CN101027819A - 用于附连到导电连接器上的可附连电池组 - Google Patents

用于附连到导电连接器上的可附连电池组 Download PDF

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Abstract

目前的电池缺少所需的设计、功能、和时装/服饰工业所需的用户接口。本发明提供一种电池组、电池组外壳、可佩戴的服饰和一种供电的方法，这些都包括一种电池组。本发明的便携式电源包括燃料电池或电池组、正极端子、负极端子、外壳、机械阻力发生器、至少一个用于容纳至少一个电连接器的至少一个孔，连接到所述外壳上的可移动部分，所述机械阻力发生器挤压所述至少一个电连接器并使其靠在正极端子和负极端子上从而形成回路。

Description

用于附连到导电连接器上的可附连电池组
便携式电子设备(如MP3播放器、摄像放像机、数码相机、个人数字助理、便携式计算机、移动电话)变得越来越小和越来越轻便。日益增加的对轻便性和方便性的需求使得在消费者电子市场的主要趋势朝向可附连在服饰上的可佩戴电子设备方向发展。这些“可佩戴的电子设备”需要与其他设备(即连接到MP3播放器上的耳机)和构成服饰自身部分的电路电连接。可佩戴的电子设备还需要机械强固连接，这是因为当穿戴者移动时所述电子设备必要保持附连到穿戴者的服饰(即便携式MP3播放器附连到跑步者的裤子上)。它们还需要新颖的电池和开关。此外，可佩戴的电子设备还要求式样水平和功能(即服饰闭合)通常不与常规的电子设备相关。
目前，常规的电池组(如一端为正极而另一短为负极的AA级1.5伏AA碱性圆柱状电池组)或用于特定设备的电池组(如NiCd、NiMH或锂离子移动电话电池组)作为便携式电子设备的电源能够重复利用。这里的术语电池组被定义为任意便携式电源。电池组通常包含在便携式电子设备内的外壳内。这常常会显著增加便携式设备的重量。此外，更换电池组麻烦，特别是当将便携式电子设备添加到可佩戴的服饰上时。另外，不同的设备常常需要不同形状的电池组(即移动电话需要形状适合特定品牌和型号的电话的6伏的NiMH电池，而MP3播放器则可使用标准的AA级1.5伏圆柱状电池组)。如果这些便携式设备具有电源要求，对使用者来说在旅途中总是携带更换的电源或者停机进行充电是困难的。此外，为了频繁的清洗服饰而附连或移除现有的电池组是繁琐的。因而目前的电池组缺少所需的设计、功能、和时装/服饰工业所需的用户接口。
本发明在至少一个方面解决了至少上述这些问题，其中的电池组包括燃料电池、正极端子、负极端子、外壳、机械阻力发生器、至少一个用于容纳至少一个电连接器的孔，连接到所述外壳上的可移动部分，其中机械阻力发器挤压所述可移动部分靠在所述至少一个电连接器上并使其靠在正极端子和负极端子上从而形成回路。
在一个实施例中，机械阻力发生器可为弹簧、弹性材料、气动设备、螺栓、楔子。在另一实施例中，可移动部分可为活塞、轮子。按钮和螺栓。
在一个实施例中，所述电池组包括用于容纳第一电连接器的第一孔和用于容纳第二电连接器的第二孔，并且所述第一孔含有正极端子和第二孔含有负极端子。
在另一实施例中，机械阻力发生器挤压第一可移动部分使其靠在第一孔内的电连接器上，其形成与正极端子的电连接，以及挤压第二可移动部分使其靠在第二孔内的第二电连接器上，其形成与负极端子的电连接，从而形成回路。
在一个实施例中，至少一个电连接器还为导电线芯。
在另一实施例中，机械阻力发生器通过挤压可移动部分并使其靠在导电线芯上从而提供足以克服重力的摩擦力，以便导电线芯支承电池组的重力。
在另一实施例中，可移动部分可被移动以便能够改变电池组沿导电线芯的位置。
在一个实施例中，导电线芯为绝缘导电织物线芯。在另一实施例中，至少一个电连接器电连接到电气设备上。
在一个实施例中，至少一个电连接器包括至少两个部分，通过机械阻力发生器这两个部分可独立地挤靠在正极和负极端子上从而形成至少两个回路。
在一个实施例中，电器设备与电池组之间的电连接件穿过可佩戴的设备。
在一个实施例中，所述至少一个孔既包括正极端子又包括负极端子，并且至少一个电连接器的第一部分接触正极端子和至少一个电连接器的第二部分接触负极端子，可移动部分挤压至少一个电连接器的第一部分并使其靠在正极端子上以及挤压至少一个电连接器的第二部分并使其靠在负极端子上从而形成回路。
本发明的另一方面为电池组外壳，其包括：燃料电池仓；正极端子位置；负极端子位置；用于机械阻力发生器的空间；用于容纳至少一个电连接器的至少一个孔；用于容纳连接到所述外壳上的可移动部分的空间，所述机械阻力发生器挤压该空间靠在至少一个电连接器上并使其靠在正极端子和负极端子上从而形成回路，并且所述正极端子和负极端子位于所述至少一个孔内。
本发明的另一方面，一种可佩戴服饰包括：用于电子设备的连接件；至少一个导电连接器；能够连接到导电连接器以向用于电子设备的连接件供电的电池组。所述电池组包括：燃料电池；正极端子；负极端子；机械阻力发生器；用于容纳至少一个导电线芯连接器的至少一个孔；和连接到所述孔的可移动部分，所述机械阻力发生器挤压该可移动部分靠在至少一个电连接器上并使其靠在正极端子和负极端子上从而形成回路。
在一个实施例中，电池组可被移动以便其沿着导电线芯的位置可被改变。
在另一实施例中，所述导电连接器为绝缘导电织物线芯或导电织物网。在另一实施例中，所述至少一个用于电子设备的连接件电连接到电器设备上。
在另一实施例中，所述至少一个导电线芯连接器包括至少两个部分，其可通过机械阻力发生器独立地挤压正极端子和负极端子从而形成至少两个回路。
在一个实施例中，电器设备与电池组之间的电连接件穿过可佩戴设备内的织物互联件。
在一个实施例中，所述导电连接器和电池组为用于降低所述可佩戴服饰的孔的直径的机构。
在另一实施例中，所述电池组可被从可佩戴服饰上移走。
本发明的一个方面，一种向电子设备供电的方法包括多个步骤。一个步骤为提供至少一个导电连接器。另一步骤为在导电连接器上提供至少一个位置以在连接到电池组时向设备供电。又一步骤为导电地或机械地将电池组连接到导电连接器上的至少一个位置以向所述电子设备供电。所述方法中的电池组包括：燃料电池；正极端子；负极端子；外壳；机械阻力发生器；用于容纳至少一个电连接器的至少一个孔；和连接到所述孔的可移动部分，所述机械阻力发生器挤压所述可移动部分靠在至少一个导电线芯连接器上并使其靠在正极端子和负极端子上从而形成回路；其中所述正极端子和负极端子位于所述至少一个孔内。
从说明书、附图和权力要求书中可以明显地看出本发明还具有许多其他的优点。
图1示出了使用两个电连接器的具有两个孔的示例性电池组；
图2示出了穿过通过线A所作平面的图1中的电池组的横截面；
图3示出了具有多个所述电池组可被放置的回路位置的一对电连接器；
图4示出了使用一个电连接器的具有一个孔的示例性电池组；
图5示出了穿过通过线B所作的平面的图4中的电连接器的横截面；
图6示出了穿过通过线C所作平面的图4中的电池组的横截面；
图7A示出了穿过通过线A所作平面的图1中电池组的横截面，其包括弹性材料机械阻力发生器；
图7B示出了示出了穿过通过线A所作平面的图1中电池组的横截面，其包括气动机械阻力发生器；
图7C示出了穿过通过线A所作平面的图1中电池组的横截面，其包括螺栓型机械阻力发生器；
图8示出了穿过垂直于线A的平面的图1中的电池组的横截面，其包括楔型机械阻力发生器；
图9A示出了使用两个电连接器和两个轮子以移动电子组在电连接器上的位置的具有两个孔的电池组的顶部视图；
图9B示出了线D的平面内的图9A中电池组的剖面视图；
图10示出了可佩戴的服饰，其包括电池组、电连接器和用于便携式电子设备的连接件。
图1描述了具有两个容纳电连接器4和5的孔2，3的电池组1。电连接器4，5可由绝缘的导电织物线芯、非绝缘的导电织物线芯、导电织物网，或者任意其他公知的适于可佩戴电子设备的材料。
电池组1还具有两个可移动部分6和7，例如可移动部分为活塞。可移动部分6和7可受到沿箭头8和9所示方向挤压。当受到挤压时，可移动部分6和7上的孔眼(未示出)分别与孔3，2对齐。这就使得电池组1沿着电连接器4，5的位置得以改变。电连接器4，5例如可由绝缘的导电织物线芯或导电织物网制成。此外，电连接器4，5包括分别对应于负极接触和正极接触的段10，11。可移动部分8，9分别包括负极端子和正极端子。当电池组1被定位以致段10，11分别对应孔2，3时就形成了回路，并且电流从电池组1流出并通过电连接器4和5到达便携式设备。
图2描述了图1中电池组的穿过平行于线A的平面的剖面。电连接器4，5穿过可移动部分6，7上的孔眼26，2 7。机械阻力发生器23(例如为弹簧)提供挤靠机械力从而使每一孔眼26，27内的边缘挤靠在电连接器4，5上。这一机械力还在孔眼26，27的边缘与电连接器4，5之间提供了足够的摩擦力，以便电池组1克服重力并且电连接器4，5能够支承至少电池组1的重力。
此外，孔眼26的边缘包含负极端子25或者支承负极端子25。孔眼27的边缘包含正极端子24或者支承正极端子。当向可移动部分7，8施加压力时，机械阻力发生器23收缩。这可打断正极端子24与电连接器5之间的电接触。这还可打断负极端子25与电连接器4之间的电接触。另外，机械阻力发生器23的收缩克服了挤靠电连接器4，5的孔眼26，27的边缘所产生的摩擦力，并使电池组1沿着电连接器4，的长度方向改变位置。另外，电池组1可完全从电连接器4，5移走并安置在充电的位置(未示出)。
燃料电池仓21包括电源，如NiCd或ZnHg电化学电池。为了保护可移动部分6，7和机械阻力发生器23免受由电源引起的老化，每一个都能在电池组外壳20内隔开。此外，每一个还能具有涂层以使它们的构成部分不至于老化。
图3描述了一对电连接器4，5，所述电连接器4，5具有多个可将电池组1放置在其上的电路位置30，31，32。电路位置30，31，32可对应于不同的设备或一个设备的不同功能，以便当电池组被放置时，例如放置在电路位置30时，其可向移动电话供电，并且当放置在电路位置31时，其可向MP3播放器供电。电连接器4，5不会在电路位置30，31，32上绝缘并且它们在它们的表面仅仅具有一些导电的小区域。
图4描述了具有一个容纳电连接器40的孔42的电池组43。电池组43包括一个可移动部分41，例如螺钉。电连接器40还包括轨道44。在轨道44的内部部分内为正极端子。轨道44的外部部分包含或支承负极端子。当电池组43被定位以便导电的段与孔42对应时，就形成力回路并且电流从电池组43流出并穿过电连接器40从而向便携式设备供电。可移动部分41促使机械阻力发生器挤压电连接器40的正极第一部分50使其靠在正极端子上，并使电连接器40的第二部分51靠在负极端子上，从而形成回路。正极第一部分50和负极第二部分51在图5中被示为由绝缘件52支承。另外，可移动部分41被旋出从而使电池组43的位置沿着电连接器40改变。
图6描述了图4中电池组43穿过平行于线C的平面的剖面。电连接器40穿过电池组外壳62内的孔眼42。对准机构63对准电连接器40以便正极第一部分50和负极第二部分51接触正极端子64和负极端子65。正极端子64被包含在对准机构63内或由对准机构63支承。负极端子65被包含在电池组外壳62内或由电池组外壳62支承。机械阻力发生器66(例如螺钉)可由移动部件41操纵以向对准机构63施加或释放机械力。这一机械力在对准机构63、电连接器40、和负极端子65之间提供了足够的摩擦力以便使电池组43克服重力，并且电连接器40能支承至少电池组43的重力。
此外，当通过机械阻力发生器66向对准机构63施加力时，能够在电连接器40的正极端子64和正极第一部分50、以及电连接器40的负极端子65和负极第二部分51之间产生电接触。降低机械阻力发生器66所产生的力可使电连接器40的正极端子64和正极第一部分50与电连接器40的负极端子65和负极第二部分51之间的电接触断开。此外，降低机械阻力发生器66所产生的力可使电池组43沿着电连接器40的长度方向改变其位置。另外，电池组43能够被完全从电连接器40移走并被放置在充电位置(未示出)。
燃料电池仓67包含有电源，如NiCd或ZnHg电化学电池。为了使可移动部分41、机械阻力发生器66、对准机构63、电连接器40免受电源产生的腐蚀，它们中的每一个都能够被隔在电池组外壳68内。另外，每一个还能够镀有涂层以使它们的组件不受腐蚀。
图7A-7C示出了图1中含有各种机械阻力发生器23的电池组1的穿过由线A所作平面的横截面。在图7A中，机械阻力发生器70由弹性材料制成，其向可移动部分6，7提供弹力。在图7B中，机械阻力发生器为一气动设备71，其利用包含在腔72内的气体来推动活塞73并产生挤靠可移动部分6，7的力。在图7C中，机械阻力发生器70由螺栓74制成，当被旋转时，其向线圈75施力，当所述线圈在螺栓74和块76之间受到挤压时线圈变长以便向可移动部分提供力。
图8示出了穿过垂直于线A的平面的图1中电池组1的横截面。电池组1包括伸出电池组外壳20的楔型机械阻力发生器80。楔型阻力发生器80能够被按下以便其使可移动部分6，7分离。这种推动可移动部分6，7的力能够在每个孔眼26，27内产生一个边缘有以便挤压电连接器4，5。这一机械力还在孔眼26，27的边缘与电连接器4，5之间提供足够的摩擦力，从而使电池组1克服重力并使电连接器4，5能够至少支承电池组1的重力。向上提拉楔型机械阻力发生器80能够断开回路，使电池组1沿着电连接器4，5移动，或者从电连接器4，5上移走电池组1，能够降低所述力。
图9A示出了具有两个孔2，3的电池组1的顶部视图，其使用了两个电连接器4，5和两个轮子90，91从而在电池组之间形成电接触并且改变电池组1在电连接器4，5上的位置。图9B示出了平行于线D的平面内的图9A中的电池组1的横截面。轮子91附连到电池组外壳20上，例如通过固定在机械阻力发生器(如弹簧)上的轴92。轮子91能够在任一方向上旋转。机械阻力发生器(未示出)提供了足以使轮子91旋转的力以便使电池组1沿着电连接器5改变其方向。在这种情况下，顺时针旋转的轮子91将会使电池组1沿着电连接器5下降。逆时针旋转的轮子91将会使电池组1沿着电连接器5上升。此外，机械阻力发生器使轮子91挤压电连接器5并使其靠在端子93上。当电池组1在电连接器5上朝着导电的段11上升或下降时，由机械阻力发生器产生的挤压电连接器5的力使导电的段11接触端子93并形成至少一部分回路。另外，所述机械阻力还在轮子91、电连接器5和端子93之间提供足够的摩擦力，以使电池组1克服重力并使电连接器5支承至少一部分电池组1的重力。轮子91还可用于固定在不需要移动电池组1时的位置。
燃料电池仓94包含有电源，如NiCd或ZnHg电化学电池。为了使轮子91及其机械阻力发生器免受电源产生的腐蚀，它们中的每一个都能够被隔在电池组外壳20内。另外，每一个还能够镀有涂层以使它们的组件不受腐蚀。
图10示出了具有电池组1、电连接器4，5、和至少一个连接电子设备111，115的连接件的可佩戴服饰110。电子连接器4和5都支承着电池组1，而且还都用于控制服饰110的衣领116的孔宽。电子连接器(如4和5)可用于控制服饰(如服饰110)的任意孔的宽度。服饰110还包括织物互连件112和113，它们分别将电连接器4，5连接起来以用于电子设备111，115。织物互联件为任意织物互联件。
电连接器可具有多个回路部分，如图3所示及其相应的描述。在图10中，不同的回路位置可相应于不同的电子设备111，115的连接，以便当电池组1被放置时，如放置在第一回路位置时，其将向连接111供电，当其被放置在第二位置时其将向连接115供电。
通过按下可移动部分并将电池组1滑离电连接器4，5，电池组1可被从服饰110上移走。此外，电池组1可用于向任意类型的电子设备供电。
前述的解释和示例为示例性的并且不用于限制随后权利要求书的范围。

Claims (23)

1.一种电池组(1)，其包括：
燃料电池(21)；
正极端子(24)；
负极端子(25)；
外壳(20)；
机械阻力发生器(23)；
至少一个用于容纳至少一个电连接器(4)的孔；以及
连接到所述外壳(20)上的可移动部分(8)，所述机械阻力发器(23)挤压该可移动部分(8)靠在所述至少一个电连接器(4)上并使其靠在正极端子(24)和负极端子(25)上从而形成回路。
2.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述机械阻力发生器(23)包括弹簧、弹性材料、气动设备、螺栓或楔子。
3.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述可移动部分(8)包括活塞、轮子、按钮和螺栓。
4.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述电池组(1)还包括用于容纳第一电连接器(5)的第一孔(27)和用于容纳第二电连接器(4)的第二孔(26)，并且所述第一孔(27)含有正极端子(24)和第二孔(26)含有负极端子(25)。
5.如权利要求4所述的电池组(1)，其特征在于：所述机械阻力发生器(23)挤压第一可移动部分(7)使其靠在第一孔(27)内的电导体上，其形成与正极端子(24)的电连接，以及挤压第二可移动部分(8)使其靠在第二孔(26)内的第二电导体上，其形成与负极端子(25)的电连接，从而形成回路。
6.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述至少一个电连接器(4)包括导电线芯。
7.如权利要求6所述的电池组(1)，其特征在于：所述机械阻力发生器(23)通过挤压可移动部分(8)并使其靠在导电线芯(4)上从而提供足以克服重力的摩擦力，以便导电线芯(4)支承至少一部分电池组(1)的重力。
8.如权利要求7所述的电池组，其特征在于：所示可移动部分可被移动以便能够改变电池组沿导电线芯的位置。
9.如权利要求6所述的电池组(1)，其特征在于：所述导电线芯为绝缘导电织物线芯。
10.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述至少一个电连接器(4)电连接到电气设备上。
11.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述至少一个电连接器(4)还包括至少两个部分(30，31)，通过机械阻力发生器(23)这两个部分可独立地挤靠在正极端子(24)或负极端子(25)上从而形成至少两个回路。
12.如权利要求10所述的电池组(1)，其特征在于：电器设备与电池组(1)之间的电连接件穿过可佩戴的设备。
13.如权利要求1所述的电池组(1)，其特征在于：所述至少一个孔(42)既包括正极端子(64)又包括负极端子(65)，并且至少一个电连接器(40)的第一部分(50)接触正极端子(64)和至少一个电连接器(40)的第二部分(51)接触负极端子(65)，可移动部分(63)挤压至少一个电连接器(40)的第一部分(50)并使其靠在正极端子(64)上以及挤压至少一个电连接器(40)的第二部分(51)并使其靠在负极端子(65)上从而形成回路。
14.一种电池组外壳(20)，其包括：
燃料电池仓(21)；
正极端子位置(24)；
负极端子位置(25)；
用于机械阻力发生器(23)的空间；
用于容纳至少一个电连接器(26，27)的至少一个孔；以及
用于容纳连接到所述外壳(20)上的可移动部分(7，8)的空间，所述机械阻力发生器(23)挤压该空间靠在至少一个电连接器(4，5)上并使其靠在正极端子(24)和负极端子(25)上从而形成回路。
15.一种可佩戴的服饰(110)，其包括：
用于电子设备的连接件(111)；
至少一个导电连接器(4，5)；以及
能够连接到导电连接器(4，5)上以向用于电子设备的连接件(111)供电的电池组(1)，所述电池组(1)包括：
燃料电池(21)；
正极端子(24)；
负极端子(25)；
机械阻力发生器(23)；
用于容纳至少一个导电连接器(4，5)的至少一个孔(26，27)；和
连接到所述电池组(1)的可移动部分(7，8)，所述机械阻力发生器(23)挤压该可移动部分靠在至少一个导电连接器(4，5)上并使其靠在正极端子(24)和负极端子(25)上从而形成回路。
16.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述电池组(1)可被移动以便其沿着导电连接器(4，5)的位置可被改变。
17.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述至少一个导电连接器(4，5)为绝缘导电织物线芯或导电网纹。
18.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述至少一个用于电子设备的连接件(111)电连接到电器设备上。
19.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述至少一个导电连接器(4，5)还包括至少两个部分(30，31)，其可通过机械阻力发生器(23)独立地挤压正极端子(24)和负极端子(25)从而形成至少两个回路。
20.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：电器设备与电池组(1)之间的电连接件穿过可佩戴服饰内的织物互联件(112)。
21.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述至少一个导电连接器(4，5)和电池组(1)还包括用于降低所述可佩戴服饰(110)的孔(116)的直径的机构。
22.如权利要求15所述的可佩戴服饰(110)，其特征在于：所述电池组(1)可被从可佩戴服饰(110)上移走。
23.一种向电子设备供电的方法，其包括：
提供至少一个导电连接器(4，5)；
在所述导电连接器(4，5)上提供至少一个位置(30，31)以在连接到电池组(1)时向设备供电；
导电地或机械地将电池组(1)连接到所述至少一个导电连接器(4，5)上的至少一个位置(30，31)以向所述电子设备供电，其中所述的电池组包括：
燃料电池(21)；
正极端子(24)；
负极端子(25)；
外壳(20)；
机械阻力发生器(23)；
用于容纳至少一个电连接器的至少一个孔(26，27)；和
连接到所述至少一个孔(26，27)的可移动部分(7，8)，所述机械阻力发生器(23)挤压该可移动部分靠在至少一个导电线芯连接器(4，5)上并使其靠在正极端子(24)和负极端子(25)上从而形成回路，其中所述正极端子(24)和负极端子(25)位于所述至少一个孔(26，27)内。
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