CN102318146A - 包括卡口锁定装置的电连接器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于头盔安装的夜视系统或其它电子装置的电连接器。电连接器包括插头组件和插座组件，该插头组件和插座组件各包括：本体，该本体具有回转表面；以及至少一个电触点，该电触点位于本体内。凸起从插头组件或插座组件的回转表面伸出，凸轮表面沿插头组件和插座组件中的另一个的回转表面限定。当在插头组件和插座组件之间接合时，组件的回转表面定位成彼此面对，而当插头组件和插座组件相对于彼此旋转时，凸起定位成沿凸轮表面运动，从而使得插头组件的至少一个电触点支承抵靠插座组件的至少一个电触点，从而在插头组件和插座组件之间建立连接。

Description

包括卡口锁定装置的电连接器

技术领域

本发明通常涉及一种用于电子装置的连接器。更特别是，它涉及一种适合夜视系统的连接器。

背景技术

热靴连接器通常用于在两个装置之间提供机械附接部件以及电连接件。例如，很多普通照相机包括热靴连接器，用于将闪光灯单元安装在它上面。热靴插座位于照相机的顶侧上，热靴插头布置在闪光灯单元的底端上，用于将闪光灯单元安装在照相机的热靴插座内。在装配时，在闪光灯单元上的热靴插头可滑动地插入照相机上的热靴插座内。插头和插座可以通过布置在闪光灯上的夹持螺钉或者其它装置而固定在一起。金属触点处于照相机上的热靴插座的中心处，该金属触点与闪光灯单元的热靴插头上的金属触点交接。照相机通过在金属触点之间的交接而向闪光灯单元传递功率。用于照相机的标准热靴连接器的物理尺寸由国际标准组织ISO 518：2006来限定。

热靴类型连接器已经包含在其它的电子装置中。例如，很多头盔安装的夜视装置包括热靴连接器。头盔安装的夜视装置例如在美国专利No.7,211,778、7,049,027、6,938,276、6,662,370和5,683,831、4,666,276、4,329,735中介绍，这些文献整个被本文参引。在头盔安装的夜视装置中，电池组(或其它电源)通过屏蔽电缆而与头盔安装的夜视系统连接，以便向夜视系统供电。这样的布置在美国专利No.5,683,831中公开。

在包括热靴连接器的头盔安装夜视装置中，可拆卸电池组的热靴插座安装在布置于头盔的后部或侧部上的热靴插头。这样的布置在美国专利No.5,683,831中公开。终端用户经常在头盔已经紧固在头部上时将电池组安装在头盔上。为了使得热靴插座与热靴插头连接，终端用户用一只手将电池组放到头盔的后部或侧部。然后，终端用户使得热靴插座相对于热靴插头定向。通过热靴插头和热靴插座的设计，插头和插座沿单个定向对准在一起。因此，终端用户必须操纵电池组和/或头盔，直到获得合适的定向。一旦插头和插座被合适定向，终端用户将插头插入插座内。布置在电池组上的弹簧加载杆或销卡入限定在热靴插头上的凹口内，从而将电池组锁定在头盔上。为了从头盔上释放电池组，终端用户使得弹簧加载杆平移，以便将插头从插座中释放。然后，终端用户再通过同一只手或另一只手将电池组从头盔上拆卸。

对于一些终端用户，特别是对于灵活性有限的终端用户，用于将电池组安装在头盔上的前述步骤可能感到困难和不方便。更特别是，由于终端用户可能在看不见的情况下到达他或她的头部的侧部或后部，并操纵电池组和/或头盔直到获得合适定向，因此操纵热靴连接器有时很困难。这些因素阻碍了电池组在头盔上的安装，这在战争情况下可能成为问题。

考虑到前述情况，为了有很好的性能、方便、可制造性和模块化，还需要进一步发展和改进用于将两个装置机械和电连接在一起的连接器。

发明内容

本发明公开了一种包括插头组件和插座组件的连接器。插头组件和插座组件匹配在一起，以便形成连接器。连接器可以用于任何电子装置，例如成像装置、夜视装置、照相机。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于头盔安装的夜视系统或其它电子装置的电连接器。电连接器包括插头组件和插座组件，它们各自包括：本体，该本体有回转表面；以及至少一个电触点，该电触点位于本体内。凸起从插头组件或插座组件的回转表面伸出，凸轮表面沿插头组件和插座组件中的另一个的回转表面限定。当在插头组件和插座组件之间接合时，组件的回转表面定位成相对于彼此，而当组件相对于彼此旋转时，凸起定位成沿凸轮表面运动，从而使得插头组件的至少一个电触点抵靠插座组件的至少一个电触点，从而在插头组件和插座组件之间建立连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种插座组件，该插座组件设置成与插头组件可释放地连接，以便形成连接器。插座组件包括：本体，该本体有回转表面；以及至少一个电触点，该电触点位于本体内。至少一个凸起从插座本体的回转表面伸出。当在插座组件和插头组件之间接合时，插座组件的回转表面定位成面对插头组件的回转表面，而当组件相对于彼此旋转时，插座组件的凸起定位成沿限定在插头组件上的凸轮表面运动，从而使得插座组件的该至少一个电触点抵靠插头组件的电触点，从而在插座组件和插头组件之间建立连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种插头组件，该插头组件设置成与插座组件可释放地连接，以便形成连接器。插头组件包括：本体，该本体有回转表面；以及至少一个电触点，该电触点位于本体内。至少一个凸轮表面沿插头本体的回转表面来限定。当在插头组件和插座组件之间接合时，插头组件的回转表面定位成面对插座组件的回转表面，而当组件相对于彼此旋转时，插头组件的凸轮表面定位成沿限定在插座组件上的凸起运动，从而使得插头组件的该至少一个电触点抵靠插座组件的电触点，从而在插头组件和插座组件之间建立连接。

在上述说明中，术语“插头”和“插座”可以互换地使用。这些术语用于表示单独的组件一起使用形成连接。

通过下面的详细说明并结合附图，将清楚本发明的这些和其它方面。应当知道，下面的说明只是示例说明了本发明的优选实施例。然而，本发明并不局限于所示实施例，而是由附加在本说明书上的权利要求来限定。

附图说明

通过结合附图阅读下面的详细说明，将最好地理解本发明。应当强调，根据惯例，附图的多个特征并不按比例。附图中：

图1表示了根据本发明的一个示例实施例的、包括插头组件和插座组件的连接器，其中，插头组件表示为与插座组件分离。

图2表示了图1的连接器的另一透视图。

图3表示了图1的连接器的透视图，该连接器表示为处于匹配结构，其中，插座组件的一部分剖开，以便揭示在插头组件和插座组件之间的接合。

图4表示了图3的匹配连接器沿线4-4的侧剖图。

图5表示了图1的插头组件的分解图。

图6表示了图1的插座组件的分解图。

图7A-7D示意表示了插头组件与插座组件接合的方法。

图7E和7F示意表示了插头组件与插座组件脱开的方法。

图8A表示了根据本发明的另一示例实施例的、与凸轮表面匹配的凸起的示意图。

图8B表示了根据本发明的还一示例实施例的、与凸轮表面匹配的凸起的示意图。

图9A表示了插头组件和插座组件的简化形式的示意俯视图。

图9B表示了根据本发明的另一示例实施例的、插头组件和插座组件的简化形式的示意俯视图。

图10表示了安装在夜视系统的电池组上的、图9B的插头组件，其中，电池组表示为由终端用户的手抓住。

图11表示了安装在头盔上的、图9B的插座组件。

图12表示了将图10的电池组的插头组件安装在图11的头盔的插座组件上的起始步骤。

图13表示了使得电池组相对于头盔旋转的步骤，以便使得插头和插座连接以及将电池组锁定在头盔上。

具体实施方式

下面将参考附图中所示的多个选定实施例来介绍本发明。应当知道，本发明的精神和范围并不局限于所示实施例。

这里使用的术语“连接器”是指提供在两个元件之间的电连接件、在两个元件之间的机械连接件、或者在两个元件之间的电连接件和机械连接件的装置。术语“连接器”也可以指单个部件，例如插头或插座，它用于与另一部件匹配，以便在它们之间建立连接。

图1和2表示了根据本发明的一个示例实施例的连接器10的透视图。连接器10可以在本文中称为旋转热靴连接器或旋转靴连接器。连接器10通常包括插头组件12和插座组件14。在图1和2中，插头组件12表示为与插座组件14分离。插头组件12和插座组件14设置成匹配在一起以便形成连接器10(如图3和4中所示)。连接器10通常设置成将两个装置机械和/或电连接在一起。例如，连接器10可以使电池组与电子装置连接、使电缆与电子装置连接、使电缆与电池组连接，等等。连接器10的一个特殊应用在图10-13中表示。

插头组件12大致包括：基本筒形本体20，该基本筒形本体20限定回转表面21；绝缘体22，该绝缘体22保持在本体20中；以及一系列电触点24(表示为9个)，这些电触点24安装在限定在绝缘体22中的各孔内。凸缘26从本体20径向伸出。一系列的孔28提供于凸缘26上。尽管未示出，紧固件可以通过各孔28插入，用于将插头组件12安装在面板(例如图4中所示的面板29)上。应当知道，面板29并不形成插头组件12的一部分。

四个凸轮表面30从本体20的回转表面21伸出。各凸轮表面30从本体20的底部环形表面27绕回转表面21周向延伸。根据所示的示例实施例，各凸轮表面30从回转表面21向外伸出，即远离本体20的中心轴线。可替换地，凸轮表面30可以凹入至回转表面21内。

凸轮表面30环绕本体20的周边间隔开。根据本发明的一个方面，凸轮表面30环绕本体30的周边均匀间隔开。根据该示例实施例，插头组件12包括四个凸轮表面30。本领域技术人员由这里提供的说明书可知，插头组件12将包括至少一个凸轮表面30，并可以包括任意数目的凸轮表面30。

提供为狭槽或开口形式的通道31限定在相邻凸轮表面30之间。如参考插座组件14更详细所述，布置在插座组件14上的一系列凸起50通过各通道31，以便将组件12和14连接在一起。另外，当插头组件12与插座组件14脱开时，布置在插座组件14上的凸起50通过通道31移出。

根据该示例实施例，插头组件12包括四个通道31(见图2)。提供多个通道31使得终端用户能够在多个定向将组件12和14连接在一起。更具体地说，当匹配组件12和14时，插座组件14的任何凸起50能够通过插头组件12的任何通道31而进入。提供多个用于使得插头组件12与插座组件14连接(或者相反)的位置将简化终端用户的、将这些部件装配在一起的任务。如参考图6更详细所述，组件12和14的电触点24和44布置成使得组件12和14可以在多个接合点中的任意一点处连接。

插座组件14通常包括：基本筒形本体40，该基本筒形本体40限定回转表面41；绝缘体42，该绝缘体保持在本体40内；以及三个电触点44(1)-44(3)，这三个电触点安装在限定在绝缘体42中的各孔内。电触点44(1)-44(3)(统称为电触点44)最好如图6中所示。两个凸台43从本体40的底端伸出。各凸台43包括孔，且尽管未示出，紧固件可以通过凸台43的各孔插入，用于安装在面板(见图4中所示的面板47)上。

环48安装在本体40的顶端上。可替换地，环48可以与本体40成一体。四个半圆形凸起50从环48的内部环形表面朝着本体40的中心轴线伸出。各凸起50设置成抵靠插头组件12的凸轮表面30，如参考图7A-7F更详细所述。各凸起50从环48的底表面伸出，并至少局部位于在本体40的顶表面上限定的凹口52内。

凸起50可以是半圆形(如图所示)、圆形、多边形(如图8A中所示)、正方形、矩形或者任意其它形状。如参考图8A更详细所述，凸起50的尺寸和形状设置成与插头组件12的凸轮表面30的形状互补。凸起50可以与环48形成一体，或者可替换地，凸起50可以提供为安装在环48或本体40上的销或紧固件的形式。

凸起50环绕本体40的周边间隔开。而且，根据本发明的一个方面，凸起50环绕本体40的周边均匀间隔开。相邻凸起50分开的径向距离可以基本等于插头组件12的相邻凸轮表面30分开的径向距离(如图1和2中所示)。

根据该示例实施例，插座组件14包括四个凸起50。本领域技术人员由这里的说明书可知，插座组件14应当包括至少一个凸起50，并可以包括任意数目的凸起50。凸起50的数目可以等于凸轮表面30的数目，或者可以不同。

图3表示了图1的连接器10的透视图，图1表示该连接器处于匹配结构，其中，插座组件14的本体40的一部分剖开，以便揭示在插头组件12和插座组件14之间的接合。如图3中所示，插头组件12的凸轮表面30由导入半圆形凹口53中的弯曲表面51限定。插座组件14的一个凸起50保持在插头组件12的凸轮表面30的一个凹口53内。尽管未示出，全部凸起50可以同时保持在各凹口53中。

图4表示了图3的匹配连接器10沿线4-4的侧剖图。最好如图4中所示，组件12和14的回转表面21和41定位成彼此面对。弹簧54定位在插头组件12的底部环形表面27和本体40的底部内表面56之间，以便抵靠凸起50偏压凸轮表面30，如图所示。弹簧54保持在凸起50和凸轮表面30之间的加载界面，这样，组件12和14的旋转和轴向位置大致固定，且在组件12和14之间的“游隙”大大降低或完全消除。

图5和6分别表示了组件12和14的分解图。下面参考图4-6，插头组件12大致包括：本体20；绝缘体22，该绝缘体22安装在本体20上；以及一系列电触点24，这些电触点24安装在绝缘体22上。第一电子装置(未示出)的面板29安装在插头组件12的凸缘26上。O形环61定位在形成于本体20中的环形凹口中、本体20和面板29之间的交界面处。

绝缘体22牢固安装在本体20上。更特别是，绝缘体22的凸肩部分68抵靠本体20的凸肩部分70。保持环72位于在绝缘体20中限定的凹口内，并定位成抵靠在本体20的表面74上。保持环72和绝缘体22的凸肩68将该绝缘体22锁定在固定竖直位置。尽管未明确示出，凸起从绝缘体22伸出，以便与形成于本体20中的狭槽76(图5)接合，从而使得绝缘体22相对于本体20保持在固定旋转位置。O形环66定位在形成于绝缘体22中的槽内、在绝缘体22和本体20之间的交界面处。O形环66限制了在本体20和绝缘体22之间的交界面处的污染物(例如水)的进入。

电触点24压配合或以其它方式安装成通过限定在绝缘体22中的孔60。各孔60包括：较大直径部分，用于容纳电触点24的较大直径部分73；以及更小直径部分，用于容纳电触点24的相对更小直径部分77。如对于图7A-7F更详细所述，电触点24在施加加载的作用下可弹性变形，并在没有施加加载时返回至它们的原始形状。弹性部件(未示出)位于各电触点24的较大直径部分73内。合适的电触点(弹性和非弹性)由Mill-Max Corporation of Oyster Bay，New York，USA来制造和分配。根据这里未示出的另一示例实施例，电触点44可弹性变形。

最好如图4中所示，在连接器10的匹配结构中，插头组件12的电触点24定位成与插座组件14的电触点44直接物理接触，用于在连接器10的组件12和14之间分配电力和信号。具体地说，各触点24的端部支承在插座组件14的电触点44的导电表面上。各触点24的相对端62可以安装在例如与第一电子装置(未示出)连接的印刷电路板、电缆、电线或柔性电路上。第一电子装置例如可以是电池组(如图10中所示)。

还参考图4-6，插座组件14大致包括：本体40；绝缘体42，该绝缘体42安装在本体40内；以及五个电触点44，这五个电触点44安装在绝缘体42内。本体40包括两个凸台43(未示出)，各凸台43包括通过限定的孔。尽管未示出，紧固件可以通过凸台43的孔插入，以便将本体40安装在第二电子装置的面板47上。第二电子装置例如可以是夜视装置或者从夜视装置伸出的电缆。

环48牢固安装在本体40的顶端上。一系列齐平安装的紧固件49用于将环48安装在本体40的顶端上。尽管未示出，环48可以与本体40成一体，以便减少插座组件14的部件数目。

绝缘体42牢固安装在本体40上。更特别是，绝缘体42的凸肩部分80支承抵靠本体40的凸肩部分82。保持环86定位在限定在绝缘体42中的凹口内，并定位成支承在本体20的表面88上。保持环86和绝缘体42的凸肩80将绝缘体42锁定在固定竖直位置。尽管未明确示出，凸起从绝缘体42的底侧伸出，以便与形成于本体40中的狭槽接合，从而使得绝缘体42相对于本体40保持在固定旋转位置。

O形环90定位在形成于绝缘体42中的槽内、绝缘体42和本体40之间的交界面处。O形环90限制在本体40和绝缘体42之间的交界面处的污染物(例如水)的进入。另一O形环92定位在形成于绝缘体42中的槽内、在绝缘体42和插头组件12的绝缘体22之间的交界面处。O形环92限制在组件12和14之间的交界面处的污染物(例如水)的进入。O形环92提供了简单、容易控制和坚固的、用于将流体和碎屑保持在电接口之外的部件。

弹簧54位于插座组件14的底部内表面56上。成金属环形式的止推轴承94定位成抵靠弹簧54。止推轴承94夹在弹簧54和插头组件12的绝缘体22之间。弹簧54和止推轴承56捕获在插座组件14内、底部内表面56和凸起50之间。如前所述，弹簧54将插头组件12的凸轮表面30偏压抵靠插座组件14的凸起50，如图所示。

环48、插头组件12的本体20和插座组件14的本体40可以由金属材料、聚合物或者任意其它希望的材料来形成。这些部件可以通过例如模制，或者机械加工操作而形成。组件的绝缘体22和42可以由电介质材料通过例如模制或机械加工操作而形成。

图7A-7D示意表示了使组件12和14接合的方法，图7E和7F示意表示了使组件12和14脱开的方法。应当知道，连接器10的所有部件都在图7A-7F中示意表示。在该示意图中，插头组件12包括：本体20，该本体20限定凸轮表面30；以及电触点24，由类似的横截面阴影线表示。电触点24包括整体弹性部件100，下文中称为弹簧100。

在示意图中，插座组件14包括：本体40；凸起50，该凸起50相对于本体40固定安装；以及一个电触点44，由类似的横截面阴影线表示。应当知道，凸起50相对于插座组件14的本体40的位置被固定。因此，在插座组件14的本体40和凸起50之间的竖直间隙a4在图7A-7F的全部示意图中都保持恒定。

为了方便解释图7A-7F，下面介绍插头组件12相对于插座组件14的旋转和平移运动。然而，应当知道，插座组件14相对于插头组件12的运动将产生基本相同效果。而且，插座组件14和插头组件12可以同时相对于彼此运动。

现在参考各个附图，图7A表示了组件12和14的开始位置。在图7A中，组件12和14表示为接合在一起，但是并不是机械或电连接。插座组件14的凸起50位于通道31中、在插头组件12的相邻凸轮表面30之间。弹簧54保持在松弛状态，具有自由状态长度a1。电触点24的弹簧100也保持在松弛状态，具有自由状态长度a2。组件12和14的电触点24和44分别由间隙a3分开，在组件12和14之间可能不存在电连通性。

图7B表示了组件12和14相互接合的示意图。插座组件14的凸起50位于插头组件12的凸轮表面30的弯曲表面51上。为了使得插头组件12从图7A中的脱开位置运动至图7B中的接合位置，终端用户使得插头组件12对抗弹簧54和100的作用力向下平移(见竖直箭头)，并使得插头组件12沿顺时针方向旋转(见水平箭头)。在图7B所示的布置中，弹簧54具有压缩长度b1，该压缩长度b1小于图7A中所示的弹簧54的自由状态长度a1。触点24的弹簧100具有压缩长度b2，该压缩长度b2小于图7A中所示的弹簧100的作用状态长度a2。电触点24支承在电触点44上，从而在组件12和14之间建立电连通性。

图7C表示了插座组件14的凸起50沿插头组件12的凸轮表面30进一步前进的示意图。为了使得插头组件12从图7B中的位置运动至图7C中的位置，终端用户使得插头组件12沿顺时针方向旋转(见水平箭头)。当插头组件12沿顺时针方向旋转以及凸轮表面30沿凸起50(或者相反)平移时，凸起50对抗弹簧54和100的作用力沿向下方向推压插头组件12的本体20。弹簧54具有压缩长度c1，该压缩长度c1小于图7B的压缩长度b1。触点24的弹簧100具有压缩长度c2，该压缩长度c2小于图7B的压缩长度b2。

图7D表示了插座组件14的凸起50沿插头组件12的凸轮表面30进一步前进的示意图。在图7D中，组件12和14处于锁定结构，因此在组件12和14之间形成电连接和机械连接。为了使得插头组件12从图7C中的位置运动至图7D中的接合位置，终端用户使得插头组件12沿顺时针方向进一步旋转(见水平箭头)。当插头组件12沿顺时针方向旋转，且凸轮表面30沿凸起50平移时，弹簧54和100将插座组件12的本体20向上推压(见箭头)，以便使得凸起50置于插头组件12的凸轮表面30的凹口53内。凹口53的壁限制插头组件12和插座组件14的旋转。在图7D中，弹簧54具有压缩长度d1，该压缩长度d1大于图7C的压缩长度c1。触点24的弹簧100具有压缩长度d2，该压缩长度d2小于图7C中所示的弹簧100的压缩长度c2。

图7E表示了插头组件12与插座组件14机械脱开的示意图。更特别是，在图7E中，插头组件12的凸轮表面30与插座组件14的凸起50物理分离。为了使得插头组件12从图7D中的位置运动至图7E中的位置，终端用户使得插头组件12的本体20对抗弹簧54和100的作用力向下平移(见竖直箭头)，直到插头组件12的凸轮表面30与插座组件14的凸起50物理分离。

在图7E中，弹簧54具有压缩长度e1，该压缩长度e1小于它在图7D中的松弛长度d1。触点24的弹簧100具有压缩长度e2，该压缩长度e2小于图7D中所示的弹簧100的松弛长度d2。当插头组件12和插座组件14在图7E中机械脱开时，这些组件仍然通过在电触点24和44之间的物理接触而处于电接触中。

图7F表示了插头组件12相对于插座组件14旋转的示意图。为了使得插头组件12从图7E中的位置运动至图7F中的位置，终端用户使得插头组件12的本体沿逆时针方向旋转(见水平箭头)，同时本体20仍然对抗弹簧54和100的作用力而保持在向下位置。插头组件12旋转至使得凸起50与插头组件12的通道31对准的位置。

在图7F中，弹簧54具有压缩长度f1，该压缩长度f1基本与图7E中的压缩长度e1相同。另外，触点24的弹簧100具有压缩长度f2，该压缩长度f2基本与图7E中的压缩长度e2相同。组件12和14仍然通过在电触点24和44之间的物理接触而处于电接触中。

通过使得插头组件12的本体20从它在图7F中的位置释放，插头组件12和插座组件14返回它们在图7A中所示的开始位置，因此，组件12和14都机械和电脱开。更具体地说，凸起50返回至它在插头组件12的通道31内的初始位置。弹簧54返回至它的松弛状态，具有自由状态长度a1，且电触点24的弹簧100也返回至它的松弛状态，具有自由状态长度a2。组件12和14的电触点24和44分别返回至由间隙a3分开的、它们的初始位置。

在图1至7F所示的连接器10的示例实施例中，凸轮表面30限定在插头组件12上，凸起50限定在插座组件14上。本领域技术人员应当知道，凸轮表面30可以限定在插座组件14上，而凸起50可以限定在插头组件12上，以便获得与这里所述基本相同的结果。另外，弹性电触点可以提供于插座组件14上，以便获得与这里所述基本相同的结果。

图8A表示了根据本发明另一示例实施例的、与凸轮表面108接合的凸起106的示意图。根据该示例实施例，凸轮表面108提供为阶梯形表面的形式，且凸起106具有多边形横截面。当阶梯形凸轮表面108水平向左运动或者凸起106水平向右运动时，凸起106沿阶梯形凸轮表面108滑动。在凸起106和阶梯形凸轮表面108之间的接合限制了阶梯形凸轮表面108向右的水平运动和凸起106向左的水平运动。凸起106可以采取任意形式，只要它包括用于与凸轮表面108的阶梯接合的尖表面。为了使得凸起106与凸轮表面108脱开，凸轮表面108必须沿向下方向平移，与图7E中所示的脱开步骤类似。

图8B表示了根据本发明另一示例实施例的、位于凸轮表面109上并具有圆形横截面的凸起107。凸轮表面109与图1-7F中所示的凸轮表面30类似，除了图8B的凸轮表面109包括具有恒定斜率(而不是曲线形状)的部分。凸轮表面还可以例如有齿或有锯齿。本领域技术人员由这里的说明可知，也可以采用凸轮表面和凸起的其它几何形状，以便获得基本与图7A-7F中所述相同的结果。

图9A表示了连接器10的插头组件12和插座组件14的简化形式的示意俯视图。如前所述，插座组件14包括四个凸起50，插头组件12包括四个通道31，因此，各通道31通入凸轮表面30中。为了将组件12和14连接在一起，插座组件14的凸起50通过插头组件12的各通道31插入(或者相反)。根据本发明的一个方面，任意一个凸起50可以通过任意一个通道31插入，以便使得组件12和14接合。因为插头组件12包括四个通道31，因此插头组件12可以在四个不同径向定向与插座组件14连接(或者相反)。各定向分开大约90度。组件12或组件14相对于另一组件转动小于1/4圈，以便使得组件12和14匹配和密封在一起。本领域技术人员应当知道，通道31的数目可以变化，以便增加或减小定向的数目。

插座组件14包括两排同心布置的电触点44。内部排包括触点44(1)，外部排包括触点44(2)和44(3)。触点44(1)沿插座组件14的中心轴线定位。触点44(2)和44(3)绕触点44(1)同心定位。尽管插座组件14包括两排电触点，但是本领域技术人员由这里的说明可知，插座组件14可以包括任意数目的同心布置的电触点44。

插头组件12包括9个触点24(1)至24(9)，它们都相对于插头组件12的中心轴线定位。触点24(1)、24(2)和24(3)定位成靠近插头组件12的中心轴线，而触点24(4)至24(9)定位成远离中心轴线。触点24(4)至24(9)定位成与中心轴线基本等距离。本领域技术人员由这里的说明可知，插头组件12可以具有任意数目的电触点。

不管组件12和14的相对径向定向如何，插头组件的触点24(1)、24(2)和24(3)总是定位成与插座组件14的触点44(1)接合，以便在它们之间传递功率、地线或信号。然而，根据组件12和14的相对径向定向，触点24(4)至24(9)可以定位成与触点44(2)或触点44(3)接合，以便在它们之间传递功率、地线或信号。

图9B表示了根据本发明另一示例实施例的连接器110的插头组件112和插座组件114的简化形式的示意俯视图。组件112和114基本与组件12和14类似，除了以下三点：(a)插座组件114包括5个电触点144；(b)两个通道131形成于插头组件112的本体120上；以及(c)两个凸起150从插座组件114的本体140伸出。电触点124(1)至124(9)的布置与插头组件12的布置没有区别。

插头组件112包括两个通道131，这两个通道131径向分开大约180度。尽管未示出，插头组件112包括两个凸轮表面，其中，各凸轮表面从通道131伸出。插头组件112可以在两个不同径向定向与插座组件114连接(或者相反)，这两个径向定向各自分开大约180度。在使用时，组件112或组件114相对于彼此转动小于1/2圈，以便使得组件112和114匹配和密封在一起。

不管组件112和114的相对径向定向如何，插头组件112的触点124(1)、124(2)和124(3)总是定位成与插座组件114的触点144(1)接合。在组件112和114的第一定向，插头组件112的触点124(4)和124(5)定位成与插座组件114的触点144(4)接合，插头组件112的触点124(6)定位成与插座组件114的触点144(3)接合，插头组件112的触点124(7)和124(8)定位成与插座组件114的触点144(2)接合，插头组件112的触点124(9)定位成与插座组件114的触点144(5)接合。在组件112和114的第二定向，插头组件112的触点124(4)和124(5)定位成与插座组件114的触点144(2)接合，插头组件112的触点124(6)定位成与插座组件114的触点144(5)接合，插头组件112的触点124(7)和124(8)定位成与插座组件114的触点144(4)接合，插头组件112的触点124(9)定位成与插座组件114的触点144(3)接合。应当知道，第一定向与第二定向径向分开大约180度。

根据本发明的一个示例用途，功率通过触点124(1)、124(2)和124(3)来传递；信号传递给触点124(6)和124(9)；插头组件112的触点124(4)、124(5)、124(7)和124(8)与地电势连接。不管组件112和114的相对径向定向如何，功率都传递给插座组件114的触点144(1)。在组件112和114的两个径向定向中，触点144(2)和144(4)与地电势连接。在组件112和114的两个径向定向中，触点144(3)和144(5)接收信号。因此，一个径向定向与另一径向定向在功能上没有差别。图9B中所示的连接器110可以特别用于头盔安装的夜视系统中，如参考图10-13更详细所述。

图10表示了图9B的插头组件112安装在电池组300上。电池组300形成头盔安装的夜视系统的一部分。电池组300包括内部区域，该内部区域装容纳一个或多个电池(未示出)。电池与插头组件112电连接。电池组300的进一步细节在美国专利申请No.12/277,750中公开，该文献整个被本文参引。

图11表示了图9B的插座组件114安装在包括夜视装置320的头盔310上。尽管未示出，头盔310包括用于将夜视装置320安装在它上面的设备。头盔安装的夜视装置例如在美国专利No.7,211,778、7,049,027、6,938,276、6,662,370和5,683,831、4,666,276、4,329,735中公开，这些文献整个被本文参引。插座组件114牢固安装在板322上，该板322安装在头盔310上。板322安装在头盔310的后部或侧部。插座组件114的电触点144与屏蔽电缆324电连接。屏蔽电缆324也与夜视装置320连接，用于从电池组300的电池向夜视装置320传递功率。

图12表示了将电池组300的插头组件112安装在头盔310的插座组件114上的初始步骤。图13表示了使得电池组300相对于头盔310旋转，以便使得插头组件112与插座组件114连接和将电池组300锁定在头盔310上的步骤。

根据将电池组300装配在头盔310上的一个方法，用户首先沿矩形电池组300的狭窄部分抓持该矩形电池组300(见图10)，并使得电池组300的插头组件112紧邻头盔310的插座组件114。然后，用户使得整个电池组300旋转，直到插头组件112的通道131与插座组件114的凸起150对准(对应于图7A的位置)。电池组300的插头组件112具有用于与头盔310的插座组件114接合的两个可能定向，这两个定向间隔开180度。通过在通道131和凸起150之间对准，用户对抗插座组件114的弹簧54的作用力进一步向前推动电池组300(见图4)。如图13中所示，用户再使得电池组300相对于头盔310旋转(见箭头)，直到凸起150置于它们的相应凹口53内(对应于图7B-7D中所示的运动)。因此，在图13中，在电池组300和夜视装置320之间形成连接。

如前所述，组件112和114的一个径向定向与另一径向定向在功能上没有差别。因此，用户可以以直觉动作来安装电池组300，而并不看或以其它方式识别电池组300的特定“向上或向下”位置。连接器110对于终端用户大致凭直觉、熟悉和适合人机工程。连接器110方便电池组300快速和容易地拆卸或安装，因为电池组300自然定向为终端用户的手的正常到达效果。

下面参考图9B和13，电触点144(3)、144(5)、124(6)和124(9)在电池组300和夜视装置320之间分配信号。信号从夜视装置320传递给电池组300，以便根据终端用户是否主动使用夜视装置320而起动或停用电池组300。

更特别是，在操作中，一旦终端用户使得夜视装置320运动至使用位置(即在他或她的视线内)，夜视装置320向电池组300传递信号(通过电触点144(3)、144(5)、124(6)和124(9))，以便起动电池组300。一旦终端用户使得夜视装置320运动至收藏位置(即离开他或她的视线)，夜视装置320向电池组300传递信号(通过电触点144(3)、144(5)、124(6)和124(9))，以便停用电池组300。在这些电触点之间传递的信号是无区别的，因此，不管插座组件114的触点144(3)和144(5)分别与插头组件112的触点124(6)和124(9)匹配还是相反，合适的信号都到达电池组300。

通过非限定实例的这里所述的连接器或它们的变化形式可以用于以下用途：战场地面部队、地面支持人员、固定翼航空兵、旋翼航空兵、航空地面支持人员、车辆运输(工具)、车辆运输(装甲)、安全装置、军队、法律实施人员(警察或SWAT)、舰船(航海)、商业捕鱼(航海)、商业维护、虚拟现实娱乐、虚拟现实训练或医疗设备。

尽管这里参考特定实施例示例说明了本发明，但是本发明并不局限于所示的细节。而是，在权利要求的等效物的范围内和在不脱离本发明的精神的情况下可以对这些细节进行多种变化。例如，这里所述的连接器可以用于夜视镜，然而应当知道，本发明可以用于其它电子装置或瞄准器，例如单眼或双眼、照相机、头盔安装的显示屏、平视显示器或者其它头盔安装的光学、光电和/或观察装置。

Claims (19)

1.一种电连接器，该电连接器包括：

插头组件和插座组件，该插头组件和插座组件各包括：本体，该本体具有回转表面；以及至少一个电触点，该电触点位于所述本体内；

凸起，该凸起从所述插头组件或所述插座组件的所述回转表面伸出；以及凸轮表面，该凸轮表面沿所述插头组件和所述插座组件中的另一个的所述回转表面限定；

其中，当在所述插头组件和所述插座组件之间接合时，所述插头组件和所述插座组件的所述回转表面定位成彼此面对，而当所述插头组件和所述插座组件相对于彼此旋转时，所述凸起定位成沿所述凸轮表面运动，从而使得所述插头组件的至少一个电触点支承抵靠所述插座组件的至少一个电触点，从而在所述插头组件和所述插座组件之间建立连接。

2.根据权利要求1所述的电连接器，其中：所述凸轮表面限定一凹口，该凹口的尺寸设置成接收所述凸起，并且当所述插头组件和所述插座组件相对于彼此进一步旋转时，所述凸起置于所述凸轮表面的所述凹口内。

3.根据权利要求1所述的电连接器，还包括：弹簧，该弹簧位于插头和插座之间，以便沿朝着所述凸轮表面的方向偏压所述凸起，或者沿朝着所述凸起的方向偏压所述凸轮表面。

4.根据权利要求1所述的电连接器，其中：所述插头组件或所述插座组件的所述至少一个电触点为弹性销，当在所述插头组件和所述插座组件的电触点之间接合时，所述弹性销设置成弹性变形。

5.根据权利要求1所述的电连接器，还包括：多个凸起，这些凸起沿所述插头组件或所述插座组件的所述回转表面的周边间隔开。

6.根据权利要求1所述的电连接器，还包括：多个凸轮表面，这些凸轮表面沿所述插头组件和所述插座组件中的另一个的所述回转表面间隔开。

7.根据权利要求6所述的电连接器，还包括：限定在相邻凸轮表面之间的通道，其中，所述凸起插入通过所述通道，以便使得所述插头组件与所述插座组件连接，并且所述凸起引导通过所述通道，以便使得所述插头组件与所述插座组件脱开。

8.一种插头组件，该插头组件设置成与插座组件可释放地连接，以便形成连接器，所述插头组件包括：

本体，该本体具有回转表面；至少一个电触点，该电触点位于所述本体内；以及

至少一个凸轮表面，该凸轮表面沿所述本体的所述回转表面限定；

当在所述插头组件和所述插座组件之间接合时，所述插头组件的所述回转表面定位成面对所述插座组件的回转表面，而当所述插头组件和所述插座组件相对于彼此旋转时，所述插头组件的所述凸轮表面定位成沿限定在所述插座组件上的凸起运动，从而使得所述插头组件的所述至少一个电触点支承抵靠所述插座组件的电触点，从而在所述插头组件和所述插座组件之间建立连接。

9.根据权利要求8所述的插头组件，其中：所述凸轮表面限定一凹口，该凹口的尺寸设置成接收所述插座组件的所述凸起，且当所述插头组件和所述插座组件相对于彼此进一步旋转时，所述凸起置于所述凸轮表面的所述凹口内，从而限制所述插头组件和所述插座组件进一步旋转。

10.根据权利要求8所述的插头组件，其中：所述插头组件的所述至少一个电触点是弹性销，并且当在所述插头组件和所述插座组件的电触点之间接合时，所述弹性销设置成弹性变形。

11.根据权利要求8所述的插头组件，还包括：多个凸轮表面，这些凸轮表面沿所述插头组件的所述回转表面间隔开。

12.根据权利要求11所述的插头组件，其中：所述凸轮表面沿所述插头组件的所述本体的所述回转表面均匀间隔开。

13.根据权利要求11所述的插头组件，还包括：限定在相邻凸轮表面之间的通道，其中，所述插座组件的所述凸起插入通过所述通道，以便使得所述插头组件与所述插座组件连接。

14.根据权利要求13所述的插头组件，其中：所述通道是限定在相邻凸轮表面之间的凹口。

15.根据权利要求8所述的插头组件，其中：所述插头组件的所述凸轮表面相对于被限定在所述插头组件的所述本体上的水平平面基本上是曲线形、倾斜状、阶梯状、齿状或者锯齿状。

16.根据权利要求8所述的插头组件，其中：所述插头组件的所述凸轮表面从所述插头组件的所述本体的所述回转表面伸出。

17.一种插座组件，该插座组件设置成与插头组件可释放地连接，以便形成连接器，所述插座组件包括：

本体，该本体具有回转表面；至少一个电触点，该电触点位于所述本体内；以及

至少一个凸起，该凸起从所述本体的所述回转表面伸出；

当在所述插座组件和所述插头组件之间接合时，所述插座组件的所述回转表面定位成面对所述插头组件的回转表面，而当所述插头组件和所述插座组件相对于彼此旋转时，所述插座组件的所述凸起定位成沿限定在所述插头组件上的凸轮表面运动，从而使得所述插座组件的所述至少一个电触点支承抵靠所述插头组件的电触点，从而在所述插座组件和所述插头组件之间建立连接。

18.根据权利要求17所述的插座组件，还包括：多个凸起，这些凸起沿所述插座组件的所述回转表面的周边间隔开。

19.根据权利要求17所述的插座组件，还包括：弹簧，该弹簧与所述插座组件的所述本体连接，该弹簧定位成使得所述插头组件的所述凸轮表面偏压抵靠所述凸起。

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