CN109945142B

CN109945142B - 一种插针-插孔复用连接方法

Info

Publication number: CN109945142B
Application number: CN201910273619.2A
Authority: CN
Inventors: 贺超英
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2019-04-06
Filing date: 2019-04-06
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2039-04-06
Also published as: CN109945142A

Abstract

本发明公开了一种插针‑插孔复用连接方法，以插针‑插孔复用件作为复用部件；不受为外力作用时，插针隐藏在插针‑插孔复用件的导电座的插孔中，并在所述的插孔的外端预设一定深度便于外部的插针插入，此时，使得插针‑插孔复用件能作为插针件使用；在外力在作用下，插针从插孔伸出，使得插针‑插孔复用件能作为插口件使用。该插针‑插孔复用连接方法易于实施，使用灵活。

Description

一种插针-插孔复用连接方法

技术领域

本发明涉及一种插针-插孔复用连接方法。

背景技术

LED灯应用广泛，很多情况下需要多个LED模块组合使用；

公开号为CN 207018835 U的中国专利公开了一种模块化LED投光灯具，方形的模块四周各设有连接槽，通过连接滑块和螺钉实现相邻模块的连接，这种方式需要额外的连接部件连接，因此使用不方便，安装繁琐。

另外，现有的插接件，如U盘，只有一个插头，用途单一，使用时缺乏灵活性。

因此，有必要设计一种插针-插孔复用连接方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种插针-插孔复用连接方法，该插针- 插孔复用连接方法，灵活性好。

发明的技术解决方案如下：

一种插针-插孔复用连接方法，以插针-插孔复用件作为复用部件；

不受为外力作用时，插针隐藏在插针-插孔复用件的导电座的插孔中，并在所述的插孔的外端预设一定深度便于外部的插针插入，此时，使得插针-插孔复用件能作为插针件使用；

在外力在作用下，插针从插孔伸出，使得插针-插孔复用件能作为插口件使用。

插针-插孔复用件包括导电座(61)和插针(65)；

导电座上设有与插针适配的插孔(62)；

插针的后端连接有推块(64)；推块与导电座之间设有第一弹簧(63)，第一弹簧为压簧；

导电座的后侧设有便于推板滑动的避位导向空间；

插针的长度大于通孔的长度(深度)；

推板不受外力时，在第一弹簧的作用下，插针隐藏在通孔内，并预留有一个空间便于外部的插针插入；

推板受到外力推动后，插针的前端能穿过通孔并向导电座外侧伸出；

还包括锁定机构，使得插针被推出时，能防止插针回退。

锁定机构为按压式锁闭机构，类似sd卡槽与sd卡适配的锁闭机构，第一次按压锁定，再按压解锁弹出。

锁定机构包括多套深度平齐的止退机构，止退机构包括止退块(68)、导向盲孔(66)和设置在导向盲孔内的第二弹簧(67)，第二弹簧为压簧；导向盲孔的轴线与插孔的轴线垂直，止退块的外端为具有朝外的斜坡和朝内的斜坡。

多个插针-插孔复用件成组使用，多个插针-插孔复用件呈一列排布，或2行多列排布。

插针-插孔复用件设置在LED发光模块上。

插针-插孔复用件与复用插接件配合使用。

插针-插孔复用件可以与存储器结合使用；从而形成便携式存储产品，如移动硬盘等。

有益效果：

本发明的插针-插孔复用连接方法，具有以下优点：

(1)一个插接件具有2种功能，即具有复用功能。

(2)不使用插针时，插针可以隐藏到插接件内，隐藏模块连接时，不会形成额外的突出部分。

(3)结构简单而紧凑，易于实施，且具有锁定机构，连接可靠。

(4)插头和插口内部通过导线连通，电气功能相同。

因此，这种插针-插孔复用连接方法构思巧妙，易于实施，灵活性好。

另外，采用复用插接件时，通过旋转部可以灵活切换插头和插口，使用灵活方便。模块中插接件可以整体旋转，对于非对称的接口，便于互相连接。

附图说明

图1为插针-插孔复用件在插针隐藏时的结构示意图(剖视图)；

图2为插针-插孔复用件在插针伸出时的结构示意图(剖视图)；

图3为图2中A部分放大示意图；

图4为2个插针-插孔复用件对接示意图；

图5为插针-插孔复用件在插针隐藏时的结构示意图；

图6为插针-插孔复用件在插针伸出时的结构示意图；

图7为多个插针-插孔复用件的模组示意图；

图8为多个插针-插孔复用件的模组示意图(剖视图)；

图9为具有插针-插孔复用件的方形LED模块示意图；

图10为具有插针-插孔复用件的正六边形LED模块示意图；

图11为右向的复用插接件插口朝外的结构示意图；

图12为调节孔位置示意图；

图13为2个复用插接件对接示意图；

图14为复用插接件作为一个旋转单元的结构示意图；

图15为倒扣与插筒位置关系示意图；

图16为方形的LED模块对接示意图。

图17为正六边形的LED模块对接示意图；

图18为基于正六边形的LED模块组成的LED模组示意图；

图19为基于方形的LED模块组成的LED模组示意图；

图20为具有多个LED模组的控制系统框图；

图21为LED模组驱动示意图；

图22为恒流充电原理图。

标号说明：1-固定部，2-活动部，3-转轴，4-插头，5-插口，6-双向插接件，7-导线，8-倒扣，9-本体，10-通孔，11-插筒。

12-USB插口，13-mini USB插口。14-LED灯，15-灯板，16-第一磁铁，17- 第二磁铁，18-第三磁铁。19-调节孔。

60-复用件，61-导电座，62-插孔，63-第一弹簧，64-推块，65-插针，66- 导向盲孔，67-第二弹簧，68-止退块。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

一：如图1-6，一种插针-插孔复用件，包括导电座61和插针65；

导电座上设有与插针适配的插孔62；

插针的后端连接有推块64；推块与导电座之间设有第一弹簧63，第一弹簧为压簧；

导电座的后侧设有便于推板滑动的避位导向空间；

插针的长度大于通孔的长度(深度)；

还包括锁定机构，使得插针被推出时，能防止插针回退。

锁定机构包括多套深度平齐的止退机构，止退机构包括止退块68、导向盲孔66和设置在导向盲孔内的第二弹簧67，第二弹簧为压簧；导向盲孔的轴线与插孔的轴线垂直，止退块的外端为具有朝外的斜坡和朝内的斜坡。使用较大外力从外到内按压推块，即可使得插针复位到隐藏模式。而向外的外力能使得推块通过止退块后并卡在止退块处。优选的，朝内的斜坡坡度小于朝外的坡度，即朝内的坡度更缓，更容易外推，而相对不容易回退，使得插针具有足够的可靠性。

如图7-8，多个插针-插孔复用件成组使用，多个插针-插孔复用件呈一列排布，或2行多列排布。

插针-插孔复用件设置在LED发光模块上。

插针-插孔复用件与复用插接件配合使用。

具体的，插针和插口均与数据线电连接，实现数据或电能的传输，具体为现有技术。

二：插针-插孔复用连接方法，以插针-插孔复用件作为复用部件；

三；一种基于插针-插孔复用件的LED模块，包括灯板和设置在灯板上的至少一个插针-插孔复用件；灯板上设有至少一个LED灯,14；

复用插接件为一个，所述的LED模块作为端部的LED模块使用。

复用插接件为2个，分设在灯板的2端。

灯板为直线型灯板或L形灯板。

如图9和图18，灯板为方形灯板，在方形灯板的3个侧边或4个侧边均设有复用插接件。

如图10和图19，灯板为正六边形灯板，在正六边形灯板所有侧边均设有复用插接件。

灯板上设有MCU；MCU与复用插接件相连。

四：一种LED模组，由多个LED模块级联而成；LED模组为灯带式模组或阵列式模组；

灯带式模组是指多个LED模块串联；阵列式模组中多个模组呈多行多列排布。

五：一种基于插针-插孔复用件的LED模组控制方法，包括以下步骤：

步骤1：基于拓扑结构确定控制策略；

LED模组包括MCU和与MCU相连的多个具有插针-插孔复用件的LED模块；多个具有插针-插孔复用件的LED模块均串联，或分为多组再串联，每一组中的多个LED模块串联；

控制策略为总体控制策略或独立控制策略；

总体控制是指所有的LED模块的同步控制，即所有的LED模块同时亮，同时灭，且如果LED灯规格相同，则从控制效果上亮度和色彩都相同；

独立控制是指基于总线对各LED模块进行单独的控制，不同LED模块的控制是相互独立的；

步骤2：实施控制；

MCU依据所述的控制策略发送控制指令到LED模组，从而对LED模组进行控制。

每一个LED模块具有控制单元，MCU通过总线与各控制单元连接，MCU发出的控制指令中具有关于亮度和色彩的参数。

LED模块具有2-6个复用插接件。

采用自动识别策略实现各LED模块的注册；

MCU连接有N条发光支路，N为自然数；每条支路中的相邻的LED模块之间通信相连，即除了总线连接外，还有额外的通信机制。

对于某一条发光支路，连接MCU的第一个LED模块注册为1号，该LED模块发送注册信息到相邻的LED模块，若该相邻的LED模块接收到注册信息后将本 LED模块注册为2号，并回复信息到MCU，之后2号LED模块再向下一个相邻的 LED模块发送注册信息，依次类推，MCU在每次上电后即能自动获取每一条支路的LED模块的数量，从而实施控制。

MCU连接有外部通信模块，该外部通信模块用于与远程控制终端通信连接。

外部通信模块为WiFi、3G、4G、5G通信模块。

另外，关于复用插接件相关技术介绍如下：

一，复用插接件

如图11-17；一种复用插接件，包括固定部1和旋转部2；固定部上具有一个凹陷部；旋转部设置在凹陷部中，且旋转部通过转轴3与固定部相连，旋转部能在凹陷部中旋转；旋转部具有一个插头4和一个插口5；所述插头和插口分设在旋转部的2个相邻的侧面上；通过旋转部的转动，能选择性地使插头或插口朝外；插头朝外时，复用插接件作为公头使用，插口朝外时，复用插接件作为母头使用。所述的插头与插口均与固定部上的端口或导线电连接，所述的端口为电源端口或数据端口，所述的导线为电源线或数据线。电连接方式为：方式1：通过FPC(柔性印刷电路板)传输电能或数据，类似于翻盖手机中的电连接，方式 2：转轴上沿轴线方向设有多个触点，固定部和旋转部均通过触点实现电连接；

所述的2个相邻的侧面相互垂直。

所述的旋转部为拱门形(即封口的U形)，也可以是其他形状，如用多边形代替圆弧部分。旋转部一个侧边的宽度与旋转部圆弧部分的直径相同，而且凹陷的宽度与等于所述的直径，凹陷部的长度大于或等于旋转部的总长，使得旋转部加上插头在插口朝外时，能完全隐藏在凹陷部内，保障复用插接件在不使用插头时，整体不会向外伸出；这种方式的最大优势在于，每次旋转90度即会被限位，这样保障接口正对外侧。

插头或插口朝外时，插头或插口位于复用插接件外侧的正中位置。便于2 个复用插接件的接口完全对接，且对接后两个插接件在宽度方向上平齐。

所述的复用插接件外侧部设有第一磁铁16；在旋转部上设有第二磁铁17 和第三磁铁18；

第二磁铁与插头位于同一侧，第三磁铁与插口位于同一侧。磁铁的作用是，在2个复用插接件对接时，插口或插头上下(或称左右)都有磁铁吸住，增加插接的可靠性和稳定性。

插口为USB接口，插头为USB插头；或插口为TYPE C插口，插头为TYPE C 插头。也可以是其他类型的接口，优选type-c接口这种对称接口。还可以是各种充电接口等。

二、如图16-19，一种集成插接模组，包括至少一个复用插接件，复用插接件为前述的复用插接件。

情况1：集成插接模组具有一个复用插接件，集成插接模组内设有存储器，插头和插口均为USB接口。此时集成插接模组为U盘。

此时集成插接模组还可以是LED灯，与任何USB连接线都可以适配。

情况2：集成插接模组本体上设有多个接口；所述的接口为USB接口(通用的大尺寸插口)、SD卡插口、MINI USB接口、DPI插口、GVI接口中的至少一个。这种集成插接模组作为一个接口排(接口坞，接口扩张器)，或读卡器。

如图14，复用插接件作为一个整体的旋转单元与集成插接模组的本体连接。即复用插接件整体能相对于集成插接模组本体旋转，这样连接更为灵活；具体旋转结构说明：复用插接件的固定部的内端为圆台形，还具有一个插筒11，插筒插装在集成插接模组本体的凹陷部即通孔10中，用于传输数据或电能的导线7 从插筒内部的孔中穿过，而且，为了防止插筒脱离通孔，在插筒的内端设有至少 2个倒扣8(图15中为4个)。

旋转部件上设有调节孔19，参见图3，调节孔优选为内六角孔，内四角孔等，便于使用其他器具(如扳手等)转动旋转体，从而改变接口(插头或插口)的状态。

三、接口复用方法：

一种接口复用方法，采用复用插接件；通过复用插接件中固定部1和旋转部2相对旋转实现接口切换；固定部上具有一个凹陷部；旋转部设置在凹陷部中，且旋转部通过转轴3与固定部相连，旋转部能在凹陷部中旋转；旋转部具有一个插头4和一个插口5；所述插头和插口分设在旋转部的2个相邻的侧面上；通过旋转部的转动，能选择性地使插头或插口朝外；插头朝外时，复用插接件作为公头使用，插口朝外时，复用插接件作为母头使用。所述的插头与插口均与固定部上的端口或导线电连接，所述的端口为电源端口或数据端口，所述的导线为电源线或数据线。通过磁铁吸附实现接口可靠对接；复用插接件为多个时，集成插接模组作为连接器使用(起到信号或电能中转作用)。集成插接模组为U盘或移动硬盘。

四、一种具有复用插接件的LED模块及LED模组

一种具有复用插接件的LED模块，包括灯板15和设置在灯板上的至少一个复用插接件6；

灯板上设有至少一个LED灯14；

复用插接件为一个，所述的LED模块作为端部的LED模块使用。

复用插接件为2个，分设在灯板的2端。

灯板为直线型灯板或L形灯板。

如图16，灯板为方形灯板，在方形灯板的3个侧边或4个侧边均设有复用插接件。如图17，灯板为正六边形灯板，在正六边形灯板所有侧边均设有复用插接件。

灯板上设有MCU；MCU与复用插接件相连。

复用插接件为整体旋转式复用插接件。

一种LED模组，由多个LED模块级联而成；LED模组为灯带式模组或阵列式模组；灯带式模组是指多个LED模块串联；阵列式模组中多个模组呈多行多列排布。

五、一种具有复用插接件的LED模组控制方法

一种具有复用插接件的LED模组控制方法，包括以下步骤：

步骤1：基于拓扑结构确定控制策略；

LED模组包括MCU和与MCU相连的多个具有复用插接件的LED模块；多个具有复用插接件的LED模块均串联，或分为多组再串联，每一组中的多个LED模块串联；

控制策略为总体控制策略或独立控制策略；

步骤2：实施控制；

LED模块具有2-6个复用插接件。

采用自动识别策略实现各LED模块的注册；

MCU连接有N条发光支路，N为自然数；每条支路中的相邻的LED模块之间通信相连，即除了总线连接外，还有额外的通信线和通信机制(现有成熟的串口或IO口等)。

对于某一条发光支路，连接MCU的第一个LED模块注册为1号，该LED模块发送注册信息到相邻的LED模块，若该相邻的LED模块接收到注册信息后将本LED模块注册为2号，并回复信息到MCU，之后2号LED模块再向下一个相邻的 LED模块发送注册信息，依次类推，MCU在每次上电后即能自动获取每一条支路的LED模块的数量，从而实施控制。

外部通信模块为WiFi、3G、4G、5G通信模块。

传送的信号包括有亮度信号和色彩信号的调制信号，LED模块中的信号接收电路(现有技术)中具有解调单元用于从调制信号中解调处亮度信号和色彩信号并发送给主控电路(LED模块的MCU或控制器)。

分布式控制时，每一个LED模块都连接到分布式总线上，每一个灯(LED 模块)具有唯一的标识码，主机向总线发出的每一帧命令中包含标识码字段、亮度信息字段和色彩信息字段，每一个灯收到信息后先核对标识码字段中的内容是否与本灯的标识码一致，如果不一致，则不作任何处理，如果一致，则依据该帧命令中的亮度信息和色彩信息对LED灯进行控制，实现调节的效果。

控制方法：

步骤1：初始化，每一个LED模组上电时，主控电路控制LED灯全灭或处于第一功率水平(如5～20％P，P为LED灯的额定功率)；颜色为随机或固定为某一种颜色，如蓝色。

步骤2：主机发送控制命令；

步骤3：LED模块接收并解析控制命令，并依据控制命令控制LED灯。

步骤2中，主机通过分布式总线发送控制命令，每一帧控制命令中包含标识码字段、亮度信息字段和色彩信息字段；

步骤3中，每一个灯收到信息后先核对标识码字段中的内容是否与本灯的标识码一致，如果不一致，则不作任何处理，如果一致，则依据该帧命令中的亮度信息和色彩信息对LED灯进行控制，实现亮度和色彩的调节。

亮度调节电路和色彩调节电路为现有成熟的电路。色彩调节电路即三色灯驱动电路，亮度调节电路为基于PWM的无级亮度控制电路。

如图20和图21，微处理器(MCU)通过PWM调光驱动电路实现多路LED 模组的调光；MCU通过开关K1-K6控制六条LED支路；

调光旋钮(电位器)用于输入亮度参数；按键用于控制哪一路或多路灯的开闭，通信模块用于接收远程控制，光强传感器即光照传感器用于检测现场环境光强，从而为自动调光提供参考。

LED模组采用锂电池供电，为锂电池充电的电路为恒流充电电路，用于高效地为锂电池充电。

如图22，恒流充电电路包括恒压驱动芯片和电流反馈电路；(1)恒压驱动芯片的电压输出端为恒流充电电路的正输出端VOUT+；恒压驱动芯片的负输出端接地；恒压驱动芯片由直流电压供电端VIN+和VIN-供电；(2)所述的电流反馈电路包括电阻R1、R2和R5和参考电压端VREF+；参考电压端VREF+通过依次串联的电阻R1、R2和R5接地；电阻R5与R2的连接点为恒流充电电路的负输出端 VOUT-；电阻R1与R2的连接点接恒压驱动芯片的反馈端FB。恒流充电电路还包括电压反馈电路；电压反馈电路包括电阻R3和R4以及二极管D1；电阻R3和R4串联后接在恒流充电电路的正输出端VOUT+与地之间；电阻R3和R4的连接点接二极管D1的阳极；二极管D1的阴极接恒压驱动芯片的反馈端FB。

另外，可以采用无线充电装置为锂电池充电。

Claims

1.一种插针-插孔复用连接方法，其特征在于，以插针-插孔复用件作为复用部件；

在外力在作用下，插针从插孔伸出，使得插针-插孔复用件能作为插口件使用；

插针-插孔复用件包括导电座(61)和插针(65)；

导电座上设有与插针适配的插孔(62)；

导电座的后侧设有便于推板滑动的避位导向空间；

插针的长度大于通孔的长度；

还包括锁定机构，使得插针被推出时，能防止插针回退；

锁定机构为按压式锁闭机构；

锁定机构包括多套深度平齐的止退机构，止退机构包括止退块(68)、导向盲孔(66)和设置在导向盲孔内的第二弹簧(67)，第二弹簧为压簧；导向盲孔的轴线与插孔的轴线垂直，止退块的外端为具有朝外的斜坡和朝内的斜坡；

多个插针-插孔复用件成组使用，多个插针-插孔复用件呈一列排布，或2行多列排布；

插针-插孔复用件设置在LED发光模块上；

插针-插孔复用件与复用插接件配合使用;

采用自动识别策略实现各LED模块的注册；

MCU连接有N条发光支路，N为自然数；每条支路中的相邻的LED模块之间通信相连，

即除了总线连接外，还有额外的通信机制；

对于某一条发光支路，连接MCU的第一个LED模块注册为1号，该LED模块发送注册信息到相邻的LED模块，若该相邻的LED模块接收到注册信息后将本LED模块注册为2号，并回复信息到MCU，之后2号LED模块再向下一个相邻的LED模块发送注册信息，依次类推，MCU在每次上电后即能自动获取每一条支路的LED模块的数量，从而实施控制；

MCU连接有外部通信模块，该外部通信模块用于与远程控制终端通信连接；

外部通信模块为WiFi、3G、4G、5G通信模块；

传送的信号包括有亮度信号和色彩信号的调制信号，LED模块中的信号接收电路中具有解调单元用于从调制信号中解调处亮度信号和色彩信号并发送给主控电路；分布式控制时，每一个LED模块都连接到分布式总线上，每一个LED模块具有唯一的标识码，主机向总线发出的每一帧命令中包含标识码字段、亮度信息字段和色彩信息字段，每一个灯收到信息后先核对标识码字段中的内容是否与本灯的标识码一致，如果不一致，则不作任何处理，如果一致，则依据该帧命令中的亮度信息和色彩信息对LED灯进行控制，实现调节的效果；

控制方法：

步骤1：初始化，每一个LED模组上电时，主控电路控制LED灯全灭或处于第一功率水平；颜色为随机或固定为某一种颜色；

步骤2：主机发送控制命令；

步骤3：LED模块接收并解析控制命令，并依据控制命令控制LED灯；

步骤3中，每一个灯收到信息后先核对标识码字段中的内容是否与本灯的标识码一致，如果不一致，则不作任何处理，如果一致，则依据该帧命令中的亮度信息和色彩信息；

对LED灯进行控制，实现亮度和色彩的调节；

复用插接件，包括固定部和旋转部；固定部上具有一个凹陷部；旋转部设置在凹陷部中，且旋转部通过转轴3与固定部相连，旋转部能在凹陷部中旋转；旋转部具有一个插头和一个插口；所述插头和插口分设在旋转部的2个相邻的侧面上；通过旋转部的转动，能选择性地使插头或插口朝外；插头朝外时，复用插接件作为公头使用，插口朝外时，复用插接件作为母头使用；所述的插头与插口均与固定部上的端口或导线电连接，所述的端口为电源端口或数据端口，所述的导线为电源线或数据线；电连接方式为：方式1：通过FPC传输电能或数据，方式2：转轴上沿轴线方向设有多个触点，固定部和旋转部均通过触点实现电连接；所述的2个相邻的侧面相互垂直；所述的旋转部为拱门形，旋转部一个侧边的宽度与旋转部圆弧部分的直径相同，而且凹陷的宽度与等于所述的直径，凹陷部的长度大于或等于旋转部的总长，使得旋转部加上插头在插口朝外时，能完全隐藏在凹陷部内，保障复用插接件在不使用插头时，整体不会向外伸出；每次旋转90度即会被限位，这样保障接口正对外侧；插头或插口朝外时，插头或插口位于复用插接件外侧的正中位置；便于2个复用插接件的接口完全对接，且对接后两个插接件在宽度方向上平齐；所述的复用插接件外侧部设有第一磁铁；在旋转部上设有第二磁铁和第三磁铁；第二磁铁与插头位于同一侧，第三磁铁与插口位于同一侧；磁铁的作用是，在2个复用插接件对接时，插口或插头上下都有磁铁吸住，增加插接的可靠性和稳定性；插口为USB接口，插头为USB插头；或插口为TYPE C插口，插头为TYPEC插头。