專利名稱：帶有綜合蓄電池充電器的通用可互換的模式電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電源和蓄電池充電器，特別是，涉及綜合蓄電池充電器電源，為了便于運(yùn)輸或存儲，可將它分解和折疊起來，而且它適應(yīng)于電氣設(shè)備的變化的電氣和物理特性，以及世界各地的插座。
背景技術(shù)：
移動電氣設(shè)備(諸如，蜂窩網(wǎng)電話)通常采用可再充電蓄電池(由于重量和尺寸限制，它要求頻繁充電)。雖然存在許多種蓄電池設(shè)計(jì)方案，但是所有有效的方案都不能解決面臨供世界范圍內(nèi)移動使用的全綜合蓄電池充電器和電源的設(shè)計(jì)者的許多問題中的至少一個問題。
一些電氣設(shè)備要求的多級功率引起了第一個問題。例如，有用的蜂窩網(wǎng)電話和筆記本電腦蓄電池要求某一功率輸入用以充電，而電話或計(jì)算機(jī)本身要求直接供應(yīng)另一種輸入功率級。對于希望在真正的移動環(huán)境中(諸如，汽車或船舶，它通常只提供直流電，而且經(jīng)常在長時間內(nèi)讓電子設(shè)備經(jīng)受極度的振動)利用電子設(shè)備的用戶來說，更強(qiáng)調(diào)這個問題。雖然各種適配器和轉(zhuǎn)換電路是有效的，它們可以使非常小的電氣設(shè)備在真正的移動環(huán)境中運(yùn)行，但是這種添加(add-on)設(shè)備很快就會成為希望在移動環(huán)境中的振動和與獲得真正電子移動性相關(guān)的行李的影響減至最小的旅行者的負(fù)擔(dān)。
當(dāng)給可以或不可以連到設(shè)備上的蓄電池充電時，許多用戶希望繼續(xù)使用他們的電氣設(shè)備的這一愿望導(dǎo)致第二個設(shè)計(jì)問題。由Weiss等人在這個問題上取得一些成功，如在美國專利第5,059,885號中所述(轉(zhuǎn)讓給Motorola，Inc.，列入于此，以作參考)。Weiss針對于蓄電池充電器外殼，它包括蓄電池定位和支撐裝置。然而，在市場上可購得的那種在Weiss中所揭示的裝置要求提供外部電源以給內(nèi)部蓄電池充電電路供電，從而對應(yīng)用該裝置增加了復(fù)雜性和負(fù)擔(dān)。此外，雖然在Weiss中所揭示的裝置可以適合尺寸變化的蓄電池，但是重力是在Weiss中所揭示的唯一一種使蓄電池保持在充電位置上的方法。于是，可以證明在Weiss中所揭示的裝置在真正移動環(huán)境中(諸如，船舶或汽車)并不是最佳的，其中充電器在未監(jiān)控(unsupervised)充電過程中可能不保持水平。最后，Weiss裝置的用戶必須把所附的充電蓄電池或電氣設(shè)備從充電器外殼上卸下來，以使用蓄電池或裝置。
對于蜂窩網(wǎng)電話(Motoralar，Inc.，推向市場，采用與Weiss所揭示的支架相類似的雙用支架)，一種有效并十分普及的蓄電池充電器和電源，其中可以設(shè)置電話和蓄電池，并分開充電和供電。然而，這種設(shè)計(jì)仍然依賴于外部電源，要求用戶拆開電子設(shè)備來使用它，而且不能滿足適于真正移動環(huán)境的設(shè)計(jì)所需的安全要求。
這樣的一個事實(shí)，即，雖然出售可供世界各地使用的許多電氣設(shè)備，但是對于電氣插頭結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、位置或插腳數(shù)量沒有世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，引起了充電器的另一個問題。在世界范圍內(nèi)使用的各種各樣的插座結(jié)構(gòu)對于國際供應(yīng)商把移動產(chǎn)品推銷給不同國家和國際旅游者(他們希望使用便攜式電氣設(shè)備)無疑是一個負(fù)擔(dān)。
大多工業(yè)國家使用帶有高壓線和中線的標(biāo)準(zhǔn)交流電源。一些插頭特別采用分開的接地引線(earth lead)或地線(ground lead)，而其它插座不采用。因此，在實(shí)際接入通過任意腳數(shù)的插座結(jié)構(gòu)所提供的AC電源，而且使該電流源與電源和/或蓄電池充電器的適當(dāng)輸入線連接起來，以及使它與要供電的設(shè)備和/或要充電的蓄電池連接起來時就存在問題。
對于機(jī)械插腳結(jié)構(gòu)問題的傳統(tǒng)解決方法是提供一種適配器，它包括插座以適合與本機(jī)插座的第二組插腳相結(jié)合的電氣設(shè)備的插腳。這些適配器存在一些重要的問題。最重要的問題是適配器很龐大，而且至少導(dǎo)致原設(shè)備的插腳至少延伸附加組插腳的長度。由于把大多數(shù)插座器件設(shè)計(jì)成由彈簧拉力和與壁式插座的相互作用來固定它，所以這導(dǎo)致了機(jī)械上的不利之處。由附加插腳長度引起的增加的杠桿臂趨于使插頭向下移動，傾向于把插頭橇出壁式插座。甚至對于重量較輕的插頭，也會發(fā)生這種情況。
對于大于簡單插頭的設(shè)備，杠桿臂的問題更加突出。把許多蓄電池充電器和電源設(shè)計(jì)成在壁式插座上的墻壁安裝式。典型的設(shè)備包括一外殼，它端接在設(shè)計(jì)成直接插入壁式插座的插頭上。通常把外殼設(shè)計(jì)成靠著墻壁放置以提供機(jī)械穩(wěn)定性，并使插頭插腳保持與壁式插座的適當(dāng)接觸。如果必須使用適配器，那么部件失去依靠墻壁的穩(wěn)定性，而且由于在杠桿臂端即使是很小的重量，也會導(dǎo)致把插腳橇出壁式插座的轉(zhuǎn)力矩，所以這種插頭適配器一般不適合這種墻壁安裝式插入設(shè)備。此外，有時插頭以這種方式位于墻壁或表面上，從而不能把設(shè)備牢牢地固定在墻壁附近，在這種情況下，要求能夠以墻壁安裝或表面頂部(surface-top)結(jié)構(gòu)使用的軟性部件。
嚴(yán)重地使插頭彎成角度，能損害電氣連接達(dá)到這樣的程度，從而插頭不再與電流源電氣接觸。這種類型的角度彎曲可以導(dǎo)致與壁式插座部分分離，暴露插頭的插腳，使人或動物接觸電流，從而導(dǎo)致人體傷害。
現(xiàn)存插頭的另一個問題是，插頭的笨拙的形狀，即，插腳從端部突出。例如，如果插頭從一個地方移到另一個地方，那么插頭的插腳向外伸展，而且難于包裝或存放，或者當(dāng)把它裝在旅行包里的時候可能構(gòu)住衣服。
已把一些插頭器件設(shè)計(jì)成帶有在外殼內(nèi)折疊的插頭或插腳。例如，一些可再充電手電筒包括可折疊插頭，其中可把所述插頭旋轉(zhuǎn)成從手電筒的主體延伸出來并直接插入壁式插座或延長電纜。在另一個例子中，一些電話充電站包括電話托架和可旋轉(zhuǎn)插頭，其中可將可選擇觸頭延伸插入壁式插頭的位置，或者拆卸放入充電站的外殼中的空間，從而用戶可以把充電站裝入口袋、公事包或其它容器中。
當(dāng)前可售得的可拆卸觸頭裝置存在各種問題，這些問題使它們使用不方便甚至使用它們十分危險。特別是，可旋轉(zhuǎn)觸頭只具有弱彈簧以把觸頭固定在位置上。這對于插拔觸頭不是十分有效(它可以引起觸頭部分地或全部拉出壁式插座)。這將危害電接觸，以至于插頭不再與源電流電接觸。在一些環(huán)境中，這使觸頭的插腳暴露出來，從而人可能與帶電插腳接觸，從而對身體造成危害。此外，拆卸觸頭可以夾痛用戶。
因此，對于移動用戶，需要一種充電裝置，它可以靈活地被插入各種工作環(huán)境中、它可以采用來自具有已知國際結(jié)構(gòu)的各種AC和DC電源的充電功率、它可以給蓄電池充電而不獨(dú)占通過充電獲得電源的蓄電池供電裝置、它使用戶在裝置接收來自蓄電池的電源的同時繼續(xù)使用裝置，并可以直接給裝置供電，所有這些都可以方便地使用并縮小包裝。
發(fā)明概述本發(fā)明通過提供一種通用的可互換模式電源以及綜合蓄電池充電器(在移動環(huán)境中可以安全地使用它，或者可以方便地把它用作現(xiàn)存裝置的日常、方便的替代品)來克服這些問題。本發(fā)明適應(yīng)于電源的國際已知的物理和電結(jié)構(gòu)。把本發(fā)明裝置的觸頭插腳保持在擴(kuò)展位置上，但是可把它們?nèi)菀椎卣郫B成緊湊的可拆卸位置以便于旅游。把這種可拆卸插腳特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)可互換觸頭器件(可將它設(shè)計(jì)成供各種結(jié)構(gòu)使用并提供緊緊地固定在插座上(一般靠者墻)的機(jī)械優(yōu)點(diǎn))中。此外，本發(fā)明裝置提供安全裝置，以從可互換插頭中取出電流，同時使帶電插腳或連接器暴露的危險降至最小。
為了這些目的，本發(fā)明包括可互換觸頭蓄電池充電器和電源，包括外殼、可拆卸地安裝在外殼中并在拆卸和嚙合之間可移動的操作位置的電插頭和機(jī)械地連到外殼上并將其設(shè)計(jì)成嚙合電插頭以使插頭保留在工作位置上的可解除的鎖定裝置。用戶可以解除鎖定裝置以使觸頭移到拆卸位置上。
在較佳實(shí)施例中，把電源設(shè)置在外殼中，從而可以把可再充電裝置連到蓄電池充電器上，并直接插入ac或dc電源。
鎖定結(jié)構(gòu)的較佳形式是可壓式鎖條，把它設(shè)計(jì)成將掣子嚙合在外殼中。把可壓式鎖條連到電插頭主體上或與它相結(jié)合。
在組合蓄電池充電器和電源以及電力源之間的電連接的較佳形式是多種潛針和套管，如果可互換插頭或電纜與裝置脫離而插頭或電纜固定在帶電插座上，它能防止暴露帶電插腳，保護(hù)用戶安全。
因此，本發(fā)明的目的在于提供綜合蓄電池充電器和電源，它們包括可互換插觸頭裝置，而且能夠同時容納用于給電氣設(shè)備充電和供電的蓄電池。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供設(shè)計(jì)成與相容載體相連或與它相結(jié)合的多種可互換插頭和電纜裝置，其中所述可互換插頭和電纜與電氣設(shè)備機(jī)械或電氣連接。
本發(fā)明的又一個目的在于，以提供最佳的用戶安全性能的方式，提供牢固的并把可互換觸頭或插座與相容載體電氣連接的裝置。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供與綜合蓄電池充電器和電源(可將它們折疊成非工作位置，以便于觸頭或充電器/電源的攜帶)相容的可拆卸插腳觸頭裝置。


圖1A、1B、1C、1D和1E是本發(fā)明的可互換插頭結(jié)構(gòu)的透視圖，其中示出把它們移到在本發(fā)明充電器或電源單元中的工作位置上安置的幾個可互換插頭。
圖2是示出包括可互換插頭結(jié)構(gòu)的發(fā)明充電器和電源單元的透視圖，其中示出了在工作位置上的可互換插頭。
圖3A、3B和3C是設(shè)備的剖面圖，其中示出準(zhǔn)備與設(shè)備(3A)連接的、已連接上的(3B)和脫開并準(zhǔn)備拆開(3C)的可移動插頭主體和載體。
圖4是設(shè)備的剖面圖，其中示出準(zhǔn)備連到設(shè)備上的插頭主體和載體。
圖5是包括本發(fā)明的可折疊插腳結(jié)構(gòu)的可互換插頭的分解圖。
圖6是如圖5所示的發(fā)明部件的等距分解圖。
圖7A、7B和7C是設(shè)備的剖面圖，其中示出帶有在完全折疊狀態(tài)(7A)、部分伸出狀態(tài)(7B)和完全伸出狀態(tài)(7C)下的插腳的插頭主體和載體。
圖8是包括本發(fā)明的較佳實(shí)施例的可折疊插腳部件的可互換插頭的等距圖。
圖9是加入本發(fā)明的充電器單元的側(cè)面透視圖。
圖10A、10B和10C示出適合于本發(fā)明的發(fā)明充電器單元的各種蓄電池。
圖11是附在電插座和鄰近可連接蓄電池上的發(fā)明充電器和電源的透視圖。
圖12示出本發(fā)明的發(fā)明蓄電池托架部件的第二實(shí)施例。
圖13是設(shè)置在圖12的托架中的蓄電池的近視圖。
圖14是圖12的托架的側(cè)視圖。
圖15示出本發(fā)明的托架部件的另一個實(shí)施例。
圖16是如圖15所示的托架部件的近視圖。
圖17是如圖15所示的部件的側(cè)視圖，其中部件包括設(shè)置在發(fā)明托架內(nèi)的蓄電池。
圖18示出如圖16所示的發(fā)明托架所適合的蓄電池鎖扣機(jī)構(gòu)(battery catchmechanism)。
圖19是如圖17所示的部件的仰視圖。圖19B是對于如圖17所示的發(fā)明器件的另一種用法的仰視圖。
圖20是作為電源使用的發(fā)明器件，所述電源加入了如圖19B所示的發(fā)明適配器裝置。
圖21是應(yīng)用本發(fā)明的一種發(fā)明方法。
圖22是如圖21所示的部件的近視圖。
圖23是應(yīng)用本發(fā)明的第二種發(fā)明方法。
圖24A和24B示出適合于本發(fā)明的蓄電池充電器和電源的各種模式電源線設(shè)備。
圖25是包括在如圖23所示的一種應(yīng)用方法中用到的結(jié)構(gòu)的發(fā)明蓄電池充電器和電源的近視圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的高度模塊設(shè)備包括外殼、安裝在外殼上的插頭、用于把蓄電池安裝在外殼上的托架、固定被安裝的插頭和蓄電池用的鎖定器件和多個電氣接觸件和插孔(它用于在為多址電源設(shè)計(jì)的模塊電氣輸入和輸出之間進(jìn)行電連接)?？梢杂迷S多種方法變更外殼的特定形狀，以滿足特定的設(shè)計(jì)要求。還可以變更插頭以滿足特定的設(shè)計(jì)要求，包括電插腳的數(shù)量和結(jié)構(gòu)以適應(yīng)于多種標(biāo)準(zhǔn)、電插座。附圖示出有代表性的設(shè)備，但是熟悉該技術(shù)的人員認(rèn)識到可以設(shè)計(jì)和制造各種設(shè)備，它們落在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)。
參照圖1A、1B、1C、1D和1E，外殼1包括具有通道28的空腔2，如此設(shè)計(jì)所述通道以適合在具有舌片14的圖中所示的載體13中的任何一個。圖1B示出為英國所設(shè)計(jì)的載體、圖1C是為美國、圖1D是為歐洲而圖1E是為澳大利亞設(shè)計(jì)的載體。可以容易地把其它國家(諸如，韓國)的插頭特征并入本發(fā)明中。類似地，設(shè)計(jì)帶有掩埋導(dǎo)電針的開口3以適合導(dǎo)電套管16。在較佳實(shí)施例中，最好由高度壓緊的熱塑性材料制成外殼1，其中通過超聲波焊接把頂部一半和底部一半封焊在一起。
參照圖4，載體13連到插腳11上或與插腳11結(jié)合起來。把在載體13內(nèi)的每個導(dǎo)電套管16與一個插腳11電氣連接，而且使它設(shè)計(jì)成與定位在空腔3中的相應(yīng)導(dǎo)電針25緊密配合。
在一個實(shí)施例中(如圖1A所示)，電源7(最好是包含在印刷電路板上的開關(guān)電源)接收來自導(dǎo)電針25的輸入功率。電源7有選擇地至少把功率發(fā)送到兩個目的地通過電纜197發(fā)送到電氣連接裝置(諸如，功率適配器插頭199)(它們可以反過來與電氣設(shè)備8相連)，和通過電氣連接裝置29運(yùn)送到蓄電池充電器觸頭30(如圖9所示)。
圖2是等距圖，而圖4是本發(fā)明充電器和電源的較佳實(shí)施例的可互換觸頭結(jié)構(gòu)的剖面圖。外殼1包括各種特點(diǎn)以支撐和定位設(shè)備的各個元件。載體13一般呈矩形，沿著每一側(cè)都有舌片14。把掣子15(詳見圖3A)插入外殼1中。
圖3A、3B和3C示出可變形地定位在外殼1內(nèi)的鎖條22。鎖條22是由適當(dāng)?shù)牟牧?諸如，塑料材料)制成的，這種材料有彈性，易于回到較佳位置，而且可以把它固定在一端并反復(fù)彎曲以起到所需的脫開功能，然后回到靜止位置用足夠的張力執(zhí)行所需的閉鎖功能。較佳的是，與載體13相結(jié)合地形成鎖條22，最佳的是與舌片14相結(jié)合地形成鎖條22。脫扣20與鎖條22相連，或者最好與鎖條22相結(jié)合。鎖條22包括設(shè)計(jì)用于把掣子15嚙入外殼1中的插銷23和插銷尖頭24。
當(dāng)載體13和外殼1結(jié)合成單個部件時，由自然張力和鎖條22的彈力用鎖條22緊壓住外殼1。為了使載體13脫離外殼1，壓低脫扣20，使鎖條22離開外殼，插銷23和插銷尖頭24離開掣子15。然后，把載體13從外殼1上卸下。
使掣子15成形以適應(yīng)插銷23和插銷尖頭24的結(jié)構(gòu)。在較佳實(shí)施例中，如圖所示使插銷23構(gòu)成角度，以提供常規(guī)的鎖扣結(jié)構(gòu)。
掣子15包括底部15A(它一般是平的或成一定角度以適應(yīng)插銷23)。掣子15還包括側(cè)面15B(設(shè)計(jì)它以適應(yīng)插銷23和插銷尖頭24，并與它們機(jī)械耦合)。而掣子15具有在基座15A的任一側(cè)具有平行側(cè)面。
在掣子15處，鎖條22對于外殼1的壓力使載體13保持在工作位置上直至用戶啟動鎖扣20，使它離開靜止位置(如圖3B所示)到脫扣(卸壓)位置20’(如圖3C)所示。一旦移動脫扣并從掣子15中移出插銷尖頭24至少載體13可以自由滑動的距離，用戶可以使載體13離開外殼1。雖然在移去載體13之后導(dǎo)電套管16可以仍留在高壓電線上，但是通過與載體13相關(guān)的導(dǎo)電針埋沒的位置保護(hù)用戶或行人以免于與導(dǎo)電針的不慎接觸。
本發(fā)明還包括合并成外殼的固定裝置和脫扣結(jié)構(gòu)?？梢宰兏孱^的插腳的布局以適應(yīng)特殊的設(shè)計(jì)要求，包括電插腳的數(shù)量以適應(yīng)于各種標(biāo)準(zhǔn)電插座。圖1-4示出各個設(shè)備，但是熟悉本技術(shù)的人員應(yīng)認(rèn)識到可以設(shè)計(jì)并制造各種設(shè)備，它們都落在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)。在美國專利申請第08/201,397號(1994年2月24日遞交)、第08/233,125號(1994年4月26日遞交)和第08/414,209號(1995年3月30日遞交)(列入于此，以作參考)中揭示本發(fā)明的可互換插頭元件的附加部件數(shù)。
參照圖5，示出包括本發(fā)明的可折疊插腳特點(diǎn)的載體13的分解圖。最好用超聲波焊接技術(shù)把包括與其結(jié)合形成的鎖條22的覆蓋板50與載體13連接起來。裝在覆蓋板50和載體13之間的外殼是與樞軸針42相結(jié)合的可折疊插腳41。樞軸針42位于上半軸(half-axis)48和下半軸49之間。固定接觸彈簧45(最好與連線57相結(jié)合)位于可折疊插腳41和載體13之間，而且當(dāng)可折疊插腳上升到工作位置時，它與插腳41的接觸部分43進(jìn)行電連接。較佳的是，對于每個插腳觸點(diǎn)至少有一個固定接觸彈簧。于是，對于如圖所示的實(shí)施例，存在兩個固定接觸彈簧45。
圖6是本發(fā)明的詳細(xì)分解圖。把在覆蓋板50上的雄連接器(未圖示)設(shè)計(jì)成與雌連接器47成一直線。在載體13中形成縫隙55以適應(yīng)整個鎖條22在覆蓋板50中的移動動作。
圖7A、7B和7C是新設(shè)備的較佳實(shí)施例的剖面圖和側(cè)面圖。載體13包括連線57，它與接觸彈簧45和導(dǎo)電套管16相結(jié)合，而且通過觸點(diǎn)43與每個可折疊插腳41進(jìn)行電連接?？烧郫B插腳41與樞軸針42緊密配合。與樞軸針42結(jié)合，當(dāng)插腳伸展時，凸輪44(如圖6所示)承受來自下半軸49的偏移力。參照圖7B，當(dāng)可折疊插腳41上升時，觸點(diǎn)43把上升器46嚙入固定觸點(diǎn)彈簧45中，從而導(dǎo)致它們之間的電連接。同時，當(dāng)可折疊插腳41到達(dá)它們的完全垂直和延伸位置時，凸輪44全部嚙合半軸49，而且與它摩擦結(jié)合。因此，通過觸頭43，可產(chǎn)生從可折疊插腳41到固定觸點(diǎn)彈簧45、到導(dǎo)線57和到導(dǎo)電套管16的電氣連接。
如果需要的話，可以把單個凸輪設(shè)置在樞軸針41上，同時在附近設(shè)置單個固定接觸彈簧45以通過上升器46提供阻力并與導(dǎo)電套管16電氣連接。
典型的可折疊插腳插頭包括兩個或三個插腳41。附圖示出典型的美國觸頭，但是可以把相同的構(gòu)思及原理用于設(shè)計(jì)英國、日本、澳大利亞應(yīng)用的可折疊插腳插頭或其它插頭(如圖1-4所示)。
固定觸點(diǎn)彈簧45對于觸點(diǎn)43的壓力以及凸輪對于半軸49的壓力使可折疊插腳41保持在延伸位置上直至用戶迫使插腳從如圖7C所示的延伸位置到如圖7A所示的折疊位置。用戶必須用足夠的力移動每個觸點(diǎn)43跨過上升器46，從而增加每個固定觸點(diǎn)彈簧45的阻力。當(dāng)插腳41的觸點(diǎn)43使固定觸點(diǎn)彈簧45脫離時，電氣連接被中斷。一旦觸點(diǎn)43通過上升器46并脫離固定觸點(diǎn)彈簧45，用戶可以把插腳41移到折疊位置上。
圖8是在本發(fā)明中包括的可互換插頭的等距圖，其中可互換插頭包括在延伸位置上的可折疊插腳。
于是，本發(fā)明的較佳實(shí)施例把可折疊插腳加入可互換插頭(它組合掩埋針和套管電氣連接)中。用這種結(jié)合，本發(fā)明部分地提供從符合任何國家或國際標(biāo)準(zhǔn)的插座引出電流的改進(jìn)的裝置和方法，同時提供增加的安全性和存放的及攜帶的設(shè)備的方便性。
在較佳實(shí)施例中，外殼1加入托架或蓄電池支架(如圖9所示)。參照圖9，外殼1的底部9包括托架62，以及導(dǎo)向薄片63和托架電觸頭30。一般，設(shè)計(jì)托架結(jié)構(gòu)以模仿在任何電氣設(shè)備上的蓄電池固定結(jié)構(gòu)(諸如，小型蜂窩狀電話或手提電腦)，并完全適應(yīng)于在這些設(shè)備中用到的蓄電池鎖定結(jié)構(gòu)。熟悉該技術(shù)的人員已知的用于把蓄電池固定在托架上的許多其它結(jié)構(gòu)適合于本發(fā)明并包括在其中。蓄電池209(如圖10A、10B和10C所示)具有凹槽65以滑動地嚙合導(dǎo)向薄片63，而且包括蓄電池的觸頭32以與托架電觸頭30進(jìn)行電連接。
熟悉該技術(shù)的人員可以選擇幾種方法中的一種方法，以通過重力、摩擦或者最好通過適應(yīng)于加入蓄電池209的鎖定結(jié)構(gòu)來把蓄電池209固定在托架62中。為了使蓄電池脫離托架62和導(dǎo)向薄片63，用戶把薄片459向托架62推進(jìn)，使得鎖緊部件457的下部分脫離托架和在其中的鎖緊掣子455。支點(diǎn)453提供從掣子中抽出鎖緊部件所必須的對點(diǎn)。當(dāng)把薄片459朝托架62的方向推進(jìn)的時候，在蓄電池209中的縫隙450容納鎖緊部件457的上部分。
由于在鎖定位置上正向偏置鎖緊部件457，所以沿著導(dǎo)向薄片63滑動蓄電池209到止動部件451，導(dǎo)致當(dāng)蓄電池209的上邊緣458靠近止動部件451時鎖緊掣子455嚙合鎖緊部件457的下部分。于是，可以把蓄電池電氣地并機(jī)械地固定在托架和充電器上?？梢园央娫?連到托架電觸頭30上以為蓄電池209提供功率。通過輸出插座196，可以同時把電子設(shè)備連到電源7上。如果需要的話，本發(fā)明的設(shè)備可以包括多個輸出插座196以為多種設(shè)備(諸如，筆記本電腦和輔助便攜式打印機(jī)單元)提供電源，現(xiàn)在參照圖10B和10C，它們分別是大尺寸和小尺寸蓄電池外殼(由Weiss等人申請的美國專利第5,059,885號)的單點(diǎn)透視圖。可以觀察到蓄電池外殼的形狀實(shí)際上是梯形棱柱。如圖10B和10C所示的蓄電池外殼的底面201是在操作期間與上述托架62或蜂窩網(wǎng)電話配對的表面。蓄電池外殼209的兩側(cè)205和207相對于與表面201垂直的線向內(nèi)傾斜θ角。在圖10B的小尺寸蓄電池和圖10C的大尺寸蓄電池之間的尺寸差主要是從蓄電池外殼209的表面201到頂面208的距離差。因此，如此設(shè)置本發(fā)明的裝置以適應(yīng)與厚度變化的蓄電池的物理連接和電氣連接。
圖11示出關(guān)于連接前后的蓄電池和托架。
在圖12-16中示出托架62的替代實(shí)施例。在第一個替代實(shí)施例中，設(shè)計(jì)托架以容納另一種蓄電池外殼309，其功能與蓄電池外殼209相類似，而形式不同，因此加入了不同的鎖緊結(jié)構(gòu)。托架90的頂部包括固定突出部分480，它把蓄電池外殼209以摩擦松脫方式嚙合在上端311。把旋轉(zhuǎn)可閉合接觸平臺580(包括彈簧加載式電觸頭(spring-loaded electrical contacts)582，定位在托架90的底部以松脫地嚙合蓄電池309的電觸頭(未圖示)。當(dāng)存放充電裝置或者不使用它的時候，可把平臺580旋轉(zhuǎn)到非工作位置，與外殼1的底面9齊平。然后，用戶通過掣子584上拉可以把平臺580拉回到它的工作位置。用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法，通過撓性連接裝置(未圖示)彈簧加載式電觸頭582與電源7進(jìn)行電連接。
圖13示出在平臺580之上的蓄電池外殼309的局部剖視圖。圖14示出在平臺580之上、以樞軸方式被移到離開托架62的位置309’并準(zhǔn)備將它拉出平臺580的蓄電池外殼309的輪廓圖。
如果希望的話，可以這種方法把固定突出部分480或平臺580移動連到外殼1上，以減小它們最近的表面之間的距離450，從而使得蓄電池的高度比蓄電池外殼的高度要低，而且適應(yīng)并預(yù)期蓄電池小型化技術(shù)的進(jìn)展。
在圖15～17中示出本發(fā)明的又一個替代實(shí)施例，其中蓄電池外殼309滑動地貼合并被固定在蓄電池支撐狹槽80中。具有端子310和311的蓄電池外殼309滑進(jìn)狹槽80中，其中端子310和連在它上面的蓄電池電觸頭對著充電器電觸頭52面朝上。如圖16所示，撓性插銷82可拆卸地把掣子315嚙合在蓄電池外殼309中(如圖18所示)。最好如此設(shè)計(jì)插銷82，以把足夠的拉力施于離開外殼1的蓄電池外殼309，就松開掣子315和蓄電池外殼309。較佳的是，不需要附加的插銷硬件以松開外殼309。然而，用于可拆卸地把外殼309嚙合在狹槽80中的其它機(jī)理落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
如上所述，本發(fā)明是一種適合于無數(shù)種蓄電池設(shè)計(jì)和電源結(jié)構(gòu)的高度實(shí)用蓄電池充電器。然而，本發(fā)明的較佳實(shí)施例也可以作為蜂窩狀電話或其它設(shè)備的電源(最好是，同時構(gòu)造成蓄電池充電器)。例如，雖然如圖15-17所示的狹槽80適應(yīng)于蓄電池外殼309，但是狹槽80還適合于電源適配器195A(如圖19A所示)，它滑動地貼合在狹槽80中，并把電觸頭52嚙合在其中。最好以類似于貼合在狹槽80中的蓄電池外殼309部分的方式使電源適配器195成形(如圖19B所示)。于是，電源適配器195A可以把電觸頭52嚙合在狹槽80中，并使功率從電源7到電話500(或任何其它適合的電子設(shè)備)傳送(如圖20所示)，無論電話是否連在蓄電池上都可以直接給電話供電。如此構(gòu)造電源適配器199，以移動地嚙合于綜合為要供電設(shè)備的主體的輸入功率插座(未圖示)。
圖21示出在實(shí)用中都用作電源的本發(fā)明的較佳實(shí)施例，它通過可互換插頭13、電源7、輸出插座196和纜線197的電源適配器195以及電話電源適配器199，從插座170向蜂窩狀電話600(或者，其它適合的電子設(shè)備，諸如便攜式筆記本電腦)供電。在較佳實(shí)施例中，電路包括在外殼1內(nèi)以可選擇地向電話600或電池209提供電源。較佳的是，如果蓄電池210需要通過電話600充電或者驅(qū)動電話并通過功率適配器199獲得電流，那么電話優(yōu)先通過蓄電池209接收到電源。否則，蓄電池209將按照需要接收充電電流。
這里應(yīng)注意，蓄電池209和210最好相同(雖然這不是必須的)。因此，把蓄電池210連到電話600上的方法與上述把蓄電池連到托架62上的方法十分類似，是顯而易見的。
若希望的話，可以把電話600滑動地安裝在可拆卸電話座605上。圖22示出移去電話的電話座的透視圖。電話座605包括鉸鏈部分610、適配器導(dǎo)向器615以可移去地固定電源適配器199和外殼導(dǎo)向器620以通過在電話中的輸入電源插座嚙合電話600。最好用這種方法把適配器199固定在電話座605上，從而當(dāng)把電話移動地安裝在支座上時，適配器199與電話的輸入功率插座校直并與它進(jìn)行電連接。支座空隙使用戶用手指就可以接觸到適配器199以調(diào)節(jié)關(guān)于所附電話的適配器或不用力拉纜繩197使適配器脫離適配器導(dǎo)向器615和電話600。對于那些沒有給所附蓄電池充電功能的便攜式電話，電話座605和199提供向后兼容性，從而適配器199可以通過如圖10B和10C所示的輸入觸頭36向所附蓄電池直接提供電源。
圖23示出在使用中作為桌面蓄電池充電器和蜂窩狀電話用的電源。在這一方面，從外殼1移去可互換觸頭載體13，而且通過包括插頭403和普通功率連接器405的模式電源纜線401，從插座導(dǎo)出功率。連接器405的功能與設(shè)置在包括導(dǎo)電套管16的可互換插頭載體13上的連接器相同。因此，連接器405適合于開孔3和在外殼1內(nèi)的的導(dǎo)電針25(如圖1A所示)。如果需要的話，結(jié)合本發(fā)明，還可以應(yīng)用附加模式電源插座(如圖28A所示)。使用模式電源纜線的能力使得設(shè)備對于變化的插座結(jié)構(gòu)保持全世界的物理和電力的兼容性，即使是在插座不可能使用上述可互換插頭到達(dá)的區(qū)域的情況下。模式電源纜線十分有利于在電源板上使用，從而使用戶避免阻塞其它未用的帶有外殼的插座，同時仍然進(jìn)行可靠連接。
圖24-26示出本發(fā)明適應(yīng)這些用戶，他們希望保持在市場上有售的熟悉的綜合雙重用途充電器。等角投影圖24示出與外殼1有效連接的可拆卸式雙重用途支座325。電話600(與第一蓄電池209整體連接)和第二蓄電池209都在支座325上。指示燈330通知用戶是否使用狹槽335或340并獲得電流。支座325最好以參照圖9-11所述的相同方法，連在外殼1上。在狹槽335和340中的觸頭為如圖10B和10C所示帶外部蓄電池觸頭36的電源7提供電連接。
此外，為了在真正的移動環(huán)境(諸如，汽車或船舶，其中電源是直流電，而且有搖晃和不穩(wěn)定)中方便、安全和可靠使用而設(shè)計(jì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例。為此，當(dāng)連接電源纜線401和通用連接器405時，結(jié)合本發(fā)明的上述實(shí)施例，可以使用如圖28B所示的香煙點(diǎn)火適配器(CLA)404。較佳的是，CLA404包括用于把標(biāo)準(zhǔn)電源電壓逐步增加到電源7所需的電壓的內(nèi)部直流電源。此外，CLA最好還包括如在共同待批的美國專利申請第08/414,208號(在1995年，代表Stan S.Hahn在3月30日申請，并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，發(fā)明名稱是“具有撓性直徑的香煙點(diǎn)火適配器”，列入于此以作參考)中所揭示的經(jīng)改進(jìn)的CLA的特性。
最后，為了在真正移動環(huán)境中使用本發(fā)明單元時進(jìn)一步保證它的穩(wěn)定性，可以把橡皮腳201或它們的等效物(如圖29所示)加到部件的一個側(cè)面上以增加部件和其上置放的表面之間的摩擦。
采用這種組合，本發(fā)明提供經(jīng)改進(jìn)的裝置和方法，它們用于從符合任何國家或國際標(biāo)準(zhǔn)的插座導(dǎo)出電流、把電源加到電氣設(shè)備上，或可再充電蓄電池，或兩者兼而有之，同時提供加強(qiáng)的安全性和存放的及攜帶的裝置的方便性。
已總體描述運(yùn)用本發(fā)明的裝置和方法，以及本發(fā)明的較佳實(shí)施例。熟悉該技術(shù)的人員可以認(rèn)識并實(shí)踐關(guān)于上述裝置和方法的許多方面的許多種變化，包括落在本發(fā)明構(gòu)思中的變化。本發(fā)明的構(gòu)思和范圍僅局限于所附的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種用于給蓄電池充電并對電氣設(shè)備供電的裝置，其特征在于，所述裝置包括包括電源電路的電路，為所述電路提供框架的外殼，用于接收并傳遞電流的插頭裝置，它包括輸入和輸出端，所述輸入端可與電流源相連，所述插頭裝置能夠在所述輸入端處適配多種不同電流源物理結(jié)構(gòu)，電流接收裝置，它把所述電路可拆開地連到所述插頭裝置輸出端上，通過所述輸出端，把所述插頭裝置可拆開地安裝在所述電流接收裝置上，第一電流提供裝置，它把所述電路可拆開地連到第一電氣設(shè)備上，第二電流提供裝置，它把所述電路可拆開地連到可再充電蓄電池上，與所述外殼相結(jié)合的緊固裝置，它把可再充電蓄電池可拆卸地連到所述外殼上，并用所述第二電流提供裝置和所述電路進(jìn)行電連接中，置放所述可再充電蓄電池。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電路包括電源電路和蓄電池充電器電路。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，把所述插頭裝置輸入和輸出端合并成單個插頭裝置載體。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述輸入端包括可拆卸電插腳。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸入端包括香煙點(diǎn)火適配器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電路有選擇地向所述第一和所述第二電氣設(shè)備提供電流。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述插頭輸出端包括凹面電觸頭，以當(dāng)所述輸出端與所述電流源相連的時候防止它們之間的偶爾接觸。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一電流提供裝置包括電流輸出插座，與所述輸出插座相連的第一適配器，第一電纜，和與所述第一電氣設(shè)備相連的第二適配器。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述緊固裝置包括在所述第二電流提供裝置內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括用于蓄電池充電的框架，所述框架可與所述緊固裝置相連，并包括用于把多個電氣設(shè)備固定在其中的裝置，和用于在與所述多個電氣設(shè)備進(jìn)行電連接中置放所述第二電流提供裝置的裝置。
全文摘要
帶有可互換并可拆卸觸頭的綜合電源和蓄電池充電器(1)包括外殼(1),可拆卸地被安裝在外殼(1)中并包括可拆卸插腳的電觸頭,它使用戶適應(yīng)于與電源結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備和可再充電蓄電池的組合。包括可解除鎖定機(jī)構(gòu)以嚙合可互換電觸頭和蓄電池,并把插腳固定在擴(kuò)展位置上。多種觸頭都可以適應(yīng)相同的外殼(1)。最好把電源固定在外殼(1)中,以連接電氣設(shè)備(8),同時把該設(shè)備用作蓄電池充電器。
文檔編號H01R27/00GK1198845SQ96197397
公開日1998年11月11日 申請日期1996年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月29日
發(fā)明者斯坦·S·哈恩 申請人:先進(jìn)流動溶液股份有限公司