100的彈力將插頭組件12的主體20沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(見水平箭頭)，而同時(shí)主體20仍舊保持在向下的位置。插頭組件12被旋轉(zhuǎn)到使得凸起物50對(duì)準(zhǔn)插頭組件12的通道31的位置。在圖7F上，彈簧討具有與圖7E上的壓縮長度力基本上相同的壓縮長度f\。另外，觸點(diǎn)M的彈簧100具有與圖7E上的壓縮長度ei基本上相同的壓縮長度f2。這些組件 12和14借助于電觸點(diǎn)M與44之間的物理接觸仍舊是電連接的。當(dāng)從圖7F的它的位置卸下插頭組件12的主體20，插頭組件12和插座組件14回到圖7A所示的它們的開始位置，由此，組件12和14在機(jī)械上和電氣上都被解開結(jié)合。更具體地，凸起物50回到它在插頭組件12的通道31內(nèi)的初始位置。彈簧M回到它的松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度％，和電觸點(diǎn)M的彈簧100也回到它的松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度 。組件12和14的電觸點(diǎn)M和44分別回到它們的初始位置，互相間隔開一個(gè)間隙a3。在圖1到圖7F上顯示的連接器10的示例性實(shí)施例中，凸輪面30被規(guī)定在插頭組件12上以及凸起物50被規(guī)定在插座組件14上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，凸輪面30可被規(guī)定在插座組件14上以及凸起物50可被規(guī)定在插頭組件12上，以基本上達(dá)到這里描述的相同的結(jié)果。另外，彈性電觸點(diǎn)可被提供在插座組件14上，以基本上達(dá)到這里描述的相同的結(jié)果。圖8A顯示按照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、與凸輪面108結(jié)合的凸起物106 的示意圖。按照示例性實(shí)施例，凸輪面108以階梯式表面的形式被提供，凸起物106具有多邊形截面。在階梯式凸輪面108水平地向左移動(dòng)或凸起物106水平地向右移動(dòng)時(shí)，凸起物 106沿階梯式凸輪面108滑動(dòng)。然而，在凸起物106與階梯式凸輪面108之間的結(jié)合限制階梯式凸輪面108向右的水平運(yùn)動(dòng)和凸起物106向左的水平運(yùn)動(dòng)。凸起物106可以取任何形式，只要它包括用于結(jié)合凸輪面108的階梯的所指出的表面。為了解開凸起物106與凸輪面108的結(jié)合，凸輪面108必須向下方向移動(dòng)，類似于圖7E所示的解開結(jié)合步驟。圖8B顯示按照本發(fā)明的再一個(gè)示例性實(shí)施例的、位于凸輪面109上具有圓形截面的凸起物107的示意圖。凸輪面109類似于圖1-7F所示的凸輪面30，除了圖8B的凸輪面109包括具有恒定的斜度而不是曲線形狀的部分以外。凸輪面也可以是例如齒狀和鋸齒狀的。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這里的描述將會(huì)看到，凸輪面和凸起物的其它幾何形狀對(duì)于基本上達(dá)到圖7A-7F上描述的相同的結(jié)果也可以是有用的。圖9A顯示連接器10的插頭組件12和插座組件14的簡化版本的示意的頂面圖。 如前所述，插座組件14包括四個(gè)凸起物50以及插頭組件12包括四個(gè)通道31，由此每個(gè)通道31引導(dǎo)到凸輪面30。為了將組件12和14連接在一起，插座組件14的凸起物50被插入通過插頭組件12的相應(yīng)通道31 (或反之亦然)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，任何一個(gè)凸起物50可被插入通過任何一個(gè)通道31來結(jié)合組件12和14。因?yàn)椴孱^組件12包括四個(gè)通道 31，所以插頭組件12可以以四個(gè)不同的徑向取向與插座組件14連接(或反之亦然)。每個(gè)取向互相間隔開大約90度。組件12或組件14相對(duì)于另一個(gè)組件旋轉(zhuǎn)小于1/4圈就可以使得組件12和14配合和封接在一起。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，通道31的數(shù)目可以變化，以便增加或減小取向的數(shù)目。插座組件14包括兩行同心地放置的電觸點(diǎn)44。內(nèi)部行包括觸點(diǎn)44 (1)，外部行包括觸點(diǎn)44(2)和44(3)。觸點(diǎn)44(1)沿插座組件14的中心軸放置。觸點(diǎn)44(2)和44(3)相對(duì)于觸點(diǎn)44(1)同心地放置。雖然插座組件14包括兩行電觸點(diǎn)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員從這里的描述將會(huì)看到，插座組件14可包括任意數(shù)目的同心地放置的電觸點(diǎn)44。插頭組件12包括九個(gè)觸點(diǎn)M (1)到M (9)，它們都是相對(duì)于插頭組件12的中心軸放置的。觸點(diǎn)對(duì)(1)、對(duì)(幻和對(duì)03)被放置在靠近插頭組件12的中心軸處，而觸點(diǎn)M(4) 到對(duì)(9)被放置在中心軸的遠(yuǎn)端。觸點(diǎn)M(4)到24(9)被放置在離中心軸基本上相等的距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這里的描述將會(huì)看到，插頭組件12可以具有任意數(shù)目的電觸點(diǎn)。不管組件12和14的相對(duì)徑向取向，插頭組件的觸點(diǎn)24(1) ,24(2)和24(3)總是放置成與插座組件14的觸點(diǎn)44(1)結(jié)合，以便在它們之間傳送功率、接地或信號(hào)。然而，取決于組件12和14的相對(duì)徑向取向，觸點(diǎn)對(duì)⑷到M(9)可被放置成與觸點(diǎn)44⑵或觸點(diǎn) 44(3)結(jié)合，以便在它們之間傳送功率、接地或信號(hào)。圖9B顯示按照本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的連接器110的插頭組件112和插座組件114的簡化版本的示意性頂面圖。組件112和114基本上類似于組件12和14，除了三點(diǎn)不同以外(a)插座組件114包括五個(gè)電觸點(diǎn)144，(b)在插頭組件112的主體120 上形成兩個(gè)通道131，以及(c)兩個(gè)凸起物150從插座組件114的主體140延伸。電觸點(diǎn) 124(1)到124(9)的設(shè)置與插頭組件12的設(shè)置沒有不同。插頭組件112包括兩個(gè)通道131，它們互相徑向上間隔開大約180度。雖然未示出，但插頭組件112包括兩個(gè)凸輪面，其中每個(gè)凸輪面從通道131擴(kuò)展。插頭組件112可以在兩個(gè)不同的徑向取向上與插座組件114結(jié)合(或反之亦然)，每個(gè)徑向取向間隔開大約 180度。在使用時(shí)，組件112或組件114相對(duì)于另一個(gè)組件旋轉(zhuǎn)小于1/2圈就可以使得組件 112和114配合和封接在一起。不管組件112和114的相對(duì)徑向取向，插頭組件112的觸點(diǎn)124(1),124(2)和 124(3)總是放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(1)結(jié)合。在組件112和114的第一取向下， 插頭組件112的觸點(diǎn)124(4)和124 被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(4)結(jié)合，插頭組件112的觸點(diǎn)124(6)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144( 結(jié)合，插頭組件112的觸點(diǎn)124(7)和124(8)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(2)結(jié)合，以及插頭組件112的觸
11點(diǎn)124(9)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(5)結(jié)合。在組件112和114的第二取向下， 插頭組件112的觸點(diǎn)124(4)和124 被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144( 結(jié)合，插頭組件112的觸點(diǎn)124(6)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144 結(jié)合，插頭組件112的觸點(diǎn)124(7)和124(8)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(4)結(jié)合，以及插頭組件112的觸點(diǎn)124(9)被放置成與插座組件114的觸點(diǎn)144(3)結(jié)合。應(yīng)當(dāng)看到，第一取向與第二取向在徑向上互相間隔開大約180度。按照本發(fā)明的一個(gè)示例性用法，功率是通過觸點(diǎn)124(1)、1M(2)和124(3)傳送的；信號(hào)是通過觸點(diǎn)124(6)和124(9)傳送的；以及插頭組件112的觸點(diǎn)124 (4)、IM (5)、 124(7)和124(8)被連接到地電位。不管組件112和114的相對(duì)徑向取向，功率被發(fā)送到插座組件114的觸點(diǎn)114(1)。在組件112和114的兩個(gè)徑向取向下，觸點(diǎn)144(2)和144(4) 被連接到地電位。在組件112和114的兩個(gè)徑向取向下，觸點(diǎn)144C3)和144 接收信號(hào)。 因此，任一個(gè)徑向取向在功能上與另一個(gè)徑向取向都是完全相同的。在圖9B上顯示的連接器110在安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)中是特別有用的，正如參照?qǐng)D10-13更詳細(xì)地描述的。圖10顯示被安裝到電池組300的、圖9B的插頭組件112。電池組300形成安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的一部分。電池組300包括內(nèi)部區(qū)域，用來容納一個(gè)或多個(gè)電池(未示出)。 電池被電連接到插頭組件112。電池組300的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)在美國專利申請(qǐng)No. 12/277，750 中被公開，該專利申請(qǐng)整體地通過引用并入本文。圖11顯示被安裝到包括夜視裝置320的頭盔310的圖9B的插座組件114。雖然未示出，頭盔310包括用于安裝夜視裝置320在其上的裝備。安裝于頭盔的夜視裝置例如是在美國專禾U No. 7，211，778,7, 049，027,6, 938，276,6, 662，370、和 5，683，831,4, 666，276、 4，329，735中公開的，這些專利整體地通過引用并入本文。插座組件114被固定地安裝在板322上，該板322被安裝到頭盔310。板322被安裝在頭盔310的后面或側(cè)面。插座組件 114的電觸點(diǎn)144被電連接到屏蔽電纜324。屏蔽電纜324也被連接到夜視裝置320，用于把來自電池組300的電池的功率發(fā)送到夜視裝置320。圖12顯示把電池組300的插頭組件112安裝在頭盔310的插座組件114上的初始步驟。圖13顯示相對(duì)于頭盔310旋轉(zhuǎn)電池組300，以便連接插頭組件112與插座組件114 和把電池組300鎖定到頭盔310的步驟。按照把電池組300組裝在頭盔310上的一個(gè)方法，用戶首先沿電池組的窄的部分握住矩形的電池組300(見圖10)，并且把電池組300的插頭組件112拿到很靠近頭盔310 的插座組件114的地方。然后用戶旋轉(zhuǎn)整個(gè)電池組300直至插頭組件112的通道131對(duì)準(zhǔn)插座組件114的凸起物150為止(對(duì)應(yīng)于圖7A的位置)。電池組300的插頭組件112具有用于與頭盔310的插座組件114結(jié)合的、互相間隔開180度的兩個(gè)可能的取向。在通道131 與凸起物150之間對(duì)準(zhǔn)時(shí)，用戶頂住插座組件114的彈簧M的彈力推動(dòng)電池組300(見圖 4)進(jìn)一步向前。如圖13所示，用戶然后相對(duì)于頭盔310旋轉(zhuǎn)電池組300 (見箭頭)，直至凸起物150處在它們各自的凹槽53內(nèi)為止(對(duì)應(yīng)于圖7B-7D所示的運(yùn)動(dòng))。因此，在圖13上的電池組300與夜視裝置320之間形成連接。如前所述，組件112與114的任一個(gè)徑向取向在功能上與另一個(gè)徑向取向都是完全相同的。因此，用戶可以以直覺的運(yùn)動(dòng)附著電池組300而不用查看或以其他方式識(shí)別電池組300的特定的“上或下”的位置。連接器110對(duì)最終用戶總的來說是直覺的、熟悉的和符合人體工程學(xué)的。連接器110促使快速或容易地拆卸或安裝電池組300，因?yàn)殡姵亟M300 被自然地取向，作為用戶的手的正常達(dá)到的效果?，F(xiàn)在參照?qǐng)D9B 和 13，電觸點(diǎn) 144(3)，144(5)，124 (6), ^P 124(9)在電池組 300 與夜視裝置320之間分布信號(hào)。信號(hào)從夜視裝置320被發(fā)送到電池組300，以便根據(jù)夜視裝置 320是否由最終用戶積極使用而使得電池組300工作或不工作。更具體地，在操作時(shí)，一旦用戶把夜視裝置320移到部署位置(即，在他或她的視線內(nèi))，夜視裝置320就發(fā)送信號(hào)到電池組300(經(jīng)由電觸點(diǎn)144(3)，144(5)，124(6)，和 124 (9))，使得電池組300工作。一旦用戶把夜視裝置320移到裝載位置(即，在他或她的視線以外)，夜視裝置320就發(fā)送信號(hào)到電池組300 (經(jīng)由電觸點(diǎn)144 (3)，144 (5)，124 (6)，和 124 (9))，使得電池組300不工作。在那些電觸點(diǎn)之間傳送的信號(hào)是不可區(qū)分的，因此，不管插座組件114的觸點(diǎn)144(3)和144(5)是否分別與插頭組件112的觸點(diǎn)124(6)和124(9) 配合，或反之亦然，正確的信號(hào)到達(dá)電池組300。作為非限制性例子，這里描述的例子或它的修改的版本可被使用于以下的應(yīng)用 地面戰(zhàn)斗部隊(duì)、地面支援人員、固定翼航空、旋翼飛機(jī)航空、航空地面支援人員、車輛運(yùn)輸 (公用事業(yè))、車輛運(yùn)輸(裝甲部隊(duì))、保安、軍隊(duì)、執(zhí)法(警察或SWAT)、劃船(導(dǎo)航)、商業(yè)漁民(導(dǎo)航)、商業(yè)維修、虛擬現(xiàn)實(shí)娛樂、虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練或醫(yī)療裝置。雖然本發(fā)明在這里是參照具體的實(shí)施例被顯示和描述的，但本發(fā)明并不打算限于所顯示的細(xì)節(jié)。而是，可以在權(quán)利要求的等價(jià)物的范圍內(nèi)在細(xì)節(jié)上作出各種修改，而不背離本發(fā)明的精神。例如，這里描述的連接器可被利用于夜視鏡，然而，將會(huì)看到，本發(fā)明可被使用于其它電子裝置或照準(zhǔn)器，諸如單筒或雙筒望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)、安裝于頭盔的顯示屏、頭戴顯示器或任何其它安裝于頭盔的光學(xué)、電-光學(xué)、和/或觀看裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的電連接器，包括插座組件，被配置成在機(jī)械上直接或間接耦合到頭盔，和在電氣上耦合到被安裝在頭盔的夜視裝置；以及插頭組件，被配置成在機(jī)械上和電氣上耦合到電池組，其中插頭組件和插座組件被配置成在至少兩個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起，以用于把電池組可拆分地安裝到頭盔和把來自電池組的功率供應(yīng)到被安裝在頭盔的夜視裝置。
2.權(quán)利要求1的電連接器，其中所述至少兩個(gè)取向是徑向上互相分隔開的。
3.權(quán)利要求2的電連接器，其中所述至少兩個(gè)取向是徑向上互相分隔開至少90度。
4.權(quán)利要求1的電連接器，其中所述插座連接器和所述插頭連接器被配置成在至少三個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起。
5.權(quán)利要求1的電連接器，其中每個(gè)組件包括具有旋轉(zhuǎn)面的主體，和被布置在主體內(nèi)的至少一個(gè)電觸點(diǎn)。
6.權(quán)利要求5的電連接器，還包括從插頭組件或插座組件的旋轉(zhuǎn)面延伸的凸起物，和沿插頭組件和插座組件的另一個(gè)組件的旋轉(zhuǎn)面規(guī)定的凸輪面。
7.權(quán)利要求6的電連接器，其中在插頭組件與插座組件之間進(jìn)行結(jié)合時(shí)，兩個(gè)組件的旋轉(zhuǎn)面被放置成互相面對(duì)，以及在組件相對(duì)于另一個(gè)組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸起物被放置成沿凸輪面移動(dòng)，使得插頭組件的至少一個(gè)電觸點(diǎn)靠著插座組件的至少一個(gè)電觸點(diǎn)，由此建立插頭組件與插座組件之間的電連接。
8.權(quán)利要求7的電連接器，其中所述凸輪面規(guī)定一凹槽，其尺寸被做成接納凸起物，以及在組件相對(duì)于另一個(gè)組件進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸起物處在凸輪面的凹槽內(nèi)。
9.權(quán)利要求7的電連接器，還包括彈簧，其被布置在插頭與插座之間，使得凸起物向凸輪面的方向偏置或使得凸輪面向凸起物的方向偏置。
10.權(quán)利要求7的電連接器，還包括多個(gè)凸起物，該多個(gè)凸起物沿插頭組件或插座組件的旋轉(zhuǎn)面的周界間隔開。
11.權(quán)利要求7的電連接器，還包括多個(gè)凸輪面，該多個(gè)凸輪面沿插頭組件和插座組件的另一個(gè)組件的旋轉(zhuǎn)面間隔開。
12.權(quán)利要求11的電連接器，還包括在相鄰的凸輪面之間規(guī)定的通道，其中每個(gè)凸起物被插入通過相應(yīng)通道，以便結(jié)合插頭組件與插座組件。
13.一種安裝于頭盔的夜視組件，包括頭盔，包括用于在其上安裝夜視裝置的裝備；被安裝在頭盔的插座組件；電池組，被配置成包含至少一個(gè)電池，所述電池組包括被安裝在電池組的表面的插頭組件；其中插頭組件和插座組件被配置成在至少兩個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起，以便將電池組可拆分地安裝到頭盔，和把來自電池組的電池的功率供應(yīng)給被安裝在頭盔的夜視裝置。
14.權(quán)利要求13的安裝于頭盔的夜視組件，其中插座組件不安裝到頭盔的正面。
15.權(quán)利要求13的安裝于頭盔的夜視組件，還包括被安裝到頭盔的夜視裝置。
16.權(quán)利要求13的安裝于頭盔的夜視組件，其中所述至少兩個(gè)取向在徑向上互相間隔開。
17.權(quán)利要求16的安裝于頭盔的夜視組件，其中所述至少兩個(gè)取向在徑向上互相間隔開至少90度。
18.權(quán)利要求13的安裝于頭盔的夜視組件，其中每個(gè)組件包括具有旋轉(zhuǎn)面的主體和被放置在主體內(nèi)的至少一個(gè)電觸點(diǎn)。
19.權(quán)利要求13的安裝于頭盔的夜視組件，還包括從插頭組件或插座組件的旋轉(zhuǎn)面延伸的凸起物和沿插頭組件與插座組件中的另一個(gè)組件的旋轉(zhuǎn)面規(guī)定的凸輪面。
20.權(quán)利要求19的安裝于頭盔的夜視組件，其中在插頭組件與插座組件之間結(jié)合時(shí)， 兩個(gè)組件的旋轉(zhuǎn)面被放置成互相面對(duì)，以及在組件相對(duì)于另一個(gè)組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸起物被放置成沿凸輪面移動(dòng)，使得插頭組件的至少一個(gè)電觸點(diǎn)靠在插座組件的至少一個(gè)電觸點(diǎn)上， 由此在插頭組件與插座組件之間建立電連接。
全文摘要
用于安裝于頭盔的夜視系統(tǒng)的電連接器(10)，包括插座組件(14)和插頭組件(12)。插座組件被配置成在機(jī)械上直接或間接耦合到頭盔(310)，和在電氣上耦合到被安裝在頭盔的夜視裝置(320)。插頭組件被配置成在機(jī)械上和電氣上耦合到電池組(300)。插頭組件和插座組件被配置成在至少兩個(gè)不同的取向上可拆分地配合在一起，用于把電池組可拆分地安裝到頭盔和把來自電池組的功率供應(yīng)到被安裝在頭盔上的夜視裝置。
文檔編號(hào)G02B23/12GK102301538SQ201080005839
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者C·D·威利 申請(qǐng)人:Itt制造企業(yè)公司