CN101015096A - 可反转通用串行总线(usb)装置和连接器 - Google Patents

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Abstract

一种用于与USB A型标准连接器连接的可反转连接器，其包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，该电触点区域被如此构成，使得在可反转连接器与标准连接器的第一连接取向中，只有第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地连接；在可反转连接器与标准连接器的第二连接取向中，只有第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地连接。还提供了基于上述可反转连接器的相应可反转USB装置和设备。

Description

可反转通用串行总线(USB)装置和连接器
技术领域
本发明涉及通用串行总线(USB)装置，尤其涉及用于与USB主机可反转连接的USB装置。本发明还涉及可反转USB连接器。
背景技术
通过介绍，标准USB插头只能以两个可能取向中的一个插入到标准USB插座中。因此，如果USB插头相对于USB插座不正确取向，则插头和插座不能连接。由于对于将USB插座设置在设备上而言没有任何标准，所以用户往往试图按照不正确的取向将插头插入到插座中。在其中USB插头相对于USB插座频繁插入和拔出的情况中，这些错差会对用户造成明显不便。还有，许多USB装置具有从USB装置主体直接延伸出的USB插头。在这种USB装置与具有另一个端口的主机设备的USB插座连接时，USB装置常常阻挡通向主机的端口的通道并且妨碍了其它USB装置与主机设备连接。在USB装置的主体不对称即USB插头相对于USB装置的侧面不对称设置的情况下，按照第一取向插入会阻挡相邻端口，而如果可以按照反转的取向插入该装置，则插入不会挡住相邻端口。另外，在具有不对称主体的USB装置的情况下，由于该装置和主机设备的组合结构，所以不可能按照第一取向插入，而如果可以按照不同的取向插入该装置，则该插入成为可能。
Stout等人的美国专利No.6394813与本发明相关。Stout等人教导了一种与外围设备连接的USB连接器适配器。该适配器可以按照允许外围设备相对于主机设备选择地取向的方式调节。上述系统的缺点在于，需要确保该适配器总是按照相同的取向插入到主机设备的USB连接器中。
Yang的美国专利No.6733329也与本发明相关。Yang教导了一种与外围设备连接的可互换USB适配器。该USB适配器被构成用于可以在A型USB连接器、B型USB连接器和迷你型USB连接器之间互换。上述系统的缺点在于，需要确保该适配器总是按照相同取向插入到主机设备的USB连接器中。上述系统的另一个缺点在于，在与之连接时，外围设备必须相对于主机设备具有相同的取向。
Yoo的美国公开文献No.2003/0171035也与本发明相关。Yoo教导了一种具有在其两侧上具有电端子的印刷电路板的USB外围设备。Yoo还教导了一种适配器，它在一个端部处具有标准USB插头并且在其上具有端子的另一个端部处具有狭长切口。然后通过将该印刷电路板插入到适配器的狭长切口中使该USB外围设备与适配器连接。能够按照两个取向将印刷电路板插入到狭长切口中。上述系统的缺点在于，需要确保适配器总是沿着相同的取向插入到主机设备的USB连接器中。上述系统的另一个缺点在于，该系统不方便使用。本发明的另一个缺点在于，印刷电路板需要专门设计以结合可反转特征。
因此需要一种可靠且便于使用的可反转USB插头，它能够沿着两个取向与标准USB插座连接，而不必在连接之前、期间或之后调整该插头。另外，需要一种可靠且便于使用的可反转USB插座，它能够沿着两个取向与标准USB插头连接，而不必在连接之前、期间或之后调整该插头。另外，需要这样一种可反转装置，用于沿着两个取向与包括标准USB插座的设备连接，而不必在连接之前、期间或之后调整该装置。
发明内容
本发明涉及一种可反转USB装置和相应的连接器结构。
根据本发明的教导，提供了用于与USB A型标准连接器连接的可反转连接器，该标准连接器具有中空部分、设置在中空部分的一个侧面上的一组固定的四个电触点以及设置在中空部分的三个侧面上的导电护罩，可反转连接器包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，第一和第二组电触点区域被如此构造成使得：(a)在可反转连接器与标准连接器的第一连接取向中，第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地连接，并且第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地分开；(b)在可反转连接器与标准连接器的第二连接取向中，第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地连接，并且第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地分开。
根据本发明的另一个特征，还提供了在其上设有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，四个端子的每一个被构造成与印刷电路板连接，印刷电路板连接器装置与电子切换装置连接，该电子切换装置用于使第一组电触点区域和第二组电触点区域中的对应电触点区域与这些端子电连接。
根据本发明的另一个特征，还提供了在其上设有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，四个端子中的每一个被构造成与印刷电路板连接，印刷电路板连接器装置具有用于使第一组电触点区域和第二组电触点区域中的对应电触点区域与这些端子电连接的交叉装置。
根据本发明的另一个特征，设置在舌状件上的第一和第二触点区域包括：(a)第一主侧面，其具有第一组四个电触点区域；以及(b)第二主侧面，其具有第二组四个电触点区域。
根据本发明的另一个特征，舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用来使第一组电触点区域与第二组电触点区域电隔离。
根据本发明的另一个特征，中央绝缘层包括多个沟槽，第一组电触点区域和第二组电触点区域凹入在这些沟槽中。
根据本发明的另一个特征，中央绝缘层为基本上刚性的。
根据本发明的另一个特征，舌状件其上包括多个凸出部分，该凸出部分被构造成用于使舌状件在标准连接器的中空部分内对中。
根据本发明的另一个特征，舌状件其上包括多个凸出部分，该凸出部分构造成用于减小舌状件在标准连接器的中空部分内的横向运动。
根据本发明的另一个特征，舌状件包括多个凸出部分，其中一个凸出部分设置在第一主侧面上，另一个凸出部分设置在第二主侧面上，这些凸出部分被构造成用来防止第一组电触点区域和第二组电触点区域件中的至少一个与标准连接器的护罩电接触。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种触点升起装置，其被构造成用于：(a)使第一组电触点区域沿着第一连接取向弯曲，从而第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触；以及(b)使第二组电触点区域沿着第二连接取向弯曲，从而第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触。
根据本发明的另一个特征，舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用于使第一组电触点区域与第二组电触点区域电隔离。
根据本发明的另一个特征，中央绝缘层包括多个沟槽，第一组电触点区域和第二组电触点区域凹入在这些沟槽中。
根据本发明的另一个特征，中央绝缘层为基本上刚性的。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种套筒，舌状件位于中央地设置在套筒中，舌状件包括可弯曲部分，舌状件被构造成使得在将舌状件和标准连接器沿着以下取向在一起时：(a)第一连接取向，舌状件通过标准连接器沿着第一方向运动，从而只有第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触；(b)第二连接取向，舌状件通过标准连接器沿着第二方向运动，从而只有第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种触点升起装置，其被构成用于：(a)使第一组电触点区域沿着第一连接取向弯曲，从而第一组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触；(b)使第二组电触点区域沿着第二连接取向弯曲，从而第二组电触点区域与标准连接器的电触点组机械地接触。
根据本发明的另一个特征，舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用于使第一组电触点区域与第二组电触点区域电隔离。
根据本发明的另一个特征，中央绝缘层包括多个沟槽，第一组电触点区域和第二组电触点区域凹入在这些沟槽中。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种对中机构，其被构造成用于在舌状件和标准连接器接触之前将舌状件保持在套筒的中央。
根据本发明的另一个特征，对中机构进一步构造成使得对中机构与标准连接器的初始接触释放对中机构，由此允许舌状件运动。
根据本发明的另一个特征，对中机构包括弹簧反冲滑动锁定机构。
根据本发明的另一个特征，舌状件包括具有至少四个金属条的一组金属条，第一和第二组电触点区域由金属条区域提供，其中这组金属条形成舌状件的主要结构元件。
根据本发明的另一个特征，这组金属条用作片簧，从而可弯曲部分包括大部分舌状件。
根据本发明的另一个特征，这组金属条至少包括形成第一组电触点区域的第一组四个金属条和形成第二组电触点区域的第二组四个金属条，第一组金属条与第二组金属条电绝缘。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种其上具有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，四个端子中的每一个被构造成用于与印刷电路板连接，该印刷电路板连接器装置具有交叉装置，该交叉装置用于使第一组电触点区域和第二组电触点区域中的对应电触点区域与这些端子电连接。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种电子切换装置，其被构造成用于根据舌状件与标准连接器的连接取向从片簧电触点装置中发送电信号。
根据本发明的另一个特征，舌状件具有顶端，舌状件包括设置在该顶端上的绝缘帽，该绝缘帽被构造成用于防止在片簧电触点装置和套筒之间出现电接触。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种舌状件致动器，其被构造成用于在舌状件正在与标准连接器的中空部分连接时使舌状件指向标准连接器的那组触点。
根据本发明的另一个特征，舌状件具有顶端，舌状件包括设置在该顶端上的绝缘帽，该绝缘帽被构造成用于：(a)在舌状件正在与标准连接器的中空部分连接时在片簧电触点装置和标准电连接器的护罩之间出现电接触；(b)在舌状件与中空部分连接时在片簧电触点装置和标准电连接器的电触点组之间形成电接触。
根据本发明的另一个特征，还提供：(a)套筒；以及(b)可滑动且彼此相邻地安装在套筒中的一对滑块，这些滑块被构造成用于在操作位置和回缩位置之间独立地滑动，这些滑块还包括第一滑块和第二滑块，第一滑块具有设置在其上的第一组四个电触点，第二滑块具有设置在其上的第二组四个电触点。
根据本发明的另一个特征，还提供了恢复装置，其被构造成用于使滑块恢复到操作位置。
根据本分明的另一个特征，恢复装置包括两个螺旋弹簧，滑块具有宽度和厚度，每个螺旋弹簧具有比厚度更大的外径。
根据本发明的另一个特征，每个滑块包括多个沟槽，第一组电触点和第二组电触点凹入在这些沟槽中。
根据本发明的另一个特征，还提供了在其中设置一组电端子的外壳，这组电端子和第一组电触点被如此构造成使得：(a)所述电端子组在第一滑块处于操作位置时与第一组电触点电接触；(b)所述电端子组在第一滑块处于回缩位置时与第一组电触点电绝缘。
根据本发明的另一个特征，还提供了一种触点升起装置，其被构造成用于：(a)使第一组电触点区域沿着第一连接取向升起远离第一滑块，从而第一组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械地接触；并且(b)使第二组电触点区域沿着第二连接取向升起远离第二滑块，从而第二组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械地接触。
根据本发明的另一个特征，还提供了第一杠杆装置和第二杠杆装置，第一杠杆装置与第一组电触点机械地连接，第二杠杆装置与第二组电触点机械地连接，第一杠杆装置和第二杠杆装置被构造成用来响应于标准连接器的致动分别使第一组电触点和第二组电触点升起。
根据本发明的另一个特征，第一滑块在其中具有至少一个沟槽，这些沟槽用来在第一滑块和第二滑块的相对运动期间容纳第一杠杆装置的至少一部分，并且第二滑块在其中具有至少一个沟槽，这些沟槽用来在第一滑块和第二滑块的相对运动期间容纳第二杠杆装置的至少一部分。
根据本发明的教导，还提供了一种可反转USB装置，用于沿着两个连接取向与USB设备连接，该USB装置包括：(a)被构造成用来执行一功能的功能单元；(b)被构造成用于抓握的主体；以及(c)从主体伸出的可反转USB插头，用于与USB设备的USB A型标准插座连接，该标准插座具有一组固定的四个电触点区域，可反转插头包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，第一和第二组电触点区域被如此构造成：(i)在可反转插头与标准插座的第一连接取向中，第一组电触点区域与标准插座的那组电触点机械地连接，并且第二组与标准插座的那组电触点机械断开；(ii)在可反转插头与标准插座的第二连接取向中，第二组电触点区域与标准插座的那组电触点机械地连接，并且第一组电触点区域与标准插座的那组电触点机械地分开。
附图说明
下面参照以下附图仅以实施例的方式对本发明进行说明，其中：
图1a为根据本发明优选实施方案构成和操作的可反转插头的等距图；
图1b为图1a的插头的俯视图；
图1c为沿着图1b的C-C线剖开的剖视图；
图1d为图1a的插头的分解等距图；
图1e为与A型USB标准插座(为了清楚起见去除了其外壳)接触的图1a的插头(为了清楚起见也去除了其外壳)的等距图；
图1f为图1e的插头和插座的示意性半透明侧视图；
图2a为根据本发明第一可选实施方案构成和操作的可反转插头的等距图；
图2b为图2a的插头的主视图；
图2c为沿着图2b的C-C线剖开的剖视图；
图2d为与A型USB标准插座接触的图2a的插头的剖视图；
图2e为完全连接的图2d的插头和插座的剖视图；
图2f为完全连接的图2e的插头和插座(为了清楚起见去除了其外壳)的等距图；
图2g为用于图2a的插头的电子切换装置的示意图；
图2h为与A型USB标准插座接触的根据本发明第二可选实施方案构成和操作的可反转插头的剖视图；
图2i为完全连接的图2h的插头和插座的剖视图；
图2j为完全连接的图2h的插头和插座(为了清楚起见去除了其外壳)的等距图；
图2k为图2h的舌状件的俯视图；
图2m为图2k的舌状件的等距图；
图3a为根据本发明第三可选实施方案构成和操作的可反转插头的等距图；
图3b为图3a的插头的平面图；
图3c为沿着图3b的C-C线剖开的剖视图；
图3d为沿着图3b的D-D线剖开的剖视图；
图3e为插入到A型USB标准插座中的图3a的插头的平面图；
图3f为沿着图3e的F-F线剖开的剖视图；
图4a为根据本发明第四可选实施方案构成和操作的可反转插头的等距图；
图4b为图4a的插头的平面图；
图4c为沿着图4c的C-C线剖开的剖视图；
图4d为沿着图4c的D-D线剖开的剖视图；
图4e为图4a的插头的分解视图；
图4f为插入到A型USB标准插座中的图4a的插头的平面图；
图4g为沿着图4f的G-G线剖开的剖视图；
图5a为根据本发明优选实施方案构成和操作的可反转插座的等距图；
图5b为图5a的插座的分解等距图；
图5c为与A型USB标准插头接触的图5a的插座的平面图；
图5d为沿着图5c的D-D线剖开的剖视图；
图5e为完全连接的图5c的插座和插头的剖视图；
图6a为根据本发明第一可选实施方案构成和操作的可反转插座(没有其伴随的电路板)的等距图；
图6b为图6a的插座的平面图(具有其伴随的电路板)；
图6c为图6c的插座的分解等距图；
图6d为与A型USB标准插头接触的图6b的插座沿着D-D线剖开的剖面；
图6e为完全连接的图6d的插头和插座的剖视图；
图6f为根据本发明第二可选实施方案构成和操作的可反转插座的剖视图；
图6g为图6f的插座的分解等距图；
图6h为图6f的插座的舌状件的后等距图；
图6i为图6h的舌状件的前等距图；
图7a为根据本发明第三可选实施方案构成和操作的可反转插座的等距图；
图7b为图7a的插座的平面图；
图7c为沿着图7b的C-C线剖开的剖视图；
图7d为与A型USB标准插头连接的图7c的插座的剖视图；
图8a为根据本发明第四可选实施方案构成和操作的可反转插座的等距图；
图8b为图8a的插座的分解等距图；
图8c为图8b的插座的下滑块的分解等距图；
图8d为与A型USB标准插头连接的图8a的插座的平面图；
图8e为沿着图8d的E-E线剖开的剖视图；
图8f为完全连接的图8d的插座和插头的剖视图；以及
图8g为在与图8f的插头完全连接时图8f的插座的等距图(为了清楚起见去除了其护罩)，为了清楚起见去除了插头；
图9a-9h为根据本发明优选实施方案构成和操作的可反转装置的一般示意图；
图10为结合有根据本发明优选实施方案构成的可反转插座的设备的一般示意图。
具体实施方式
本发明涉及可反转USB连接器结构及其操作方法。
参照这些附图和随后的说明将更好地理解根据本发明的可反转USB连接器的原理和操作。
作为介绍，本发明教导了一种用于与标准A型USB连接器连接的可反转USB连接器。该可反转连接器构造成用于沿着两个取向的每一个可互换地与标准连接器接合。因此，可反转连接器能够沿着第一取向与标准连接器配合，这些连接器可以断开，其中一个连接器可以转动180度并且这些连接器能够重新配合，而不必重新配置或者以其它方式调整可反转连接器。术语“连接器”在这里限定用来包括插头和插座两者。A型USB标准连接器在这里被限定为在没有进行任何改变以使其可反转的情况下符合USB标准的连接器。这些标准在现有技术中被明确限定，并且由Universal Serial Bus ImplementersForum(USB-IF)标准化。本发明还教导了一种可反转USB装置。词组“USB装置”在这里被限定为包括任意装置，该装置被编程或以其它方式构造成执行一功能并且包括安装在USB插头上或者与之形成为一体的主体。本发明的可反转USB装置包括可反转USB插头，从而用户能够握住可反转装置的主体并且使之沿着两个取向中的一个与标准USB插座接合。最后，本发明还教导了一种可反转USB设备。词组“USB设备”在这里被限定为包括任意装置，该装置被编程或以其它方式构造成执行一功能并且包括安装在USB插座上或者与之形成为一体的主体。本发明的可反转USB设备包括可反转USB插座(插槽)，从而用户能够握住标准USB装置并且使之沿着两个取向中的一个与该设备的可反转USB插座接合。
在回到在附图中所示的本发明具体实施方式之前，给出为下面所述的所有实施方案所共有的本发明的原理说明是有帮助的。因此，一般来说，本发明提供了用于与USB A型标准连接器(插座或插头)连接的可反转连接器(插头或插座)，该标准连接器具有中空部分、设置在中空部分的一个侧面上的四个电触点固定组以及设置在中空部分的三个侧面上的导电护罩。本发明的可反转连接器包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域。第一和第二组电触点区域被如此构成：在可反转连接器与标准连接器的第一连接取向中，第一组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械连接，并且第二组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械断开。这些触点组还被如此构成，在可反转连接器与标准连接器的可选第二连接取向中，第二组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械连接，并且第一组电触点区域与标准连接器的那组电触点机械断开。
对于实现本发明下面的可反转连接器构思存在许多可能的机械解决方案，所有都落入在本发明的总体范围内。下面将通过非限定实施例的方式参照少量具体优选实施例对本发明进行举例说明。在这些实施例的一些中，在单个接口元件的相对侧面上配置有两组触点，从而一组触点与接口元件的取向无关地正确取向。接口元件可以为可动或柔性舌状件，或者可以为刚性块。在下面所述的其它示例性实施方式中，每组触点配置在单独块上，并且这些块能够选择地回缩以使得块能够适当取向以形成所需的连接。这些选择将在下面进行详细说明。
对于每种实施方式而言，每组触点与USB装置或设备的相关电子器件的正确连接可以按照对于本领域普通技术人员显而易见的方式中的任意一个或多个实现。下面将通过非限定实施例的方式对三个具体优选的连接选择进行说明：在第一选项中，使用电子切换装置在两组触点之间的连接之间进行自动切换；可选的是，使用电触点的交叉装置来使两组触点与PCB并联；最后，另一个选项采用具有八个单独输入触点的改进PCB，其中可以在有或没有切换的情况下在内部实现所需的连接。这些选择将在下面进行阐述。但是，应该指出的是，不同的选择可以在所述的各个实施方案之间互换。
下面描述了可反转连接器的十个实施方案。参照图1a至4g描述的首批五个实施方案描述了用于与A型USB标准插座连接的可反转插头。参照图5a至8g描述的最后五个实施方案描述了与A型USB标准插头连接的可反转插座。参照图9a-9h描述了对于图1a-4g的插头实施方案所共有的可反转USB装置的整体所得到的功能性。最后，参照图10描述了为图5a-8g的插座实施方案所共有的包含USB可反转插座的设备。
应该指出的是，虽然本说明书和所附的权利要求具体涉及用于与A型USB标准连接器连接的可反转连接器，但是该术语应该通过等同物来解释，从而包含其它现有或将来的用于连接两个装置的连接器，它具有不同的标准但是具有类似的设计考虑。
现在参照图1a-d。图1a为根据本发明优选实施方案构成且可操作的可反转插头10的等距图。图1b为图1a的可反转插头10的平面图。图1c为沿着图1b的C-C线剖开的剖视图。图1d为图1a的可反转插头10的分解等距图。可反转插头10具有套筒14、舌状件16和对中机构18。在说明书和权利要求书中所使用的词组“舌状件”表示大体上为平坦的装置(即，其具有明显大于第三“厚度”尺寸的两个尺寸“长度”和“宽度”)，它至少在某些条件下能够沿着与其厚度方向大体上平行即与其两个较大尺寸大致垂直的方向运动。所给出的这些尺寸为该装置的外部尺寸，该装置自身可以为如下面在图2a-2f、2h-2m和6a-6i中所示的具有内部空间的敞开结构，或者如在图1a-1d以及下面在图5a-5e中所示的实心结构。舌状件或其一部分的运动可以为大致平行运动，或者可以为通过舌状件自身的柔性实现的弯曲运动或者绕着有效枢轴的枢转运动。
套筒14为构造成用来与USB插座的标准保护结构相配的导电护罩，因此具有四个大体矩形侧面。舌状件16一开始设置在套筒14的中央。舌状件16包括中央绝缘层20。中央绝缘层20具有上主侧面22和下主侧面24。应该指出的是，在可反转插头10是可反转的时，上主侧面22可以变为下主侧面，并且下主侧面24可以变为上主侧面。然而，为了参照这些附图清楚地说明本发明，采用了“上”和“下”非限定性术语。上主侧面22在其中具有四个沟槽26。类似地，下主侧面24在其中具有四个沟槽(未示出)。可反转插头10包括凹入在上主侧面22的沟槽26中的一组上部电触点区域28。类似地，可反转插头10包括凹入在下主侧面24的沟槽中的一组下部电触点区域30。电触点区域28通过中央绝缘层20与电触点区域30电隔离。舌状件16包括可弯曲部分32。如下面参照图1e和1f所述的，可弯曲部分32使得舌状件16能够在与USB插座连接时上下运动。可弯曲部分32通常为柔性元件。但是，本领域普通技术人员要理解的是，可弯曲部分32也可以为铰链或类似构件。
舌状件16优选按照在没有与USB插座连接时通过自身弹性对中的方式形成。然而为了确保舌状件16在插入到USB插座之前始终在套筒14内对中，可反转插头10还优选包括构成用于使舌状件16在套筒14内保持对中的对中机构18。下面将参照图1e和1f更详细地说明对中机构18。
现在参照图1e和1f。图1e为与A型USB标准插座34(为了清楚起见去除了其外壳)接触的图1a的可反转插头10(为了清楚起见去除了套筒14)的等距图。图1f为图1e的可反转插头10和A型USB标准插座34的示意性半透明侧视图。A型USB标准插座34具有在三个侧面包围着中空部分48的护罩52(图1f)。一组四个电触点50在中空部分48的一个侧面上设置在绝缘块54上。如下面所述的，电触点50具有与可反转插头10的电触点区域28或电触点区域30电接触的突起部分51。作为导电护罩的护罩52设置在中空部分48的其它三个侧面上。护罩52具有四个侧面，从而中空部分48和绝缘块54由护罩52包围。在绝缘块54和护罩52之间存在间隙，从而在可反转插头10与A型USB标准插座34连接时可反转插头10的套筒14插入在该间隙之间。绝缘块54在通向A型USB标准插座34的入口处具有弯曲上边缘56。
对中机构18包括两个细长侧面板36。每个面板36在一个端部处具有在其中切出的V形槽口38。每个面板36的另一个端部与连接构件40连接。这些面板36被以这样的方式与连接构件40连接，使得这些面板36相互平行，并且在面板36之间的空间容纳着舌状件16。对中机构18通常形成为整体模制的塑料元件。舌状件16具有顶端42。顶端42包括设置在顶端42的两侧用于与对中机构18的V形槽口38接合的凸出部分44。对中机构18可以回缩并且通常由延伸弹簧46朝着如图1e中所示的前向位置偏压，其中凸出部分44与V形槽口38的接合防止了对中并且防止了舌状件16的上下运动。因此，对中机构18为弹簧反冲滑动锁定机构。这样，在可反转插头10没有与A型USB标准插座34连接时，舌状件16由对中机构18对中。
对中机构18的面板36与A型USB标准插座34的绝缘块54的初始接触向后推压面板36。该作用使舌状件16的凸出部分44与对中机构18的V型槽口38脱开，由此允许舌状件16上下运动。
在将可反转插头10插入到A型USB标准插座34中时，顶端42与绝缘块54的弯曲上边缘56接触。弯曲上边缘56向上推压顶端42并因此向上推压舌状件16。可反转插头10完全插入到中空部分48中。在此，只有舌状件16的下主侧面24的电触点区域30与A型USB标准插座34的电触点50机械接触。术语“只是电触点区域30”在这里被限定为排除电触点区域28。由于上主侧面22的电触点区域28凹入在中央绝缘层20中，所以使电触点区域28与套筒14电隔离。这对于防止电触点区域28与套筒14短接而言是重要的。上面的段落描述了可反转插头10与A型USB标准插座34的一个连接取向。
下面描述第二连接取向。为了描述该连接取向，将A型USB标准插座34转动180度来考虑更方便，从而绝缘块54位于中空部分48上方，而不是转动可反转插头10。在将可反转插头10插入到A型USB标准插座34中时，舌状件16向下运动。在可反转插头10完全插入时，只有舌状件16的上主侧面22的电触点区域28与A型USB标准插座34的电触点50机械接触。术语“只是电触点区域28”在这里被限定为排除电触点区域30。类似地，在该第二连接取向中，下主侧面24的电触点区域30与套筒14电隔离。如对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，该实施方式显示出可以与适当采用的印刷电路板直接连接的八个输出连接器。如前面所述的，该连接解决方案可以与将在下面描述的电子切换和交叉连接的可选解决方案互换。
现在参照图2a-c。图2a为根据本发明第一可选实施方案构成和操作的可反转插头58的等距图。图2b为图2a的可反转插头58的主视图。图2c为沿着图2b的C-C线剖开的剖视图。可反转插头58与可反转插头10基本上相同，除了下面所述以及在图2a至2f中所示的那些差异。可反转插头58具有由第一组四个电触点区域60和第二组四个电触点区域62形成的舌状件66。舌状件66与图1a-1f的舌状件的具体不同之处在于，自身形成电触点区域60和62的金属条构成舌状件的主要结构元件。术语“主要结构元件”在这里用来表示这样一个元件或一组元件，没有这些元件所述结构将不能自我支撑。所得到的结构实际上为片簧电触点装置64。换句话说，舌状件的主要结构可以沿着其长度的大部分或全部弹性弯曲，从而通过整个结构的弯曲造成所需的舌状件上下弯曲，而无需与前面实施方案一样的局部柔性区域。舌状件66一开始在导电套筒72内中央地设置，并且优选弹性返回到该中央位置。电触点区域60和电触点区域62通常由四个金属条形成，它们被弯曲以形成片簧电触点装置64。但是，本领域普通技术人员要理解的是，片簧电触点装置64可以由八个或更多的金属条形成，它们随后连接在一起以形成片簧电触点装置64。在该实施方案中没有任何中央绝缘层。各个片簧电触点在其顶端处通过绝缘帽68连接。
现在参照图2d，该图为与A型USB标准插座34接触的图2a的可反转插头58的剖视图。绝缘帽68具有尖端，从而舌状件66在插入到A型USB标准插座34中时通过A型USB标准插座34的绝缘块54的弯曲上边缘56而被上下推压(根据可反转插头58和A型USB标准插座34的连接取向)。在图2d的示例中，舌状件66在插入到A型USB标准插座34的中空部分48中时将被向上推压。
现在参照图2e，该图为完全连接的可反转插头58和A型USB标准插座34的剖视图。绝缘帽68被构造成用来防止在可反转插头58与A型USB标准插座34的两个连接取向中在片簧电触点装置64和套筒72之间发生电接触。另外，绝缘帽68和片簧电触点装置64被如此构成，从而片簧电触点装置64在可反转插头58的两个连接取向中与A型USB标准插座34的电触点50的突起部分51电接触。因此，片簧电触点装置64的每个触点在舌状件66的顶端处形成菱形。该菱形的最靠近舌状件66的顶端的一半由绝缘帽68覆盖。该菱形的另一半没有绝缘，从而这部分菱形与电触点50的突起部分51电接触。该菱形按照与突起部分51形成最大接触的方式构成。
现在参照图2f，图2f为完全连接的图2e的可反转插头58和A型USB标准插座34的等距图(为了清楚起见去除了其外壳)。在每个电触点区域60与相应的电触点区域62电连接时，来自片簧电触点装置64的电信号必须根据可反转插头58与A型USB标准插座34的连接取向发送。因此，可反转插头58包括电子切换装置70，该电子切换装置70被构造成用于根据舌状件66与A型USB标准插座34的连接取向从片簧电触点装置64中发送电信号。如何设计并且生产用于执行电子切换装置70的功能的适当装置对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。下面描述了电子切换装置70的优选示例。
现在参照图2g，图2g图为用于图2a的插头58的电子切换装置70的示意图。可反转插头58具有两个功率插脚和两个数据插脚。电子切换装置70包括功率检测电路61、功率转换装置63和数据转换装置65。可反转插头58的功率插脚输出中的一个输入到功率检测电路61中。功率检测电路61可以与可反转插头58的任一个输出插脚电连接。功率检测电路61的输出送到数据转换装置65中。另外，可反转插头58的数据插脚的输出送到数据转换装置65中。数据转换装置65被构造成用于根据功率检测电路61的输出发送数据插脚的输出，由此必要时转换该输出。数据转换装置65通常为例如与USB2.0兼容的模拟开关，但是不限于ADG3257。功率转换装置63必要时转换功率输出。功率转换装置63通常为达林顿电桥(Darlington Bridge)二极管电路。
现在参照图2h-2k。图2h为与A型USB标准插座242接触的根据本发明第二可选实施方案而构成和操作的可反转插头240的剖视图。图2i为完全连接的图2h的可反转插头240和A型USB标准插座242的剖视图。图2j为完全连接的图2h的可反转插头240和A型USB标准插座242(为了清楚起见去除了其外壳)的等距图。图2k为图2h的可反转插头240的舌状件252的俯视图。图2m为图2k的舌状件252的等距图。除下面所述并且在图2h至2m中所示的那些差别之外，可反转插头240与图2a至2g的可反转插头58基本上相同。可反转插头240包括具有设置在一组电触点区域246和一组电触点区域248之间的绝缘层244的舌状件252。电触点区域组246和电触点区域组248形成片簧电触点装置250。电触点区域组246和电触点区域组248在舌状件252的顶端254处没有电连接。与可反转插头58一样，可反转插头240的舌状件252的主要结构元件为那组金属条，这些金属条也用作片簧电触点装置250。绝缘层244主要用来使电触点区域组246和电触点区域248在舌状件252的柔性部分上电隔离。可反转插头240还包括具有设置在其上的四个端子258的印刷电路板接口连接器装置256。每个端子258被构造成用于与印刷电路板260连接。印刷电路板接口连接器装置256具有交叉装置262，该交叉装置262用于使电触点区域组246和电触点区域组248中的相应电触点区域与端子258电连接。术语“相应电触点区域”在这里被限定为可反转插头240的与A型USB标准插座242的相同电触点电接触的触点区域。因此，不论在可反转插头240插入到A到USB标准插座242中的那一个连接取向中，A型USB标准插座242的相同端子与印刷电路板接口连接器装置256的相同端子258电接触。因此，在该实施方案中不需要电子切换装置70。应该指出的是，端子258的装置与用于与印刷电路板连接的标准USB插脚装置不同。为了简化这些附图，已经选择了在图2h至2m中所示的装置。但是，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，可以根据用于与印刷电路板连接的标准USB插脚装置来装置端子258。
现在参照图3a-d。图3a为根据本发明第三可选实施方案构成和操作的可反转插头74的等距图。图3b为图3a的可反转插头74的平面图。图3c为沿着图3b的C-C线剖开的剖视图。图3d为沿着图3b的D-D线剖开的剖视图。可反转插头74包括与前面三个实施方案的舌状件类似的接口元件73。与前面三个实施方案不同，可反转插头74在该情况中没有包围着接口元件73的护罩或套筒。由于不存在外部套筒，所以接口元件73可以刚性安装，而不会相对于其上安装它的装置自由上下运动。相反，接口元件在插入期间自身与整个装置一起在插槽内对中。如在这里所示的接口元件73包括具有上主表面76和下主表面78的中央绝缘层75。中央绝缘层75基本上为刚性的。术语“基本上为刚性”在这里用来暗示，中央绝缘层的主结构元件相对刚性。但是，应该指出的是，如下面所述的，该元件还可以包括次要表面特征以及设置在中央绝缘层75上的凸出部分，它们中的一些可以是柔性的。上主表面76包括四个沟槽，一组四个电触点80凹入在其中。下主表面78包括四个沟槽，一组四个电触点82凹入在其中。
可反转插头74包括设置在中央绝缘层75的两侧上的凸出部分84。可反转插头74还包括设置在上主表面76和下主表面78上的两个凸出部分86。凸出部分84、86被构造成用于接口元件73在A型USB标准插座34的中空部分48内对中以及减小接口元件73在A型USB标准插座34的中空部分48内的横向运动。凸出部分84、86通常为与中央绝缘层75形成为一体的柔性凸出部分。凸出部分86还防止了电触点80和电触点82与A型USB标准插座34的护罩52电接触，如将在下面参照图3f所述的。
现在参照图3e和3f。图3e为插入到A型USB标准插座34中的图3a的可反转插头74的平面图。图3f为沿着图3e的F-F线剖开的剖视图。在图3e和3f的实施例中，可反转插头74沿着第一连接取向插入到A型USB标准插座34中。在该连接取向中，上主表面76的电触点80与A型USB标准插座34的电触点50电接触。凸出部分86防止了下主表面78的电触点82与A型USB标准插座34的护罩52电接触。
类似地，如果可反转插头74或A型USB标准插座34翻转，则在可反转插头74沿着第二连接取向与A型USB标准插座34连接时，下主表面78的电触点82与A型USB标准插座34的电触点50接触。类似地，在该第二连接取向中，凸出部分86防止了电触点80与护罩52电接触。
现在参照图4a-e。图4a为根据本发明第四可选实施方案构成和操作的可反转插头90的等距图。图4b为图4a的可反转插头90的平面图。图4c为沿着图4c的C-C线剖开的剖视图。图4d为沿着图4c的D-D线剖开的剖视图。图4e为图4a的可反转插头90的分解视图。可反转插头90包括套筒92和可滑动地相邻安装在套筒92中的一对滑块94。套筒92为导电护罩。如将在下面参照图4e和4f所更详细描述的，滑块94被构造成用于在操作位置和回缩位置之间独立地滑动。术语“独立地滑动”在这里被限定为每个滑块以与另一个滑块的位置无关的方式在其操作位置和其回缩位置之间滑动。套筒92具有两个开口端，一个位于套筒92的后面，另一个位于套筒92的与A型USB标准插座34连接的端部。与A型USB标准插座34连接的套筒92的开口端被限定为连接开口端96。操作位置是滑块94与套筒92的连接开口端96齐平的地方。回缩位置为将滑块94推入到套筒92中直到它们将由于可反转插头90的限制而运动的位置。滑块94包括上滑块98和下滑块100。一组四个电触点102凹入在上滑块98的下表面104中的四个沟槽中。类似地，一组四个电触点106凹入在下滑块100的上表面108中的四个沟槽中。因此，在上滑块98和下滑块100处于操作位置时，电触点102面对着电触点106。每个滑块94在其中包括四个沟槽132。电触点102和电触点106分别从下表面104和上表面108分别穿过通道132延伸至上滑块98和下滑块100的另一侧。因此，在上滑块98的上表面134和下滑块100的下表面136上分别有电触点102和电触点106的外部触点区域138。下面将对外部触点区域138的功能进行更详细地说明。滑块94通常由一个或多个模制的塑料部分形成。
可反转插头90还包括围绕着套筒92的后部设置的后外壳116。后外壳116具有顶部矩形板118、下部矩形板120和中央矩形板122。顶部矩形板118的一个端部与中央矩形板122连接。类似地，下部矩形板120的一个端部与中央矩形板122连接。后部外壳116通常形成为整体模制的塑料或元件。顶部矩形板118的顶面在其中具有多个沟槽124，用于使多个电端子126凹入在其中。类似地，下部矩形板120的底面在其中具有多个沟槽128，多个电端子130凹入在这些沟槽128中。每个沟槽124在最靠近套筒92的连接开口端96的端部处终止，并且开口142位于顶部矩形板118的表面中。电端子126延续穿过开口142以便在上滑块98处于操作位置(在图4c中最清楚地看出)中时与电触点102的外触点区域138电接触。类似地，每个沟槽128在最靠近套筒92的连接开口端96的端部处终止，并且开口144位于下部矩形板120的表面中。电端子130延伸穿过开口144以便在下滑块100处于操作位置中时与电触点106的外触点区域138形成电接触。上表面的中间区域和套筒92的下表面在其中具有矩形开口140，从而在上滑块98和下滑块100处于操作位置中时，电端子126和电端子130分别与电触点102和电触点106形成电接触。
滑块94包括构造成用于使滑块94恢复至操作位置的恢复装置110。恢复装置110通常包括两个螺旋弹簧，每个滑块94对应一个弹簧。每个弹簧设置在其相应的滑块94和后外壳116的中央矩形板122之间。每个滑块94具有一宽度和一厚度。厚度被限定为在套筒92的连接开口端96处露出的表面的最小外部尺寸。最好使用其外径大于每个滑块94的厚度的螺旋弹簧。这是因为更窄的弹簧不够坚固并且不容易得到。因此，滑块94在其后部处具有切除部分112和重叠部分114。一个滑块94的切除部分112被构造成为容纳其它滑块94的重叠部分114，并且反之亦然(在图4c-e中最清楚地看出)。这样，在没有使整个可反转插头90太笨重的情况下，使用了其外径大于每个滑块94的厚度的螺旋弹簧。
现在参照图4f和4g。图4f为插入到A型USB标准插座34中的图4a的可反转插头90的平面图。图4g为沿着图4f的G-G线剖开的剖视图。根据可反转插头90与A型USB标准插座34的连接取向，通过A型USB标准插座34的绝缘块54将其中一个滑块94推回到回缩位置。另一个滑块保留在操作位置中，从而其电触点与A型USB标准插座34的电触点50接触。在图4f和4g的实施例中，在可反转插头90与A型USB标准插座34的第一连接取向中，通过A型USB标准插座34的绝缘块54使上滑块98运动到回缩位置。下滑块100保留在操作位置中，并且其电触点106与A型USB标准插座34的电触点50电接触。
类似地，如果可反转插头90或A型USB标准插座34翻转，则可反转插头90和A型USB标准插座34沿着第二连接取向连接。在该第二连接取向中，通过A型USB标准插座34的绝缘块54使下滑块100运动到回缩位置。上滑块98保持在操作位置中，并且其电触点102与A型USB标准插座34的电触点50电接触。
在将滑块98、100中的任一个从操作位置推回到回缩位置时，电触点102和电触点106分别与电端子126和电端子130电隔离。
现在参照图9a-9h，这些附图为示意性方框图，显示出根据本发明优选实施方案构成和操作的可反转装置。应该指出的是，术语USB装置在这里被限定为包含USB插头的设备，而USB设备在这里被限定为包含USB插座的设备。可反转USB装置306包括功能单元308。功能单元308被构造成执行至少一个功能，其非限定性示例为将数据包存储在可反转USB装置306上。可反转USB装置306还包括可反转USB插头304，该可反转VSB插头304与功能单元308连接并且用于使功能单元308与设备302互连。可反转插头304遵循上述实施方案中的任一个或者其可能的衍生方案中的一个。可反转装置306还包括主体309，主体309用作功能单元308的物理包装和外壳。主体309被如此构成，使得它可以由用户握住，从而成为在试图使可反转USB装置306与设备302接合时由用户握住的物理元件。可反转插头304按照刚性的方式或者至少按照不可转动的方式从主体309中直接伸出，并且相对于主体309的侧面不对称设置，不对称定位是出于美观或功能原因。设备302包含标准USB插座300。图9a显示出相对于设备302以第一连接取向定位并且对准以便插入的可反转USB装置306。还有，设备302具有用来防止可反转USB装置306沿着第一连接取向插入到标准USB插座300中的物理结构。如在图9b中可以看出的，通过可反转装置306的翻转来改变可反转装置306的连接取向。在第二连接取向(图9c)中，设备302的物理结构不会防止可反转USB装置306插入到标准USB插座300中。可以沿着第一和第二连接取向插入到标准插座中的可反转USB插头304与标准插座300连接(图9d)，因此使可反转装置306和设备302按照规定的方式连接。图9e-h显示出可反转USB装置306和包含标准USB插座的设备的连接的另一个示例。设备314包含将要与可反转装置306的可反转USB插头304连接的标准USB插座310。如在图9e中可以看出的，可反转USB装置306沿着第一连接取向与标准USB插座310对准。在该取向中，可反转USB装置306的主体由于相邻标准插座310和312的相邻性所以挡住了标准USB插座312的中空开口。因此，采用了USB插头(未示出)的另一个装置不可以插入到标准插座312中并且与之连接。应该指出的是，插座312为示例性的，并且可以为被可反转USB装置306的物理结构挡住的任意端口、显示器或一般部件。通过从标准插座300中(图9f)将装置306拔出并且按照与已经在图9b中所描述的相同方式使之翻转(图9g)来改变可反转USB装置306的连接取向。图9h显示出沿着第二连接取向与标准USB插座310连接的可反转USB装置306，插座312没有被阻挡，因此允许另一个USB装置与之连接(未示出)。
下面四个实施方案涉及用于与A型USB标准插头连接的可反转插座的实施方案。
现在参照图5a和5b。图5a为根据本发明优选实施方案构成和操作的可反转插座(插槽)146的等距图。图5b为图5a的可反转插座146的分解等距图。除了下面所述和在图5a至5e中所示的以下差别之外，可反转插座146与图1a-f的可反转插头10基本上相同。可反转插座146具有套筒148。套筒148为与A型USB标准插座34的护罩52类似的导电护罩。可反转插座146具有带有中央绝缘层152的舌状件150，并且一组电触点154设置在位于中央绝缘层152的上侧面158上的沟槽156中，另一组电触点166设置在位于中央绝缘层152的下侧162上的沟槽中。舌状件150被铰接，因此舌状件150能够上下运动。可反转插座146具有对中机构164，该对中机构164用来与可反转插头10的对中机构18基本上相同地操作。
现在参照图5c和5d。图5c为与A型USB标准插头168接触的图5a的可反转插座146的平面图。图5d为沿着图5c的D-D线剖开的剖视图。A型USB标准插座168具有在三个侧面上由导电护罩172包围的中空部分170。在其上具有一组四个电触点176的滑块174设置在中空部分170的第四侧面上。滑块174具有朝着护罩172的中央的斜切边缘178。在将可反转插座146插入到A型USB标准插头168中时，对中机构164松开并且A型USB标准插头168的滑块174的斜切边缘178向上推压舌状件150。
现在参照图5e，该图为完全连接的图5c的可反转插座146和A型USB标准插头168的剖视图。通过介绍，A型USB标准插座34的电触点50具有突起部分51，突起部分51与插入到A型USB标准插座34的中空部分48中的插头的扁平触点电接触。如果A型USB标准插座34的触点不具有凸出部分，则不会在A型USB标准插座34的电触点50和USB插头的扁平触点之间形成接触。因此，可反转插座146的电触点154和电触点166不必具有突起部分，从而电触点154和电触点166与A型USB标准插头的扁平触点接触。但是，如果电触点154和电触点166两者都具有突起部分，则由于面对其触点的标准插头的金属套筒表面不具有容纳这些突起的凹槽，所以突起部分会妨碍可反转插座146和A型USB标准插头168的连接。另外，沿第一取向插入A型USB标准插头168会导致电触点154的突起部分与A型USB标准插头168的护罩172接触，由此使可反转插座146的电触点短路，在沿第二取向插入标准插头168时也出现类似的情况。因此，如下面所述的，电触点154和电触点166通常凹入在中央绝缘层152的表面下方，并且构成为必要时选择性地弯曲离开中央绝缘层152。
可反转插座146包括触点升起装置180。在图5e的实施例中，可反转插座146相对于A型USB标准插头168处于第一连接取向中。触点升起装置180被构造成用于使电触点166弯曲远离舌状件150，从而电触点166与A型USB标准插头168的电触点176形成机械接触。术语“弯曲远离舌状件”在这里被限定为使电触点运动远离中央绝缘层152。词组“触点升起”在这里用来表示形成触点区域的一个或多个金属条朝着要与之电接触的相应表面局部弯曲。电触点154保持凹入在中央绝缘层152下方，因此电触点154与A型USB标准插头168的护罩172电隔离。
类似地，在可反转插座146和A型USB标准插头168的第二连接取向(未示出)中，使电触点154弯曲远离舌状件150，从而电触点154与A型USB标准插头168的电触点176机械接触。电触点166保持凹入在中央绝缘层152下方，并且因此电触点166与A型USB标准插头168的护罩172电隔离。
触点升起装置180形成为如下的电触点166和电触点154的一部分。每个电触点154、166具有朝着其中间折叠部分以形成一环182。每个环182由绝缘帽183覆盖。正好在可反转插座146与A型USB标准插头168完全连接之前，通过滑块174推压环182。对环182进行推压使相关的触点弯曲离开舌状件150。例如，在第一连接取向中，电触点166的环182由滑块174推压，由此使电触点166弯曲离开舌状件150。但是，电触点154的环182没有运动，因此电触点154保持凹入在舌状件150中。
现在参照图6a-6c。图6a为根据本发明第一可选实施方案构成和操作的可反转插座184(没有其伴随的电路板)的等距图。图6b为图6a的可反转插座184的平面图(具有其伴随的电路板)。图6c为图6c的可反转插座184的分解等距图。除了在下面所述和在图6a至6c中所示的那些差异之外，可反转插座184与图2a-2f的可反转插头58基本上相同。可反转插座184具有与图5a的可反转插座146的套筒148基本上相同的套筒185。可反转插座184具有设置在套筒185的中央中的舌状件188。舌状件188具有一组上触点区域190和一组下触点区域192。上触点区域组190和下触点区域组192形成片簧电触点装置194。舌状件188具有设置在舌状件188的顶端处的绝缘帽196。下面参照图6d和6e对绝缘帽196进行更详细说明。上触点区域组190和下触点区域组192的每一个触点朝着每个触点的中间折叠以形成多个从舌状件188伸出的环198。上触点区域组190的环198被绝缘盖200覆盖。类似地，下触点区域组192的环198被绝缘盖202覆盖。绝缘盖200和202提供防止环198相对于插头的外护罩短路的保护。环198、绝缘盖200和绝缘盖202形成将在下面参照图6e更详细说明的舌状件促动器208。
在伴随的电路板186上设有一组四个电端子204。每个端子204与片簧电触点装置194的后部和电子切换装置206连接。电子切换装置206执行与图2f的可反转插头58的电子切换装置70相同的功能。
现在参照图6d，图6d为与A型USB标准插头168接触的图6b的可反转插座184沿着D-D线剖开的剖面。在将A型USB标准插头168插入到可反转插座184中时，通过A型USB标准插头168的滑块174的斜切边缘178将舌状件188向上推压。将舌状件188向上推如此多，使得舌状件188碰到A型USB标准插头168的护罩172。因此，绝缘帽196被构造成用于防止在舌状件188与A型USB标准插头168的中空部分170连接时在片簧电触点装置194和A型USB标准插头168的护罩172之间出现电接触。换句话说，绝缘帽196和片簧电触点装置194被如此构成，使得在舌状件188的中央平面与护罩172形成锐角时，舌状件188的与护罩172接触的第一部分为绝缘帽196。因此，防止了片簧电触点装置194与护罩172接触。
现在参照图6e，图6e为完全连接的图6d的可反转插头184和A型USB标准插头168的剖视图。在将A型USB标准插头168进一步推入可反转插座184的中空部分170时，A型USB标准插头168的滑块174推压在舌状件促动器208上。舌状件促动器208转而使舌状件188向后下方指向A型USB标准插头168的电触点176，从而舌状件188的中央平面大致水平。绝缘帽196和片簧电触点装置194被如此构成，使得当舌状件188在舌状件188的中央平面大致水平的情况下向后下方指向时，舌状件188的与电触点176接触的第一部分为片簧电触点装置194。因此，绝缘帽196不会阻碍片簧电触点装置194与电触点176接触。因此，绝缘帽196和片簧电触点装置194必须被构成为：(a)在舌状件188朝着护罩172向上指向时防止在片簧电触点装置194和电触点176之间形成接触；(b)在舌状件188向后下方指向时允许片簧电触点装置194和电触点176之间形成接触。片簧电触点装置194和绝缘帽196关于舌状件188的中央平面对称，从而在第二连接取向中，片簧电触点装置194与电触点176接触，但是片簧电触点装置194不会与护罩172接触。
现在参照图6f至6i。图6f为根据本发明第二可选实施方案构成和操作的可反转插座264的剖视图。图6g为图6f的可反转插座264的分解等距图。图6h为图6f的舌状件266的后等距图。图6i为图6h的舌状件266的前等距图。除了在下面所述和在图6f至6i中所示的那些差别之外，可反转插座264与图6a至6e的可反转插座184基本上相同。舌状件266具有设置在一组电触点区域272和一组电触点区域274之间的绝缘层270。电触点区域组272和电触点区域组274形成为片簧电触点装置276。电触点区域组272和电触点区域组274在舌状件266的顶端278处没有电连接。与可反转插座184相同，可反转插座184的舌状件266的主要机械元件为那组金属条，它们也用作片簧电触点装置276。绝缘层270主要用于使电触点区域组272和电触点区域组274在舌状件266的柔性部分上电隔离。可反转插座264还包括具有其上设置四个端子282的印刷电路板接口连接器装置280。每个端子282被构造成用于与印刷电路板284连接。印刷电路板接口连接器装置280具有交叉装置286，该交叉装置286用于使电触点区域组272和电触点区域组274中的对应电触点区域与端子282电连接。因此，不论沿着那一个连接取向将可反转插座264插入到A型USB标准插头中，A型USB标准插头的相同端子与印刷电路板接口连接器装置280的相同端子282电接触。
现在参照图7a-7c。图7a为根据本发明第三可选实施方案构成和操作的可反转插座210的等距图。图7b为图7a的可反转插座210的平面图。图7c为沿着图7b的C-C线剖开的剖视图。除了可反转插座210具有使用与上述触点升起机构类似的机构在可反转插座210的两侧上的可选择升起的触点212之外，可反转插座210与可反转插头74基本上相同。另外，可反转插座210没有可反转插头74所包括的柔性表面凸出部分。
现在参照图7d，图7d为与A型USB标准插头168连接的图7c的可反转插座210的剖视图。图7d示出可反转插座210与A型USB标准插头168的第一连接取向。下部可升起触点212弯曲离开可反转插座210的接口元件，以便与A型USB标准插头168的电触点176接触。上部可升起触点212保持凹入在可反转插座210的接口元件中，以防止与A型USB标准插头168的护罩172短接。
现在参照图8a-8c。图8a为根据本发明第四可选实施方案构成和操作的可反转插座214的等距图。图8b为图8a的可反转插座214的分解等距图。图8c为图8b的可反转插座214的下滑块216的分解等距图。除了下面所述和在图8a至8g中所示的以下差别之外，可反转插座214与图4a-4g的可反转插头90基本上相同。可反转插座214具有与图5a的套筒148相同的套筒220。由于套筒220比可反转插座90的套筒92短，所以在套筒220中不需要设置在可反转插头90中的矩形开口140。另外，在可反转插座214与A型USB标准插头168的平坦电触点176连接时，可反转插座214的触点要求是可升起的。可反转插座214包括下滑块216和上滑块218。下滑块216具有带有环的一组四个凹入的电触点222。上滑块218具有带有环的一组四个凹入的电触点224。电触点222的环通过在其上具有两个促动杠杆228的绝缘元件226机械连接。致动杠杆228被构造成为在可反转插座214和A型USB标准插头168连接时由A型USB标准插头168推压以便使电触点222升起。类似地，电触点224通过其上具有两个致动杠杆232的绝缘元件230连接。上滑块218包括设置在电触点224的沟槽之间的两个沟槽234，以在下滑块216和上滑块218的相对运动期间容纳下滑块216的电触点222的致动杠杆228。类似地，下滑块216包括设置在电触点222的沟槽之间的两个沟槽236，以在下滑块216和上滑块218的相对运动期间容纳上滑块218的电触点224的致动杠杆232。
现在参照图8d-8e。图8d为与A型USB标准插头168接触的图8a的可反转插座214的平面图。图8e为沿着图8d的E-E线剖开的剖视图。
现在参照图8f和8g。图8f为完全连接的图8d的可反转插座214和A型USB标准插头168的剖视图。图8g为在与图8f的A型USB标准插头168完全连接时图8f的可反转插座214(为了清楚起见去除了套筒220)的等距图，为了清楚起见去除了A型USB标准插头168。图8f和8g显示出可反转插座214和A型USB标准插头168的第一连接取向。上滑块218已经被A型USB标准插头168的滑块174推回到回缩位置。另外，滑块174推压致动杠杆228，这使电触点222升起离开下滑块216，从而电触点222与A型USB标准插头168的电触点176形成机械以及电气接触。
类似地，在第二连接取向中，使电触点224升起离开上滑块218，从而电触点224与A型USB标准插头168的电触点176接触。
现在参照图10，该图为示意性方框图，示出结合有与包含标准USB插头的装置相关的可反转USB插座的设备。可反转USB插座324包括功能单元321。功能单元321被构造成为执行至少一个功能，其一个非限定性实施例为执行数学操作。设备324还包含可反转USB插座326，USB插座326与功能单元321连接并且用于使功能单元321与USB装置320互连。可反转插座326遵循上述实施方案中的任一个或者其可能衍生方案中的一个。可反转USB设备324还包括主体325，主体325用作功能单元321的物理包装和外壳。可反转插座326通常与可反转USB设备324的主体325刚性连接。USB装置320包含有标准USB插头322，标准USB插头322将与可反转USB插座326连接。设备324允许USB装置320沿着两个连接取向连接，因此产生出可选连接的与如参照图9a-9h描述的相同的有利效果。
本领域普通技术人员要理解的是，本发明不限于已经在上面具体显示出和描述的那些。本发明的范围包括上面所述的各个特征的组合和子组合以及本领域普通技术人员在阅读以上说明时将明白的没有在现有技术的其变化和修改。

Claims (49)

1.一种用于与USB A型标准连接器连接的可反转连接器，该标准连接器具有中空部分、设置在所述中空部分的一个侧面上的一组固定的四个电触点以及设置在所述中空部分的三个侧面上的导电护罩，所述可反转连接器包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，所述第一和第二组电触点区域被如此构成：
(a)在所述可反转连接器与所述标准连接器的第一连接取向中，所述第一组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地连接；以及
(b)在所述可反转连接器与所述标准连接器的第二连接取向中，所述第二组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地连接。
2.如权利要求1所述的可反转连接器，其中在所述第一连接取向中，所述第二组电触点区域中的至少一个触点区域与所述标准连接器的所述电触点组分开。
3.如权利要求1所述的可反转连接器，其中在所述第二连接取向中，所述第一组电触点区域的至少一个触点区域与所述标准连接器的所述电触点组分开。
4.如权利要求1所述的可反转连接器，其中所述可反转连接器为插头，所述标准连接器为USB A型插座。
5.如权利要求1所述的可反转连接器，其中所述可反转连接器为插座，所述标准连接器为USB A型插头。
6.如权利要求1所述的可反转连接器，还包括具有在其上设有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，四个端子中的每一个被构造成为与印刷电路板连接，所述印刷电路板连接器装置与电子切换装置连接，所述电子切换装置用于使所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域中的对应电触点区域与所述端子电连接。
7.如权利要求1所述的可反转连接器，还包括在其上设有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，所述四个端子中的每一个被构造成成与印刷电路板连接，所述印刷电路板连接器装置具有用于使所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域中的对应电触点区域与所述端子电连接的交叉装置。
8.如权利要求1所述的可反转连接器，其中设置在舌状件上的所述第一和第二触点区域包括：
(a)第一主侧面，其具有所述第一组四个电触点区域；以及
(b)第二主侧面，其具有所述第二组四个电触点区域。
9.如权利要求8所述的可反转连接器，其中所述舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用来使所述第一组电触点区域与所述第二组电触点区域电隔离。
10.如权利要求9所述的可反转连接器，其中所述中央绝缘层包括多个沟槽，所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域凹入在所述沟槽中。
11.如权利要求9所述的可反转连接器，其中所述中央绝缘层为基本上刚性的。
12.如权利要求9所述的可反转连接器，其中所述舌状件其上包括多个凸出部分，这些凸出部分被构造成用于使所述舌状件在所述标准连接器的中空部分内对中。
13.如权利要求9所述的可反转连接器，其中所述舌状件其上包括多个凸出部分，这些凸出部分被构造成用于减小所述舌状件在所述标准连接器的中空部分内横向运动。
14.如权利要求9所述的可反转连接器，其中所述舌状件包括多个凸出部分，其中一个凸出部分设置在所述第一主侧面上，另一个凸出部分设置在所述第二主侧面上，所述凸出部分被构造成用来防止所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域中的至少一个与所述标准连接器的护罩电接触。
15.如权利要求8所述的可反转连接器，还包括触点升起装置，其被构造成用于：
(a)使所述第一组电触点区域沿着所述第一连接取向弯曲，从而所述第一组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触；以及
(b)使所述第二组电触点区域沿着所述第二连接取向弯曲，从而所述第二组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触。
16.如权利要求15所述的可反转连接器，其中所述舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用于使所述第一组电触点区域与所述第二组电触点区域电隔离。
17.如权利要求16所述的可反转连接器，其中所述中央绝缘层包括多个沟槽，所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域凹入在所述沟槽中。
18.如权利要求15所述的可反转连接器，其中所述中央绝缘层为基本上刚性的。
19.如权利要求8所述的可反转连接器，还包括套筒，所述舌状件位于中央地设置在所述套筒中，所述舌状件包括可弯曲部分，所述舌状件被构造成使得在将所述舌状件和所述标准连接器沿着以下取向放在一起时：
(a)所述第一连接取向，所述舌状件通过所述标准连接器沿着第一方向运动，从而只有所述第一组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触；以及
(b)所述第二连接取向，所述舌状件通过所述标准连接器沿着第二方向运动，从而只有所述第二组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触。
20.如权利要求19所述的连接器，还包括触点升起装置，该触点升起装置被构造成用于：
(a)使所述第一组电触点区域沿着所述第一连接取向弯曲，从而所述第一组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触；以及
(b)使所述第二组电触点区域沿着所述第二连接取向弯曲，从而所述第二组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触。
21.如权利要求19所述的连接器，其中所述舌状件包括中央绝缘层，该中央绝缘层用于使所述第一组电触点区域与所述第二组电触点区域电隔离。
22.如权利要求21所述的连接器，其中所述中央绝缘层包括多个沟槽，所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域凹入在所述沟槽中。
23.如权利要求19所述的连接器，还包括对中机构，该对中机构被构成用于在所述舌状件和所述标准连接器接触之前使所述舌状件位于中央地保持在所述套筒内。
24.如权利要求23所述的连接器，其中所述对中机构还被构造成使得所述对中机构与所述标准连接器的初始接触释放所述对中机构，并由此允许所述舌状件运动。
25.如权利要求24所述的连接器，其中所述对中机构包括弹簧反冲滑动锁定机构。
26.如权利要求19所述的连接器，其中所述舌状件包括具有至少四个金属条的一组金属条，所述第一组和所述第二组电触点区域由所述金属条区域提供，其中所述金属条组形成所述舌状件的主要结构元件。
27.如权利要求26所述的连接器，其中所述金属条组用作片簧，从而所述可弯曲部分包括所述舌状件的大部分。
28.如权利要求26所述的连接器，其中所述金属条组至少包括形成所述第一组电触点区域的第一组四个金属条和形成所述第二组电触点区域的第二组四个金属条，所述第一组金属条与所述第二组金属条电绝缘。
29.如权利要求28所述的连接器，还包括其上具有四个端子的印刷电路板接口连接器装置，所述四个端子中的每一个被构造成用于与印刷电路板连接，所述印刷电路板连接器装置具有交叉装置，该交叉装置用于使所述第一组电触点区域和所述第二组电触点区域中的对应电触点区域与所述端子电连接。
30.如权利要求26所述的连接器，还包括电子切换装置，该电子切换装置被构造成用于根据所述舌状件与所述标准连接器的连接取向从所述片簧电触点装置中发送电信号。
31.如权利要求26所述的连接器，其中所述舌状件具有顶端，所述舌状件包括设置在所述顶端上的绝缘帽，所述绝缘帽被构造成用于防止在所述片簧电触点装置和所述套筒之间出现电接触。
32.如权利要求26所述的连接器，还包括舌状件致动器，该舌状件致动器被构造成用于在所述舌状件正在与所述标准连接器的中空部分连接时使所述舌状件指向所述标准连接器的所述电触点组。
33.如权利要求32所述的连接器，其中所述舌状件具有顶端，所述舌状件包括设置在所述顶端上的绝缘帽，所述绝缘帽被构造成用于：
(a)在所述舌状件正在与所述中空部分连接时，防止所述片簧电触点装置和所述标准电连接器的护罩之间出现电接触；以及
(b)在所述舌状件与所述中空部分连接时，在所述片簧电触点装置和所述标准电连接器的所述电触点组之间形成电接触。
34.如权利要求1所述的可反转连接器，还包括：
(a)套筒；以及
(b)可滑动且彼此相邻地安装在所述套筒中的一对滑块，所述滑块被构造成在操作位置和回缩位置之间单独地滑动，所述滑块还包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块具有设置在其上的所述第一组四个电触点，所述第二滑块具有设置在其上的所述第二组四个电触点。
35.如权利要求34所述的连接器，还包括被构造成用来使所述滑块恢复到所述操作位置的恢复装置。
36.如权利要求35所述的连接器，其中所述恢复装置包括两个螺旋弹簧，所述滑块具有宽度和厚度，每个螺旋弹簧具有比所述厚度更大的外径。
37.如权利要求34所述的连接器，其中每个所述滑块包括多个沟槽，所述第一组电触点和所述第二组电触点凹入在所述沟槽中。
38.如权利要求34所述的连接器，还包括具有在其中设置一组电端子的外壳，所述电端子组和所述第一组电触点被如此构造成使得：
(a)所述电端子组在所述第一滑块处于所述操作位置时与所述第一组电触点电接触；以及
(b)所述电端子组在所述第一滑块处于所述回缩位置时与所述第一组电触点电绝缘。
39.如权利要求34所述的连接器，还包括触点升起装置，该触点升起装置被构造成：
(a)使所述第一组电触点区域沿着所述第一连接取向升起远离所述第一滑块，从而所述第一组电触点区域与所述标准连接器的所述电触点组机械地接触；以及
(b)使所述第二组电触点区域沿着所述第二连接取向升起远离所述第二滑块，从而所述第二组电触点区域与所述标准连接器的电触点组机械地接触。
40.如权利要求39所述的连接器，还包括第一杠杆装置和第二杠杆装置，所述第一杠杆装置与所述第一组电触点地机械连接，所述第二杠杆装置与所述第二组电触点机械地连接，所述第一杠杆装置和所述第二杠杆装置被构造成用来响应于所述标准连接器的致动分别使所述第一组电触点和所述第二组电触点升起。
41.如权利要求40所述的连接器，其中所述第一滑块在其中具有至少一个沟槽，这些沟槽用来在所述第一滑块和所述第二滑块的相对运动期间容纳所述第一杠杆装置的至少一部分；第二滑块在其中具有至少一个沟槽，这些沟槽用来在所述第一滑块和所述第二滑块的相对运动期间容纳所述第二杠杆装置的至少一部分。
42。一种可反转USB装置，用于沿着两个连接取向与设备接合，该设备具有标准USB A型插座，该USB装置包括：
(a)功能单元；
(b)包含所述功能单元的主体；以及
(c)以从所述主体伸出的方式不可转动地连接的可反转USB插头，所述可反转插头用于沿着两个连接取向与所述标准USB A型插座操作地连接。
43.一种可反转USB装置，用于沿着两个连接取向与设备接合，该设备具有标准USB A型插座，所述标准USB A型插座具有一组固定的四个电触点，该USB装置包括：
(a)功能单元；
(b)包含所述功能单元的主体；以及
(c)以从所述主体伸出的方式不可转动地连接的可反转USB插头，用于与USB A型标准插座连接，所述可反转插头包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，所述第一和第二组电触点区域被如此构造成使得：
(i)在所述可反转插头与所述标准插座的第一连接取向中，所述第一组电触点区域与所述标准插座的电触点组机械地连接；以及
(ii)在所述可反转插头与所述标准插座的第二连接取向中，所述第二组电触点区域与所述标准插座的电触点组机械地连接。
44.如权利要求43所述的可反转装置，其中在所述第一连接取向中，所述第二组电触点区域的至少一个触点区域与USB设备的标准连接器的电触点组分开。
45.如权利要求43所述的可反转装置，其中在所述第二连接取向中，所述第一组电触点区域的至少一个触点区域与USB设备的标准连接器的电触点组分开。
46.一种可反转USB设备，用于沿着两个取向接收具有标准USB A型插头的装置，该USB设备包括：
(a)功能单元；
(b)包含所述功能单元的主体；以及
(c)不可转动地与所述主体连接的可反转插座，其用于沿着两个连接取向与USB A型标准插座操作地连接。
47.一种可反转USB设备，用于沿着两个连接取向接收具有标准USB A型插头的装置，该标准USB A型插座具有一组固定的四个电触点，该USB装置包括：
(a)功能单元；
(b)包含所述功能单元的主体；以及
(c)不可转动地与所述主体连接的可反转插座，其用于与USB A型标准插座连接，所述可反转插头包括第一组四个电触点区域和第二组四个电触点区域，所述第一和第二组电触点区域被构造成使得：
(i)在所述可反转插头与所述标准插座的第一连接取向中，所述第一组电触点区域与所述标准插座的电触点组机械地连接；以及
(ii)在所述可反转插头与所述标准插座的第二连接取向中，第二组电触点区域与所述标准插座的电触点组机械地连接。
48.如权利要求47所述的可反转装置，其中在所述第一连接取向中，所述第二组电触点区域的至少一个触点区域与所述标准连接器的电触点组分开。
49.如权利要求47所述的可反转装置，其中在所述第二连接取向中，所述第一组电触点区域的至少一个触点区域与所述标准连接器的电触点组分开。
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