CN102598432A - 连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括主装置和附件的组件，可以通过安全连接器和安全检测方法连接主装置和附件。根据本发明，该组件包括：主装置(2)，可连接到所述主装置(2)的附件(3)，所述附件(3)包括附件连接器(4)，用于与所述主装置(2)的装置连接器(5)配合，所述附件连接器(4)和所述装置连接器(5)均包括一个或多个电源接触部(7)，用于从所述主装置(2)向所述附件(3)传送电力，所述主装置(2)包括检测装置(9)，如果将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，所述检测装置(9)接收所述附件(3)存储的复合附件数据，通过对所述复合数据的肯定评估使得能够在所述装置连接器(5)的一个或多个电源接触部(7)处施加电源电压。

Description

连接器
技术领域
本发明涉及一种包括主装置和附件的组件，可以通过安全连接器和安全检测方法连接。
背景技术
在患者监测领域中，包括医疗主装置(例如测量装置)以及一个或多个附件装置(例如电缆和传感器)的组件适于在患者的特定位置执行测量。电缆和传感器常常被设计成一次性使用或在使用后需要清洁或消毒。因此，这些附件必须能够从主装置拆开。连接器为从附件到测量装置的数据或功率流或材料流提供机械稳定性和电连接。
已知使用插头插槽装置进行机械和电连接。典型地，针对不同目的构造和优化连接器：提供可拆开的机械连接，在连接时提供机械稳定性，保护电接触部不受环境条件影响(湿度、污垢、腐蚀、破坏)，以及保护人不受触摸电接触部导致的潜在损害。在医疗装置的领域中，最后一点需要特别注意。患者或人可能无法使自己与危险装置脱离。在手术期间，暴露的组织可能比通常更易受影响。必须要遵守针对覆盖这个主题的医疗装置的法律条例。
美国专利6902412B2公开了一种组件，包括移动电话和可连接到移动电话的附件。移动电话和附件均包括电源接触部和检测接触部。如果断开连接，则主装置的电源接触部处不施加电压。如果连接，则在主装置的电源接触部处施加电压，为附件供应电力。由移动电话的检测电路检测不同状态。在主装置的检测接触部处施加低电压。在将附件连接到移动电话的同时，附件检测接触部触及到主装置的检测接触部，导致检测装置内部的逻辑状态改变，从而能够在电源接触部处施加电压。附件的电源接触部比检测针更长，因此在检测接触部接触之前，电源接触部是彼此接触的。因此，仅在电源接触部接触之后才在电源接触部处施加电压，使得发生火花的可能性最小化或防止发生火花。
不过，用于检测附件的已知方法有几个缺点。环境条件(水、湿气、污垢)可能干扰方法的质量和可靠性。此外，机械变形、意外或人为的误用可能导致误检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种组件，包括主装置和可连接到主装置的附件装置，能够将电源电压施加在主装置的电源接触部处之前省去对附件的检测。
根据本发明，该组件包括：
主装置，
可连接到主装置的附件，
所述附件包括附件连接器，用于与所述主装置的装置连接器配合，
所述附件连接器和所述装置连接器均包括一个或多个电源接触部，用于从所述主装置向所述附件传送电力，
所述主装置包括检测装置，如果将所述附件连接到所述主装置，所述检测装置接收所述附件存储的复合附件数据，通过对所述复合数据的肯定评估使得能够在所述装置连接器的一个或多个电源接触部处施加电源电压。
本发明的另一目的是提供一种将附件连接到主装置的方法，其中
所述附件包括附件连接器，用于与所述主装置的装置连接器配合，
所述附件连接器和所述装置连接器均包括一个或多个电源接触部，用于从所述主装置向所述附件传送电力，
所述主装置包括检测装置，
所述方法包括如下步骤：
如果将所述附件连接到所述主装置，向所述检测装置传送所述附件存储的复合附件数据，
评估所述复合数据，
如果所述复合数据的评估是肯定的，使得能够在所述装置连接器的一种或多种电源接触部处施加电源电压。
术语“复合附件数据”要理解为这种数据，w包括信息，允许检查是否已准确无误地接收数据。如果复合附件数据是数字数据，这样的信息可以是，例如校验和或散列和。
术语“肯定的评估”应当理解为表示附件被验证的评估结果。
装置和可适用附件部分之间的复合数据传送允许以高可靠性检测附件，防止在不希望的状况下，例如在干扰或误用的情况下在电源接触部处施加电源电压。改善了患者或用户的安全性。此外，可以利用复合附件数据的传送来消除检测部位的环境干扰，例如污垢、湿度和/或电磁干扰，以消除电接触部劣化的效果，消除意外误检测的可能性，消除人为误用的可能性，确保正确安装附件部分并确保附件部分的类型正确。
可以在将附件连接到主装置期间，在连接之后和/或将附件连接到主装置的同时连续进行从附件到检测装置的数据传送。
优选复合附件数据包括的数据是附件的特征，允许检测连接的附件是否是可接受的附件。此外，复合附件数据可以包括控制数据，用于控制附件装置，例如，电源电压的高度。
优选地，数据为数字数据，最小大小为例如16比特。此外，复合附件数据可以是经编码的。
根据本发明的组件尤其适用于医疗应用。
在优选实施例中，所述附件连接器和所述装置连接器均包括一个或多个检测接触部，其中通过附件和主装置连接的检测接触部传送复合附件数据。
可以由附件以不同方式存储复合附件数据，例如作为条形码，作为RFID(射频标识)标签，作为印刷数据，作为几何数据(通过为至少一部分附件提供特征形状)，作为定义的机械共振频率，或者利用电气或电子部件，例如存储器。为了访问这些附件数据，检测装置可以包括扫描仪、电路、微控制器或适于从不同存储介质接收附件数据的其他装置。不过，为了保持检测方法简单鲁棒，优选通过检测接触部传送附件数据。
在另一优选实施例中，所述复合附件数据存储在附件存储器中。优选地，存储器是非易失性存储器，例如ROM、EPROM、EEPROM或FLASH。
在另一优选实施例中，所述附件包括附件控制器，其中，如果将附件连接到主装置，从检测装置向附件控制器传送主装置数据，附件控制器评估主装置数据并向检测装置传送复合附件数据。
附件控制器允许主装置和附件之间的两侧数据传送。主装置数据可以是，例如向检测装置传送复合附件数据的请求。
在另一优选实施例中，在将所述附件连接到所述主装置时，所述检测装置接收所述附件存储的第一附件数据，在接收和评估所述第一数据之后，接收所述附件存储的第二附件数据，通过肯定地评估至少第二附件数据，使得能够在装置连接器的电源接触部处施加电压，其中至少第二数据是复合附件数据。
在另一优选实施例中，如果对所述第一附件数据的评估是肯定的，则所述检测装置接收所述第二附件数据。
使用至少两个检测步骤检测附件增强了检测的可靠性。在第一步骤，可以使用可靠性适中但功耗低的检测方法。在后续步骤中，可以实施功耗更高但可靠性更高的检测方法。相继执行至少两个检测步骤能够节省功率。
在另一优选实施例中，所述第一附件数据存储在至少一个电气或电子部件中。电气部件可以是阻抗、电感、电容器或包括几个这种元件的电路。可以使用这些元件的特征值来定义附件数据。使用这种元件存储附件数据的优点是可以利用低功耗测量这种元件的特征值。
在另一优选实施例中，所述附件和所述主装置均包括第二检测接触部，其中通过所述主装置和所述附件的连接的第一检测接触部传送第一附件数据，通过其连接的第二检测接触部传送所述第二附件数据。
在另一优选实施例中，所述检测装置包括用于接收所述第一附件数据的第一检测电路和用于接收所述第二附件数据的第二检测电路。
使用不同的检测接触部和不同的检测电路能够容易地组合不同检测方法。
在另一优选实施例中，所述附件包括传感器电路，所述主装置包括测量电路，且所述附件和所述主装置均包括测量接触部，其中通过将所述附件连接到所述主装置，连接所述测量接触部，使得能够从所述传感器电路向所述测量电路传送测量数据。
在另一优选实施例中，所述主装置包括控制器，用于控制所述检测装置，所述测量电路和/或电源，用于在所述主装置的电源接触部处施加电源电压。
在另一优选实施例中，所述主装置的至少电源接触部是可由手触及的暴露接触部。
附图说明
本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例中变得显而易见并参考下文描述的实施例加以阐述。
在附图中：
图1是根据本发明的组件的实施例的主装置的示意图；
图2是整体组件的示意图，包括图1所示的主装置和附件，其中附件连接到主装置；
图3是图2所示组件的更详细视图。
具体实施方式
图1到图3示出了根据本发明的组件1的实施例。
组件1包括主装置2和附件3。主装置2包括主装置连接器5，附件3包括附件连接器4，允许通过在主装置2上安装附件3而将附件3连接到主装置2，或允许从主装置2断开已安装的附件3。所安装的附件3覆盖主装置连接器5的否则会暴露或可能被手触及的电接触部。
图3更详细地示出了主装置2和附件3。
医疗装置包括检测装置9、电源15、测量电路12和控制器14，检测装置9包括第一检测电路10和第二检测电路11。控制器14控制电源15、检测装置9和测量电路12。附件包括传感器电路13、第一存储介质16和第二存储介质17。主装置2和附件3均包括用于从主装置2向附件3传送电力的电源接触部7，用于在测量电路12和传感器电路13之间传送数据或电力的几个测量接触部8，以及分别用于将第一检测电路10连接到第一存储介质16并将第二检测电路11连接到第二存储介质17的第一检测接触部6a和第二检测接触部6b。也可以形成测量接触部8以在附件3和主装置2之间传送材料流。
第一附件数据存储在第一存储介质16中，第二附件数据存储在第二存储介质17中。在本实施例中，第一存储介质16是阻抗，第一附件数据是阻抗的特征值。第二存储介质17是非易失性数字存储器，第二附件数据是存储器中存储的复合数字数据。第二复合附件数据的大小至少为16比特，至少包括关于附件的特征信息，例如身份标识或型号，此外，还包括校验和。
利用第一检测电路10，在主装置2的第一检测接触部6a连续或间断施加小的检测电压。在将附件3连接到主装置2时，主装置2的第一检测接触部6a和附件3接触到一起，从而导致阻抗变化。在第一检测步骤中，利用第一检测电路10通过将实测阻抗与预定阻抗相比较来评估阻抗。如果第一检测电路检测到的阻抗位于预定公差限度之内，向控制器14传送肯定结果，控制器14开始第二检测步骤。如果阻抗的变化不在预定公差限度之内，可以向控制器14传送否定结果。可以使用这一否定结果来表示连接不成功。
在第二检测步骤中，控制器14激活第二检测电路11，在此刻之前第二检测电路一直是未激活的。第二检测电路11读出存储介质17，即非易失性存储器中存储的复合第二附件数据，并评估第二附件数据。将该数据与第二检测电路11中存储的数据相比较，使用第二附件数据中包括的校验和来检查传送期间是否出现错误。如果第二附件数据是编码数据，则评估包括编码。如果比较结果是肯定的，传送期间未出现错误，则第二检测电路11向控制器14传送肯定结果。如果评估不是肯定的，即所传送的数据不匹配第二检测装置11的存储数据或传送期间出现错误，可以向控制器14传送否定结果。可以使用这一否定结果来表示发生了错误。
如果控制器14接收到第二检测装置11的肯定结果，则控制器14激活到那时为止一直未激活的电源15，以在电源接触部7处施加电力。
在本实施例中，电源电压为传感器电路13供应电力。利用传感器电路13测量的测量信号可以被传送到测量电路12，测量电路12评估这些信号。
为了检查附件是否仍连接到主装置2，连续重复，优选以一时间间隔重复第一检测步骤和优选第二检测步骤。如果从第一检测电路10或第二检测电路11传送的结果是否定的，则控制器14去活电源。
在本实施例中，主装置2和/或附件3的电源接触部7、测量接触部8和检测接触部6a、6b是几乎没有或没有凹陷的暴露电接触部，其简单、鲁棒、易于清洁和消毒，并可以被手18触及。不过，在主装置2上未安装接受的附件3时，不向主装置2的电源接触部7施加电压，防止了用户或患者受到身体伤害。
在替代实施例中，第二存储介质17是可编程数字存储器，其允许读取该存储器和向该存储器写入。成功读取、写入和重新读取第二检测电路11提供了额外水平的可靠性。
在替代实施例中，第一存储介质16是电感、电容器或模拟电路。
在另一替代实施例中，第一存储介质16是包括至少一个忆阻器的复合模拟电路。可以在至少一个忆阻器中存储数据，甚至复合数据，可以由第一检测电路读出这些数据。
在另一替代实施例中，存储介质17包括附件控制器和存储复合第二附件数据的存储器，可以由附件控制器读出复合第二附件数据。在这种情况下，在第二检测步骤中，第二检测电路11向附件控制器传送请求，请求传送第二复合附件数据，此时，如果请求有效，附件控制器对非易失性存储器进行读出并向第二检测电路11传送第二复合附件数据。
此外，可以省略两个检测步骤之一，仅保留一个检测步骤，其中由检测装置9接收并评估复合附件数据。在这种情况下，可以省略存储介质16、17和两个检测电路10、11之一。另一方面，也可以提供超过两个检测步骤。
可以将根据本发明的组件用于各种应用。不过，优选是医疗应用。例如，组件可以是附着于患者床边或由患者携带或要附着于患者的医疗装置。在后一种情况下，可以保留一个部分，优选附件，附着于患者，而另一个部分，优选主装置可以连接和断开。这样能够断开主装置，以进行例如电池充电。
尽管已经在附图和前面的描述中详细例示和描述了本发明，但这样的例示和描述被认为是例示性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域的技术人员在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中列举特定手段的简单事实并不表示不能有利地使用这些手段的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种组件(1)，包括：
主装置(2)，
可连接到所述主装置(2)的附件(3)，
所述附件(3)包括附件连接器(4)，用于与所述主装置(2)的装置连接器(5)配合，
所述附件连接器(4)和所述装置连接器(5)均包括一个或多个电源接触部(7)，用于从所述主装置(2)向所述附件(3)传送电力，
所述主装置(2)包括检测装置(9)，如果将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，则所述检测装置(9)接收所述附件(3)存储的复合附件数据，并通过对所述复合数据的肯定评估使得能够在所述装置连接器(5)的一个或多个电源接触部(7)处施加电源电压。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述附件连接器(4)和所述装置连接器(5)均包括一个或多个检测接触部(6b)，其中通过所述附件(3)和所述主装置(2)的连接的检测接触部(6b)传送所述复合数据。
3.根据权利要求1到2之一所述的组件，其中所述复合附件数据存储在附件存储器(17)中。
4.根据权利要求1到3之一所述的组件，其中所述附件(3)包括附件控制器，其中，如果将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，则从所述检测装置(9)向所述附件控制器传送主装置数据，所述附件控制器评估所述主装置(2)数据并向所述检测装置(9)传送所述复合附件数据。
5.根据权利要求1到4之一所述的组件，其中，如果将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，则所述检测装置(9)接收所述附件(3)存储的第一附件数据，在接收和评估所述第一数据之后，接收所述附件(3)存储的第二附件数据，并通过肯定地评估至少第二附件数据，使得能够在装置连接器(5)的电源接触部(7)处施加电压，其中至少第二数据是复合附件数据。
6.根据权利要求5所述的组件，其中如果对所述第一附件数据的评估是肯定的，则所述检测装置(9)接收所述第二附件数据。
7.根据权利要求5或6所述的组件，其中所述第一附件数据存储在至少一个电气或电子部件(16)中。
8.根据权利要求5到7之一所述的组件，其中所述附件(3)和所述主装置(2)均包括第二检测接触部(6b)，其中通过所述主装置(2)和所述附件(3)的连接的第一检测接触部(6a)传送所述第一附件数据，通过所述主装置(2)和所述附件(3)的连接的第二检测接触部(6b)传送所述第二附件数据。
9.根据权利要求5到8之一所述的组件，其中所述检测装置(9)包括用于接收所述第一附件数据的第一检测电路(10)和用于接收所述第二附件数据的第二检测电路(11)。
10.根据权利要求1到9之一所述的组件，其中所述复合附件数据包括至少16比特。
11.根据权利要求1到10之一所述的组件，其中所述复合附件数据是数字复合数据。
12.根据权利要求1到11之一所述的组件，其中所述附件(3)包括传感器电路(13)，所述主装置(2)包括测量电路(12)，且所述附件(3)和所述主装置(2)均包括测量接触部(8)，其中通过将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，连接所述测量接触部(8)，使得能够从所述传感器电路(13)向所述测量电路(12)传送测量数据。
13.根据权利要求1到12之一所述的组件，其中所述主装置(2)包括用于控制所述检测装置(9)的控制器(14)、所述测量电路和/或电源(15)，所述电源(15)用于在所述主装置(2)的所述电源接触部(7)处施加电源电压。
14.根据权利要求1到13之一所述的组件，其中所述主装置(2)的至少所述电源接触部(7)是可由手触及的暴露接触部。
15.一种用于将附件(3)连接到主装置(2)的方法，其中
所述附件(3)包括附件连接器(4)，用于与所述主装置(2)的装置连接器(5)配合，
所述附件连接器(4)和所述装置连接器(5)均包括一个或多个电源接触部(7)，用于从所述主装置(2)向所述附件(3)传送电力，
所述主装置(2)包括检测装置(9)，
所述方法包括如下步骤：
如果将所述附件(3)连接到所述主装置(2)，则向所述检测装置(9)传送所述附件(3)所存储的复合附件数据，
评估所述复合数据，
如果对所述复合数据的评估是肯定的，则使得能够在所述装置连接器(5)的一个或多个电源接触部(7)处施加电源电压。
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