CN108475089A - 模块化机电装置 - Google Patents

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Abstract

本文中描述了模块化机电装置的各种实施方式。模块化机电装置包括底座和可以连接至底座的多个功能模块。每个模块与不同的功能性相关联。模块化机电装置的功能性基于包括以下的各种属性来限定：连接至机电装置的不同的功能模块的功能性，不同的功能模块连接至机电装置的顺序，用于将功能模块附接至机电装置的具体附接结构，或者形成在底座内的迹线模式。

Description

模块化机电装置
技术领域
本文中描述的实施方式涉及模块化机电装置，更具体地涉及其功能由附接至底座的模块的组合来限定的机电装置。
背景技术
传统的消费者电子设备具有短的生命周期。消费者购买利用尖端技术的消费者电子设备会发现它们的电子设备在不久的将来就过时了。消费者电子设备然后被扔掉并且被最新版本的电子设备所代替，并且电子设备的生命周期继续重复。
通常，包括在被认为是“过时的”消费者电子设备中的硬件组件仍然是有用的。然而，因为消费者电子设备被设计为封闭系统，所以硬件组件不再能被重新使用。从消费者的角度来看，传统的消费者电子设备的生命周期是昂贵的并且浪费的。
发明内容
本文中的实施方式描述了模块化机电装置。模块化机电装置包括底座和可以连接至底座的多个功能模块。每个模块与不同的功能相关联。模块化机电装置的功能基于连接至机电装置的不同的功能模块的功能来限定。因此，用户可以基于用户选定连接至底座的功能模块来改变模块化机电装置的功能。
在一个实施方式中，机电装置包括：处理器模块，包括：处理器电路、连接至处理器电路的存储器电路、以及连接至处理器电路的接口电路。该机电装置还包括底座，底座包括：第一附接结构，被配置为将处理器模块附接至底座；一个或多个第二附接结构，一个或多个第二附接结构中的每一个被配置为将多个功能模块中的一个功能模块附接至底座，多个功能模块中的每一个与分离的功能性相关联；以及多个迹线，在第一附接结构和一个或多个第二附接结构之间延伸以将处理器模块的接口电路与附接至一个或多个第二附接结构的一个或多个功能模块可操作地连接，其中，将由机电装置执行的功能至少由附接至一个或多个第二附接结构的一个或多个功能模块限定。
在一个实施方式中，底座是由三维(3D)印刷工艺形成以包括第一附接结构、一个或多个第二附接结构以及多个迹线的整体式结构。
在一个实施方式中，第一附接结构是第一腔，该第一腔延伸至底座的主体中并且至少使多个迹线的子集从限定第一腔的壁暴露，并且一个或多个第二附接结构中的每一个是第二腔，该第二腔至少使多个迹线的子集延伸至底座的主体中并且至少使多个迹线的子集从限定第二腔的壁暴露。
在一个实施方式中，至少第二腔的一个子集具有相同的尺寸和形状。
在一个实施方式中，一个或多个第二附接结构中的至少两个第二附接结构的尺寸和形状不同以附接一组功能模块而不是另一组功能模块。
在一个实施方式中，一个或多个第二附接结构中的每一个包括固定相应的功能模块的对齐结构。
在一个实施方式中，多个功能模块包括扬声器功能模块、麦克风功能模块、触摸板功能模块、全球定位系统(GPS)功能模块、显示屏功能模块、以及温度计功能模块中的至少一者。
在一个实施方式中，处理器模块被配置为通过识别由附接至底座的功能模块执行的功能来确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，处理器模块被配置为进一步基于附接至底座的功能模块的接口连接的阻抗来确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，处理器模块进一步基于一个或多个功能模块附接至底座的顺序来确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，处理器模块进一步基于一个或多个第二附接结构中的哪些被用于附接一个或多个功能模块来确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，机电装置响应于将功能模块附接至第二附接结构中的一个而执行第一功能，并且机电装置响应于将相同的功能模块附接至第二附接结构中的另一个而执行第二功能。
在一个实施方式中，处理器模块进一步基于由底座中的多个迹线形成的模式确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，处理器模块响应于功能模块的集合通过第一模式的多个踪迹线连接来确定将由机电装置执行第一功能，并且其中，处理器模块响应于同一功能模块的集合通过第二模式的多个踪迹线连接来确定将由机电装置执行第二功能。
在一个实施方式中，处理器模块进一步被配置为基于由底座中的多个踪迹线形成的模式来确定机电装置的用户。
在一个实施方式中，处理器模块包括多个可配置的致动器，多个可配置的致动器中的每一个被配置以设置为关闭状态或开启状态，并且其中，处理器模块进一步基于多个可配置的致动器中的每一个的关闭状态或开启状态来确定将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，处理器模块响应于将功能模块的集合附接至底座并且将多个可配置的致动器设置为第一模式确定机电装置将执行第一功能，并且其中，处理器模块在同一功能模块的集合被容纳在底座内并且将多个可配置的致动器的状态设置为第二模式时确定机电装置将执行第二功能。
在一个实施方式中，处理器模块被配置为：响应于检测到附接至底座的一个或多个功能模块，通过网络向服务器传输对于软件的请求；响应于传输请求，从服务器接收所请求的软件；加载所接收的软件；并且根据所加载的软件操作机电装置。
在一个实施方式中，所请求的软件对应于如由处理器模块基于附接至底座的一个或多个功能确定的将由机电装置执行的功能。
在一个实施方式中，提供一种用于配置机电装置的方法。该方法包括：将处理器模块附接至底座的第一附接结构，处理器模块包括处理器电路、连接至处理器电路的存储器电路、以及连接至处理器电路的接口电路；将一个或多个功能模块中的每一个附接至底座的一个或多个第二附接结构中的每一个，一个或多个功能模块中的每一个与分离的功能性相关联；并且通过在第一附接结构和一个或多个第二附接结构之间电气延伸的多个迹线将处理器模块的接口电路与附接至一个或多个第二附接结构的一个或多个功能模块可操作地连接，由附接至一个或多个第二附接结构的至少一个或多个功能模块限定将由机电装置执行的功能。
附图说明
图(图)1示出根据一个实施方式的模块化机电装置的概览。
图2示出根据一个实施方式的模块化机电装置的底座的等距视图。
图3示出根据一个实施方式的在底座内形成的迹线。
图4A、图4B和图4C示出根据一个实施方式的模块化机电装置的示例模块。
图4D是示出根据一个实施方式的处理器模块的框图。
图5示出根据一个实施方式的包括形成在底座内的迹线的截然不同的模式的不同的底座。
图6示出根据一个实施方式的用于限定模块化机电装置的环境的框图。
图7示出根据一个实施方式的机电装置的获得用于操作装置的软件的方法。
仅为了说明的目的，附图描绘了并且具体实施方式描述了各种非限制性的实施方式。
具体实施方式
本文中描述了模块化机电装置的各种实施方式。模块化机电装置包括底座和可以连接至底座的多个功能模块。每个模块与不同的功能相关联。模块化机电装置的功能基于各种属性限定。属性包括连接至机电装置的不同的功能模块的功能，不同的功能模块连接至机电装置的顺序，用于将功能模块附接至机电装置的具体附接结构，或者形成在底座内的迹线模式。
如本文中描述的功能模块的“功能”或“功能性”处于更精细的粒度，即通常由用户感知为不足以构成独立装置的功能或功能性。就是说，单个功能模块通常不会被用户感知为本身提供足以构成独立装置的功能。
如本文中描述的机电装置的“功能”或“功能性”指更大粒度的功能，即通常由用户感知为足以构成独立装置。机电装置的“功能”或“功能性”比功能模块的“功能”处于更大的粒度。例如，扬声器功能模块(功能模块)的功能是在接收到电信号时生成声音，然而互联网无线电装置(包括扬声器功能模块的机电装置)的功能是再现通过互联网接收的音乐。
模块化机电装置的结构
图1和其他附图使用相同的参考标号来标识相同的元件。诸如“102A”的参考标号后的字母表示文本特指具有该特定参考标号的元件。没有后接字母的文本中的参考标号，诸如“102”，指带有该参考标号的附图中的任何或所有元件。
图1示出根据一个实施方式的模块化机电装置100(在下文中称为“装置”)的概览。装置100可基于连接至装置100的模块被配置成各自具有截然不同的功能性的多个不同类型的装置。例如，装置100可以最初被配置为扬声器装置并且然后稍后重新配置成全球定位系统(GPS)装置。因此，装置可以基于连接至装置100的模块为用户提供许多不同的功能性。
在一个实施方式中，装置100包括被配置为连接至多个不同的模块103、105的底座101，如在图1中所示。底座101用作将附接至底座101的不同的模块103、105电连接在一起的结构。
图2示出底座101的一个实施方式。如在图2中所示，底座101是矩形形状。然而，底座101可以形成为诸如方形形状、三角形形状、长方形形状的任何形状，或者任何其他形状。
通常，底座101包括多个附接结构。每个附接结构被配置为将单个模块103、105附接至底座101。在一个实施方式中，多个附接结构是形成在底座内的腔，如在图2中所示。图2示出包括第一腔201A和第二腔201B的底座101的一个实施方式。尽管在图2中仅示出两个腔，但底座101可具有形成在底座内的任意数量的腔。
通常，每个腔是形成在底座内的中空空间并且腔的形状和尺寸由限定腔的多个壁限定。换言之，每个腔均延伸到底座101的主体中。腔的其他特性可以包括至用作腔内的传感器或组件的特定迹线的连接。腔通常仅通过底座101的厚度的一部分形成。然而，腔也可以通过底座101的整个厚度形成。在一个实施方式中，形成在底座101内的不同腔的形状和尺寸相同。当腔的形状和尺寸相同时，任何模块103、105可以被插入形成在底座101内的任何腔中。因此，所有模块103、105具有相同的形状和尺寸使得任何模块103、105可以装配到形成在底座101内的任一个腔中。腔可以是方形形状、圆形形状、三角形形状或任何其他形状。
可替换地，形成在底座101内的腔的形状和/或尺寸是不同的。例如，在图2中，尽管腔201A和腔20B均是方形形状，但腔201A大于腔201B。当包括在底座101中的腔具有不同的形状和/或尺寸时，每个腔仅可以被配置为容纳具有与特定腔的形状和尺寸相匹配的形状和尺寸的特定模块。腔的形状和尺寸还可以增强连接至底座101的模块103、105的功能性。例如，腔可包括扬声器谐振室以增强连接至底座的扬声器模块的功能性。与本文中描述的那些相比，腔的其他功能特性可以用于增强腔的特性。
在一个实施方式中，底座101还形成以包括使每个模块103、105对齐以用于连接至底座101的多个对齐结构。就是说，每个腔包括用于使模块103、105对齐的多个结构以便连接与多个对齐结构相关联的腔。具体地，相应的腔的多个对齐结构使模块对齐到腔中使得模块的电连接器可以被插入位于腔内的电连接器中。电连接器的细节在以下描述。对齐特征的实例是底座101内形成的凹槽。
每个腔的对齐结构可以以预定的间隔围绕腔形成。例如，对齐结构可以形成在方形腔的拐角处。对齐结构也可以仅通过底座101的厚度的一部分形成。例如，图2示出腔201A包括使模块103、105对齐以使模块的电连接器连接至位于腔201A内的电连接器的对齐结构203A。类似地，腔201B包括使模块103、105对齐以使模块的电连接器连接至位于腔201B内的电连接器的对齐结构203B。
在一个实施方式中，底座101还形成以包括多个迹线。在一个实施方式中，底座101内形成的迹线将连接至底座101的模块103、105通信地连接在一起。迹线可将电力和/或信号路由至连接至底座101的不同的模块103、105。在另一个实施方式中，迹线还可以用作传感器或致动器结构。
在一个实施方式中，迹线是诸如线的导电结构。迹线可以由诸如金属(例如，铜或金)或非金属材料(例如，硅树脂、环氧树脂或有机导电材料)的导电材料制成。在一个实施方式中，迹线由非导电材料制成。例如，迹线可以由注入到底座101中的半透明树脂制成。半透明树脂可凝固并构建允许信息通过像光纤的光脉冲传输的针对光的波导。迹线也可以由压电材料形成。
图3示出描绘形成在底座中的迹线301的图2中示出的底座的平面图。迹线还可以包括将不同的模块电连接在一起所需要的焊盘、互连件或任何其他结构。
在一个实施方式中，迹线可以以不同的模式形成在底座101内。迹线模式描述迹线在底座101内的布局。底座101可以形成以包括多个不同的迹线模式，迹线的每个唯一的模式与具体装置类型相关联。如以下将进一步描述的，装置100的功能性可以基于形成在底座101内的迹线模式。底座101中包括的迹线终止至形成到底座101中的电连接器(例如，接口连接)中。每个电连接器形成在底座内并且位于形成在底座101内的附接结构中的相应一个附接结构的壁上。就是说，每个附接结构包括相关联的电连接器。电连接器可以是凸型或凹型连接器。在模块103、105连接至底座101的附接结构中的一个时，形成在底座101内的电连接器连接至包括在模块103、105中的相应的电连接器。因此，包括在模块103、105中的电连接器和形成在底座101中的电连接器用于将模块电连接至底座101。参考图2，腔201A包括连接器205。包括在模块103、105中的电连接器被插入至腔的连接器205中以便将模块103、105电连接至底座101。尽管在图2中未示出，但是腔201B还包括形成在腔201B内的电连接器。
在一个实施方式中，底座101由整体式结构形成。底座101可以由诸如聚合物、陶瓷、有机材料、复合材料、或金属的任何材料制成。在一个实施方式中，底座101通过三维(3D)印刷工艺形成。3D印刷工艺包括加成工艺和减成工艺以将底座101的各种结构特征和上述迹线集成至底座101中。可以用于使用3D印刷工艺构建具有迹线的底座101的制造过程的实例在于2015年10月23日提交的美国专利申请号14/921，868中描述，其全部内容通过引证结合于此。
参考回图1，多个模块103、105可以连接至底座101。在一个实施方式中，模块是可以连接至底座101的分离的物理组件。模块分类为功能模块105或者处理器模块103。处理器模块103的结构参照图4D在以下详细描述。通常，装置100包括单个处理器模块103和连接至装置100的至少一个功能模块105。然而，根据底座101的设计，任意数量的处理器模块103和功能模块105可以连接至底座101。例如，在图1中，装置100示出连接至底座101的两个功能模块105A、105B和单个处理器模块103。
在一个实施方式中，功能模块105执行功能。就是说，每个功能模块105与相应的功能性相关联。在一个实施方式中，每个功能模块105与单个功能性相关联。通常，装置100的功能性基于连接至底座101的功能模块105的功能性限定。
功能模块105可以与任何类型的功能性相关联，该功能性描述功能模块105的单独的能力。例如，功能模块105可以是输出声音的扬声器功能模块107A。图4A是扬声器功能模块107A的一个实施方式。扬声器功能模块107A至少包括容纳在框架内的线圈、磁体和扬声器纸盆。包括在扬声器功能模块107A中的各种组件允许扬声器输出声音。
参考回图1，功能模块105可以是用于将声音转换成电信号的麦克风107B，用于感测装置100的触摸的触摸板107C，提供地理定位信息的GPS系统107D，用于显示图像的显示屏107E，或者用于提供温度信息的温度计107D。除了以上描述的那些之外，其他类型的功能模块105也可以结合到装置100中。
处理器模块103用作装置100的中央处理单元。在一个实施方式中，处理器模块103至少部分地基于连接至底座101的功能模块105来确定装置100的功能性。就是说，处理器模块103基于连接至底座101的功能模块105确定装置100的装置类型并且装置类型确定由装置100执行的功能。图4B示出处理器模块103的一个实例。
图4C示出包括连接至底座101的单个处理器模块103和单个功能模块的装置100的基本实施方式。在图4C中示出的实例中，扬声器功能模块107A和处理器模块103连接至底座101。在一个实例中，装置100基于连接至底座101的扬声器功能模块107具有扬声器的功能性。然而，装置100的功能性可以基于除了仅连接至底座101的功能模块105的功能性以外的标准。
图4D是示出根据一个实施方式的处理器模块103的详细视图的框图。如在图4D中所示，处理器模块103包括处理器电路401、存储器电路403、以及接口电路405。尽管仅三个电路包括在如在图4D中所示的处理器模块103中，但任意数量的电路可以包括在处理器模块103中。
在一个实施方式中，处理器电路401可以是单个计算机处理器或者可以是采用用于增加的计算能力的多个计算机处理器设计的架构。具体地，处理器电路401可以是使用各种指令集架构(ISA)中的任意一个的通用或嵌入式处理器，诸如x86、PowerPC、SPARC、RISC、ARM或MIPS ISA、或任何其他合适的ISA。
在一个实施方式中，存储器电路404存储用于由处理器模块103执行的指令。例如，如以下将描述的，存储器电路404存储用于确定装置100的装置类型的各种规则。存储器电路404可以体现为任何类型的存储器，包括例如，动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)，双数据速率(DDR、DDR2、DDR3等)RAMBUS DRAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)或它们的组合。
存储器电路403可以存储规则集407和装置信息409以及其他信息。规则集407和装置信息409共同形成用于确定装置100的装置类型并根据其确定的装置类型操作装置100的软件。具体地，规则集407基于以下内容限定装置100的类型与功能，例如，(i)功能模块附接至附接结构的顺序，(ii)附接至附接结构的功能模块的组合，(iii)功能模块的一个或多个连接器的阻抗，以及(iv)底座中的迹线模式。在确定装置100的类型与功能之后，用于所确定的装置类型的装置信息409由处理器模块103执行以协调功能模块105与处理器模块103之间的操作。
在一个实施方式中，接口电路405是将处理器模块103连接至包括在底座101中的迹线的接口。接口电路使处理器模块103能够与连接至底座101的功能模块105通信。
用于确定装置类型的方法
如上所述，处理器模块103基于连接至底座101的功能模块105的功能性确定装置100的装置类型。在装置100接通时，处理器模块103检测哪些功能模块105连接至底座101。处理器模块103可通过经由将处理器模块103和功能模块105电连接在一起的多个迹线与功能模块105通信，来检测哪些功能模块105连接至底座101。处理器模块103可以从连接至底座101的每个功能性模块105接收标识符。每个标识符可以指示出与标识符相关联的功能模块105的具体类型。例如，标识符可以指示功能模块105是扬声器或显示屏。
在另一个实施方式中，处理器模块103基于连接至底座101的每个功能模块105的阻抗(例如，电阻)确定连接至底座101的功能模块105。具体地，每个类型的功能模块105在功能模块105的连接器处具有唯一的阻抗。针对不同类型的功能模块105中的每一个的唯一阻抗用作功能模块105的标识符。在一个实施方式中，处理器模块103通过使用已知的用于测量电路的阻抗的技术测量在连接至底座101的每个功能模块105的连接器处的阻抗，来检测连接至底座101的功能模块105。
在一个实施方式中，除了连接至底座101的具体功能模块105之外，装置100变为的装置类型基于功能模块105连接至底座101的顺序(例如，次序)。处理器模块103可以存储多个顺序规则，该多个顺序规则基于功能模块105连接至底座101的不同的顺序描述装置的装置类型。每个顺序规则描述将功能模块105的特定集合连接至底座101的具体顺序以及与该顺序相关联的具体装置类型。在功能模块105连接至底座101时，处理器模块103记录功能模块105连接至底座101的顺序。在自最后的功能模块105连接至底座起经过了阈值量的时间(例如，10秒)之后，处理器模块103将记录的顺序与顺序规则进行比较。处理器模块103识别与记录的顺序相匹配的顺序规则并且基于与识别的顺序规则相关联的装置类型确定装置100的装置类型。
例如，考虑扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B将被插入底座101中的场景。装置100的装置类型取决于扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B连接至底座101的顺序。例如，如果扬声器功能模块107A首先连接至底座101，随后是麦克风功能模块107B，则处理器模块103可以基于顺序规则确定装置100是卡拉OK装置。例如，如果麦克风功能模块107B首先连接至底座101，随后是扬声器功能模块107A，则处理器模块107B可以基于顺序规则确定装置100是电话装置。因此，功能模块连接至底座的次序影响装置100的装置类型。
在一个实施方式中，所得到的装置100的装置类型基于底座101中的被用于将功能模块105连接至底座的附接结构。就是说，装置100可以基于哪些附接结构用于将功能模块105连接至底座101而变为不同类型的装置。在一个实施方式中，处理器模块103存储多个附接结构规则，附接结构规则基于哪些附接结构用于将功能模块105连接至底座101来描述装置100将变为的装置类型。
例如，考虑扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B将被插入至包括附接结构A和附接结构B的底座101中的场景。装置100的装置类型将取决于哪个附接结构被用于连接至扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B。例如，如果扬声器功能模块107A使用附接结构A连接至底座101并且麦克风功能模块107B使用附接结构B连接至底座101，则处理器模块103可以基于附接结构规则确定装置100是卡拉OK装置。然而，如果麦克风功能模块107B使用附接结构A连接至底座101并且扬声器功能模块107A连接至附接结构B，则处理器模块107B可以基于附接结构规则确定装置100是电话装置。因此，尽管相同的功能模块105附接至底座101，但装置100的装置类型基于哪些附接结构被用于连接至功能模块而改变。
在一个实施方式中，处理器模块103基于连接至底座101的功能模块的具体组合确定装置100的装置类型。处理器模块103可以存储组合规则的集合，组合规则的集合基于连接至底座101的功能模块105的不同组合来描述所得到的装置100的装置类型。在检测到功能模块105连接至底座101之后，处理器模块103将检测到的连接至底座的功能模块105的组合与组合规则的集合进行比较。处理器模块103基于比较确定装置100的装置类型。
例如，如果处理器模块103确定GPS系统功能模块107D连接至底座，则处理器模块103可以基于组合规则的集合确定装置100是跟踪用户沿着各种远足线路的位置的远足跟踪器。在另一个实施方式中，如果处理器模块103确定扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107A连接至底座101，则处理器模块103基于组合规则确定装置100是电话装置。因此，不同功能模块的组合影响装置100的装置类型。
在一个实施方式中，处理器模块103根据形成在装置100的底座101内的迹线的模式确定装置100的装置类型。如上所述，底座101可以形成以包括多个不同的迹线模式，迹线的每个唯一的模式与具体装置类型相关联。装置100的装置类型基于形成在底座101中的迹线模式和连接至底座101的具体功能性模块105。就是说，如果相同的功能模块105连接至结合不同的迹线模式的两个不同的底座，则由于底座具有不同的迹线模式，所以与不同的底座相关联的装置类型是不同的。
例如，图5示出根据一个实施方式的具有不同的迹线模式的两个底座。如在图5中所示，底座501和底座503具有连接至底座501和底座503的附接结构的处理器模块103、扬声器功能模块107A、以及麦克风功能模块107B。然而，底座501和底座503具有形成在底座内的不同的迹线模式。
例如，包括在底座501中的迹线模式包括将处理器模块103连接至扬声器功能模块107A的第一迹线505。包括在底座501中的迹线模式还包括将扬声器功能模块107A和麦克风模块107B连接在一起的第二迹线507。最后，包括在底座501中的迹线模式包括将处理器模块103和麦克风功能模块107B连接在一起的第三迹线509。包括在底座503中的迹线模式也包括相对于底座501如上描述的第一迹线505和第二迹线507。然而，包括在底座503中的迹线模式缺少第三迹线。因此，底座501和底座503具有不同的迹线模式。
在这个实施例中，处理器模块103基于包括在不同底座中的不同的迹线模式确定包括底座501的装置是卡拉OK装置，而包括底座503的装置是电话装置。尽管底座501和底座503两者具有连接至底座的相同的功能模块103，但处理器模块103基于形成在底座501和底座503内的迹线模式确定装置的不同装置类型。
在一个实施方式中，每个底座可包括指示形成在底座内的迹线模式的标识符的射频标识符(RFID)标签。在处理器模块103连接至底座时，处理器模块103可接收形成在底座内的迹线模式的标识符。处理器模块103可以访问所存储的对于各自具有唯一的迹线模式的不同底座来说唯一的装置类型规则。装置类型规则描述装置基于连接至底座的功能性模块105的类型将变为的装置的类型。在确定连接至底座的功能模块105之后，处理器模块103访问对于底座唯一的装置类型规则以根据连接至底座的功能模块105确定装置的装置类型。
在一个实施方式中，形成在底座内的迹线模式对于与底座相关联的用户也是唯一的。因此，如上所述，迹线模式识别与底座相关联的用户以及限定装置基于连接至底座的功能模块105的类型将变为的装置类型。在一个实施方式中，包括在底座101中的RFID标签还可以提供与底座相关联的用户的指示。
在又一实施方式中，处理器模块103包括可以在诸如开启状态和关闭状态的不同状态之间切换的多个可配置的致动器。用户可以设置可配置的致动器的状态以限定在功能模块105连接至底座101之后所得到的装置100的装置类型。例如，包括在处理器模块103中的致动器可以被设置为第一模式使得装置在扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B连接至底座101时变为卡拉OK装置。可替换地，包括在处理器模块103中的致动器可以被设置为第二模式使得装置100在扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B连接至底座101时变为电话装置。
在又一实施方式中，处理器模块103基于底座101本身的几何形状确定装置100的装置类型。例如，第一装置和第二装置可具有连接至第一装置和第二装置的相同类型的功能模块(例如，扬声器模块)。然而，第一装置和第二装置可具有几何形状不同的底座。
处理器模块103可以基于第一装置和第二装置的底座的几何形状确定第一装置和第二装置的不同装置类型。例如，第一装置可具有矩形形状的底座，而第二装置可具有圆形形状的底座。处理器模块103可以基于底座的方形形状确定具有矩形形状的底座的第一装置是电话装置并且基于圆形形状的底座确定具有圆形形状的底座的第二装置是卡拉OK装置。
一旦处理器模块103检测到连接至底座101的功能模块105并确定装置100的装置类型，处理器模块103就根据所确定的装置类型加载用于操作功能模块105的软件。软件允许装置100执行与所确定的装置类型相关联的功能。在一个实施方式中，处理器模块103包括根据所确定的装置类型的用于操作功能模块105所必要的软件。在另一个实施方式中，处理器模块103从如下所述的定义服务器100中拾取用于操作功能模块105的软件。
装置的操作环境
图6是根据一个实施方式的用于限定装置100的环境600的框图。环境600包括包含处理器模块103和至少一个功能模块105的装置100。装置100经由网络603连接至定义服务器601。通常，定义服务器601存储装置的功能性的定义和底座的设计，如以下将描述的。尽管图6中示出的环境600仅包括单个装置100，但环境600可以包括任意数量的装置100(例如，数百万的装置100)。
网络603使连接至其的实体之间能够进行通信。在一个实施方式中，网络603是互联网并且使用标准的通信技术和/或协议。因此，网络603可以包括使用诸如以太网、802.11(WiFi)、微波访问的全球互操作性(WiMAX)、3G、长期演进(LTE)、数字订户线路(DSL)、异步传输模式(ATM)、InfiniBand等的技术的链路。类似地，在网络603中使用的网络协议可包括多协议标签交换(MPLS)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)、简单邮件传输协议(SMTP)、文件传送协议(FTP)等。通过网络603交换的数据可以使用包括超文本标记语言(HTML)、可扩展标记语言(XML)等的技术和/或格式来表示。此外，所有或一些链路可以使用以下常规的加密技术进行加密：诸如，安全套接字层(SSL)、安全传输层协议(TLS)、虚拟专用网络(VPN)、互联网协议安全(IPsec)等。在一个实施方式中，网络603可包括但不限于局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)的任何组合。在另一个实施方式中，实体使用定制的和/或专用的数据通信技术代替以上描述的技术，或者作为除了以上描述的技术之外的补充。在一个实施方式中，处理器模块103与定义服务器601通信以获得操作检测到的连接至装置100的底座101的功能模块105所需要的软件。在确定装置100的装置类型之后，处理器模块103向定义服务器601传输对于与所确定的装置类型和连接至底座101的功能模块105相关联的软件的请求。
如在图6中所示，定义服务器601包括处理对于软件的请求的请求模块605。请求模块605是用来提供指定的功能性的计算机程序逻辑。因此，请求模块605可以在硬件、固件和/或软件中实现。在一个实施方式中，请求模块605存储在非暂时性存储装置(即计算机程序产品)上，加载至存储器中，并且由包括在定义服务器601中的一个或多个计算机处理器执行。另外，本领域技术人员将认识到图6中示出的定义服务器601的其他实施方式可具有与在此描述的模块不同的和/或另外的模块，而且功能性可以以不同的方式在模块之间分布。
在一个实施方式中，请求模块605从装置100接收对于操作检测到的连接至装置100的底座101的功能模块105所需要的软件的请求。由请求模块605接收的请求包括由处理器模块103确定的装置100的装置类型和连接至装置100的底座101的功能模块105。请求模块605通过从软件数据库607中检索与请求中指定的装置类型和功能模块105相关联的软件来处理请求。在一个实施方式中，软件数据库607存储用于根据装置基于连接至装置100的功能模块105可被配置成的所有不同的装置类型来操作装置的不同的软件。
在请求模块605检索到所请求的软件之后，请求模块605将软件传输至装置100。处理器模块103执行从定义服务器601接收的软件以使用户根据所确定的装置类型操作装置100。
图7是根据一个实施方式的用于获得装置100的软件的过程的交互图。交互图示出根据一个实施方式的由装置100和定义系统601执行的步骤。
在一个实施方式中，装置100检测701连接至装置100的底座101的一个或多个功能模块105。例如，装置100可以检测到扬声器功能模块107A和麦克风功能模块107B连接至装置100的底座101。装置100基于连接的功能模块105确定703装置100的装置类型。装置100还可以基于以上描述的其他因素(诸如不同的功能模块105连接至底座101的顺序或者用于将功能性模块连接至底座101的具体附接结构)确定装置的装置类型。
装置100将对于软件的请求传输705至定义服务器601。该请求包括所确定的装置100的装置类型以及由装置100检测到的功能模块105。定义服务器601接收请求并检索707存储在软件数据库607中的所请求的软件。定义服务器601将所检索的软件709传输709至装置100。装置100加载711所接收的软件并基于加载的软件715提供715所确定的装置类型的功能性。例如，如果所确定的装置类型是电话装置，则装置100向装置的用户提供电话相关的功能性。
因此，本文中描述的实施方式描述模块化机电装置。模块化机电装置的功能性可以基于诸如连接至机电装置的不同的功能模块的功能性的各种因素而由用户改变。因此，单个装置可以基于连接至装置的功能模块而被配置为许多不同的装置类型。此外，因为机电装置是允许用户再利用装置的底座101的开放系统，由于用户可以购买新的功能模块代替过时的功能模块，因此机电装置的生命周期得到延伸。
参考回图6，在一个实施方式中，3D打印机609经由网络603连接至定义服务器601。3D打印机使用如上所述的3D印刷工艺生成装置100的底座。在一个实施方式中，定义服务器601包括底座数据库611。底座数据库611包括各种底座定义文件。每个底座定义文件与唯一的底座相关联并且描述底座的结构特征。例如，针对底座的底座定义文件限定相关联的底座的尺寸和形状以及包括在底座中的附接结构的尺寸、形状、位置和数量。另外，每个底座定义文件描述包括在相关联的底座中的迹线模式。
3D打印机609的用户将从底座数据库611检索的底座定义文件加载至3D打印机609中。然后，3D打印机609使用3D印刷工艺构建装置100的底座101。
尽管已在具体实施方式的上下文中提供了本描述，但本领域技术人员将了解可以从提供的教导推断出许多替代实施方式。此外，在书面描述内，除非另有说明，否则组件的特定名称、术语的大写、属性、数据结构、或任何其他结构或编程方面不是强制的或重要的，并且实现所描述的发明或者其特征的机制可具有不同的名称、格式或协议。
最后，应当注意的是说明书中使用的语言主要出于易读性和指导的目的而选择，并且不会选择用来限定或限制本发明的主题。因此，本公开旨在是说明性的，而非限制本发明的范围。

Claims (20)

1.一种机电装置，包括：
处理器模块，包括：
处理器电路，
存储器电路，连接至所述处理器电路，和
接口电路，连接至所述处理器电路；以及
底座，包括：
第一附接结构，被配置为将所述处理器模块附接至所述底座，
一个或多个第二附接结构，所述一个或多个第二附接结构中的每一个被配置为将多个功能模块中的一个功能模块附接至所述底座，多个所述功能模块中的每一个与分离的功能性相关联，以及
多个迹线，在所述第一附接结构和所述一个或多个第二附接结构之间延伸以将所述处理器模块的接口电路与附接至所述一个或多个第二附接结构的一个或多个功能模块可操作地连接，将由所述机电装置执行的功能至少由附接至所述一个或多个第二附接结构的一个或多个所述功能模块限定。
2.根据权利要求1所述的机电装置，其中，所述底座是由三维(3D)印刷工艺形成以包括所述第一附接结构、所述一个或多个第二附接结构以及所述多个迹线的整体式结构。
3.根据权利要求2所述的机电装置，其中，所述第一附接结构是第一腔，所述第一腔延伸至所述底座的主体中并且至少使所述多个迹线的子集从限定所述第一腔的壁暴露，并且所述一个或多个第二附接结构中的每一个是第二腔，所述第二腔至少使所述多个迹线的子集延伸至所述底座的主体中并且至少使所述多个迹线的子集从限定所述第二腔的壁暴露。
4.根据权利要求3所述的机电装置，其中，至少所述第二腔的一个子集具有相同的尺寸和形状。
5.根据权利要求1所述的机电装置，其中，所述一个或多个第二附接结构中的至少两个第二附接结构的尺寸和形状不同以附接一组功能模块而不是另一组功能模块。
6.根据权利要求1所述的机电装置，其中，所述一个或多个第二附接结构中的每一个包括固定相应的功能模块的对齐结构。
7.根据权利要求1所述的机电装置，其中，多个所述功能模块包括扬声器功能模块、麦克风功能模块、触摸板功能模块、全球定位系统(GPS)功能模块、显示屏功能模块、以及温度计功能模块中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的机电装置，其中，所述处理器模块被配置为通过识别由附接至所述底座的功能模块执行的功能来确定将由所述机电装置执行的功能。
9.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块被配置为进一步基于附接至所述底座的功能模块的接口连接的阻抗来确定将由所述机电装置执行的功能。
10.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块进一步基于一个或多个所述功能模块附接至所述底座的顺序来确定将由所述机电装置执行的功能。
11.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块进一步基于所述一个或多个第二附接结构中的哪些被用于附接一个或多个所述功能模块来确定将由所述机电装置执行的功能。
12.根据权利要求11所述的机电装置，其中，所述机电装置响应于将功能模块附接至所述第二附接结构中的一个而执行第一功能，并且所述机电装置响应于将相同的功能模块附接至所述第二附接结构中的另一个而执行第二功能。
13.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块进一步基于由所述底座中的所述多个迹线形成的模式来确定将由所述机电装置执行的功能。
14.根据权利要求13所述的机电装置，其中，所述处理器模块响应于功能模块的集合通过第一模式的多个踪迹线连接来确定将由所述机电装置执行第一功能，并且其中，所述处理器模块响应于同一功能模块的集合通过第二模式的多个踪迹线连接来确定将由所述机电装置执行第二功能。
15.根据权利要求13所述的机电装置，其中，所述处理器模块进一步被配置为基于由所述底座中的多个踪迹线形成的模式来确定所述机电装置的用户。
16.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块包括多个可配置的致动器，所述多个可配置的致动器中的每一个被配置以设置为关闭状态或开启状态，并且其中，所述处理器模块进一步基于所述多个可配置的致动器中的每一个的关闭状态或开启状态来确定将由所述机电装置执行的功能。
17.根据权利要求16所述的机电装置，其中，所述处理器模块响应于将功能模块的集合附接至所述底座并且将所述多个可配置的致动器的状态设置为第一模式来确定所述机电装置将执行第一功能，并且其中，所述处理器模块在同一功能模块的集合被容纳在所述底座内并且将所述多个可配置的致动器的状态设置为第二模式时确定所述机电装置将执行第二功能。
18.根据权利要求8所述的机电装置，其中，所述处理器模块被配置为：
响应于检测到一个或多个所述功能模块附接至所述底座，通过网络向服务器传输对于软件的请求；
响应于传输所述请求，从所述服务器接收所请求的软件；
加载所接收的软件；并且
根据所加载的软件操作所述机电装置。
19.根据权利要求18所述的机电装置，其中，所请求的软件对应于如由所述处理器模块基于附接至所述底座的一个或多个功能确定的将由所述机电装置执行的功能。
20.一种配置机电装置的方法，所述方法包括：
将处理器模块附接至底座的第一附接结构，所述处理器模块包括处理器电路、连接至所述处理器电路的存储器电路、以及连接至所述处理器电路的接口电路；
将一个或多个功能模块中的每一个附接至所述底座的一个或多个第二附接结构中的每一个，一个或多个所述功能模块中的每一个与分离的功能性相关联；并且
通过在所述第一附接结构和所述一个或多个第二附接结构之间电气延伸的多个迹线将所述处理器模块的接口电路与附接至所述一个或多个第二附接结构的一个或多个所述功能模块可操作地连接，至少由附接至所述一个或多个第二附接结构的一个或多个所述功能模块限定将由所述机电装置执行的功能。
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