具有帽的USB裝置對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本專利申請(qǐng)要求于2011年12月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/581,737的優(yōu)先權(quán),其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文中。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種具有用于保護(hù)USB連接器的帽的通用串行總線(USB)裝置,并且更特別地涉及一種將帽緊固到該裝置的本體的技術(shù),其確保了當(dāng)帽被放置在該USB裝置上時(shí)存在非常小的帽無意脫離的可能性同時(shí)仍允許使用者以容易且方便的方式移除帽。
背景技術(shù):自從用于連接計(jì)算機(jī)和各種各樣外圍設(shè)備的USB(通用串行總線)標(biāo)準(zhǔn)上市之后,越來越多意在與計(jì)算機(jī)交互的電子裝置被賦予了USB棒的形狀因素,即,USB連接器的一端具有非常輕便的稍平且長(zhǎng)的形狀,使得該裝置能夠易于攜帶并能夠容易地插到主計(jì)算機(jī)的USB連接器中。這種USB裝置的示例包括USB記憶棒、USB認(rèn)證令牌、帶有USB連接器的無線調(diào)制解調(diào)器、帶有USB連接器的MP3播放器等。具有USB棒的形狀因素的USB裝置通常帶有能夠插在裝置的本體上以隱藏并保護(hù)USB連接器的帽。這些帽提供了許多優(yōu)點(diǎn)。一方面,這種帽保護(hù)USB裝置的USB連接器免受可以損壞連接器或?qū)B接器的正確運(yùn)行有害的外部影響(例如污垢或者飛濺的水或者諸如鑰匙之類的刮擦金屬物體)。另一方面,這種帽保護(hù)使用者的衣服的織物免于當(dāng)將USB裝置攜帶在使用者的口袋中時(shí)與USB連接器的硬且相對(duì)鋒利的金屬邊緣的接觸可能引起的磨損。確保帽當(dāng)其被插在本體上時(shí)保持附接到USB裝置的本體以保護(hù)裝置的USB連接器的機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足許多要求。這些要求中的兩個(gè)要求不是明顯一致的。一方面,當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí),帽應(yīng)當(dāng)牢牢保持在裝置上以使帽無意脫離的可能性最小,即使帽和裝置受到會(huì)趨向于將它們拉開的力(例如在使用者攜帶懸掛在附接到或者裝置的本體或者裝置的帽的系索上的裝置的情況下的重力)時(shí)亦是如此。另一方面,使用者應(yīng)當(dāng)很容易從裝置上拔下帽,而無需執(zhí)行復(fù)雜或費(fèi)時(shí)的動(dòng)作或無需施加不舒服的力。另一要求是:即使當(dāng)帽已被插拔多次,帽的附接機(jī)構(gòu)仍應(yīng)當(dāng)保持有效。一種解決方案是調(diào)整裝置的本體及帽的尺寸,使得當(dāng)帽被插在本體上時(shí),在帽與裝置的本體之間的接觸區(qū)域處帽稍小于或窄于本體,結(jié)合帽和/或本體的一定的彈性來看,這導(dǎo)致了帽與本體間在接觸區(qū)域處的壓力。通過確保接觸區(qū)域與帽插在本體上所沿的軸或多或少平行,由壓力產(chǎn)生并且與接觸區(qū)域平行的摩擦力將抵消會(huì)趨向于拔下帽的力。該解決方案雖然較為流行但卻具有許多缺點(diǎn)。帽和本體的尺寸應(yīng)當(dāng)在狹小的裕度內(nèi)彼此微調(diào)。如果帽相對(duì)于本體太寬,則帽當(dāng)被插上時(shí)不足以保持到本體上。相反,如果帽相對(duì)于本體太窄,則使用者不得不施加過大的力來插上或拔下帽。確保帽和本體的尺寸的這種狹小的微調(diào)有時(shí)會(huì)成為難題。對(duì)于以下的USB裝置來說更是如此,所述USB裝置由其上設(shè)置有該裝置的電子器件并封裝在附接至彼此的兩個(gè)(或更多個(gè))殼體的組合中的基底、以及從該封裝件中出來的突出的USB連接器組成。通常,具有電子部件的裝置的印刷電路板(PCB)容納在由兩個(gè)殼體構(gòu)成的外殼內(nèi),所述兩個(gè)殼體各自設(shè)置在PCB的一側(cè),其中安裝所述殼體的方向垂直于PCB的平面,使得所述殼體能夠很好地固定PCB。根據(jù)附接這些殼體的技術(shù),在狹小的裕度內(nèi)對(duì)得到的封裝件的精確尺寸進(jìn)行微調(diào)會(huì)是困難的或甚至是不可能的。例如,制造用于USB令牌的塑料外殼的流行技術(shù)是將上塑料殼體和下塑料殼體超聲焊接在一起。超聲焊接是用于組裝諸如USB令牌之類的安全裝置的有趣技術(shù),因?yàn)樵诓粨p壞外殼并且不留可見痕跡的情況下很難打開超聲焊接過的裝置。這對(duì)該裝置的篡改證據(jù)有貢獻(xiàn)。然而,卻難以將控制超聲焊接的過程控制至以確保得到的外殼的整體厚度能夠被限定在足夠狹小的裕度內(nèi)的充分程度。通過超聲焊接,所得到的兩個(gè)殼體相對(duì)于彼此的位置通常在大約0.25mm內(nèi)變化。另一缺點(diǎn)是:重復(fù)插上或移除帽所造成的磨損可能最終導(dǎo)致帽和/或裝置的本體的某種變形,使得帽與本體之間的連接最終變得更松弛,從而使帽至本體的緊固的可靠性變低。將帽可移除地緊固到USB裝置的本體的另一種解決方案是為帽和裝置兩者設(shè)置兼容的螺紋并將帽旋擰在本體上。然而該解決方案具有以下缺點(diǎn)。該解決方案可能需要帽和本體具有圓筒形形狀(至少在接觸區(qū)域處),而大多數(shù)USB裝置趨向于寬度比厚度大得多(例如盡可能地緊湊同時(shí)仍保持符合USB規(guī)格)。同樣,使用者可能會(huì)認(rèn)為與僅簡(jiǎn)單地將帽插在裝置的本體上或從裝置的本體拔下的動(dòng)作相比,將帽旋擰在本體上或從本體旋擰下帽的動(dòng)作太費(fèi)時(shí)間。因此,需要一種將帽緊固到USB裝置的本體而不具有上述解決方案的缺點(diǎn)的機(jī)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:下面給出了本發(fā)明的簡(jiǎn)化概要以提供對(duì)本文中所描述的一些方面的基本理解。該概要不是所要求保護(hù)的主題的廣泛概述。該概要既不意在識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或重要元件也不意在勾畫出本發(fā)明的范圍。該概要的唯一目的是以簡(jiǎn)化的形式給出所要求保護(hù)的主題的一些概念以作為隨后給出的更詳細(xì)的描述的前序部分。根據(jù)本發(fā)明的方面的一些實(shí)施方式包括一種設(shè)備,該設(shè)備包括帽和本體部,其中帽能夠可移除地緊固到本體部。在典型實(shí)施方式中,用于緊固帽和本體部的機(jī)構(gòu)意在允許使用者重復(fù)且方便地緊固及解開帽和本體部。帽可以包括第一部分和第二部分。帽的第一部分將進(jìn)一步稱為帽的主部并且帽的第二部分將進(jìn)一步稱為帽的杠桿部。帽的杠桿部有時(shí)可以進(jìn)一步還稱為帽的鎖定部。帽的杠桿部通過位于若干固定點(diǎn)處的若干連接固定到帽的主部。在一些實(shí)施方式中,帽的杠桿部能夠繞樞軸樞轉(zhuǎn)到某一程度。在一些實(shí)施方式中,該樞軸穿過至少一個(gè)固定點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中,杠桿部通過兩個(gè)固定點(diǎn)固定到主部并且杠桿部能夠繞穿過這兩個(gè)固定點(diǎn)的樞軸樞轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中,帽具有當(dāng)杠桿繞樞軸樞轉(zhuǎn)時(shí)將回復(fù)扭轉(zhuǎn)施加在杠桿上的機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中,該回復(fù)機(jī)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)彈簧,所述一個(gè)或多個(gè)彈簧可以包括一個(gè)或多個(gè)扭轉(zhuǎn)彈簧。在一些實(shí)施方式中,帽的杠桿部和帽的主部通過兩個(gè)剛性而彈性的相對(duì)窄的橋部(例如,由金屬或塑料制成)連接,使得當(dāng)通過這些連接橋使杠桿繞樞軸樞轉(zhuǎn)時(shí),連接將扭曲并經(jīng)歷導(dǎo)致回復(fù)扭轉(zhuǎn)的彈性變形。在一些實(shí)施方式中,帽的杠桿部和帽的主部通過兩個(gè)剛性而彈性的相對(duì)窄的橋部(例如,由金屬或塑料制成)連接,使得當(dāng)杠桿繞與穿過這些連接橋的軸或多或少平行的樞軸樞轉(zhuǎn)時(shí),連接將經(jīng)歷可能導(dǎo)致相對(duì)于樞軸的回復(fù)扭轉(zhuǎn)的彈性變形(例如,變長(zhǎng))。帽的杠桿具有兩個(gè)子部。杠桿的第一子部由杠桿部位于樞軸的一側(cè)處的部分構(gòu)成。杠桿的第二子部由杠桿位于樞軸的另一側(cè)處的部分構(gòu)成。杠桿的一個(gè)子部可以具有突出,該突出當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí)朝著內(nèi)側(cè)——即朝著裝置的本體——突出。該子部將進(jìn)一步稱為錨定部。錨的突出將進(jìn)一步稱為鉤。帽的鎖定部的另一子部將進(jìn)一步稱為解鎖部。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體部具有與鉤匹配的腔,使得當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí)帽的鉤配裝到本體的腔中。當(dāng)在帽上施加拉力以從本體拔下帽時(shí),鉤將與腔的壁接觸,這防止了帽的進(jìn)一步移動(dòng),從而有效地將帽鎖定就位。將帽鎖定至裝置的本體的鉤的鎖定能夠抵消比通過基于摩擦力的傳統(tǒng)解決方案所能夠經(jīng)受住的拉力大得多的拉力。為了對(duì)帽解鎖,使用者通過朝著內(nèi)側(cè)推動(dòng)解鎖部來推動(dòng)帽的鎖定部的解鎖部。帽的杠桿部用作蹺蹺板并繞樞軸樞轉(zhuǎn),該樞軸在一些實(shí)施方式中可以與穿過將帽的杠桿部固定到帽的主部的固定點(diǎn)的軸重合或平行。結(jié)果,帽的錨定部向外移動(dòng),從而將錨的鉤提出本體的腔。一旦鉤從腔中完全提出,則當(dāng)帽從裝置的本體拔下時(shí)鉤將不再與腔的壁接觸,從而對(duì)帽有效地解鎖,使得使用者能夠毫不費(fèi)力地從裝置的本體拔下帽。如果杠桿轉(zhuǎn)的太快,則可能存在帽的一些部分特別是杠桿與主部的連接的非彈性變形的危險(xiǎn)。在一些實(shí)施方式中,杠桿的旋轉(zhuǎn)自由度受帽中的裝置的本體的存在的限制。當(dāng)使用者推動(dòng)解鎖部并且解鎖部向內(nèi)移動(dòng)時(shí),解鎖部在一些點(diǎn)處將與裝置的本體相接觸,這將使進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)停止。這可以確保使用者不會(huì)不注意地將杠桿旋轉(zhuǎn)得過遠(yuǎn)而超過使杠桿和/或杠桿與帽的主部的連接可能永久變形的點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中,帽和裝置的本體定形成使得杠桿能夠繞樞軸旋轉(zhuǎn),從而使錨向外旋轉(zhuǎn)并且解鎖部向內(nèi)移動(dòng),其中杠桿能夠旋轉(zhuǎn)得足夠遠(yuǎn)以使鉤移動(dòng)得足夠向外以對(duì)帽解鎖,并且其中在一些點(diǎn)處進(jìn)一步的移動(dòng)將受到由于裝置的本體的存在而被阻擋的解鎖部的抑制,以防止例如杠桿與帽的主部之間的連接的特定部件由于杠桿的過度旋轉(zhuǎn)而永久變形。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言清楚的是,在等同實(shí)施方式中,鉤位于裝置的本體上并且帽的杠桿的錨定部具有腔,其中裝置的本體的鉤當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí)配裝在該腔中。該描述的剩余部分加上必要的變更同樣適用于該等同實(shí)施方式。在不缺乏普遍性的情況下,該描述將繼續(xù)假定鉤位于帽的錨上并且對(duì)應(yīng)的腔位于裝置的本體上。在下文中,帽被插在裝置的本體上時(shí)的移動(dòng)方向?qū)⒎Q為插方向,并且與插方向以及平行于杠桿的樞軸的方向均垂直的方向?qū)⒎Q為豎直方向。在許多實(shí)施方式中,裝置具有細(xì)長(zhǎng)形狀。在一些實(shí)施方式中,裝置的最大尺寸的方向平行于插軸。在一些實(shí)施方式中,裝置具有縱軸。在一些實(shí)施方式中,縱軸平行于插方向(例如,依從USB規(guī)格)。在許多實(shí)施方式中,裝置有些扁平。在一些實(shí)施方式中,裝置在平行于杠桿的樞軸的方向上比在豎直方向上更寬。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體的寬度基本上由USB連接器的寬度決定,而裝置的本體的厚度或高度由PCB(印刷電路板)的厚度以及位于PCB的兩側(cè)的電子部件的豎直尺寸決定。在一些實(shí)施方式中,裝置具有使使用者容易且方便地將裝置攜帶在使用者的口袋中的尺寸和重量。在一些實(shí)施方式中,裝置是鑰匙大小的,這在該申請(qǐng)的情況下的意思是裝置具有使其與車鑰匙或普通的USB記憶棒相似的尺寸和重量,即,鑰匙大小的實(shí)施方式具有優(yōu)選不超過75克的重量、優(yōu)選不超過35立方厘米的體積、在一個(gè)方向上優(yōu)選不超過10厘米的最大長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中,設(shè)備的本體部是縱向的,在一個(gè)端部處具有連接器并且具有在與將連接器插到主計(jì)算機(jī)中所沿的軸垂直的任何方向上不超過連接器的大小多于0.5厘米或多于兩倍的尺寸。在一些實(shí)施方式中,本體部包括聯(lián)接在一起的多個(gè)殼體。在一些實(shí)施方式中,兩個(gè)或更多個(gè)殼體通過超聲焊接被聯(lián)接在一起。在一些實(shí)施方式中,兩個(gè)或更多個(gè)殼體通過膠合、螺釘聯(lián)接、傳統(tǒng)焊接、搭扣配合聯(lián)接或一些其他聯(lián)接技術(shù)聯(lián)接在一起。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體部包括諸如環(huán)或孔之類的構(gòu)造以將裝置附接到例如鑰匙環(huán)、鏈或系索。在一些實(shí)施方式中,裝置的帽包括諸如環(huán)或孔之類的構(gòu)造以將裝置附接到例如鑰匙環(huán)、鏈或系索。鉤和/或本體的平緩傾斜以允許平滑輕松地插上帽。在許多實(shí)施方式中,帽的鉤與裝置的本體之間在裝置插上期間的接觸表面與插方向形成比90度小很多的角。因此,裝置的本體施加在帽的鉤上的反作用力的與插軸平行的分力(該分力阻礙帽插在裝置上)相對(duì)小,而反作用力的與豎直軸平行的分力相對(duì)大。這對(duì)允許帽的平滑輕松的插上有貢獻(xiàn)。在一些實(shí)施方式中,帽的鉤的當(dāng)帽被插上時(shí)面向裝置的本體的一側(cè)具有相對(duì)于插方向的平緩的坡度。在一些實(shí)施方式中,該坡度的角度小于30度。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體的與帽的鉤當(dāng)帽被插上時(shí)相接觸的區(qū)域具有相對(duì)于插方向的平緩坡度。在一些實(shí)施方式中,該坡度的角度小于30度。相對(duì)側(cè)的具有傾斜邊緣的輔助鉤在一些實(shí)施方式中,帽在帽的內(nèi)部上具有第二突出,該第二突出從杠桿的視角觀察位于帽的相對(duì)于裝置的本體的另一側(cè)。該第二突出指向裝置的本體。當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí),該第二突出配裝入裝置的本體的對(duì)應(yīng)的第二腔。該第二突出和第二腔具有這樣的形狀和尺寸:即,當(dāng)施加趨向于將帽拔下的力時(shí),至少在一些情況下,第二突出將與第二腔的壁接觸,從而施加將抵消趨向于拔下帽的力的力。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言清楚的是,在等同實(shí)施方式中,該第二突出位于裝置的本體上并且帽具有對(duì)應(yīng)的腔,其中裝置的本體的該第二突出當(dāng)帽被插在裝置的本體上時(shí)配裝在該腔中。該描述的剩余部分加上必要的變更對(duì)該等同實(shí)施方式是同等有效的。在不缺乏普遍性的情況下,該描述將繼續(xù)假定第二突出位于帽上并且對(duì)應(yīng)的腔位于裝置的本體上。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體在豎直方向上可以比帽更窄并且具有沿與豎直方向或多或少平行的方向移動(dòng)的一定的自由度。這對(duì)裝置的本體包括已被超聲焊接在一起的殼體的裝置而言確是如此。在這種情況下,帽可以沿遠(yuǎn)離杠桿的鉤的方向移動(dòng),從而使鉤在裝置的本體上的抓緊變得不太可靠。然而,在這些情況下,裝置的本體將朝著第二突出移動(dòng),以使第二突出鎖定裝置的本體或者使其鎖定得更牢固,從而補(bǔ)償(至少部分地)杠桿的鉤的削弱的鎖定。由于裝置的本體在豎直方向上比帽稍窄而形成的該自由度的另一效果是,鉤可以用作帽可以繞其樞軸轉(zhuǎn)到某一程度的樞軸。這可以給使用者帽沒有很好地固定到裝置的本體的印象。在這種情況下,第二突出可以抵消這種轉(zhuǎn)動(dòng)。第二突出的又一有利效果是,第二突出可以給使用者“咔噠”反饋(該反饋可以是聽覺性的和/或觸覺性的),該反饋表示帽良好就位地插在裝置的本體上。在一些實(shí)施方式中,第二突出的側(cè)部中朝著或遠(yuǎn)離插方向的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)部形成相對(duì)于豎直方向的角度,以使帽的插上及拔下變得容易。在其他實(shí)施方式中,這些側(cè)部中的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)部可以與豎直方向或多或少平行。在一些實(shí)施方式中,本體的第二腔的可以當(dāng)帽被拔下時(shí)與第二突出接觸的插方向上的壁可以具有形成與豎直方向的角度的斜面,以使帽的拔下變得容易。在其他實(shí)施方式中,該壁可以與豎直方向或多或少平行。引導(dǎo)脊-槽系統(tǒng)以相對(duì)于本體的殼體定位帽,本體的殼體也包括匹配帽的鉤的腔。在一些實(shí)施方式中,帽的主部具有脊(或槽)并且裝置的本體具有擁有匹配尺寸的對(duì)應(yīng)的槽(或脊)。該脊和匹配的槽與當(dāng)帽被插上裝置的本體或從裝置的本體拔下時(shí)的移動(dòng)方向平行,并且被定位成使得當(dāng)帽被插在裝置上時(shí)脊配裝到槽中,從而有效禁止了帽的豎直移動(dòng),即與帽被插在裝置的本體上所沿的軸垂直的移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中,裝置的本體的外殼包括兩個(gè)或更多個(gè)殼體,并且保持對(duì)應(yīng)于帽的鉤的腔的第一殼體還保持對(duì)應(yīng)于帽的脊(或槽)的槽(或脊)。因此,帽相對(duì)于裝置的本體的定位完全依賴于第一殼體,從而能夠極大地放松對(duì)于其他殼體在殼體于制造期間聯(lián)接時(shí)相對(duì)于第一殼體的精確定位的要求。用作支軸的脊。在一些實(shí)施方式中,在帽的杠桿上存在靠近杠桿的樞軸的點(diǎn)或區(qū)域,在該點(diǎn)或區(qū)域中,帽(當(dāng)其被插在裝置的本體上時(shí))和裝置的本體在使用者按壓杠桿的解鎖部時(shí)接觸或開始接觸。帽和裝置的本體的圍繞該接觸區(qū)域的部分形成為使得帽的圍繞部分和裝置的本體的圍繞部分不接觸。由于接觸區(qū)域靠近杠桿的樞軸,因此接觸區(qū)域有效地用作支軸。在一些實(shí)施方式中,帽的杠桿和裝置的...