CN107017518A - 低电压总线系统 - Google Patents

Abstract

一种电气总线，具有载体和至少一对导电元件。所述至少一对导电元件沿着所述载体的长度线性地延伸，并且所述至少一对导电元件中的每一个的至少一部分在所述载体的表面处暴露。连接器可释放地耦合到邻近载体表面的电气总线。连接器具有至少一对导电触头，用于在沿着载体长度的任何期望位置处与导电元件接合。

Description

低电压总线系统

相关申请信息

本申请要求于2015年9月18日提交的美国申请14/857,918的优先权，并且是其部分继续申请，该申请又要求于2013年9月18日提交的美国申请14/030,768的优先权，并且是其继续申请，该申请又要求于2012年11月13日提交的美国临时申请61/725,795、于2013年2月25日提交的美国临时申请61/768,907、于2012年10月3日提交的美国临时申请61/744,777和于2012年10月3日提交的美国临时申请61/744,779的优先权，其公开内容通过引用的方式整体并入本文。

背景技术

美国的发电厂几乎专门通过高压交流电(AC)为住宅、商业和工业应用提供电力。然而，在住宅、商业和工厂中发现越来越高比例的设备以低电压直流(DC)电力操作。例如，几乎所有利用可充电电池的产品，例如便携式电脑、移动电话、智能电话、个人音频设备等，需要低电压DC用于设备的电源管理和/或充电。

为了将流出典型电源插座的AC电压转换为为这些设备供电所需的DC电压，通常需要变压器“砖块”。然而，使用这种变压器“砖块”的系统存在缺点。例如，所需的变压器“砖块”浪费空间并且通常使AC插座的中心的区域杂乱，和/或AC插座通常不在用于对这些电子设备进行充电的方便位置。

此外，尽管用于LED照明的许多已知总线系统利用低电压DC，但是这些系统未进行优化以向各种各样的设备提供电力，包括依赖于例如USB的连接器的电子设备。

发明内容

本发明内容在此提供，用于以简化形式介绍概念选择，这些概念将在以下详细描述中进一步描述。本发明内容不是为了识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是为了用于限制所要求保护主题的范围。

本发明公开内容解决了关于分配DC电力或信号的至少一些上述问题。为此，描述了一种改进的系统，其能够通过使用总线或相应的连接器将功率(例如低电压DC功率)或通信信号分配到给定空间，例如家、办公室、车辆等。在所描述的实施方式中，该总线包括至少一个耦合到载体的电导体，该载体可固定到给定空间(例如家、工厂等)中的期望表面上。在这方面，该总线可以许多方式固定到表面上，包括例如粘合剂、钩环紧固件、磁体、机械咬边、螺钉等。在一些所描述的实施方式中，该载体可采用条带或线圈材料的形式，而在其它描述的实施方式中，该载体可采用其它常规建筑材料件的形式，例如模制件、栏杆、地板等。不管载体的形式如何，连接器的大小和设置优选地用于耦合到总线上，并且将包括电力组件和特征，例如USB端口，根据需要用于将低电压DC功率从总线分配到旨在接收功率的设备。通过非限制性示例，连接器可永久地连接到总线上(或者与其一体成型)，或者可通过使用磁性、通过使用机械结构等可释放地并且容易地连接到总线上。还可想到的是，当连接器连接到总线上时，需要为连接器提供相对于总线移动(例如滑动)的能力，以允许将连接器放置在给定空间内的期望位置上。

尽管前面提供了主题总线系统的一般描述，但是将从下面的详细描述和附图中获得对主题总线系统的目标、优点、特征、性质和关系的更好理解，所述详细描述和附图阐述了说明性实施方式，并且其指示了各种方式，其中可采用在下文中要求保护的本发明的原理。

附图说明

为了更好地理解下文描述的总线系统，可参考以下附图，其中：

图1描绘了示例性导电总线系统的示例电路图，其中分路器用于控制至多个总线的电源供应；

图2描绘了示例性导电总线系统的示例电路图，其中连接器包括用于控制至总线的电源供应的开关和传感器；

图3描绘了一个示例性总线系统，其中电源嵌入在总线载体中；

图4A和4B描绘了示例性总线系统，其中电源位于用于总线的输入连接器中；

图5A和5B描绘了示例性总线系统，其中电源同时直接连接到总线和建筑物电源上；

图6A-6C描绘了位于壁空腔内的电接线盒外壳内的电源以及与其一起使用的示例性总线；

图7A-7D描绘了可壁装输入连接器和与其一起使用的示例性总线，其适于从例如图12中所示的远程电源接收功率；

图8A和8B描绘了由安装到示例性载体上的两组电或信号总线对组成的示例性总线，该总线可由例如图12中所示的电源的独立通道来单独供电；

图9A和9B描绘了由安装在载体内的两组电或信号总线对组成的并提供齐平接口的示例性总线，其可由例如图1所示的分路器输入连接器供电；

图10描绘了示例性总线系统，其由电总线对和集成通信总线或安装到轨道型载体上的次级电总线对组成；

图11描绘了各种示例性导电总线横截面，具有非电和非磁性导电挤压载体，用于形成与连接器的磁性、机械结合的铁磁材料，以及用于与连接器的电结合的导电材料；

图12描绘了与本文公开的示例性总线系统一起使用的示例性集中式多通道电源；

图13描绘了示例性导电总线系统，其中至少一个连接器包括用于防止过电流和/或过电压的机构以及可选的传感器或传感器开关；

图14A-14D描绘了使用磁性以确保连接器和总线之间的正确取向的总线系统；

图15描绘了在壁空腔中的壳体内容纳电源的示例性空间；

图16A-16B描绘了另一示例性总线；

图17A和17B描绘了连接到图16A和16B的总线的示例性连接器；

图18A、18B、19A和19B描绘了具有建筑元件形式的载体的总线的另一实施例；

图20描述了连接到具有建筑元件形式的载体的总线的示例性连接器；

图21描绘了提供给图6B、6C、7C和7D的总线的电源的实施例；

图22A和22B描绘了家庭环境中的总线系统的示例性使用实例；

图23A和23B描绘了适于轻松缩短的示例性总线；

图24A、24B、25A和25B描绘了具有集成LED照明的另一示例性总线及其相应的电气图；

图26描绘了层面环境中的总线系统的示例性使用实例；

图27和28描绘了厨房环境中的总线系统的示例性使用实例；

图29A和29B描绘了体现在具有铁磁芯的圆形载体中的示例性总线；

图30A和30B示出了可在弹性状态下卷绕的总线；

图31A和31B示出了具有地板形式的载体的总线；

图32A和32B描绘了具有齐平配合表面的总线以及具有导体的总线，该导体具有用于将导体保持在载体内的示例性形状；

图33A-33C描绘了具有齐平配合表面的总线和具有用于将总线载体保持在另一载体内的示例性形状的总线载体，另一载体具有地板的示例性形式；

图34A和34B描绘了具有齐平配合表面的总线和具有用于将总线载体保持在另一表面内的示例性形状的总线载体；

图35A和35B描绘了具有齐平配合表面的总线和具有用于将总线载体保持到安装表面的可偏转底切的总线载体；

图36A和36B描绘了具有齐平配合表面的总线和具有用于在地毯等的下面保持总线载体的底切的总线载体；

图37A-37C描绘了使用薄带作为总线载体的总线；

图38A-38C描绘了具有钥匙形特征的连接器；

图39A-39D描绘了具有设置为允许连接器相对于总线旋转的触头的连接器；

图40描绘了用于旋转地耦合连接器的连接器适配器表面；

图41A和41B描绘了可与图40的连接器适配器耦合的连接器，具有可选的可旋转基座；

图42A-42C描绘了具有用于将连接器适配器耦合到AC电源插座的分叉的连接器适配器；

图43A-43C描绘了另一连接器适配器，其具有用于将连接器适配器耦合到AC电源插座的分叉；

图44A和44B描绘了具有电源插头的另一连接器；

图45A-45C描绘了具有电源插头的另一连接器适配器；以及

图46A和46B描绘了另一连接器和总线系统。

具体实施方式

以下对示例性方法和装置的描述并不是为了将以下要求的本发明的范围限制于在此详细描述的精确形式。相反，以下描述旨在是说明性的，使得其它人可遵循其教导。

描述了一种用于允许沿着一定距离在任何点处传导和存取电功率和/或信号的导电总线系统。从下面的描述将变得显而易见的是，所描述的总线系统允许以消除杂波的方式将低电压DC功率和/或信号引入空间中，例如消除了从需要直接附接到不可移动和间歇定位的电插座上的插头运行电线或电缆的需求，同时允许根据需要定制空间用于个体基础。还将变得显而易见的是，以下描述的导电总线和/或电力总线可使用任何合适的导电元件，例如条带、棒、线等，用于传导任何合适的信号，包括功率、通信等。换句话说，所描述的导电总线不限于任何特定的传导媒介。

通常，所描述的总线系统包括向一个(或多个)导电总线提供低电压DC(或其它合适的信号)的电源(或信号源)。在一些实施例中，电源或电源供应可具有多种操作模式，包括例如低功率使用待机模式和全功率使用模式。通过使电源(或电源供应)能够在两种或更多种操作模式之间切换，可实现更有效的能量使用。本领域的普通技术人员将理解，电源或电源供应可具有除本文公开的这些之外的其它操作模式。

如图1所示，控制电力流向电力总线例如总线430或总线432的一种方式(例如接通/关断、增加/减小等)是通过使用能够提供控制信号的装置434，例如智能电话、平板电脑、传感器等。为任何给定的目的所需的/所程序化的是，控制装置434可向电源供应436、电源和/或其它装置提供一个或多个控制信号，电源供应436、电源和/或其它装置导致机构(例如开关438)为与其电耦合的一个或多个电力总线例如总线430，432接通电源和/或关闭电源。虽然不需要，但可通过使用具有如图8-10所示的相同载体的多个导电元件来提供多个电力总线。在一些实施例中，示例性开关438可位于分线器中。在一个实施例中，控制装置434可直接与开关438通信，其在一些实施例中可定位在电源供应436和总线430，432之间。电力总线430，432中的每一个可连接到一个或多个装置440A-E，442A-E，当通电时其由总线430，432中的每一个牵引负载。此外，控制装置可利用任何种类的感测，包括例如接近感测、运动感测等。仅举例来说，当利用接近感测时，当确定控制装置从给定位置移除时(例如当控制装置体现在移动装置中时)，和/或当确定用户超出与控制装置的阈值距离时(例如当控制装置体现为目标感测装置时)，控制装置可用于切断一个或多个电力总线430，432的电源。同样地，当利用运动感测时，在特定时间段，当控制装置未被感测为静止时，和/或当控制装置未能感测到给定目标例如用户等的运动时，控制装置可用于切断一个或多个电力总线430，432的电源。本领域普通技术人员将理解，这种类型的感测也可以类似的方式用于接通电源。当使用传感器时，将理解的是传感器434可内置在电源供应436中，或者可根据任何给定目的的需要而远离电源供应436定位。此外，控制装置可经由布线或经由任何合适的通信协议无线地与电源供应436和/或开关438通信。

本公开内容考虑远程传感器或无线控制装置的超出图1所示实施例的各种配置。例如，图2中示出了一种这样的另一示例性配置。因此，示例性开关438和示例性传感器434包括在连接器444内，所述连接器从电源436向电力总线446提供电力。当通电时，总线446又可向多个装置448A-E提供负载。在其它实施例中，电源供应可包括传感器和/或开关。

转向图3-7，示出了示例性总线系统，其用于减少来自所需单个电源供应436的杂波，例如接收120V AC作为输入并且提供24V DC作为输出的电源供应。图3示出了直接集成到总线载体400中的电源供应436。图4A和4B示出了位于要耦合到总线的输入连接器427内的电源供应436。图5A和5B示出了电源供应436，其直接插入到AC壁插座501中，同时具有用于同时连接到总线的触头。图6A、6B和6C描绘了容纳在墙壁内的电接线盒外壳437中的电源供应436，使得电源供应436根本不侵扰到生活空间内。在这方面，电源供应可包括触头439，其设置为从电源供应436延伸以与提供给总线的电导体451接合，例如经由设置在总线背面的开口453，如图21所示。在这方面，开口453可根据任何特定目的的需要而拉长，或者开口可在总线的整个长度上延伸，以便不限制总线需要耦合到输入连接器的位置。虽然未示出，但还可以想到，具有开口的盖子附接在接线盒437上，触头439穿过该开口延伸。图7A、7B和7D还示出了定位在例如墙壁的安装表面455中的输入电连接器457，以便从位于远处的电源供应向总线提供输入功率，并且通过不利用任何面向总线表面的空间来提供不间断地对总线的访问，用于向总线输送功率。具体地，图7A示出了在安装到安装表面455之前的输入电连接器457，图7B示出了安装在安装表面455中的输入电连接器457，以及图7C示出了安装在输入电连接器457上的总线(如图7D所示)。为了保持输入电连接器457安装在安装表面455内，适于与提供到安装表面的相应结构耦合的弹性锁定片461或类似类型的结构可提供给如图所示的输入电连接器壳体。

转向图8-10，示出了示例性总线1280，其具有例如由提供到载体的导电元件1282A和1282B提供的主电力总线1282和例如由提供到载体的导电元件1284A和1284B提供的用于电力或通信的次级总线1284。尽管不是为了进行限制，但是导电元件可由铜合金材料构成。通信总线1284可包括通信、网络、PSTN、VOIP、因特网、以太网、电话、串行、USB或本领域已知的任何其它类型的通信总线。控制装置1286可在总线1280的第一区域1288处附接到通信总线1284。外围装置1290在总线系统1280的第二区域1292处附接到电力总线1282和通信总线1284，例如通过使用输出连接器附接或在外围装置包括集成输出连接器的情况下直接附接。例如，电力总线1282和通信总线1284允许控制装置1286(例如电脑)与外围装置1290(例如电脑显示器)通信，即使外围装置1290在远离控制装置1286的位置。次级总线还可用于提供额外的电力而不是通信。如果需要两个或更多个电压电平用于连接到总线的各种负载，如果装置需要专用电源，或者如果需要更大的功率密度为连接在给定长度的总线上的装置充分地提供足够的功率，这将是特别有用的。特别地，如图8A和8B以及如图9A和9B所示，载体还可设置有一个或多个具有铁磁材料1283的区域，该铁磁材料1283用于与提供给连接器(无论是输入还是输出)的一个或多个磁体配合，这将在下文进一步描述。

尽管具有特定横截面的总线具有许多益处，但是由特定材料形成的总线同样具有许多益处。例如，图11示出了包括铁磁线1408以及柔性非导电载体的四个示例性总线1400，1402，1404，1406。在一些实施例中，铁磁线1408允许装置磁性地附接到总线1400，1402，1404，1406中的一个。因此，在这样的实施例中，该装置可在一个步骤中电力和机械地耦合到总线1400，1402，1404，1406上。此外，通过使用柔性的非导电载体，总线可以如图30A和30B所示的线圈形式供应，其在不受约束时优选地伸直。将理解的是，线圈形式允许在使用之前方便地包装和运输长的总线。导电总线元件1401和/或铁磁线1408中的一个或多个可设置有弹簧韧度，使得拆开时将使总线基本上伸直，从而易于在墙壁、桌子和其它直的表面上使用。此外，为了适应将总线附接到不同长度的表面上，可设想总线(包括载体和导体/铁磁元件)可设置有刻痕、穿孔、弱化点等4200，从而允许总线可容易地缩短(通过机械断裂或切割)至所需长度，如图23A和23B所示。

通过另一实施例，图16A和16B示出了具有导电元件3502的总线3500，导电元件3502各自安装在载体元件3504内。在所示的实施方式中，载体元件3504由例如塑料的绝缘材料形成。载体元件3504又安装到另一载体元件3506上，其由铁磁材料形成，从而允许一个或多个连接器磁性地附接到载体元件3506上，这在上面已经描述并且进一步在图17A和17B中示出。在这方面，图17A和17B示出了连接器3600，具有：磁体3602；电触头3604，其尺寸和设置使得当连接器3600磁耦合到总线系统3500时其与导电元件3502接合；以及USB端口3606，用于允许来自导电元件3502的DC功率传送到通过使用USB电缆耦合到USB端口3604上的装置。连接器3600还设置可选的突起3608，用于防止连接器3600和总线系统3500之间的不正确配合，即，突起3608用作如下面进一步讨论的钥匙形(keying)特征。将理解的是，根据给定目的的需要，连接器3600可设置有其它类型的端口。还将理解的是，可修改所示组件的形状和布置以满足所期望的目的。例如，总线可采用如图29A和B所示的管状形状。

此外，图12示出了示例性多通道电源供应1500。在一些实施例中，单电源供应1500替换和/或以其它方式补充了几个变压器“砖块”，其向使用可充电电池的许多产品(例如便携式电脑、移动电话、智能电话等)提供低电压DC功率。将流出电源插座的AC电压转换为为这些设备供电所需的DC电压的这些变压器“砖块”通常在转换过程中浪费能量。示例性电源供应1500减少了浪费的能量的量。示例性电源供应1500具有多个输出通道，以向一个或多个本文所公开的示例性导电总线系统供电，以及直接向例如LED照明的其它负载供电。

例如，该示例性电源供应1500可通过与一个或多个控制装置1502(例如传感器和/或智能装置例如智能电话、平板电脑、计算机等)通信来降低功耗。示例性电源供应1500与一个或多个控制装置1502无线地或者经由任何其它合适的通信协议通信。特别的，在一个实施例中，一个或多个控制装置1502具有光感测能力，其将与感测到的光的强度相关的信息传送到电源供应1500，以在晴天等期间减少或甚至切断照明的电力。在另一实施例中，一个或多个控制装置1502可具有运动感测能力和/或其它合适的感测能力，其将人不在邻近环境中传送给电源供应1500，以在未感测到居住者存在时而断开电力总线。同样，当控制装置感测到其自身在系统的外部或者在系统的范围内时，控制装置1502可发送控制信号。在其它实施例中，控制装置1502可具有其它感测能力，用于为了任何给定目的的需要而向电源供应1500传送信息。

示例性电源供应1500通过一个或多个输入1508接收电力。一个或多个输入1508可根据需要接收交流电和/或直流电。仅举例来说，一个或多个输入1508接收120伏交流电、230伏交流电和/或380伏直流电。

为了防止意外的功率损耗，示例性电源供应1500可包括电池备份1506。在所示的实施例中，电池备份1506提供24伏直流电并且集成到电源供应1500中。可替代地，电池备份1506可以是外围设备，其未集成到电源供应1500中。

为了适应各种电源要求，电源供应1500包括不受控输出1514和受控输出1516。不受控输出1514可用于为从不关断(或期望由局部控制)的装置供电，而受控输出1516更适于为具有较不一致的能量使用要求的装置供电。不受控输出1514和受控输出1516可根据需要输出功率。

虽然为了安全或其它原因电源供应1500可具有限制或切断电源的功能，本公开内容考虑了如图13所示的示例性连接器1550，1552，其包括用于防止涉及过电压和/或过电流的状况的机构1554。该机构1554可以是电源供应1500的功能的补充或替代。用于防止过电流和/或过电压的机构1554在一些实施例中可类似于保险丝的操作，但是本领域普通技术人员将会理解有多种方式来执行此功能。机构1554防止多种情况，例如如果有人连接不正确的电源，则防止对设备和/或个人的损坏或伤害。在一些实施例中，连接器1550包括用于允许控制到总线的功率的感测开关1556。在一些实施例中，感测开关1556可与作为功率的进一步的控制器(例如除了电源供应1500、分路器438、机构1554等)的传感器相关联，所述功率传送到总线1558，其支持需要负载的装置1560A-E。然而，在其它实施例中，除了用于防止过电压和过电流的机构1554之外，连接器1552不包括感测开关。因此，电源供应1500、分路器438和/或机构1554操作以控制供应到总线1562的功率，所述总线1562支持需要负载的装置1564A-E。

图15示出了包括电源2102的办公空间环境2100。在该实施例中，电源2102容纳在办公室墙壁2106的空腔外壳2104内。在这方面，本领域普通技术人员将认识到，示出的空腔外壳2104将优选地是接线盒的形式。在该实施例中，当墙壁是家具组件时，空腔外壳2104具有管道2108，其允许空气通过办公家具电源2102的对流。在其它实施例中，电源除了提供用于为设备供电的电力外，还可对电池备份进行充电，以允许在短期断电的情况下继续使用设备。在如图6所示的进一步实例中，可取的是将电源放置在接线盒外壳中，该接线盒外壳可设置在结构内，例如放置在墙壁中以隐藏电源以免被看见并满足本地电气建筑规范。

如上所述，用于总线的导电元件的载体可采取任何期望的形式。因此，通过进一步的实施例，图18A和18B示出了总线3700，其中载体是一块建筑材料3702的形式。虽然示出的是1/4圆形模制件的特定形式，但应当理解的是其它建筑材料可用于该相同的目的，例如图31A和31B所示的榫舌和凹槽地板。在所示的实施方式中，该块建筑材料3702设置有其中设置有导电体3704的通道。为了用于磁耦合到具有磁体和互补形状以及功率分配元件(其实施例在图20中示出)的布置的连接器3900，所示的示例性建筑材料还设置有铁磁材料3706的条带。虽然示出的是铁磁材料3706的连续条带(从而允许连接器3900放置在总线系统3700上的任何位置处)，但应当理解的是铁磁材料可根据需要分布和设置，以满足任何期望的目的。此外，例如在载体由非绝缘材料制成的情况下，可向系统提供可选的绝缘元件3800，如图19A和19B所示。

如在图22A和22B中进一步所示的，连接器3900可设置有用于允许连接器3900耦合到需要来自总线系统的功率和/或信号的设备的端口和/或导线/电缆。另外，如图21所示，为了任何目的的需要，电力可从布置在载体的与导电元件相同的一侧上的电源或者从相对侧提供给总线。在总线系统需要穿过拐角的情况下，如图22A和22B所示，可提供常规已知的和互补形状的跳线元件，以便于在相邻总线的导体元件之间的电气接合。

从房间中央的地板或从桌面接入电源也是有用的。在这种情况下，旨在与表面例如地板齐平地安装的总线优选地防止隆起导致绊倒危险，并且防止可收集污垢的凹陷，如图31-37所示。齐平总线在墙壁应用、桌面等中也是有利的。此外，载体3201可设置有例如梯形的形状，其提供底切以将载体保持在提供给一块建筑材料3205的相应形状的接收器3203、桌子或其它形式的载体/安装表面中的适当位置，如图33A-C和34A-B所示。类似地，导电元件1401可设置有具有底切的形状，以将总线保持在载体中，也如图34-35所示。此外，图35A和35B示出了具有可偏转底切3601的载体，如果安装者不能接近安装表面中的槽端部，则该底切将是有用的。齐平系统也可用于其它地板应用中。例如，图36A和36B示出了具有位于地毯3701的底表面下方的底切的载体配置，承载导电元件的载体部分仍然与地毯3701的顶表面齐平。

图14A-D示出了总线的另一种形式。在所示的总线中，总线载体1401包括一个窄的线性铁磁条带1403，并且连接器1405(无论是输入还是输出)包括设置为提供单个线性磁场的一个或多个磁体1407。以这种方式，磁体1407和铁磁条带1403之间的磁性关系将确保连接器1405在仅两个位置中的之一安装到总线载体1401，即，磁场将导致未对准的连接器1405自校正到对准以便正确连接，如图14C和14D所示。由于这些位置中的任一个旨在提供连接器触头和电力总线之间的电接触，通过简单地将磁性连接器放置得足够靠近总线系统以允许磁场将它们拉到一起来确保良好的连接。如果需要，连接器和总线可设置有互补的钥匙型特征，以确保连接器仅能够在两个位置中的仅一个位置耦合到总线。

图38A-38C所示的是钥匙形连接器1405’的另一实施方式，其中连接器1405’设置有钥匙形特征。虽然钥匙形特征示为是相对于承载连接器1405’的表面的触头从连接器1405’相对侧向外延伸的一对细长表面3800，但是应当理解，钥匙形特征可包括一个或多个表面，其沿着连接器1405’的侧面或表面的全部或部分延伸，只要所提供的钥匙形特征可与总线1401的一个或多个表面协作，当连接器1405’没有正确地安置在总线1401上时提供防止连接器1405’的触头与总线1401的导体接合的所需功能，特别如图38B所示，即，当连接器1405’没有与总线1401正确对准时，所示的钥匙形特征3800将与总线1401的一个面接合，因此所示的钥匙形特征3800将起到的作用是保持连接器1405’的一个或多个触头相对于总线1401的导体处于间隔的非导电状态。相反，当连接器1405’与总线1401正确对准时，如图38C所示，所示的钥匙形特征3800将位于总线1401的相对侧上，并且因此钥匙形特征3800将不与总线1401的任何表面接合，从而干扰连接器1405’的导体与总线1401的导体电接合的能力。

图39A-39D所示的是另一连接器3900，其具有居中设置的磁体1407和围绕其同心设置的至少两个电触头3902。尽管所示的连接器3900示为具有圆柱形形状的主体，但是应当理解可利用其它形式。如将理解的，通过将多个电触头3902同心地设置在连接器3900的配合表面3904上，连接器可以对应的多个旋转位置放置在总线1401上，其中至少两个电触头3902将与总线1401的导体电接合。因此，当连接器3900的一侧设置有USB端口、电缆、照明元件等时，用户可相对于总线1401旋转连接器3900，以将USB端口、电缆，照明元件等定位在期望的位置。还应当理解，根据任何给定目的的需要，连接器3900可设置有其它元件，例如端口或其它功率消耗特征。

虽然前述示出了相对于总线1401逐步可旋转360度的连接器3900(其中旋转步骤的数量根据提供给连接器3900的电触头3902的数量来确定)，但是还可预期连接器适配器3900’可用于提供连接器相对于总线1401在整个360度上旋转到任何期望的位置。为此，与连接器适配器3900’的触头承载表面3904相对的连接器适配器3900’的表面3906可设置有至少一对弓形导体3908，当连接器4100安置在连接器适配器3900’的表面3906上时，其将与图41A和41B所示的可配合连接器4100的触头4102电接合。为此，连接器4100还可设置有磁体，其用于将连接器4100附接/对准在连接器适配器3900’的表面3906上。在一些情况下，表面3906可凹陷在连接器适配器3900’的主体内，从而允许连接器4100在连接器适配器3900’的主体内对准安置。如将理解的，使用弓形导体3908允许连接器4100相对于总线1401自由旋转360度，从而允许用户将提供给导体4100的特征(例如所示的USB端口)定位在任何期望的位置。

尽管前面描述了可释放地定位在连接器适配器3900’内的连接器4100，但是还可预期连接器4100可旋转地直接附接到连接器基座3900”上，如图41A和41B进一步所示的。在这种情况下，连接器基座3900”本身可定位在总线1401上(不需要使用连接器适配器3900’)，或者连接器4100可如上所述的使用，即，连接器基座3900”可释放地与连接器适配器3900’接合。

如图42A-42C所示的是具有一对可缩回的AC插头分叉4200的另一连接器适配器4100’。在所示的连接器适配器4100’中，插头分叉4200可折叠到提供给触头安装表面3906的狭槽4202中。如将理解的，插头分叉4200将耦合到用于将AC电源转换为低电压DC电源的电路，例如以向提供给连接器适配器4100’的USB端口、功率消耗元件等提供低电压DC电源。以这种方式，连接器适配器4100’根据需要可耦合到AC电源插座、耦合到总线1401(分叉4200是缩回的或折叠的)或耦合到连接器适配器3900’(同样地，分叉4200是折叠的或缩回的)。虽然不是必需的，但连接器适配器4100’再次示为设置有可选的可旋转底座3900”，该可旋转底座支撑触头4102和插头分叉4200。还应当理解，连接器适配器不需要设置有触头4102，如图43A-43C所示，在这种情况下连接器适配器4100”将仅与AC电源插座一起使用。同样地，应当理解，插头分叉4200可设置到连接器适配器的任何表面上。

图37A-C示出了另一种形式的齐平总线系统，其中导电元件3801和铁磁条带3803都是安装到带子上的薄条带。薄带子将允许铁磁条带3803安装在带子的下侧，并且仍然对连接的装置提供足够的磁吸引力。在图37C所示的实施例中，导电元件之一也提供铁磁条带的功能。

图44A和44B示出了具有电源插头部分4400的又一连接器4100’。电源插头部分设有用于与电源端口的导电体(例如点烟器)接合的电触头4402。连接器4100’可包括根据需要用于将从电源端口得到的电力(例如12VDC)转换为提供给电力牵引装置或提供给连接器4100’的端口的电力的电路，如前所述。

如图45A-45C所示，还可预期电源插头部分和连接器也可设置为可分离的元件。为此，电源插头适配器4400’将包括如前所述的触头4402，并且还将包括用于与连接器(例如连接器4100)的触头接合的电触头3906。虽然不是必需的，但是电触头3906可以是弓形的形状，以提供与连接器4100的360度连接。还可预期电源插头适配器4400’可包括磁体，其可与提供给连接器4100的磁体配合，从而允许连接器可释放地耦合到电源插头适配器4400’。优选地，如前所述根据需要用于将从电源端口得到的电力(例如12VDC)转换为提供给电力牵引装置或提供给连接器4100的端口的电力的电路将包括在电源插头适配器4400’内，从而允许连接器4100与许多不同类型的适配器通用。然而，应当理解，连接器4100还可设置有用于根据需要将不同类型的电输入转换为不同类型的电输出的电路。

在一些情况下，提供的用于将连接器或连接器适配器与总线耦合的磁体4120也可用于从提供到总线4600的含铁元件4602获得电信号，例如通信信号，如图46A和46B所示。虽然不是必需的，但是磁体4120可设置有一个或多个突起4102，用于确保与含铁元件4602的良好配合连接，特别是在含铁元件凹陷在总线载体内的情况下，特别如图46A所示。

现在转到图24A-B和25A-B，示出了另一示例性总线系统，其具有集成LED照明，从而通过集成总线提供照明和对电源的额外访问。在图24A-B中，LED直接附接到总线导体上，而在图25-B中总线导体附接到集成LED电路。

图26示出了安装在层面环境中的示例性系统，以及图27和图28示出了安装在厨房中的示例性系统。然而，应当理解，本文描述的示例性环境并不是为了限制，本发明的系统和方法可用于需要低电压功率分布的任何位置。

还应当理解，导电元件可用可移除的基板例如膜来覆盖，以在需要涂覆载体时保护导电元件。

虽然已经详细描述了本发明的具体实施方式，但是本领域技术人员将理解，根据本公开内容的整体教导，可开发出对这些细节的各种修改和替代。例如，本领域技术人员应当理解，每个所述实施方式的一个或多个特征和组件可并入到其它描述的实施方式中，以根据给定目的的需要执行相同的功能。因此，应当理解，所描述的特征不限于任何特定的实施方式，而是可在可应用的实施方式之间自由使用。另外，应当理解，所示和所述组件的尺寸、形状、布置和/或数量可根据需要来改变，以满足给定的需要。因此，所描述和示出的实施方式不是为了限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求及其任何等同物的全部方面给出。

Claims (24)

1.一种用于连接到电气总线的装置，该电气总线包括载体、沿着载体线性设置的至少一对导电元件，以及由载体承载的线性设置的铁磁元件，所述装置包括：

适于可释放地耦合到所述电气总线的壳体，所述壳体具有至少三个同心设置的导电触头，其设置为使得所述导电触头中的至少两个将接合所述至少一对导电元件，以及至少一个设置成产生单个线性磁场的磁体，以与铁磁元件磁性配合。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个磁体适于与所述铁磁元件接合并电耦合。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体还包括可插入到交流电插座中的一对分叉，并且其中所述分叉耦合到用于将交流电转换成低电压直流电的电路。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述壳体包括可旋转基座，并且其中至少三个同心设置的导电触头设置在所述可旋转基座上。

5.根据权利要求4所述的装置，其中耦合到所述可旋转基座的所述壳体的一部分包括用于向可耦合到端口的另一装置提供信号的端口，其中所述信号经由导电触头中的至少一个从所述至少一对导电元件中的至少一个获得。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述基座或所述壳体部分中的一个进一步包括可插入到交流电插座中的一对分叉，并且其中所述分叉耦合到用于将交流电转换成低电压直流电的电路。

7.一种用于连接到电气总线的系统，该电气总线包括载体、沿着载体线性设置的至少一对导电元件，以及由载体承载的线性设置的铁磁元件，所述系统包括：

连接器适配器，其适于可释放地耦合到所述电气总线，所述连接器适配器具有至少第一对导电触头，其设置为接合所述至少一对导电元件，一对弓形导电元件，其耦合到至少一对导电触头，以及至少一个磁体，其设置为产生单个线性磁场以与所述铁磁元件磁性配合；以及

与连接器适配器可释放地耦合的连接器，具有至少第二对导电元件，由此所述连接器可相对于所述连接器适配器旋转360度，所述至少第二对导电元件可与所述一对弓形导电元件电接合。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述连接器包括用于将所述连接器磁耦合到所述连接器适配器的磁体。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述连接器适配器还包括一对可插入到交流电插座中的分叉，并且其中所述分叉耦合到用于将交流电转换成低电压直流电的电路。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述连接器包括可旋转基座，并且其中所述至少第二对导电触头设置在所述可旋转基座上。

11.根据权利要求10所述的系统，其中耦合到所述可旋转基座的所述连接器的一部分包括用于向可耦合到端口的另一装置提供信号的端口，其中所述信号经由至少第二对导电元件中的至少一个从所述至少一对导电元件中的至少一个获得。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述基座或所述壳体部分中的一个进一步包括可插入到交流电插座中的一对分叉，并且其中所述分叉耦合到用于将交流电转换成低电压直流电的电路。

13.一种用于连接到电气总线的装置，该电气总线包括载体、沿着载体线性设置的至少一对导电元件，以及由载体承载的线性设置的铁磁元件，所述装置包括：

适于可释放地耦合到所述电气总线的壳体，所述壳体具有至少一对导电触头，其设置为使得当所述装置相对于电气总线适当地对准时所述导电触头中的至少两个将接合所述至少一对导电元件，可与电气总线配合的钥匙形特征，以在所述装置相对于电气总线没有适当地对准时维持所述一对导电元件与至少一对导电元件的间隔关系，以及至少一个设置成产生单个线性磁场的磁体，以与铁磁元件磁性配合。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述至少一个磁体适于与所述铁磁元件接合并电耦合。

15.根据权利要求13所述的装置，其中所述钥匙形特征包括一对表面，其设置为当所述装置相对于所述电气总线未适当地对准时接合所述电气总线的表面，并且设置为当该装置相对于电气总线适当地对准时避开所述电气总线的表面。

16.一种用于连接到AC插座的系统，所述系统包括：

连接器适配器，其具有适于可释放地耦合到AC插座的一对分叉，耦合到至少一对导电触头的一对弓形导电元件，以及使用从所述AC插座获得的交流电向所述一对弓形导电元件提供低电压直流电的电路；以及

与连接器适配器可释放地耦合的连接器，具有至少一对导电元件，由此所述连接器可相对于所述连接器适配器旋转360度，所述至少第二对导电元件可与所述一对弓形导电元件电接合。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述连接器和所述连接器适配器各自包括用于将所述连接器磁耦合到所述连接器适配器的磁体。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述连接器包括可旋转基座，并且其中所述至少第二对导电触头设置在所述可旋转基座上。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述连接器包括一个端口，经由使用所述端口向可耦合到所述连接器的装置提供低电压直流电。

20.一种用于连接到电源端口的系统，所述系统包括：

连接器适配器，其适于可释放地连接到所述电源端口，所述连接器适配器具有设置为接合与所述电源端口相关联的导电元件的导电触头，一对弓形导电元件，其耦合到所述至少一对导电元件，以及至少一个磁体；以及

具有至少一个磁体的连接器，所述至少一个磁体可与所述连接器适配器的所述至少一个磁体配合，以将所述连接器可释放地耦合到所述连接器适配器，并且该连接器具有至少一对导电元件，由此所述连接器能够相对于所述连接器适配器旋转360度，所述至少第二对导电元件可与所述一对弓形导电元件电接合。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述连接器包括一个端口，通过使用所述端口向可耦合到所述连接器的装置提供低电压直流电。

22.一种用于连接到电气总线之一的装置，该电气总线包括载体、沿着载体线性设置的至少一对导电元件，以及由载体承载的线性设置的铁磁元件，以及电源端口，所述装置包括：

壳体，具有设置为可释放地耦合到电源端口的第一部分，其中第一部分具有设置为接合与电源端口相关联的导电元件的第一组导电触头，设置为可释放地耦合到电气总线的第二部分，所述第二部分具有用于接合至少一对导电元件的第二组触头，以及与所述第二部分相关联的至少一个磁体，以产生与所述铁磁元件磁性配合的单个线性磁场。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述壳体包括一个端口，经由使用所述端口向可耦合到所述连接器的装置提供低电压直流电。

24.根据权利要求22所述的装置，其中所述第二部分包括可旋转基座，并且其中所述第二组导电触头设置在所述可旋转基座上。