CN110462944A - 电气连接器系统 - Google Patents

Abstract

在本发明的一个方面中，提供了一种电气连接器，该电气连接器包括：具有第一电气部件(6)的球部件(2)；具有第二电气部件(4)的插座部件(3)，球部件和插座部件连接在一起以允许相对于彼此进行运动，从而允许在第一电气部件的轴线和第二电气部件的轴线之间限定可变角度，其中球部件包括围绕球部件的表面间隔开的至少一个凹槽(9)，该凹槽衬有或容纳连接到第一电气部件的导电带(8)；和至少一个电气触头(7)，该电气触头(7)布置在插座部分的内表面上并连接到第二电气部件(4)，其中电气触头(7)的大部分长度位于球部件的外部，使得通过触头骑在球部件上而允许球插座接头进行旋转，但是其中朝向其自由端，触头具有向内延伸的部件，该向内延伸的部件被限制为在凹槽(9)内移动并且被推靠在导电带(8)上，以便在第一电气部件和第二电气部件之间建立电气连接。

Description

电气连接器系统

技术领域

本发明涉及一种电气连接器系统，特别是一种连接两个端子或其它电气部件以便允许端子相对于彼此移动的活动接头。

背景技术

诸如便携式MP3播放器或智能电话之类的具有数据和音乐存储和回放选项的电子装置是流行且常用的装置。用户经由一对耳机或耳塞从他们的装置收听音频，所述耳机或耳塞经由电缆连接到该装置，或者将该装置连接到扬声器或计算机或笔记本电脑，电缆终止于插入装置中的插座的插孔或其它连接器。本发明可应用于这种类型的连接器和许多其它类型的连接器。

通常，在建立时和/或使用期间，电缆在各个方向上移动。另外，当用户不使用该装置时，他们可以将电缆围绕该装置缠绕以方便存储，以防止电缆拖住和钩住在其它物品上。当用户缠绕电缆时，他们通常使插孔仍然连接到插座中，并且几乎总是，当电缆围绕装置的本体缠绕时，电缆在插孔本体上拉动，并且以侧向角度对本体和电缆连接施加力。这经常导致插头、插座和/或电缆连接损坏，并可能使装置不可用。这是不方便和昂贵的。

现有技术

申请人在WO2016/009365中公开了一种球和插座装置，该球和插座装置在球的外部和插座的内部上具有弓形纵向触头，在内触头和外触头之间具有导电球，从而保持两个部件之间的电气连接。

也可参考以下专利公报。韩国专利申请KR20030040804(Jean)描述并示出了一种音频插头，该音频插头通过具有防止音频插头从插孔中拉出的自由移动的端子部件而旨在防止松动接触。在端子部件的后端处固定有球基部；美国公开申请No.2013/0108098(Qin)示出了一种耳机，该耳机包括头戴式耳机插头和连接到头戴式耳机插头的耳机线，其中保护器围绕头戴式耳机插头和耳机线的接合处定位。US7234963(Huang)示出了具有电缆旋转座的USB连接器，而英国专利GB302012(Harden)公开了具有围绕圆周的触头和在基部处的触头的球。

本发明是早期申请的发展，并且旨在提供一种改进的可移动电气连接，以适应各种用途如用于扫描照相机和机器人臂以及存储选项，而不会引起对端子的损坏或损害电气连接。

发明内容

根据本发明，提供了一种根据所附权利要求的电气连接器。

已经发现，首先，即使不使用球轴承，也可以保持内触头和外触头之间的接触，由于隆起部分或触头靴，外触头直接撞击在相应内触头上(或反之亦然)。该隆起(即，朝向另一触头的变形或延伸)可以是例如加厚部分或弯曲带部分的结果。还发现，通过增加连接到纵向轨道的一个或多个周向轨道，可以为这种类型的系统增加运动自由度。

端子中的一个可以是插头或插座。这样，电气连接器能够连接到一排的装置和/或系统。另一个端子可以是从电气连接器延伸的电缆，该电缆具有布置在另一端处的插头或插座，从而将端子连接与电气连接器间隔开。电气连接器可用于提供音频、数据或电力连接或其组合。或者，一个或两个端子可包括在装置本身内，连接到例如照相机或致动器之类的电气装置。例如，这种系统可以应用于机器人臂接头。

有利地，由于第一端子和第二端子之间限定的角度改变，由端子接收的诸如电缆、插头和/或插座之类的相关联的连接部分和诸如耳机、智能电话或任何其它电气装置之类的相关联的装置可自由地定位，使得电气连接器是离轴的，同时仍保持电气连接。这允许具有固定位置或接近受限的装置容易连接并容易操纵，同时减小损坏的可能性。

第一本体部件和第二本体部件由公球部分和母插座部分形成；这提供了一种简单的机构，其易于生产并且可以以合适的尺寸和形状形成。优选地，母插座部分被构造成在连接时部分地包围公球部分。

理想地，母插座部分具有限定边缘的轮缘，在使用中布置在公球部分上的端子可以抵接在该边缘上，从而限定电气连接器所允许的运动范围的边界。轮缘可以是光滑和平坦的，或者可以包括适于接收布置在公球本体上的端子、电缆、插头和/或插座的凹陷部分或起伏部，以便允许在预定方向上具有更大的运动范围。轮缘可由固定到主插座部分的单独部件形成，以使组装更容易。

第一本体部件和第二本体部件被构造成以类似于恒速接头(例如，球笼式(RTM)接头)的方式移动，以便允许恒定运动，同时还提供保持电气连接的装置。这种机构可以适当地适用于这种用途，并且允许在不断开接触的情况下进行自由旋转。

通常，电气连接器可以包括至少三个(通常为四个)轴承和三个或四个相应电气连接器凹槽，以便允许进行音频、电力和/或数据传送。然而，轴承触头和凹槽的数量可以按比例增加或减少，以便适应不同的电气连接，例如允许电气连接器适于电力电缆。在一些实施方式中，电气连接器具有八个导电轴承。已经发现这个数量提供了最佳的旋转和接触质量。

公球部分具有围绕其外面间隔开的多个凹槽，用于接收由插座保持的轴承触头或靴。通常，每个凹槽从端子沿围绕公球部分的表面的整个弧的一部分纵向延伸。在一些实施方式中，凹槽还可以被布置成在纬度方向或径向地延伸，以便允许围绕端子的轴线进行旋转，例如以使得插头、插座和/或电缆能够旋转。

球部分上的触头可以是导电材料的形式，该导电材料衬在球部分中的每个凹槽中，或者是位于凹槽中的固体金属带或复合带形状。导电带连接到第一端子，以便允许借助于导电轴承连接到端子。通常，导电材料借助于穿过公球部分的壁到达空腔的插脚附接至端子，在该空腔内导线例如通过焊接将插脚连接到端子。

布置在母插座部分的内面上的电气触头连接到第二端子，并且经由轴承触头连接到第一端子的导电材料，从而在第一端子和第二端子之间建立连接。在使用中，触头偏压抵靠彼此，以便允许从第一端子到第二端子具有恒定电气连接。

公球部分可以形成为装配在一起的两个半部。在两个半部连接之后，凹槽可以被加衬，以便确保导电材料提供用于球轴承沿其行进的连续层，以便改进连接。有利地，这允许在制造和制作期间接近空腔内的部件。

优选地，凹槽成对地连接在一起，使得一个插脚可以用于将两个凹槽连接到端子。通常，两个凹槽可以在一端处连接，其中插脚布置在接合部分处。例如，两个凹槽可以布置成U形或V形构造。

将球轴承布置在凹槽中使得第一本体部件和第二本体部件能够通过球插座接头的倾斜而相对于彼此运动：轴承的滑动允许每个轴承瓦沿着其所在的凹槽运动，并且还允许电气触头在彼此之上移动，以便允许在多个方向上进行运动，这使得端子能够相对于彼此处于各种角度，同时借助于轴承保持恒定的电气连接。

在一些实施方式中，母插座部分还包括：触头冠，该触头冠包括多个细长电气触头，每个电气触头与凹槽相对应；以及至少一个导电轴承，该导电轴承布置在每个凹槽中或抵接每个凹槽，并且能够沿着凹槽的长度自由移动。触头冠可包括围绕端子布置的环，细长电气触头中的每一个从该环延伸出。该环可连接到公球部分上的相应环形凹槽，以便允许旋转，同时保持电气连接。

与球部件上的触头一样，插座上的细长电气触头可连接在一起，从而提供单个插脚以将两个触头连接到端子。该对电气触头可被构造为U形或V形。

在一些实施方式中，电气连接器可具有一个电气触头，该电气触头包括覆罩母插座部分的内面的基本半球形圆顶，以便提供可与所有轴承接合的单个电气触头。

优选地，电气触头是弹性的，以便在使用中偏压抵靠凹槽，从而有助于保持恒定连接，以确保在运动期间连接不断开。

在一些替代实施方式中，凹槽和电气触头以相反的布置设置，其中凹槽设置在母插座的内面上，电气触头设置在公球部分上。

电气连接器可以是密封单元，该密封单元具有覆罩球的否则将被暴露的部分的保护外层。这样，保护了所有的组成部件，以防止损坏并防止可能损害电气连接的灰尘或湿气进入。优选地，保护外层是柔性的，以便在由连接器的枢转引起的运动期间容易变形。例如，保护外层可由橡胶形成。理想地，保护外层连接到母插座部分的轮缘。

球部分和插座部分可由轻质、坚固耐用的材料制成，例如合成聚合物材料。理想地，所有的聚合物部件都可以注射模制有电磁屏蔽，以保护系统免受干扰。

端子的一些实施例包括耳机插头、耳机插座、通用串行总线(USB)插头、USB插座、德国标准(DIN)插头或插座。耳机插孔可以是3.5mm的插孔插头。这是便携式音频装置的标准尺寸。或者，插头连接器可以包括USB插头。电气连接器的直径优选地为至少7.5mm，并且在一些更坚固的实施方式中可以为至少10mm。很明显，电气连接器可以根据需要和连接定位类型按比例增大或减小。

所述或每个端子可以被构造成连接到球部件或插座部件本身内的电路或装置，例如致动器，而不需要外部连接或端子。因此，本发明还涉及具有接头的装置，该装置具有用于信号和/或电力或两者的跨过接头的电气连接。

在一些实施方式中，电气连接器可以包括锁定机构，以便根据需要防止本体部件之间的运动。这样，本体部件可以以特定的构造布置，然后锁定在适当位置，以便防止在使用中发生运动。例如，插座可包括可移位突起，该突起可从插座的内面延伸以便与球部分接合从而防止运动。

在本发明的第二方面中，通过赤道凹槽提供了进一步的运动自由度，其中球触头在该赤道凹槽中移动。除了相对于彼此旋转或倾斜轴线之外，这还允许两个部件相对于彼此围绕它们的公共轴线旋转。

这种结构对于具有集成致动器的应用特别有用，并且可以用于多种工业，例如从消费电子产品到机器人和假肢以及国防和铁路工业。它解决了较小的机器人系统和假肢在紧密包装限制方面具有高度灵活性的问题，并且在例如医疗、工业和国防应用中的需要越来越多。

附图说明

现在将仅通过实施例的方式并参考如下附图来描述本发明的实施方式：

图1示出了代表本发明的第一实施方式的具有保护外层的电气连接器的概图；

图2示出了图1所示的电气连接器的从稍下方看的视图；

图3A示出了图1所示的电气连接器的横截面；

图3B示出了相似的横截面，但旋转了90°；

图3C是连接器处于倾斜构造的截面图；

图4A示出了电气连接器的球部分的视图；

图4B示出了球的俯视图；

图5示出了电气连接器的分解图；

图6是电气连接器的第二实施方式的立体图；

图7示出了图6的电气连接器插头的俯视图；

图8示出了图6和图7的电气连接器的截面；

图9示出了允许轴向旋转的连接器的第三实施方式；

图10示出了本发明的实施方式作为照相机的应用；

图11以截面示出了照相机的细节；

图12示出了在机器人臂中的应用；

图13示出了电气连接器的分解图；

图14示出了图13的连接器处于中间位置的横截面图；

图15示出了图13的连接器处于偏转位置的横截面图；

图16示出了具有多个弹簧臂的插座；以及

图17示出了图16的弹簧臂的视图。

具体实施方式

图1至图5示出了采取电气连接器100的形式的本发明的第一实施方式。该连接器大致是球形的；本体由两个部件形成，即公球部分(图3中所示)和母插座部分3。母插座部分至少在内部大致为半球形，以便部分地包住公球部分。两个端子4、6设置在电气连接器100上。

该母插座部分连接到保护外层12，以便密封电气连接器100，从而封闭该球。这里，保护外层由橡胶形成而具有一系列同心的脊或褶皱11，该脊或褶皱11使得保护外层能够随着端子4的位置改变而容易地挠曲和折叠。

在图1和图2中，端子4、6的轴线X1、X2示出为对齐的。组件的外部部件是可见的，即代表一个端子的插头4、由主要部分3A和轮缘3B的闭合部件形成的插座3、代表另一个端子的罩12和电缆6。

图3A和图3B示出了电气连接器100的横截面。公球部分2通过轮缘3B保持在插座3内，唯一的突出部件是套筒2A，该套筒2A穿过组件的罩12，包围电缆6。除了电气电路部件之外，所有部件都由塑料或橡胶制成。球部分2为带翅片的球体的形式，因此具有用于接收导电轨道8的凹槽，该导电轨道8连接到电缆6中的相应导线16。翅片或侧壁2B容纳这些轨道8，插座上的触头7可沿着这些轨道8延伸，如下所述。

公球部分2同心地坐落在母插座部分3内。母插座部分3是半球形的，或稍微超过，因此使轮缘3B包住公球部分2的一半以上，从而该母插座部分3将公球部分2保持捕获。

母插座部分3的内面具有从另一个端子4即插头延伸的多个电气触头或"电刷"7。电气触头7连接到该端子的相应轨道。存在八个这样的电气触头7，这些电气触头7设置成与八个触头8相对应的四个连接对。作为向内弯曲的电刷的替代，可以在电刷表面中使用其它向内突出的设计，例如筒式轴承、电刷、锥形滚柱轴承和嵌入式半球轴承。

电刷7主要在球部件(主要由壁2B限定)的包络的外部延伸，以便它们不会抑制球部件的旋转。仅在电刷触头7的自由端处，它们才在相应成对的壁2B之间径向向内延伸到球的轮廓中。在该实施例中，电刷在7B处类似地向内弯曲，但是它们可以形成为向内延伸或者例如在它们的端部处更厚。

图3C是类似于图3A的视图，示出了轴线相对于彼此倾斜的构造。可以看出，保护层或罩12在一侧12A被压缩，而在另一侧12B延长，同时仍然密封内部机构。还可以看到，电刷7已经沿其相应轨道8向上行进，在一侧朝向电缆6行进，而在另一侧远离电缆6行进，但仍保持电气接触。

图4A和图4B示出了公球部分2自身的视图。公球部分2的外面包括八个导电材料的轨道8。这些轨道8被布置为四个连接对，驻留在由壁或翅片2B形成的相邻凹槽中。可以看到，凹槽比位于凹槽中的轨道8深得多，使得当接头倾斜时，向内突出到凹槽中的触头被限制为沿着凹槽移动。因此，当触头或电刷7的臂更靠近球的极点行进时，触头或电刷7的臂被一起推动，并且触头或电刷7的臂挠曲以适应这种运动。

图5示出了图1至图4所示的电气连接器100的分解图。

插座中的每个电气触头对7通过模制件13在近端处安装在插座3中，并且远端是自由的。电气触头7是弹性的，以便朝向球部件的触头8偏压。每个电气触头对7的近端连接到导线16，该导线16连接到端子4。电气触头7由导电金属、合金或金属复合物形成。

保护层12连接到插座3，以形成密封单元。在一些实施方式中，该密封件可以是水密的，以便防止水进入，并因此提供防水的电气连接器，其中每个端子也设置有水密密封件。

将参考图6至图8所示的电气连接器来解释本发明的第二实施方式。该实施方式与申请人的早期申请WO2016/009365中所示的实施方式相似，其中两个系统7和8之间的接触通过中间球10来促进。然而，代替有与球上的八个加衬凹槽匹配的八个外触头，仅有四个纵向延伸的外触头，这里标记为107，但它们连接到四个象限件107A，该四个象限件107A周向延伸，在该四个象限件107A之间具有微小的间隙，以便包围球2’的赤道。这些象限件中的每一个保持两个球10，用于与加衬凹槽(这里为108)接触，并且外组件可以相对于内部件围绕它们的公共轴线旋转大约45°，而不失去电气接触。

图7示出了从球上往下看的俯视图，示出了用于在轨道108和插孔插头4的元件之间形成连接的四个孔15和被捕获的球轴承10。图8示出了球2’的截面，其中球2’的两个半部通过螺钉或卡扣连接保持在一起，并且还示出了穿过两个径向相对的球轴承10的截面，该球轴承10被捕获在触头的赤道轨道107A的面向内部的通道形状中。还可以看到，球轴承10通过通道中的泡沫垫17而被紧紧地保持抵靠球的加衬凹槽108，不过也可以设想其它推动装置，例如弹簧。

通道在周向端处封闭以保持球10。接头可以适应轴向旋转，直到相应球在每个方向上撞击通道的端部。当接头倾斜时，球在它们相应通道内朝向彼此行进，同时它们接近球的极点。

图9示出了一个变型实施方式，其目的也在于增加围绕连接器轴线以及围绕径向轴线的旋转自由度。该实施方式在连接器的一端处增加了滑环组件105。除了改进的插座部件103之外，其它的附图标记与图3A中的相同，这里改进的插座部件103具有三个滑环105A，这些滑环105A沿其基部部分轴向地间隔开，并与插头部分4A的内部上的相应环105B接触，这里插头部分4A示意性地示出为大致圆柱形的形式。该插头部分可以具有从其延伸的插孔(如图3所示)，或其它连接器，但这没有示出。电刷7通过内部轨道连接到相应滑环触头105A，同样未示出。

滑环组件105允许电缆6相对于插头4A(或其它端子或电缆)围绕其轴线旋转，接触通过组件105的滑环保持。同时，球和插座组件2、3的倾斜动作允许电缆和插头的轴线的相互倾斜。

图10示出了根据本发明的应用于框架安装的照相机的接头。球形照相机200装配到控制安装座240，球形照相机200可从控制安装座240上拆卸以允许外部对接充电。操作者通过双操纵杆244以自行车车把的方式握住控制安装座240，例如，手柄具有用于照相机/视频功能和变焦控制的按钮246、247。还装配了触摸屏显示器250，并且还可以结合有存储器插槽。在照相机的球的内部，或者可能在安装座中，或者在这两者中，是控制照相机的运动的致动器，例如用来补偿照相机的抖动或者响应于存储的程序。该安装座结合了球插座连接器的插座，并且球本身包括照相机，电气连接经由球插座接头传递。

图11示出了类似的照相机300，并且部分地以截面示出了内部部件的可能的布置。连接器系统的球302和插座303与前面描述的那些类似。球上的连接到照相机的电路的轨道没有示出，但示出了插座中的带307、307A，同样马达和致动器330位于球302的空腔内部。活动部件由弹性体的罩312保护。

在球的“前部”即与插座相对的镜头320将光聚焦到图像传感器322上，图像传感器322继而由母板324控制。还可以包括无线模块326，用于传送传感器信号以在别处处理。照相机可以具有外部壳体(未示出)，该外部壳体可以容纳致动器和/或存储器和电池部件。

图12A示出了本发明的实施方式在诸如机器人臂的致动器的情况下的进一步应用。这里，两个臂部分420、422通过根据本发明的球插座连接器400连接。臂部分容纳电缆404、406，该电缆404、406将电力和信号运载到连接器并且进一步沿着臂传送。插座403包括如前所述的T形纵向/径向轨道407、407A，并且球402具有如前所述的凹槽轨道(未示出)。球容纳用于使接头弯曲的马达/致动器430。如在图12B的视图中所示，这种致动器也可位于接头本身外部的壳体440中。

刚才描述的应用使用第二类型的电气接头，该电气接头具有附加的周向球座圈以围绕接触线旋转，但是它们可以替代地使用仅具有倾斜动作的更简单的形式，或者具有所述的滑动接触，或者包括球轴承。

实施例机器人臂包括：通过球插座连接器连接的由两个臂部分形成的接头；以及用于使接头弯曲的马达和/或致动器。

优选地，通过球的外表面上的导体与插座的内表面上的导体之间的接触，在第一电气部件与第二电气部件之间保持电气连接。

可选地，机器人臂包括本文所述的任何类型的电气连接器。

更优选地，臂部分容纳用于将电力和信号运载到连接器并用于进一步沿臂传送的电缆。

可选地，插座包括T形纵向/径向轨道，并且球具有凹槽轨道。

球可以容纳马达和/或致动器，或者马达和/或致动器可以位于接头外部的壳体中。

如从以上描述中将理解的，该连接使得第一电气部件和第二电气部件能够围绕不只一个轴线相对旋转，同时保持它们之间的电气连接。

上面陈述的实施方式在球部件2上的一个或多个凹槽中提供了导电带，并且在插座部件3上提供至少一个电气触头。然而，如图13的实施方式所示，替代布置也是可行的。

在图13至图15中，球部件502具有第一电气部件506(在该实施例中，第一电气部件506可以是插头或插座，但也可以是导线的端部，在该端部处，该导线与部件502相配合)。

插座部件503具有第二电气部件504(在该实施例中，第二电气部件504可以是插头或插座，但也可以是导线的端部，在该端部处，该导线球部件502相配合)。

插座部件503包括采取一个或多个导电轨道18的形式的一个或多个电气触头508。优选地，(一个或多个)导电轨道508位于(一个或多个)相应凹槽509内，该凹槽509形成在插座部件503的插座的内表面中。导电轨道508因此是弧形的并且位于球形表面中。

球部件502和插座部件503形成允许围绕球形表面的形心旋转的接头。

球部件502包括采取一组导电电刷形式的一个或多个电气触头507(这些也可以被称为跟随器)。一个或多个电气触头507从球部件502向外延伸。电气触头507可以各自接触导电轨道508中的相应一个以形成电气连接。优选地，(一个或多个)电气触头507延伸到凹槽509中，以由此保持与导电轨道508对准。

如从图14可以看出，电气触头507为臂507c的形式，该臂507c从球502内的安装点507a延伸到接触顶端507b，该接触顶端507b穿过球502中的开口510向外突出。

在以上给出的实施方式中，优选地，每个部件2、3、502、503的电气触头围绕相应部件的纵向轴线等距地间隔开。

在上述实施方式中，优选的是，电刷7、507是弹簧臂。这些弹簧臂可以从它们在组装的连接器中的平衡位置偏转。这样，它们可以被推动成与导电轨道8、508接触。

替代地或此外，弹簧臂可以是弹性的，以使它们能够挠曲，但朝向相应平衡位置推动它们。这样，当弹簧臂被设置为插座部件3的一部分时，弹簧臂可向球2施加向内的夹持力。当弹簧臂被设置为球503的一部分时，弹簧臂可向插座503施加向外的力。也就是说，弹簧臂的弹性可辅助球体2、502保持在插座3、503内。

此外，发明人已经认识到，弹簧臂的弹性可以允许电刷7、507与导电轨道8、508之间的接触头具有一定量的侧向运动(即，围绕具有弹簧臂的部件3、502的纵向轴线)。

这能够实现一个部件相对于另一个部件的更大角度的旋转范围。

虽然上述向内弯曲的电刷7可以是悬臂的，并且因此具有一些固有的柔性，但是发明人发现，弹簧臂的设计可以通过向其提供额外的长度而改进。

在一实施方式(其中电气触头507是臂的形式，该臂从球502内的安装点507a延伸到接触顶端507b，该接触顶端507b穿过球502中的开口510向外突出)，优选的是臂507c具有比安装点507a和接触顶端507b之间的直线距离更大的长度。

在电刷7形成插座3的一部分的实施方式中，优选的是电刷7具有比围绕球2到接触点的测地距离更大的长度。

优选的电刷7在图16和图17中示出。图17示出了适于在图3A的实施方式中用作电刷7的弹簧臂607。如从图17中可以看出，每个弹簧臂607可以包括限定在臂607的近端(待安装到插座部件3的本体的一端)处的安装点607a和限定在远端(旨在接触球部件2的凹槽9和导电轨道8的一端)处的接触顶端607b，其中臂本体607c在安装点607a和接触顶端607b之间延伸。弹簧臂607从安装点607c悬出，并因此沿臂本体607c的全部长度自由挠曲。

优选地，臂本体607c形成为带。该带具有从安装点607a延伸到接触顶端607b的长度。该带具有相对于球或插座径向延伸的宽度。该带具有垂直于其宽度和长度的厚度。

优选地，该带的宽度大于其厚度。这样，臂607的夹持强度可以被保持，同时允许侧向运动。

无论臂本体607c是否设置为带，优选的是，臂本体607c包括部分610(狭窄部分610)，在该部分610处，臂607在球或插座的径向方向上的宽度减小。这可以允许增加臂607的柔性。

替代地或此外，优选的是，臂本体607c包括部分610(弹簧部分610)，在该部分610处，臂607包括在包含球或插座的纵向方向并从其径向延伸的平面中的多个弯曲部。这可以允许增加臂607的弹性，因为臂607作为整体的弯曲将在臂的较长长度上发生，并且因此导致随时间发生的加工硬化较少。

图16示出了形成插座603的多个这种臂607。

无论具体的结构如何，在上述每种类型的连接器中，通过球构件的外表面上的导体和插座构件的内表面上的导体之间的导电，可以保持电气连接。

附图标记

Claims (39)

1.一种电气连接器，所述电气连接器包括：具有第一电气部件的第一部件；以及具有第二电气部件的第二部件，

其中，所述第一部件和所述第二部件中的一者形成球部件，所述第一部件和所述第二部件中的另一者形成插座部件；所述球部件和所述插座部件连接在一起以允许相对于彼此进行运动，从而允许在所述第一电气部件的轴线和所述第二电气部件的轴线之间限定可变角度，

其中，所述第一部件包括围绕所述第一部件的表面间隔开的一个或多个凹槽，所述凹槽衬有或包括连接到所述第一电气部件的导电带；并且所述第二部件包括一个或多个电气触头，所述/每个电气触头被布置成延伸到相应凹槽中并且连接到所述第二电气部件；并且

其中，所述/每个电气触头被限制成在所述相应凹槽内移动，并且被推靠在该凹槽的所述导电带上，以便在所述第一电气部件和所述第二电气部件之间建立电气连接。

2.根据权利要求1所述的电气连接器，其中，所述/每个电气触头是悬臂。

3.根据权利要求1或2所述的电气连接器，其中，所述/每个电气触头是弹性臂。

4.根据权利要求3所述的电气连接器，其中，所述电气触头相对于所述球和/或所述插座具有径向柔性，以提供用来将所述球保持在所述插座内的保持力。

5.根据权利要求3至5中任一项所述的电气连接器，其中，所述电气触头相对于所述球和/或所述插座具有侧向柔性。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的电气连接器，其中，所述弹性臂包括带。

7.根据权利要求6所述的电气连接器，其中，所述带具有相对于所述球或所述插座径向延伸的宽度；所述带具有垂直于其宽度的厚度；并且所述宽度大于所述厚度。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的电气连接器，其中，所述臂包括狭窄部分。

9.根据权利要求8所述的电气连接器，其中，所述臂包括狭窄部分，在所述狭窄部分中，所述臂在所述球或所述插座的径向方向上的所述宽度变窄。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的电气连接器，其中，所述臂包括位于包含所述球或所述插座的纵向方向并从所述球或所述插座径向延伸的平面中的多个弯曲部。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中：

所述第二部件形成所述球部件，并且所述第一部件形成所述插座部件；并且

所述/每个电气触头为臂的形式，所述臂从所述球部件内的安装点延伸到接触顶端，所述接触顶端穿过所述球部件中的开口向外突出以接触所述插座部件的凹槽的所述导电带。

12.根据权利要求11所述的电气连接器，其中，所述/每个电气触头为臂的形式，所述臂具有比所述安装点和所述接触顶端之间的直线距离更大的长度。

13.一种电气连接器，所述电气连接器包括：具有第一电气部件(6)的球部件(2)；具有第二电气部件(4)的插座部件(3)，所述球部件和所述插座部件连接在一起以允许相对于彼此进行运动，从而允许在所述第一电气部件的轴线和所述第二电气部件的轴线之间限定可变角度，其中所述球部件包括围绕所述球部件的表面间隔开的至少一个凹槽(9)，所述凹槽衬有或容纳连接到所述第一电气部件的导电带(8)；和至少一个电气触头(7)，所述至少一个电气触头(7)布置在所述插座部分的内表面上并连接到所述第二电气部件(4)，其中所述电气触头(7)的大部分长度位于所述球部件的外部，使得通过所述触头骑在所述球部件上而允许球插座接头进行旋转，但是其中朝向所述触头的自由端部，所述触头具有向内延伸的部分，所述向内延伸的部分被限制为在所述凹槽(9)内移动并且被推靠在所述导电带(8)上，以便在所述第一电气部件和所述第二电气部件之间建立电气连接。

14.根据权利要求13所述的电气连接器，其中，所述触头带(7)的所述向内延伸的部分通过弯曲所述带、通过使所述自由端部比所述带的其余部分更厚、通过具有捕获接触球或柱、或通过结合电刷触头而形成。

15.根据权利要求13或14所述的电气连接器，其中，存在多个这样的触头(7)和相应导电带(8)。

16.根据权利要求15所述的电气连接器，其中，所述触头和/或所述带成对地连接在一起，每对的所述触头或所述带在靠近相应电气部件的头端处连接在一起，然后随着它们围绕所述球部件延伸而分散。

17.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述球部件构造有纵向壁(2B)，这些纵向壁(2B)在径向平面中延伸，以便在所述纵向壁(2B)之间限定所述凹槽(9)。

18.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述球部件(2)或所述插座部件(3)还包括滑动接触组件(105)，从而允许两个电气部件(6，4)之间围绕所述连接器的所述轴线进行相对旋转。

19.一种电气连接器，所述电气连接器包括：具有第一电气部件(6)的球部件(2'；302；402)；具有第二电气部件(4)的插座部件(3)，所述球部件和所述插座部件连接在一起以允许相对于彼此进行运动，从而允许在所述第一电气部件的轴线和所述第二电气部件的轴线之间限定可变角度，其中所述球部件包括围绕所述球部件的表面间隔开的至少一个凹槽，所述凹槽衬有或容纳连接到所述第一电气部件的导电带(108)；和至少一个电气触头(107)，所述至少一个电气触头(7)布置在所述插座部分的内表面上并连接到所述第二电气部件(4)，其中所述电气触头包括周向地延伸到所述球部件的轨道(107A)和保持在所述轨道和所述凹槽之间并被推靠在所述导电带(8)上的导电球(10)，以便在所述第一电气部件和所述第二电气部件之间建立电气连接。

20.根据权利要求19所述的电气连接器，其中，每个轨道与两个球(10)配合，并且具有导电带(108)的凹槽为电气触头(107)的两倍，优选地分别为八个和四个。

21.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述电气部件是插头或插座。

22.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述母插座部分包括具有多个细长电气触头的触头冠，每个电气触头与凹槽相对应，并且至少一个导电球轴承设置在每个凹槽中，使得所述或每个球轴承沿着所述凹槽移动，使得在所述第一本体部件和所述第二本体部件中的任一者的运动期间保持电气接触。

23.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述或每个电气触头(7；107)是弹性的，以便偏压抵靠所述触头带(8；108)。

24.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，所述母插座部分具有平坦的或齿形的轮缘。

25.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，所述电气连接器还包括保护所述球部件的否则被暴露的表面的保护外层(12)。

26.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，其中，一个电气部件(4)是耳机插孔插头。

27.根据权利要求26所述的电气连接器，其中，所述耳机插孔是3.5mm的插孔插头。

28.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器插头，其中，一个电气部件是USB插头或插座。

29.根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器，所述电气连接器还包括锁定机构以锁定所述本体部件的相对运动。

30.一种带接头的电气装置(100；200；300；400)，所述电气装置包括用于倾斜所述接头的致动器(330；430)和用于跨过所述接头与所述致动器连接的电气连接器，所述电气连接器是根据前述权利要求中任一项所述的电气连接器。

31.根据权利要求30所述的装置，所述装置是照相机(20；300)，所述连接器还从所述照相机运载成像信号和/或将命令运载到所述照相机。

32.根据权利要求30所述的装置，所述装置是机器人臂或部分(400)，所述连接器运载用于一个或多个所述致动器(430)的电力和控制信号。

33.一种机器人臂，所述机器人臂包括：

通过球插座连接器连接的由两个臂部分而形成的接头；以及

用于弯曲所述接头的马达和/或致动器。

34.根据权利要求33所述的机器人臂，其中，通过球的外表面上的导体和插座的内表面上的导体之间的接触来保持第一电气部件和第二电气部件之间的电气连接。

35.根据权利要求33或34所述的机器人臂，所述机器人臂包括权利要求1至29中任一项所述的电气连接器。

36.根据权利要求33至35中任一项所述的机器人臂，其中，所述臂部分容纳用于将电力和信号运载到所述连接器并用于沿所述臂进一步传送的电缆。

37.根据权利要求33至36中任一项所述的机器人臂，其中，所述插座包括T形纵向/径向轨道，并且所述球具有凹槽轨道。

38.根据权利要求33至37中任一项所述的机器人臂，其中，所述球容纳马达和/或致动器。

39.根据权利要求33至37中任一项所述的机器人臂，其中，所述马达和/或所述致动器位于所述接头外部的壳体中。