可旋轉的電連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電子設備的連接系統(tǒng)。所述連接系統(tǒng)可以包括連接器端口，所述連接器端口包括對齊特征和與對接接口的觸點對應的兩個或更多個導電線路；所述連接器端口相對于所述對接接口可旋轉，至少兩個導電線路設置為當電子設備相對于對接接口旋轉時，使所述觸點沿著接觸路徑保持與所述導電線路的接觸關系；所述連接器端口還可以包括一個或多個不導電分隔間隙，所述不導電分隔間隙沿著所述接觸路徑分隔至少兩個導電線路。所述連接系統(tǒng)可包括旋轉止擋件，所述旋轉止擋件設置為防止所述觸點與除和所述觸點對應并和所述觸點對齊的導電線路之外的導電線路產生接觸關系。
【專利說明】
可旋轉的電連接器
技術領域
[0001]本發(fā)明大致涉及一種電子設備，尤其涉及用于電子設備，例如智能手機的連接系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002 ]近年來，越來越多的便攜式電子設備被研制出來。便攜式電子設備包括智能手機、平板電腦、媒體播放器、導航系統(tǒng)以及各種各樣的其他便攜式電子設備。便攜式電子設備通常包括一個或多個連接端口，用于通過外部電纜將電子設備與數據和電源連接。為了使其尺寸，重量及成本最小化，所述便攜式電子設備通常包括電池容量有限的較小電池。由于便攜式電子設備的電池容量有限，迫使用戶利用外部電纜對電池再充電。電子設備和外部電纜之間的物理連接要求用戶仔細注意，將外部電纜與電子設備上的連接器端口對齊。此外，用戶必須仔細地定向連接器，從而與電子設備上的連接器端口成功接合。
[0003]很多用戶在各種不同環(huán)境中頻繁操作他們的便攜式電子設備。例如，許多用戶在家里，辦公室，以及在汽車中旅行或乘坐公共交通工具時使用自己的智能手機。不管是在家里，在工作時，或是在交通工具上，在用戶進行其他活動時在清晰可見的位置上支撐電子設備通常是有利的。此外，以安全的方式支撐電子設備是有利的?？上У氖?，在市面上可以購得的眾多支架(mounts)中，安全支撐電子設備的支架需要雙手操作以將電子設備插到支架上的位置中。對于允許對電池充電的支架而言，和電子設備的連接通常借助連接端口實現，該連接端口需要雙手操作以小心地將連接端口與外部電纜對齊。外部電纜和龐大的支架還增加了使用電子設備的區(qū)域的視覺的和物理的雜亂。
[0004]許多設備生產商已經對連接端口進行標準化一如果不是整個產業(yè)都這樣做的話一至少每個生產商的系列智能設備具有相似的端口。連接端口的標準化給消費者帶來方便，因為標準化允許用戶使用單個電纜配置實現不同設備的連接和充電。遺憾的是，當用戶需要安裝他們的電子設備以對電池充電或進行免手持操作時，這種便利性就不復存在，因為大多數的充電支架要么特定于某個設備，要么需要對支架進行雙手調整以使支架能夠接受設備。
[0005]由于智能設備在很多人的生活中扮演了重要角色，當智能設備由于缺電而不能運行時，事情就變得令人厭煩。就這一點而言，人們越來越渴望設備和附件生產商提供可行方案來解決便攜式電子設備電池電量有限的問題。解決該問題的一個嘗試包括無線充電技術。作為一個特例，以及作為內置選項，無線技術現在可以作為許多智能設備的附件被獲得。雖然某些無線充電裝置提供了對電子設備充電的手段，但是這些無線充電裝置也存在許多固有缺陷。一個缺陷是電池的無線充電產生熱量，縮短電池的壽命。此外，當前的無線充電技術比傳統(tǒng)的充電方法慢。此外，無線充電技術缺乏在充電操作期間向電子設備發(fā)送數據的功能。另外，當前的無線充電技術不存在允許電子設備在保持電力和數據傳輸性能的同時從縱向模式(例如，垂直定向)旋轉為橫向模式(例如，水平定向)。
[0006]消費電子行業(yè)現在趨向于在設備上設置較少的連接端口，這是通過將之前需要多個連接器的功能組合成一個而實現的。這導致連接器具有不斷增多的導體陣列，從而攜帶不同的高速數據線，例如USB3和HDMI，以及電源線。雖然更簡單的連接器，例如耳機接口允許在連接時旋轉，但是還沒有緊湊連接器能夠結合易連接性和以精巧但是導體密集的設計實現在保持連接時進行旋轉的能力。
[0007]鑒于上述限制，現有技術中多次嘗試克服關于電子設備連接和安裝的缺陷，尤其是智能設備(例如智能手機和平板電腦)的連接。例如，授予Ryan的專利號為7582828的美國專利公開了一種用于將電子設備安裝到墻上的系統(tǒng)和方法。電子設備具有支架和底座。底座與表面上的插座(electrical outlet)連接，并具有第一電連接器以及磁性面板。電子設備具有磁鐵和第二電連接器，所述磁鐵和第二電連接器定位為使得磁鐵和磁性面板配合，并且第二電連接器與第一電連接器配合。
[0008]授予Downing的專利號為6565363的美國專利公開了一種模塊化插座系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用磁引力將插頭吸引到插座中，并將插頭保持在插座中。模塊化插座系統(tǒng)利用具有至少一對配合的磁鐵的插頭和插座，所述磁鐵被極化為使得插頭上的磁鐵被吸到插座上的磁鐵上，從而將插頭拉入合適的連接位置中，并將插頭保持在該位置上。已證明該系統(tǒng)適于其他應用，例如同軸電纜連接，從而取代螺紋式和插入式(slip-on type)連接。
[0009]授予Mathauser的專利號為3786391的美國專利公開了一種磁性自對齊電連接器，其包括一對連接器或半聯(lián)軸器，所述連接器或半聯(lián)軸器各自具有電接觸裝置，所述半聯(lián)軸器中的一個設置有磁性裝置，另一個中設置有相對的裝置，用于與所述磁性裝置配合，以用電接觸裝置將所述兩半聯(lián)軸器保持在一起，所述電接觸裝置彼此具有導電接觸關系，一個所述半聯(lián)軸器中的所述電接觸裝置安裝為相對于半聯(lián)軸器移動，以確保電接觸裝置之間的對準，即使在半聯(lián)軸器未對齊的情況下也是如此。
[00?0] 授予Mathauser的專利號為3808577的美國專利公開了一種快速分離的磁性自對齊電話插孔或其他通信設備連接，其包括公半連接器(male connector half)和母半連接器(female connector half)，公半連接器和母半連接器中各自具有自對齊磁性裝置以將公半連接器和母半連接器保持在一起，并與公半連接器和母半連接器中的電接觸裝置配合，以在電話或其他通信設備和電源之間建立電連接。
[0011]授予Thiers的專利號為9019698的美國專利公開了一種電子設備安裝系統(tǒng)，該安裝系統(tǒng)包括對接(dock)接口組件和外殼組件。對接接口組件可以包括具有一個或多個觸點(contacts)的對接(dock)殼體。外殼組件可以包括對齊特征和外殼印刷電路板，該外殼印刷電路板具有與所述觸點對應的一個或多個導電線路。所述對接接口組件和/或所述外殼組件可以具有金屬元件，該金屬元件配置為和剩下的對接接口組件與外殼組件中的一個上設置的一個和多個磁鐵互補，用于將外殼組件磁連接至對接接口組件。對接殼體可以配置為由對齊特征接收，由此至少一個觸點與對應的導電線路電連接。
[0012]雖然上述參考專利中的一些公開了連接電子設備的方法，但是它們都沒有公開一種能夠克服上面提到的與電子設備的電源和數據連接相關的缺陷的布置。更具體地，上述專利都沒有公開一種能夠在旋轉過程中保持連接的導體密集的連接。
[0013]由此可見，在本領域中需要一種電子設備連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)允許在旋轉過程中保持連接的導體密集的連接。此外，在本領域中需要一種電子設備連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)能夠適應各種不同類型的電子設備。此外，在本領域中需要一種電子設備連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)消除了與松散電纜相關的雜亂。而且，在本領域中需要一種電子設備連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)提供了與傳統(tǒng)電纜所能達到的相同的充電和數據傳輸速度。最后，在本領域中需要一種電子設備連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)允許通過簡單的單手運動牢固地安裝和連接電子設備。
【附圖說明】
[0014]通過下面的描述和附圖，將更好地理解在此公開的不同實施方式的這些以及其他特征和優(yōu)點，在下面的描述和附圖中，類似的附圖標號指代類似的部件，其中:
[0015]圖1是連接系統(tǒng)的分解圖，該連接系統(tǒng)用于兩個電子設備(例如智能手機)并包括用于與所述電子設備磁耦合的對接接口組件；
[0016]圖2是連接系統(tǒng)的俯視圖，突顯了電子設備上的連接器端口導電線路和對接觸點之間的相互關系；
[0017]圖3是電子設備連接器端口的不同實施方式的俯視圖，顯示了不同數量的線路和不導電線路分隔間隙；
[0018]圖4是旋轉至其可旋轉極限的連接系統(tǒng)的俯視圖，突顯了旋轉止擋特征；
[0019]圖5是旋轉至其可旋轉極限的連接系統(tǒng)的俯視圖，突顯了觸點相對于線路的移動；
[0020]圖6是外殼組件的分解圖和對接組件的分解圖；
[0021 ]圖7是與對接接口組件磁耦合的外殼組件的截面圖，該對接接口組件旋轉超過旋轉止擋件，從而突顯其超出旋轉限制時的位置；
[0022]圖8是連接系統(tǒng)的分解圖，該連接系統(tǒng)用于兩個電子設備(例如閃電(Lightning)兼容設備和微型USB兼容設備)用于與電子設備磁耦合的對接接口組件和用于傳輸數據和電力的兩根電纜；
[0023]圖9A是本發(fā)明的一種替代實施方式的分解圖，其中電子設備與對接接口機械耦合；
[0024]圖9B是本發(fā)明的一種替代實施方式的分解圖，其中電子設備與對接接口通過非圓形接口磁親合；
[0025]圖10是在汽車儀表板中設置的對接接口組件上使用的狀況下的電子設備的分解圖；
[0026]圖11是在會議室桌子中設置的對接接口組件上使用的狀況下的電子設備(例如，智能手機)和大型電子設備(例如，筆記本電腦)的分解圖。
【具體實施方式】
[0027]在下面的描述中，為了進行解釋，陳述了大量特定細節(jié)以透徹地理解本發(fā)明。但是，很明顯，本發(fā)明在不需要這些特定細節(jié)的情況下也可實施。在其它實例中，為了避免不必要地阻礙對本發(fā)明的理解，已知的結構和設備在框圖中顯示出來。
[0028]通過在此公開的并可能包括對接接口組件的連接系統(tǒng)，與傳統(tǒng)電子設備連接系統(tǒng)有關的不足和缺陷可以特別得到解決和減輕。對接接口組件可以包括具有一個或多個觸點的對接殼體。電子設備組件可以包括對齊特征和連接器端口，該連接器端口具有與所述觸點對應的一個或多個導電線路。對接接口組件和/或電子設備組件可以具有機械耦合器或磁耦合器，所述機械耦合器設置為在正確對齊時鎖定，所述磁耦合器設置為在正確對齊時使對接接口和電子設備磁耦合。對接殼體可以配置為由對齊特征接收，由此至少兩個觸點與對應的至少一條導電線路電連接。此外，電子設備可以設置為停止超過旋轉程度閾值的旋轉，由此防止兩個或更多個導電線路的接觸關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。
[0029]雖然本發(fā)明的連接系統(tǒng)可以配置為在需要可移動電連接的任何電子設備上使用，但是在此描述的連接系統(tǒng)的情況是對接接口組件配備有圓形的磁鐵固定器，該磁鐵固定器圍繞一組承載有彈簧的電觸點。承載有彈簧的電觸點可以徑向排列組裝，并可以包括可與中心導電線路電連接的觸點，連續(xù)的觸點與電子設備原始外殼組件的外殼印刷電路板或者包圍電子設備的單獨保護殼上的匹配導電線路對齊。對接接口組件可以構建到產品(例如桌子和汽車儀表板)中，或者可以和安裝在桌子上、夾在自行車車把上的可調節(jié)支架協(xié)同使用，或者各種其他實施方式中的任意一種。
[0030]在一種實施方式中，連接系統(tǒng)可以包括對接接口組件，該對接接口組件包括對接殼體，該對接殼體包括一個或多個磁鐵以及突出于對接殼體的一個或多個觸點。連接系統(tǒng)可以包括外殼組件，該外殼組件包括對齊特征、金屬環(huán)以及外殼印刷電路板，該外殼印刷電路板具有與所述觸點對應的一個或多個導電線路。所述金屬環(huán)可以配置為與所述磁鐵的布置互補，用于將所述金屬環(huán)磁耦合至所述對接接口組件。所述對接殼體可以具有外周邊，該外周邊配置為由所述對齊特征接收，由此每個所述觸點與對應的導電線路接合。所述觸點可以配置為與所述外殼印刷電路板的導電線路電連接。所述外殼組件可以設置為停止超過旋轉程度閾值的旋轉，由此防止兩個或更多個導電線路的接觸關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。
[0031]在另一種實施方式中，公開了一種智能手機連接系統(tǒng)。該連接系統(tǒng)可以包括對接接口組件，該對接接口組件包括對接殼體，該對接殼體包括圓形陣列布置的一個或多個磁鐵，所述對接殼體包括突出于所述對接殼體的一個或多個觸點。外殼組件可以具有蓋子，該蓋子可以包括配置為圓形開口的對齊特征、設置在圓形開口內的金屬環(huán)以及外殼印刷電路板，該外殼印刷電路板由金屬環(huán)外接(circumscribed)并包括與觸點對應的一個或多個環(huán)形導電線路。金屬環(huán)可以配置為和磁鐵的布置互補，用于將所述金屬環(huán)磁耦合至所述對接接口組件。所述對接殼體可以具有圓形外周邊，該外周邊配置為由所述對齊特征接收，由此每個觸點與對應的一個導電線路接合。觸點可以配置為與所述外殼印刷電路板的導電線路電連接。外殼印刷電路板可以包括連接器，該連接器配置為與電子設備的連接器端口接合。觸點可以與電纜連接，當電子設備與對接接口組件磁耦合時，并且在其旋轉過程中，該電纜向觸點傳輸電力和數據中的至少一者，將其傳輸進入所述導電線路中，通過所述連接器，并傳輸進入所述電子設備中。所述連接器端口可以配置有允許有限旋轉范圍的特征，由此防止兩個或更多個導電線路的接觸關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。對接接口可以具有匹配的旋轉止擋特征，該旋轉止擋特征設計為適合在外殼組件的旋轉范圍特征內。旋轉止擋特征的形狀可以設置為向用戶提供旋轉極限指示，并且可以設計為允許用戶旋轉電子設備超過該限制，但是設計為防止兩個或更多個導電線路的連接關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。
[0032]在一種實施方式中，連接系統(tǒng)包括連接器端口，該連接器端口可以相對于對接接口旋轉，同時至少兩個導電線路設置為當電子設備相對于對接接口旋轉時，使觸點沿著接觸路徑保持與導電線路的接觸關系。連接器端口還可以包括一個或多個不導電分隔間隙，該不導電分隔間隙沿著接觸路徑將至少兩個導電線路分開。
[0033]在一種實施方式中，連接系統(tǒng)包括旋轉止擋件，該旋轉止擋件設置為防止觸點與除和觸點對應并和觸點對齊的導電線路之外的導電線路產生接觸關系。旋轉止擋件可以防止連接器端口(以及電子設備)的旋轉超過限制范圍，由此防止兩個或更多個導電線路的接觸關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。
[0034]上面討論的特征，功能和優(yōu)點可以在本發(fā)明的不同實施方式中獨立獲取，或者可以在其他實施方式中合并，這些實施方式的更多細節(jié)可以參考下面的描述和附圖。
[0035]現在參考附圖，其中所示內容是為了說明本發(fā)明的不同實施方式。圖1是連接系統(tǒng)12的分解圖，連接系統(tǒng)12用于第一電子設備14a和第二電子設備14b，并包括與電子設備14磁親合的對接接口組件40。在所不實施方式中，電子設備14a和14b配置為智能手機15a和15b。但是，這里公開的連接系統(tǒng)12可以在電子設備14的多種不同配置中任意一個上實施，并不限于在智能手機15上實施。連接系統(tǒng)12可以包括對接接口組件40，電子設備14和/或外殼組件20可與對接接口組件40磁耦合。對接接口組件40可以包括磁鐵固定器46和/或一個或多個磁鐵48 ο外殼組件20可以包括金屬元件26，例如金屬環(huán)。有利地，磁鐵48和金屬元件之間的磁引力允許在多種不同環(huán)境中使用對接接口組件40，包括存在重大振動的環(huán)境。
[0036]在一種實施方式中，對接接口組件40可以在背面有雙面泡沫膠帶(foam tape)63的基座116上使用，雙面泡沫膠帶63用于安裝到各種表面，例如墻壁上。在另一種實施方式中，對接接口組件40可以直接安裝到表面，例如汽車儀表板120上，用于(例如)車輛使用。對接接口組件40還可以在桌子122(例如會議室桌子)的表面內使用，用于對電子設備14進行充電和/或為了屏幕共享目的而連接電子設備14。但是，對接接口組件40可以在各種不同環(huán)境和應用中的任意一種中合并使用，不限于上面描述的針對墻壁使用、汽車使用或會議室使用的實施方式。在存在磁性吸引被斷開和電子設備14被從對接接口組件40上撞下這種高風險的情況下，可以通過腕帶孔29在外殼組件20上使用腕帶(未顯示)，腕帶孔29包括在電子設備14的外殼組件20中。在安裝電子設備14之前，可以圍繞基座116設置腕帶(未顯示)。如果電子設備14從對接接口組件40上被撞下來，電子設備14將通過腕帶(未顯示)保持。
[0037]對接接口組件40可以包括一個或多個觸點50。觸點可以突出于對接殼體41。在一種實施方式中，觸點50可以是彈簧承載的，但是觸點50也可以提供為非彈簧承載的形式(未顯示)。外殼組件20可以包括對齊特征25，金屬元件26，以及外殼印刷電路板(PCB)30，它們一起形成連接器端口 10。如上所述，外殼PCB30的一端可以具有一個或多個導電線路32，導電線路32可以設置為和觸點50相對應。外殼PCB30的另一端可以包括連接器組件36，連接器組件36可以通過內部電線(未顯示)與導電線路32連接。連接器組件36可以配置為和電子設備14的連接器端口 16接合。如上所述，導電線路32可以為環(huán)形，并可以暴露至電子設備14的外部，例如如圖1所示的外殼組件20的外殼殼體24的外部。雖然導電線路32在圖1中顯示為環(huán)形，但是它們可以具有其他形狀和尺寸，不限于環(huán)形。
[0038]在圖1中，連接器端口 10包括對對齊特征25和與對接接口組件40的觸點50對應的兩個或更多個導電線路32。導電線路32顯示為由不導電分隔間隙58分開，當電子設備14圍繞對接接口組件40旋轉時，不導電分隔間隙58沿著觸點50的接觸路徑7將導電路徑32分開。對接接口組件40可以包括旋轉止擋件61，旋轉止擋件61設計為在外殼組件20中設置的旋轉范圍60內移動。旋轉止擋件61可以設置為防止觸點50與另外的導電線路32產生接觸關系，該另外的導電線路32為除和觸點50對應并和觸點對齊的導電線路32之外的導電線路32。
[0039]在圖1中，觸點50可以突出于對接殼體41，并可以設置為使得一個觸點50與外殼組件20的印刷電路板30的導電線路32對齊。如下面所詳細描述的那樣，連接系統(tǒng)12可以包括對齊特征25，對齊特征25用于在電子設備14與對接接口組件40磁耦合時使觸點50和導電線路32對齊。在一種實施方式中，對接殼體41或磁鐵固定器46可以具有對應的對齊特征，例如外周邊，該外周邊配置為由外殼組件20的對齊特征25接收，由此每個觸點50可以與PCB30的對應導電線路32接合。
[0040]在圖1中，連接器端口10的對齊特征25可以包括可以在外殼組件20的后蓋24中形成的圓形開口 23或圓形凹陷。但是，對齊特征25可以具有其他結構。對接殼體41或磁鐵固定器46的形狀可以配置為和對齊特征接合。例如，磁鐵固定器或對接殼體可以具有圓形的外部形狀，該外部形狀的大小可以配置為嵌入到后蓋24的圓形開口 23內。一個或多個導電線路32可以具有圓形結構、環(huán)形結構或者環(huán)狀結構，但是導電線路32可以具有其他形狀，例如少于360度的弧形(未顯示)。導電線路32可以設置為，在電子設備14相對于對接接口組件40旋轉時，觸點50沿著接觸路徑7移動的同時保持和導電線路32的接觸關系。通過這種方式，觸點50可以基本上持續(xù)與導電線路32電連接，從而在電子設備14圍繞對接接口組件40在旋轉范圍60內旋轉時，允許電子設備接收連續(xù)的電力和/或數據。在圖1所示的實施方式中，旋轉范圍60設計為允許90度的旋轉，例如，將電子設備14從縱向旋轉為橫向，但是旋轉范圍60也可以設置為不同的旋轉范圍。觸點50可以是彈簧承載的，由此在電子設備14相對于對接接口組件40旋轉的過程中，觸點50保持和導電線路32的連續(xù)接觸關系。
[0041]本發(fā)明的連接器端口10相對于現有技術中用于電子設備14的連接系統(tǒng)12而言是一個巨大改進。更具體地，在本發(fā)明中，觸點50可以設置為允許電子設備14相對于對接接口組件40旋轉，同時保持觸點50和導電線路32的連續(xù)接觸。如上所述，對接接口組件40可以包括對接殼體41和/或磁鐵固定器46，對接殼體41和/或磁鐵固定器46的形狀通常為圓形或環(huán)形，以與對應的圓形特征接合。如上所述，所述圓形特征也正可以包括在外殼組件20的后蓋24中形成的圓形開口 23或圓形凹陷。就此而言，磁鐵固定器46可以有利地充當定位器，以有助于每個觸點50和與其對應的導電線路32對齊。雖然圖1顯示了徑向線性布置的觸點50，但是觸點50可以設置為包括非線性布置的任何形式。
[0042]雖然本發(fā)明的連接系統(tǒng)12可以實施為和任意類型電子設備14的任意類型外殼一起使用，但是在一種實施方式中可以將連接器端口 10安裝在外殼組件20內，外殼組件20自身安裝到電子設備14a上。在一種替代實施方式中，第二電子設備14b可以將其連接器端口10直接用于其外殼的外表面上，作為它的數據、音樂和/或電力或充電連接的主要方法，并由此消除了對外部外殼組件的需要。印刷電路板30上的導電線路32可以直接構建在第二電子設備14b的外殼殼體24中，和覆蓋第一電子設備14a的單獨外殼組件20截然相反。如上所述，定位表面25也可以構建在第二電子設備14b中，以允許導電線路32和對接接口組件40的觸點50正確對齊。
[0043]圖2是連接系統(tǒng)12的放大圖，連接系統(tǒng)12包括對接接口組件40，對接接口組件40具有與對應數量的導電線路32接合的觸點50，導電線路32在印刷電路板上形成，該印刷電路板集成到智能手機14上使用的外殼組件20中。雖然顯示了十(10)個觸點50和十一(11)個導電線路32，但是可以設置任意數量的觸點50和導電線路32。如上所述，觸點50和導電線路32可以配合以有助于電力和/或數據從外部電纜90傳輸到電子設備14中。就此而言，當電子設備14(例如，智能手機15)與對接接口組件40磁耦合時，電力和/或數據可以傳輸通過通用串行總線(USB)連接線90，通過觸點50，進入導電線路32中，并通過連接器36進入智能手機14中。圖2進一步突顯了從每個各自的觸點50到每個對應線路32的電信號可能通過的電路徑72。如圖中所突顯的那樣，可以設計多個線路與單個觸點50接觸，以(例如)組合多個接地線路(ground traces)或者為實現其他任何目的。
[0044]圖3顯示了線路32和不導電分隔間隙58的多種實施方式。但是，線路32和不導電分隔間隙58可以在多種不同環(huán)境和應用中的任意一種中合并使用，不限于上述實施方式。如上所示，雖然線路32的形狀可以大體上為圓形或環(huán)形，以與觸點50的對應布置互補，但是線路32也可以設置為包括非圓形的任意布置。如圖3所示，不導電分隔間隙58可以將環(huán)形線路32劃分為多個較小線路，以(例如)使得更多的電路徑72適合于有限空間內。不導電分隔間隙58可以包括氣隙和/或可以是不導電的間隔材料，例如塑料和其他絕緣體。
[0045]參考圖3，連接器I包括相對較底數量的線路。連接器I包括四個線路:一個在中心，具有圓圈形式的表面，以及圍繞所述圓圈以及旋轉軸形成環(huán)的三個線路。在形成所述環(huán)的不同線路之間設置有三個不導電分隔間隙。連接器2和連接器3顯示了具有較多數量的線路的不同布置。每個連接器具有圍繞中心軸的多個同心環(huán)，每個環(huán)由多個導電線路和導電線路之間不導電分隔間隙形成。連接器4、連接器5和連接器6顯示了線路和裂口(splits)的不同設置，其中每種設置包括不同數量的線路和不導電分隔間隙。在連接器4中，每個環(huán)包括兩個導電線路，這兩個導電線路由相應的不導電分隔間隙分離。在連接器5中，每個環(huán)分為三段，在連接器6中，每個環(huán)分為五段。因此，導電線路和不導電分隔間隙的設置可以根據實施方式而變化。
[0046]圖4顯示了連接系統(tǒng)12的一種實施方式，其中外殼組件20在對接接口組件40上圍繞旋轉軸70從縱向旋轉為橫向。如圖所示，隨著外殼組件20旋轉，觸點50沿著線路32上的接觸路徑7移動。雖然只顯示了一個接觸路徑(接觸路徑7)，但是從概念上講，觸點50可以有三個單獨的接觸路徑:一個接觸路徑沿著線路32的內環(huán)，一個接觸路徑沿著中間環(huán)，還有一個接觸路徑沿著外環(huán)。對接接口組件40可以包括旋轉止擋件61，旋轉止擋件61設計為在外殼組件20中構建的旋轉范圍60內移動。旋轉止擋件60可以防止觸點50沿著接觸路徑穿過不導電分隔間隙，并與另一個導電線路產生接觸關系，該另一個導電線路為除和所述觸點對齊并和所述觸點對應的導電線路之外的導電線路。因此，在旋轉過程中，每個觸點可以和單個導電線路保持持續(xù)的接觸關系。
[0047]如圖5所示，導電線路32被不導電分隔間隙58分開，當電子設備14圍繞對接接口組件40旋轉時，不導電分隔間隙58沿著觸點50的接觸路徑7將線路32分開。旋轉止擋件60可以設置為防止觸點50與另外的導電線路32產生接觸關系，該另外的導電線路為和所述觸點對應并和所述觸點對齊的導電線路32之外的導電線路。線路32形成基本上圍繞旋轉軸7的表面，其中該表面由至少兩個導電線路之間的不導電分隔間隙分開。當線路32圍繞軸心旋轉時，相應觸點可以沿著相應線路改變接觸位置，使得所述觸點在當電子設備位于第一旋轉位置(例如，橫向模式)時的第一位置以及當電子設備位于第二旋轉位置時(例如，縱向模式)的第二位置上保持接觸關系。
[0048]有利地，所提出的對接接口組件40和導電線路32的這種設置提供了當電子設備14相對于對接接口組件40旋轉時向電子設備14提供連續(xù)電力和/或連續(xù)數據的方法。就此而言，當金屬元件26與對接接口組件40的磁鐵48磁耦合時，電子設備14可以相對于對接接口組件40旋轉。例如，用戶可以在垂直方向(例如，縱向模式)(例如閱讀電子設備14上顯示的文件)和水平方向(例如，橫向模式)(例如觀看電子設備14上顯示的視頻)之間旋轉電子設備14。
[0049]圖6是對接接口組件40和外殼組件20的一種實施方式的分解圖。如上所述，磁鐵固定器46可以包括對外殼組件20的金屬元件26產生磁吸引的多個磁鐵48。當對接接口組件40固定到基座116上以在汽車或家里使用時，磁引力允許通過方便的單手操作將電子設備安裝到對接接口組件40上。就此而言，本發(fā)明公開的連接系統(tǒng)12提供了通過簡單地將外殼組件20定位到對接接口組件40上，進而引起承載有彈簧的觸點50在電子設備14和對接接口組件40之間形成數據連接和/或電源連接的能力，與現有技術相比具有巨大優(yōu)勢。
[0050]如圖6所示，對接接口組件40可以包括磁鐵固定器46，該磁鐵固定器46配置為容納或保持多個磁鐵48。磁鐵48可以壓入到一個或多個磁鐵固定器46的背面上形成的一個或多個磁鐵容納部(pockets)中。在一種實施方式中，磁鐵48可以機械保持或者通過粘貼與磁鐵固定器46結合。在另一種實施方式中，磁鐵固定器46可以配置為使得磁鐵48能夠可滑動地從磁鐵固定器46移除，由此允許重新配置磁鐵48的數量、位置和方向。但是，也可以使用其他方法在外殼組件20和對接接口組件40之間提供耦合，不限于在此公開的通過磁鐵固定器46實現的磁耦合，而是可以通過圖9A所示的機械手段代替實現。
[0051 ]在圖6所示的實施方式中，對接接口組件40包括對接殼體41，對接殼體41可以一體形成有螺紋連接，以允許與基座116容易地連接，或者可選擇地用于將對接接口組件40固定至其他外部支架設計，例如三腳架。對接殼體41的底部可以配置有橡膠墊65以幫助防止它在振動情況下松開。觸點50可以與對接接口組件40的印刷電路板52連接。在一種實施方式中，觸點50可以突出于對接接口組件40的印刷電路板52 ο印刷電路板52可以與電纜66連接，以向對接連接器PCB64傳遞電信號，對接連接器PCB64配備有行業(yè)標準連接器和/或專有插座連接器，以允許和外部電纜(例如USB線90)連接。對接連接器PCB64可以通過螺絲67固定在對接殼體41內。如圖9中所更加詳細地顯示的那樣，可以使用對接連接器PCB64的不同實施方式，例如第一對接連接器64a，這簡單地通過具有較少電子器件或不具有電子器件的PCB設計。可選擇地，可以使用第二連接器PCB64b設計，以允許電信號的電子轉換，這有利于多個電子設備14共享有限數量的觸點50.
[0052]如圖6所示，承載有彈簧的觸點50可以突出穿過磁鐵固定器46。有利地，磁鐵固定器46可以安裝為允許磁鐵48和夾緊環(huán)44之間的直接接觸，夾緊環(huán)44通過螺絲45連接至對接殼體41。與磁鐵48和外殼組件20的金屬元件26之間的磁引力相比，該直接接觸在夾緊環(huán)44和磁鐵48之間產生更大的強度的磁吸力。通過這種方式，磁鐵固定器46可以在不使用機械緊固件的情況下保持和夾緊環(huán)44的連接。由于沒有機械緊固件，從而提供了一種方便的利用磁鐵48的不同配置來替代或重新配置磁鐵固定器46的手段，例如，提供較多或較少的對金屬元件26的磁引力。
[0053]此外，圖6顯示了外殼組件20的分解圖。在一種實施方式中，線路外殼總成(tracesenclosure assembly)42可以具有單個外殼殼體24，該外殼殼體24通過雙面膠帶34固定至電子設備14。為了保持整體高度最小化，金屬元件26和外殼印刷電路板可以通過環(huán)氧樹脂膠(epoxy glue)(未顯示)固定在位置上，所述環(huán)氧樹脂膠通過標簽28保存在外殼殼體24中，標簽28構造為具有泡沫層以符合外殼殼體24的內表面。為了獲得更耐用的組件，可以通過以下方式生產連接器組件36:在柔性印刷電路板47上模塑柔性橡膠材料27，并用相同的柔性橡膠材料27永久性地封裝連接器插頭54。連接器插頭54可以由金屬制成，以允許插入到電子設備連接器端口 16中。
[0054]圖7是經過旋轉軸70截取的連接系統(tǒng)12的截面圖，其中外殼組件20旋轉為使其旋轉范圍60移動超過對接接口組件40的旋轉止擋件61。在所描述的實施方式中，旋轉止擋件的形狀可以設置為在一個或多個觸點50和線路32之間形成間隙80。間隙80可以和有意設置的電線或數據線一起使用，從而形成開放式電路，并避免產生錯誤連接。
[0055]圖8是連接系統(tǒng)I2的分解圖，連接系統(tǒng)I 2用于兩個電子設備I 4，例如閃電(Lightning)兼容設備96和微型USB兼容設備98。在該實施方式中，可以使用對接接口組件40與電子設備14磁耦合，可以插入到第一對接連接器端口 18a中的閃電連接線92以及可以插入到第二對接連接器端口 18b中的微型USB連接線91也一樣。當插入到連接器端口 18中時，可以使用所描述的外部電纜90傳輸數據和/或電力。在一種實施方式中，對接接口組件40可以裝配有第一對接連接器PCB64a，第一對接連接器PCB64a的電氣布線允許來自閃電兼容設備和微型USB兼容設備的所有不同電信號線使用單獨的觸點50和導電線路32。這種配置可能使用較多的觸點50，但是仍然會獲得具有較少電子器件(例如，電阻、電容或集成電路)或不具有電子器件的第一對接連接器PCB64a。在一種不同的實施方式中，當兩種不同線路標準的電子設備14需要共享相同的對接接口組件40時，可以在對接接口組件40中使用第二對接連接器PCB64b，以減少觸點50和導電路線路32的數量。在該實施方式中，第二對接連接器PCB可以配置有其他合適類型的電子器件，例如電阻、電容、集成電路(1C)、多路復用器/多路分用器，以對信號線進行電子切換，因此一個或多個電子設備14可以共享經過(across)電子設備14的相同的觸點50。在另一種實施方式中，對接接口組件40可以使用物理開關(未顯示)，例如撥動開關，以減少觸點50的數量，同時仍然能夠使用經過(across)不同的電子設備14的對接接口組件40。在另一種實施方式中，觸點50的減少可以通過共享閃電連接線92的某些電線，例如USB數據+ (D+)、USB數據-(D-)和接地線，使用位于閃電連接線92USB-A插頭和充電器或計算機之間的單獨的插頭(未顯示)實現。單獨的插頭(未顯示)可以通過插入到第二對接連接器端口 18b中的單獨外部連接線為對接接口組件40供電。
[0056]圖9A是連接系統(tǒng)12的替代實施方式的分解圖，其中電子設備14和對接接口組件40可以通過機械連接系統(tǒng)84a固定在一起。在該實施方式中，旋轉止擋件61可以構建在機械鎖定機構內。導電線路32和觸電50可以設置為遠離旋轉軸70，以允許更簡單的機械設計，例如襯圈，該襯圈具有通過單個緊固件固定在位置上的簡單圓軸。
[0057]圖9B是連接系統(tǒng)12的替代實施方式的分解圖，其中電子設備14和對接接口組件40可以通過正方形的連接系統(tǒng)84a固定在一起。連接器50可以設計為具有足夠的伸縮(telescopic)行程，從而在旋轉過程中保持和電子設備14的接觸。線路32的形狀可以設置為和對齊特征互補，或實現任何其他美觀需求。
[0058]圖10是在汽車儀表板120中設置的對接接口組件40上使用狀況下的電子設備14的分解圖。
[0059]圖11是在會議室桌子122中設置的對接接口組件40上使用狀況下的電子設備14(例如，智能手機15)和大型電子設備8(例如，筆記本電腦)的分解圖。
[0060]在前面的說明書中，參考大量特定細節(jié)對本發(fā)明的實施方式進行了描述，所述細節(jié)根據實施方式而不同。因此，說明書和附圖應該理解為說明性，而非限制性的。本發(fā)明保護范圍的唯一和排他性指標，以及
【申請人】想獲得的發(fā)明保護范圍即為本申請的特定形式的權利要求所限定的字面相等范圍，包括任何隨后的修正。
【主權項】
1.一種用于電子設備的連接系統(tǒng)，所述連接系統(tǒng)包括: 連接器端口，所述連接器端口包括對齊特征和與對接接口的觸點對應的兩個或更多個導電線路； 所述連接器端口相對于所述對接接口可旋轉，至少兩個導電線路設置為當所述電子設備相對于所述對接接口旋轉時，使所述觸點沿著接觸路徑保持與所述導電線路的接觸關系；以及 所述連接器端口包括一個或多個不導電分隔間隙，所述不導電分隔間隙沿著所述接觸路徑將所述至少兩個導電線路分開。2.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個導電線路具有環(huán)形結構，所述環(huán)形結構設置為使得至少兩個導電線路形成第一環(huán)，所述第一環(huán)具有在作為該第一環(huán)的一部分的不同導電線路之間的不導電分隔間隙。3.根據權利要求2所述的連接系統(tǒng)，其中所述環(huán)形結構包括多個同心環(huán)，所述多個同心環(huán)包括所述第一環(huán)，所述多個同心環(huán)基本包圍旋轉軸線。4.根據權利要求2所述的連接系統(tǒng)，其中所述第一環(huán)包括第一導電線路、第二導電線路以及第三導電線路，所述第一環(huán)具有在所述第一導電線路和所述第二導電線路之間的第一不導電分隔間隙、在所述第二導電線路和所述第三導電線路之間的第二不導電分隔間隙以及在所述第三導電線路和所述第一導電線路之間的第三不導電分隔間隙。5.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個導電線路設置為使得至少兩個導電線路形成第一圓圈，所述第一圓圈具有在作為該第一圓圈的一部分的不同導電線路之間的不導電分隔間隙。6.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個導電線路中的至少兩個形成基本上圍繞旋轉軸線的表面，所述表面由所述至少兩個導電線路之間的不導電分隔間隙分咼。7.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個導電線路設置為，對于至少兩個導電線路，相應的觸點在當所述電子設備位于第一旋轉位置時的第一位置上以及在當所述電子設備位于第二旋轉位置時的第二位置上保持接觸關系。8.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述對齊特征包括機械耦合器和磁耦合器中的至少一者，所述機械耦合器設置為當正確對齊時鎖定到所述對接接口上，所述磁耦合器設置為當正確對齊時磁耦合到所述對接接口上。9.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述至少兩個導電線路與連接器插頭連接，所述連接器插頭設置為與第二連接器端口連接，所述第二連接器端口是所述電子設備的殼體的一部分，從而將所述電子設備與通過所述對接接口接收的數據和電力接通。10.—種用于電子設備的連接系統(tǒng)，該連接系統(tǒng)包括: 對接接口，所述對接接口包括對接殼體，所述對接殼體具有兩個或更多個觸點和旋轉止擋件； 所述兩個或更多個觸點對應于連接器端口的導電線路； 所述兩個或更多個觸點設置為當所述連接器端口相對于所述對接接口旋轉時，使所述觸點保持與所述導電線路的接觸關系；以及 所述旋轉止擋件設置為防止所述觸點與除和所述觸點對應并和所述觸點對齊的導電線路之外的導電線路產生接觸關系。11.根據權利要求10所述的連接系統(tǒng)，其中所述觸點與電纜連接，用于傳輸電力和數據中的至少一者通過所述觸點，并進入到所述連接器端口的所述導電線路中。12.根據權利要求10所述的連接系統(tǒng)，其中所述對接接口包括第一端口和第二端口，其中所述第一端口設置為將所述兩個或多個觸點連接至第一類型的電纜，所述第二端口設置為將所述兩個或多個觸點連接至第二類型的電纜。13.根據權利要求12所述的連接系統(tǒng)，其中所述對接接口包括機械開關或電子開關中的至少一者，所述機械開關或電子開關與所控制端口的所述兩個或更多個觸點有效連接。14.根據權利要求13所述的連接系統(tǒng)，其中所述機械開關或電子開關中的至少一者根據所述連接器端口所連接的電子設備的類型自動轉換。15.根據權利要求12所述的連接系統(tǒng)，其中所述對接接口包括通用串行總線(USB)接口、閃電接口或高清多媒體接口(HDMI)中的至少一個。16.根據權利要求10所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個觸點設置為，當所述連接器端口與所述對接接口連接時，至少兩個觸點保持與形成第一環(huán)的至少兩個相應的導電線路的接觸關系，所述第一環(huán)具有在作為該第一環(huán)的一部分的不同導電線路之間的不導電分隔間隙。17.根據權利要求10所述的連接系統(tǒng)，其中所述兩個或更多個觸點設置為使得所述兩個或更多個觸點保持與多個導電線路的接觸關系，所述多個導電線路布置為圍繞旋轉軸線定位的多個同心環(huán)。18.根據權利要求1所述的連接系統(tǒng)，其中所述對齊特征包括機械耦合器和磁耦合器中的至少一者，所述機械耦合器設置為當所述對接接口和所述連接器端口正確對齊時鎖定，所述磁耦合器設置為當所述對接接口和所述連接器端口正確對齊時磁耦合。19.一種用于電子設備的安裝系統(tǒng)，該安裝系統(tǒng)包括: 對接接口，所述對接接口包括對接殼體，所述對接殼體具有支架、兩個或更多個觸點以及旋轉止擋件； 連接器端口，所述連接器端口包括對齊特征和與所述對接接口的觸點對應的兩個或更多個導電線路； 所述連接器端口在安裝到所述對接接口上時相對于所述對接接口可旋轉，所述兩個或更多個導電線路設置為當所述電子設備相對于所述對接接口旋轉時，使所述觸點保持與所述導電線路的接觸關系；以及 所述兩個或更多個導電線路圍繞基本上相同的旋轉軸線定位； 所述旋轉止擋件防止所述連接器端口的旋轉超過限制范圍，由此防止所述兩個或更多個導電線路的接觸關系從一個觸點變?yōu)椴煌挠|點。20.根據權利要求19所述的安裝系統(tǒng)，其中所述連接器端口包括一個或多個不導電分隔間隙，所述不導電分隔間隙沿著接觸路徑將所述至少兩個導電線路分開。
【文檔編號】H01R13/64GK105938967SQ201610551182
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】J-M·A·梯也爾
【申請人】生力奇電子科技（深圳）有限公司