CN102854927A - 用于便携式电子装置的坞站 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于接收便携式电子装置的坞站，包括：包括开孔的框架；联接到框架的内壁的支撑件；及充电连接器，其容纳在支撑件中并能够相对于框架移动，以在充电连接器穿过开孔延伸时向便携式电子装置充电，充电连接器的配线用来与电源电连通；其中充电连接器能够响应于磁力而相对于框架移动。

Description

用于便携式电子装置的坞站

技术领域

本申请涉及用于便携式电子装置的充电和/或数据传输坞站。

背景技术

电子装置，包括便携式电子装置，已经得到广泛使用并且可能提供多种功能，包括例如电话、电子信息传递以及其它个人信息管理(PIM)应用功能。便携式电子装置包括例如几种类型的移动站，诸如简单的蜂窝式电话、智能电话、无线个人数字助理(PDA)、平板型电脑和膝上电脑，它们具有无线802.11或蓝牙性能。

便携式电子装置，例如PDA或智能电话，一般预期被手持使用(即，所述装置的尺寸和形状被制成为在人手中拿着或携带)和容易携带。便携式电子装置经常被放在坞站中用于充电或数据传输(包括将任何形式的信息从坞站光学地或电子地传输到便携式电子装置，反之亦然)。一些坞站既能够充电也能够进行数据传输。当便携式电子装置和坞站没有正确对准时，由于连接尝试，坞站和便携式电子装置容易受到损害。

发明内容

在本公开的一个方面中，提供一种用于接收便携式电子装置的坞站，包括：包括开孔的框架；联接到框架的内壁的支撑件；及充电连接器，其容纳在支撑件中并能够相对于框架移动，以在充电连接器穿过开孔延伸时向便携式电子装置充电，充电连接器的配线用来与电源电连通；其中充电连接器能够响应于磁力而相对于框架移动。

在本公开的另一方面中，提供一种用于坞站的连接器组件，所述连接器组件包括：用于联接到坞站的内壁的支撑件；及充电连接器，其容纳在支撑件中并能够响应于磁力而相对于坞站移动，当充电连接器穿过坞站的开孔延伸时充电连接器用来向便携式电子装置充电，充电连接器的配线用来与电源电连通。

在本公开的又一方面中，当充电时充电连接器处于伸出位置；当不充电时，充电连接器在充电连接器的重量下被朝向收藏位置偏压。

附图说明

现在将参考附图来描述仅作为例子的本申请的实施例，在附图中：

图1为包括便携式电子装置的内部部件的部件简化框图；

图2为容纳在根据示例的坞站中的便携式电子装置的立体图；

图3为容纳在图2的坞站中的便携式电子装置的侧视图，其中坞站的框架的一部分被移除；

图4为图2的坞站的部分的侧截面图，其中充电连接器在收藏位置；

图5为图2的坞站的部分的侧截面图，其中充电连接器在伸出位置；

图6为根据另一示例的坞站的立体图，其中充电连接器在收藏位置；

图7为图6的坞站的立体图，其中充电连接器在伸出位置；

图8为图6的坞站的前截面图；

图9为图6的坞站的分解的立体图；

图10为图6的坞站的立体顶截面图；

图11为图6的坞站的立体侧截面图，其中充电连接器在收藏位置；

图12为图6的坞站的立体侧截面图，其中充电连接器在伸出位置；

图13为图6的坞站的立体后底视图；及

图14是与图12类似的立体图，但包括坞站的另外的部件。

具体实施方式

下面描述用于接收便携式电子装置的坞站。所述坞站包括充电连接器，所述充电连接器可在磁力下移动而接触便携式电子装置的配合连接器。

为了图示简单和清楚，在各个图中重复使用附图标记以指代对应或类似的元件。阐明了许多细节以提供对此处描述的实施例的理解。可以在没有上述细节的情况下实践所述实施例。在其它例子中，没有详细描述熟知的方法、过程和部件，以避免使所描述的实施例变模糊。所述描述不应当被认为限于此处描述的实施例的范围。

在此处描述的实施例中，本公开大体涉及用于便携式电子装置的坞站。该坞站可接收便携式电子装置，例如包括移动的或手持的无线通讯装置，诸如寻呼机、蜂窝式电话、蜂窝式智能电话、无线管理器、平板电脑、全球定位系统装置以及个人数字助理。便携式电子装置还可以是没有无线通讯能力的便携式电子装置，诸如手持电子游戏装置、数字相册、数字相机及其它装置。便携式电子装置可以是(但不必是)手持装置。

在图1中示出便携电子装置100的示例的框图。便携式电子装置100包括多个部件，例如控制便携式电子装置100的整体操作的处理器102。通讯功能，包括数据和语音通讯，通过通讯子系统104来执行。便携式电子装置100接收的数据被解压缩并被解码器106解码。通讯子系统104从无线网络120接收讯息并发送讯息到无线网络120。无线网络120可以是任何一种无线网，包括但不限于数据无线网、语音无线网以及支持语音和数据通讯两者的网络。

供电部分122，诸如一个或多个可充电电池或者到外部电源的端口，为便携式电子装置100供电。坞站接口140可以和坞站150电连通以便给供电部分122充电和/或提供到便携式电子装置100的数据端口126的数据连接。总的来说，当一个部件中的电活动影响另一部件中的电活动时，所述部件彼此电连通。电连通包括实现电流流动的直接电接触。坞站接口140可包括一个或多个配合连接器，用来与坞站150的连接器电连通。坞站150可以和电源142、多媒体装置144(例如，诸如电视、监视器、投影仪或者其它输出装置)以及其它电子装置146中的一个或多个连通。在某些情况中，连通可以是电学地或光学地或者电学和光学的结合。

处理器102与其它部件诸如随机存取存储器(RAM)108、存储器110、显示器112、输入装置114、辅助输入/输出(I/O)子系统124、数据端口126、扬声器128、话筒130、短程通讯器132以及其它装置子系统134互相作用。处理器102可以和诸如加速计136的方位传感器互相作用，加速计136可用来检测重力以及重力引起的反作用力的方向。

为了识别访问网络的用户，便携式电子装置100使用用户识别卡或可移除用户识别卡(SIM/RUIM)138，用来和网络(诸如无线网络120)通讯。替代地，用户识别信息可以编程到存储器110中。

便携式电子装置100包括操作系统116以及由处理器102运行并且典型地存储在永久的、可更新的存储器(诸如存储器110)中的软件程序或部件118。另外的应用软件或程序可以通过无线网络120、辅助I/O子系统124、数据端口126、短程通讯子系统132或者任何其它合适的子系统134装到便携式电子装置100上。

接收的信号(诸如文字信息、电子邮件或者下载网页)由通讯子系统104处理并输入到处理器102。处理器102处理收到的信号以输出到显示器112及/或输出到辅助I/O子系统124。用户可产生数据项，例如电子邮件信息，所述数据项可以通过通讯子系统104在无线网120上发送。对于语音通讯，便携式电子装置100的整体操作是类似的。扬声器128输出从电信号转换的声音信息，而话筒130将声音信息转变成电信号以用于处理。

在图2和3中示出用于接收便携式电子装置100的示例坞站200。坞站150包括框架200，该框架200被成形以接收便携式电子装置100。在一个例子中，框架200包括座302和支撑壁300，以接收便携式电子装置100。一般，支撑壁300和座302支撑接收的便携式电子装置100的重量，尽管在此处描述的另一些实施例中，座302可以比支撑壁300支撑更多的重量。如图3所示，便携式电子装置100的边缘表面304接触框架200的座302，便携式电子装置100的后表面306接触框架200的支撑壁300。座302和支撑壁300的尺寸和形状以及在座302和支撑壁300之间的角度可以选择，以便适应不同尺寸和类型的便携式电子装置100。

框架200可以是例如模制塑料、加工金属或木材。框架可以是单个部件或者可以是多个部件的组件。

坞站150包括连接器支撑组件308，其联接到框架200的内表面。一般，当一个部件的运动影响另一部件的运动时，所述部件彼此联接。联接可以是永久性的，诸如通过焊接，或者可以是可逆的，诸如通过紧固件的连接。联接可包括在两个部件之间的直接接触，或者所述部件可以彼此隔开而设置另外的部件来实现在所述两个部件之间的联接。在一个示例中，螺钉310将支撑组件308的突耳312联接到螺钉接收部件314，所述螺钉接收部件314从座302的下侧表面316延伸以联接支撑组件308到框架200。

也参考图4，连接器支撑组件308接收充电连接器400。充电连接器400能够充电和进行数据传输。充电连接器400的连接部分可以穿过开孔402延伸，所述开孔402位于座302中。当便携式电子装置100容纳在坞站150中时，充电连接器400与便携式电子装置100电连通以向便携式电子装置100充电及/或提供到电子装置100的数据连接。一般地，当便携式电子装置100大致被坞站150支撑时，便携式电子装置100容纳或接收在坞站150中。类似地，当第一部件被第二部件支撑时，第一部件可容纳或接收在第二部件中。第一部件可以联接到或者不联接到第二部件，并且可以相对于第二部件移动。

连接器支撑组件308包括支撑件404，所述支撑件404包括基部406，该基部406具有穿过其中的开口408。支撑件限定了用于接收充电连接器400的空腔。充电连接器400包括由套筒414环绕的电接触件412。电绝缘件(未示出)设置在电接触件412和套筒414之间。套筒414包括扩大基部416。套筒可以是能够被便携式电子装置100的配合连接器上的磁体吸引的含铁材料，或者可以用于吸引在便携式电子装置100的配合连接器上的含铁材料的磁体。电接触件412通过例如压配合联接到套筒414。替代地，电接触件412可通过例如卡扣部件、螺纹或者粘合剂联接到套筒414。

配线418从充电连接器400延伸，以用于和电源(未示出，例如电气插座)电连通。

充电连接器400可通过支撑件404限定的空腔从图4中示出的收藏位置移动到图5中示出的伸出位置。当充电连接器400在坞站150中的收藏位置或者开始位置时，套筒414的扩大基部416邻接基部406的内表面420。当充电连接器400处于伸出位置时，套筒414穿过坞站150的开孔402被接收而扩大基部416可邻接座302的下侧。充电连接器400响应于磁体产生的磁力而移动，在一个例子中所述磁体环绕便携式电子装置100的电接触件。所述磁体具有足够的强度以吸引坞站150的充电连接器400，从而充电连接器400从收藏位置自动移动到伸出位置，并保持坞站150的电接触件接触便携式电子装置100的电接触件。当便携式电子装置100被从坞站150拿下来时，充电连接器400在其自身重量下返回到图3的收藏位置。替代地，充电连接器400可以被弹簧或者其它偏压装置偏压向收藏位置。

如图4中所示，在限定开孔402的壁和充电连接器400之间提供间隙。充电连接器400可穿过开孔402在z方向上移动以及在开孔402内在x和y方向上移动。

在操作中，使用者将便携式电子装置100放在座302上，倚靠在坞站150的支撑壁300上以进行充电。当便携式电子装置100的磁体位于充电连接器400附近时，充电连接器400的套筒312被吸引向磁体并且充电连接器400朝向便携式电子装置100的电接触件移动。当充电连接器400的轴线和便携式电子装置100的电接触件的轴线未对准时，充电连接器400也向前、向后和/或左右移动，以便补偿坞站150的电接触件和便携式电子装置100的电接触件之间的未对准。以此方式，对未对准可以有一些自动补偿。

坞站150可包括多于一个的连接器，所述连接器被磁力吸引到便携式电子装置100的配合连接器。连接器可支持电连接、光学连接或者两者的结合。另外，可以提供对准部件以便于便携式电子装置100的配合连接器靠近充电连接器400定位。对准部件可以是例如轨道、销或槽，用于引导便携式电子装置100到适当位置。

在另一个例子中，支撑组件308被去除，凸缘从座302的下侧表面延伸。所述凸缘包括朝向充电连接器400的折回部分。当充电连接器400装载在框架200中时，折回部分邻接套筒414的扩大部分416。当便携式电子装置100容纳在坞站150中时，充电连接器400可以从收藏位置移动到伸出位置。

在另一个例子中，连接器通过支撑壁或其它位置中的开孔延伸以便适应便携式电子装置配合连接器的不同位置。

现在参考图6和7，大体示出用于便携式电子装置100的坞站150的另一个示例。在该示例中，坞站150包括穿过框架200的座302延伸的开孔600、602、604。第一和第二数据连接器606和608分别穿过开孔600和602延伸。充电连接器610穿过开孔604延伸。当便携式电子装置100容纳在坞站150中时，连接器606、608、610与便携式电子装置100电或光连通，以提供数据连接和向便携式电子装置10充电。在一个例子中，第一数据连接器606是用于传输数据到多媒体装置的微HDMI连接器，第二数据连接器608是用于和其它电子装置交换数据的微USB连接器。其它类型的数据连接器也是可以的。另外，充电连接器610也可以传输数据。

连接器606、608、610安装在连接器支撑组件612中，连接器支撑组件612联接到框架200的内表面。同时参考图8，螺钉616将支撑组件612的突耳618联接到螺钉接收部件806，该螺钉接收部件806从座302的下侧表面810延伸，以将支撑组件612联接到框架200。其它的用于联接连接器支撑组件到框架200的布置也是可以的。

仍然参考图6、7和8，连接器支撑组件612包括支撑盘800、位于支撑盘800中的弹性部件802和垫804，垫804设置在支撑盘800的基部808和弹性部件802之间。弹性部件802包括凸片620，该凸片620与支撑盘800的前后壁中的开口822配合以使弹性部件802相对于支撑盘800大体固定。用来固定弹性部件802在支撑盘800中的替代布置是可能的，包括紧固件，诸如螺钉、铆钉、U形钉、胶水或者其它卡扣式紧固布置。另外，弹性部件802的尺寸可制定成使得在弹性部件802和连接器606、608之间提供干涉配合。

弹性部件802包括通道900、902和904，它们在图9中示出。通道900、902和904分别接收第一和第二数据连接器606、608和充电连接器610。肋812分别从弹性部件802的通道900和902的内壁814和816延伸。肋812接触第一和第二数据连接器606、608，以便将起始位置的连接器606、608保持在各个通道900、902内。弹性部件802可弹性变形以在适应连接器606、608在x和/或y方向上的移动。弹性部件802被朝向图10中示出的未变形形状偏压，或者朝向轻微变形的状态偏压，在所述轻微变形的状态中响应于和连接器606、608的干涉而出现一些变形。连接器606、608相对于连接器支撑组件612的移动量可以分别由开孔600和602的尺寸和弹性部件802的刚性中的一个确定。弹性部件802便于连接器606、608、610独立运动。由于施加到连接器中的一个上的力而产生的弹性变形不会通过弹性部件802传递到其它连接器。

弹性部件802例如由柔性材料制成，诸如硅橡胶、聚氨酯橡胶或者软木。替代地，也可以使用具有柔性指部的硬塑料。

支撑盘800的基部808限制连接器606、608、610在z方向上的移动，以便于和便携式电子装置100的配合连接器联接。垫804弹性变形以适应连接器606和608在z方向上的一些移动。垫804可以和连接器606、608干涉配合以将连接器606、608朝向便携式电子装置100的配合连接器偏压并吸收公差。垫804被朝向图8中所示的未变形形状偏压，并且可响应于在连接器606、608上的向下或轴向力被压缩。在一个示例中，垫804双重浇注或者包胶模制在支撑盘800上以减小坞站150的零件数量。

如图9中所示，开孔906穿过垫804延伸。此外参考图8，开孔906与连接器606、608的通孔引线对准，所述引线分别穿过第一和第二数据连接器606、608的印刷电路板(PCB)908、910的相对表面突出。当便携式电子装置100插入到坞站150以及从坞站150移出时，开孔906大体保护引线和PCB 908、910的焊接接头在组装和使用期间免受应力的影响。

参考图11和12，充电连接器610包括由套筒1102环绕的电接触件1100。电绝缘部件1108位于电接触件1100和套筒1102之间。套筒1102包括扩大基部1104。套筒1102可以是能够被便携式电子装置100的配合连接器上的磁体吸引的含铁材料，或者可以是用来吸引便携式电子装置100的配合连接器的含铁材料的磁体。电接触件1100通过例如压配合联接到套筒1102。替代地，电接触件1100可以通过例如卡扣式部件、螺纹或者粘合剂联接到套筒1102。

连接器基部1106被联接到套筒1102的扩大基部1104附近。连接器基部1106可穿过通道904滑动。连接器基部1106可以由PVC、聚氨酯包胶模制成或者可以是单独的软塑料或硬塑料部件。

还参考图13，支撑盘800包括开口1300，其穿过支撑盘800的后壁1302延伸以允许连接器606、608、610的配线1302通过其延伸。配线1304可以是柔性缆线，诸如电导体或者光缆，例如分别联接在连接器606、608、610和电子装置(未示出)、多媒体装置(未示出)以及电源(未示出)之间。在一个示例中，柔性缆线联接到连接器(未示出)上，所述连接器安装在联接在框架200内部的主PCB1400上，如图14所示。替代地，柔性缆线可焊接到主PCB1400。当不包括主PCB时，柔性缆线可以被焊接、压接或插入到一个或多个连接器的配合销中。用来和电子装置、多媒体装置以及电源电连通的配线可穿过开口1402延伸。

充电连接器610可在z方向上穿过通道904在图6和11中示出的收藏位置和图7和12中示出的伸出位置之间移动。充电连接器610是浮动连接器，其被朝向收藏位置偏压并且可在磁力作用下移动到伸出位置。如图6和8中所示，在限定开孔604的壁和充电连接器610之间提供间隙。充电连接器610可在z方向上穿过开孔604移动以及在开孔604内在x和y方向上移动。

在操作中，使用者通过视觉及/或触觉将便携式电子装置100的配合连接器与坞站150的连接器606、608和610对准，然后移动配合连接器与连接器606、608和610接合。当配合连接器在x和y方向上没有和连接器606、608对准时，由便携式电子装置100向连接器606、608的一个或两者上施加力。响应于所述力，弹性部件802弹性变形以便适应连接器606、608的所述一个或两者的移动。在使用者试图将便携式电子装置100和坞站150的连接器连接在一起时，可以在各种不同方向上向连接器606、608施加多个力。当配合充电连接器的磁体在充电连接器610附近时，充电连接器610朝着便携式电子装置100的配合充电连接器移动。当充电连接器400的轴线和便携式电子装置100的电接触件的轴线未对准时，充电连接器400还在x和y方向上移动，以便补偿在坞站150的电接触件和便携式电子装置100的电接触件之间的未对准。

一旦连接上，连接器606、608可返回到它们的起始位置或者连接器606、608的一个或两者可继续从起始位置偏移(由于便携式电子装置100的配合连接器的额外公差)。连接器610保持在伸出位置，直到便携式电子装置100被从坞站150移出。

在多个连接器的示例中，因为充电连接器610在收藏位置中时不伸出到框架200的外面，使用不同充电布置的便携式电子装置仍然可以联接到坞站150的数据连接器606、608。

连接器支撑组件和连接器可设置成可安装在任何坞站内的单个连接器组件。连接器支撑组件可以被制造成符合与不同便携式电子装置的坞站相关的规格。

此处描述的坞站150可实现一种或多种优点，其中一些优点已经描述过了。通过允许使用者将便携式电子装置100放在座302中，以及在使便携式电子装置100的配合连接器与充电连接器对准的方向上滑动便携式电子装置100，坞站150的充电连接器便于快速和容易的联接。当配合连接器靠近充电连接器时，充电连接器将朝向配合连接器移动并联接到其上。使用者不需要将便携式电子装置完美地定位在坞站150上，因为充电连接器能够补偿配合连接器的一些未对准。类似地，从坞站移除便携式电子装置100是快速和容易的。可以用适当的力克服磁性连接将便携式电子装置100从坞站150抬起，或者可以用适当的力克服磁性连接让便携式电子装置100沿座302滑动，然后提升离开坞站150。由于在便携式电子装置100和坞站150两者上的应力而产生的损坏(通常与连接和移除操作有关)，因而得以避免。

此外，坞站150可以和不支持磁性充电连接的便携式电子装置一起使用。因为充电连接器收藏在座302下方，当不支持磁性充电连接时，在充电连接器和便携式电子装置之间不出现干涉。当坞站150包括额外的连接器诸如数据连接器606、608时，这尤其有用。许多不同的便携式电子装置可包括例如多媒体输出能力，即使这些装置不支持磁性充电连接，坞站150仍能够连接到这样的装置。

连接器和连接器支撑组件可以是能够安装在许多不同类型的框架中的独立单元。另外，不同类型的连接器可以安装在连接器支撑组件中，从而对不同坞站框架的定制是可能的。框架200支撑电子装置100在这样的位置，其允许使用者与电子装置100互相作用。其它坞站框架可支撑便携式电子装置100在不同位置中。

上面描述的实施例仅作为示例。本领域技术人员可以不偏离本申请的范围而对特定实施例实施改变、修改和变型，本申请的范围仅由所附的权利要求限定。

Claims (18)

1.一种用于接收便携式电子装置的坞站，包括：

包括开孔的框架；

联接到框架的内壁的支撑件；及

充电连接器，其容纳在支撑件中并能够相对于框架移动，以在充电连接器穿过开孔延伸时向便携式电子装置充电，充电连接器的配线用来与电源电连通；

其中充电连接器能够响应于磁力而相对于框架移动。

2.根据权利要求1所述的坞站，其中充电连接器包括至少部分环绕充电连接器的电接触件的套筒，所述套筒包括通过电绝缘件与电接触件隔开的含铁材料。

3.根据权利要求2所述的坞站，其中套筒包括大于开孔的扩大基部，以限制充电连接器通过所述开孔的移动。

4.根据权利要求3所述的坞站，其中套筒的扩大基部被朝向收藏位置偏压，在所述收藏位置中所述扩大基部邻接支撑件的基部。

5.根据权利要求1所述的坞站，其中在充电时，充电连接器处于伸出位置；而在不充电时，充电连接器在充电连接器的重量下被朝向收藏位置偏压。

6.根据权利要求1所述的坞站，包括第一数据连接器、第二数据连接器以及容纳在支撑件中的充电连接器。

7.根据权利要求1所述的坞站，其中充电连接器也是数据连接器。

8.根据权利要求6所述的坞站，其中第一数据连接器为微USB连接器，第二数据连接器为微HDMI连接器。

9.根据权利要求1所述的坞站，其中在充电连接器和限定所述开孔的壁之间提供间隙，充电连接器相对于框架的移动被所述壁限制。

10.根据权利要求6所述的坞站，其中支撑件为支撑组件，所述支撑组件包括容纳在支撑盘中的弹性部件，所述第一连接器、第二连接器和充电连接器容纳在所述弹性部件中。

11.根据权利要求1所述的坞站，其中配线包括柔性缆线。

12.根据权利要求1所述的坞站，其中支撑件包括突耳，用来容纳螺钉以便将支撑件联接到框架。

13.根据权利要求1所述的坞站，其中所述开孔穿过框架的座延伸。

14.根据权利要求1所述的坞站，其中充电连接器包括至少部分环绕充电连接器的电接触件的套筒，所述套筒包括通过电绝缘件与电接触件隔开的磁体。

15.一种用于坞站的连接器组件，所述连接器组件包括：

用于联接到坞站的内壁的支撑件；及

充电连接器，其容纳在支撑件中并能够响应于磁力而相对于坞站移动，当充电连接器穿过坞站的开孔延伸时充电连接器用来向便携式电子装置充电，充电连接器的配线用来与电源电连通。

16.根据权利要求15所述的连接器组件，其中充电连接器包括至少部分环绕充电连接器的电接触件的套筒，所述套筒包括由电绝缘件与电接触件隔开的含铁材料。

17.根据权利要求16所述的连接器组件，其中套筒包括扩大基部，所述扩大基部大于所述开孔，以限制充电连接器通过开孔的移动。

18.根据权利要求17所述的连接器组件，其中套筒的扩大基部被朝向收藏位置偏压，在所述收藏位置中扩大基部邻接支撑件的基部。

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