CN113163934B - 用于手持装置的无线充电抓握设备 - Google Patents

Abstract

一种用于抓握便携式电子装置的设备能与无线充电器一起使用，以在装置和无线充电器不直接接触时为便携式电子装置充电。所述设备具有适应于附接至电子装置的基座元件和连接至基座元件的抓握元件，并且还包括第一电感应线圈，其布置在抓握元件内并且被配置成由于无线充电器中的磁场而产生电流，以及包括第二电感应线圈，其布置在基座元件内并且被配置成产生磁场以便在便携式电子装置内部感应出电流，其中第一电感应线圈被配置成通过感应或通过直接传导将电传导至第二电感应线圈。

Description

用于手持装置的无线充电抓握设备

技术领域

本发明涉及一种抓握设备，更特别地涉及一种用于抓握手持装置的设备，当所述装置和充电器不直接接触时，所述设备可与无线充电器一起使用为手持装置充电。

背景技术

在当今社会，手持式电子计算装置(诸如智能手机)的使用非常普遍，达到用户在执行其他任务时经常抓握其智能手机的程度。一般而言，此类装置的典型矩形形状允许用户用一只手牢固地抓握此类装置，同时用另一只手访问装置的触摸屏。然而，当用户希望用用户用于抓握设备的同一只手或在执行其他任务时访问该装置的触摸屏时，这种装置的矩形形状可能会产生困难。同样，如果用户四处走动并将便携式计算装置握在一只手中，那么操纵和旋转便携式计算装置可能会很笨拙，特别是在试图同时执行其他任务时。这种困难带来了一种风险，即用户可能会摸索装置、失去对装置的控制和掉落装置，并经常导致用户损坏他们的装置。因此，即使在用手指牢固地抓握该装置时，用户也可能不容易用一只手操作这样的手持装置。

有一些设备能够使用户用单手牢固且舒适地握住这种便携式电子装置，同时允许用户的手指在握住该装置时有更大的活动范围，所述设备包括在共同转让给Haber等人的美国专利No.10,244,854中描述的那些设备。

此外，现在使用的许多便携式电子装置都能够进行无线充电。一种被称为Qi的用于无线充电的国际标准已经被许多手机和充电器供应商采用用于无线充电，并且其依靠充电器中的平面线圈和电子装置中的平面线圈之间通过谐振电感耦合进行的电磁感应。感应式充电利用电磁场促进两个物体之间的能量交换，其中放置在充电站内的第一感应线圈产生电磁场，并且放置在被充电的便携装置上的第二感应线圈从电磁场中获取电能，并将其转化为用于给装置充电的电流。对于较低功率的充电，典型的智能手机充电器、电子装置和无线充电器在一起必须间隔非常近，即直接接触或非常接近接触，例如，彼此之间的距离不超过8mm。

为了使便携式电子装置进行无线充电，电子装置的背面一般必须设置在无线充电器的表面上或抵靠无线充电器的表面。然而，现有技术中安装至便携式电子装置背面的抓握设备将导致无线充电的问题，因为，当电子装置被放置在无线充电板上时，安装至电子装置背面的抓握设备将使电子装置间隔充电板表面足够远，从而中断或阻止无线充电。

期望的是提供一种抓握设备，用户可以将他/她的手指插入其中，以利用一只手抓握住手持电子装置，该抓握设备能够将用户的手指牢固地抓握在该设备和手持电子装置之间，并允许用户的手指能够舒适地围绕该抓握设备，该抓握设备还可以与无线充电器一起使用，以当装置和充电器不直接接触时对电子装置进行充电或者能够对手持装置进行充电。

发明内容

根据本发明的这些和其他目标，本发明涉及一种用于协助用户抓握便携式电子装置的装置或设备，该装置或设备可与无线充电器一起使用，以便在电子装置和充电器不直接接触时为电子装置充电或使手持装置能被充电。

在一个实施例中，本发明涉及一种抓握设备，所述抓握设备能附接至手持式电子装置，并且能抵靠无线充电器安装，使得抓握设备通过将来自无线充电器的电传导至电子装置而作为传输站来操作。

在特定实施例中，本发明涉及一种改进的设备，用于抓握便携式电子装置，并在便携式电子装置与外部无线充电设备不直接接触时，经由外部无线充电设备促进便携式电子装置的无线充电，该设备具有适应于附接至电子装置的基座元件和连接至基座元件的抓握元件，该设备包括布置在抓握元件内的第一电感应线圈和布置在基座元件内的第二电感应线圈，其中，第一电感应线圈被配置成由于外部无线充电设备中的磁场而产生电流，其中第一电感应线圈被配置成将电传导至第二电感应线圈，并且其中第二电感应线圈被配置成产生磁场以便在便携式电子装置内部感应出电流。

在一些实施例中，第一电感应线圈接近抓握元件的外表面布置，并且被配置成使得，当抓握元件的外表面被接近外部无线充电设备放置时，第一电感应线圈可以由于外部无线充电设备中的磁场而产生电流。

在一些实施例中，第二电感应线圈接近基座元件的外表面布置，并且被配置成使得，当基座元件的外表面被接近便携式电子装置放置时，第二电感应线圈可以产生磁场，以便在电子装置内部感应出足以给便携式电子装置充电的电流。

在特定实施例中，基座元件的外表面在其上具有用于将基座元件牢固地附接至便携式电子装置的粘合层。

在一些实施例中，第一电感应线圈接近抓握元件的内表面布置，并且第二电感应线圈接近基座元件的内表面布置，使得当抓握元件的内表面被接近或抵靠基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成经由感应将电传导至第二电感应线圈。

在特定实施例中，当抓握元件的内表面被接近或抵靠基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成产生磁场，以便在第二电感应线圈内部感应出电流。

在一些实施例中，该设备还包括抓握元件和基座元件之间的至少一个直接电连接，其中，当抓握元件的内表面被抵靠基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成经由直接传导将电传导至第二电感应线圈。在一些实施例中，抓握元件和基座元件之间只有一个直接电连接。

在特定实施例中，至少一个直接电连接包括在抓握元件和基座元件中的一个上的至少一个传导引脚，以及在抓握元件和基座元件的另一个上的至少一个PCB迹线环(tracecircle)。在一些实施例中，在抓握元件和基座元件中的一个上有一个或两个传导引脚，以及在抓握元件和基座元件的另一个上有一个或两个PCB迹线环。

在特定实施例中，该设备还包括用于在抓握元件和基座元件的各自的附接区域处连接抓握元件和基座元件的连接元件，其中，所述各自的附接区域包括如下器件，当抓握元件的内表面被抵靠基座元件的内表面放置时，所述器件用于在抓握元件和基座元件之间的直接电传导。

在一些实施例中，当基座元件被抵靠或接近电子装置放置、抓握元件被抵靠或接近基座元件放置、并且抓握元件被抵靠或接近外部无线充电设备放置时，外部无线充电设备中的磁场通过第一电感应线圈和第二电感应线圈对便携式电子装置有效地充电。

在特定实施例中，本发明涉及一种设备，所述设备用于抓握便携式电子装置并在所述装置和无线充电器不直接接触时经由无线充电器对便携式电子装置进行充电，该设备包括适应于附接至电子装置的基座元件；与基座元件连接的抓握元件；第一电感应线圈，其布置在抓握元件内并被配置成由于无线充电器中的磁场而产生电流；以及第二电感应线圈，其布置在基座元件内并被配置成产生磁场以便在便携式电子装置内部感应出电流，其中，第一电感应线圈被配置成通过感应或通过直接传导将电传导至第二电感应线圈。

在一些实施例中，第一电感应线圈接近抓握元件的内表面布置，并且第二电感应线圈接近基座元件的内表面布置，使得当抓握元件的内表面接近基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成经由感应将电传导至第二电感应线圈。

在特定实施例中，当抓握元件的内表面被接近基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成产生磁场，以便在第二电感应线圈内部感应出电流。

在一些实施例中，该设备还包括抓握元件和基座元件之间的至少一个直接电连接，其中，当抓握元件的内表面被抵靠基座元件的内表面放置时，第一电感应线圈被配置成通过至少一个直接电连接经由直接传导而将电传导至第二电感应线圈。

在特定实施例中，至少一个直接电连接包括抓握元件和基座元件中的一个上的至少一个传导引脚以及抓握元件和基座元件中的另一个上的至少一个PCB环。

在特定实施例中，该设备还包括用于在抓握元件和基座元件各自的附接区域处连接抓握元件和基座元件的连接元件，其中，所述各自的附接区域包括如下器件，当抓握元件的内表面被抵靠基座元件的内表面放置时，所述器件用于在抓握元件和基座元件之间的直接电传导。

在一些实施例中，当基座元件被抵靠或接近电子装置放置、抓握元件被抵靠或接近基座元件放置、并且抓握元件被抵靠或接近外部无线充电设备放置时，外部无线充电设备中的磁场通过第一电感应线圈和第二电感应线圈对便携式电子装置有效地充电。

在一个实施例中，该设备具有适应于附接至便携式电子装置的基座元件，其中，基座元件具有带有附接区域的顶表面和配置成将基座元件安装到便携式电子装置上的底表面；抓握元件，其中，抓握元件具有带有附接区域的底表面；以及在基座元件和抓握元件各自的附接区域处连接基座元件和抓握元件的可拉伸绳；其中，基座元件和抓握元件的附接区域具有各自的电传导器件，以促进从充电器到便携式电子装置的能量传递。

在一些实施例中，基座元件和抓握元件的附接区域具有各自对应的接合元件，所述接合元件彼此共操作以允许基座元件和抓握元件彼此抵靠固定或接合。

在特定实施例中，接合元件包括抓握元件或基座元件之一的附接区域上的一个或多个凸起，以及抓握元件或基座元件中的另一个的附接区域上的一个或多个凹陷，其中，当抓握元件被抵靠基座元件放置时，可通过将一个或多个凸起插入到一个或多个凹陷中来将抓握元件抵靠基座元件固定或与基座元件接合。在这些实施例的其中一些实施例中，一个或多个凸起紧密地适配在一个或多个凹陷中。

在特定实施例中，接合元件包括在抓握元件或基座元件之一的附接区域上的升高或凹陷的环齿轮形部段以及在抓握元件或基座元件的另一个的附接区域上的多个凸起，其中，如果环齿轮形部段是升高的，则环齿轮形部段在其周围具有多个周向齿，多个齿中的每两个齿之间具有间隙，并且多个凸起中的每一个都被成形为适配于间隙内；其中，如果环齿轮形部段是凹陷的，则环齿轮形部段在其周围具有多个周向齿槽，在多个齿槽的每两个齿槽之间具有一个顶点(peak)，并且其中多个凸起中的每一个被成形为适配于齿槽内；以及其中，当抓握元件被抵靠基座元件放置时，可通过将一个或多个凸起插入一个或多个各自的间隙或一个或多个各自的齿槽内而将抓握元件抵靠基座元件固定或与基座元件接合。

在一些这样的实施例中，一个或多个凸起紧密地适配到一个或多个各自的间隙中或一个或多个各自的齿槽中。在这些实施例中的一些实施例中，抓握元件可以在相对于基座元件的任何旋转位置上被抵靠基座元件固定或与基座元件接合。

在特定实施例中，抓握设备的基座元件和抓握元件均装配有感应线圈，以促进基座元件和抓握元件之间的能量传递，从而延长从其上搁置抓握元件的无线充电器到与基座元件附接的便携式电子装置的能量传输距离。

附图说明

为了更好地理解本发明并理解其实际应用，下文提供并参考以下附图。应当注意的是，这些附图仅作为示例给出，而绝不限制本发明的范围。类似的组件由类似的参考数字表示。

图1示意性地示出了抓握设备的第一实施例的立体图，其中抓握元件和基座元件处于间隔开的打开位置；

图2A和图2B分别示意性地示出了抓握设备的第一实施例的平面图和剖视图，其中上部元件和基座元件处于完全缩回位置；

图3示出了抓握设备的第二实施例的立体图，其中抓握元件和基座元件处于间隔开的打开位置；

图4示意性地示出了抓握设备的第二实施例的另一种配置的立体图，其中抓握元件和基座元件处于间隔开的打开位置；

图5示意性地示出了抓握设备的第二实施例的另一配置的立体图，其中上部元件和基座元件处于间隔开的打开位置；以及

图6A和图6B分别是抓握设备的第二实施例的额外配置的平面图和立体图的示意性说明，其中上部元件和基座元件处于间隔开的打开位置。

应当注意的是，所描绘的实施例仅示意性地示出，并且并非所有特征可能以完整的细节或适当的比例示出。为了清晰起见，特定特征或结构可能相对于其他特征或结构被夸大。还应注意的是，所示的实施例仅是示例，不应解释为限制本公开或所附权利要求的范围。

具体实施方式

在下面的详细描述中，将参照附图对本发明的各种实施例进行描述，并且为了提供对本发明的透彻理解，列出了许多具体细节。然而，本领域普通技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、程序、组件、模块、单元和/或电路，以便不模糊本发明。

在下面的描述中，虽然相同的元件在不同的图中显示，但它们将被相同的参考数字指定。此外，在下面的描述中发现的各种具体限定仅是为了帮助一般理解本发明而提供的，对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在没有这些限定的情况下实施本发明。此外，在对本发明的以下描述中，当可能使本发明的主题相当不清楚时，将省略对包含在本文的已知功能和配置的描述。

在以下描述中，已经用诸如“顶部”、“背部”、“前部”和“后部”等术语来描述物理对象的取向。这些术语并不特定于所描述的特定取向，并且不被解释为对所描述的物理对象的方向或取向的限制，但可用于指代物理对象的任何侧面或面，只要一致地指代所描述的取向。

虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但本文使用的术语“多个”和“若干”可包括例如“多个”或“两个或更多个”。术语“多个”或“若干”可在整个说明书中用于描述两个或更多个组件、装置、要素、单元、参数等等。除非明确说明，否则本文描述的方法实施例不受约束于特定的顺序或序列。除非另有说明，否则本文中使用的连词“或者”应理解为包含(所述选项中的任何或全部)。

共同转让的美国专利申请No.15/958,746非常详细地描述了用于抓握手持电子装置的设备的若干实施例，并且该描述通过引用其整体并入本文。本发明在该申请的基础上构建，在于公开了至少一种这样的设备，该设备结合了电传导器件，以使这样的抓握设备能够与无线充电器一起使用，以为手持装置充电，或者使手持装置能够在该装置与充电器不直接接触时被充电。

根据本发明的第一实施例，如图1所示，抓握设备具有彼此连接的两个相对部分。基座元件20被配置成通过其背面24附接至要抓握的手持电子装置，并且抓握元件30通过连接构件40弹性地连接至基座元件20。在一个实施例中，连接构件40具有弹性，使得抓握元件30通过弹性连接构件40弹性地连接至基座元件20。当抓握元件30被牵拉远离基座元件20时，用户的手指被放置在抓握元件30和基座元件20之间的空间中，优选围绕连接构件40，以及然后抓握元件30被允许经由连接构件40被朝向基座元件20拉回，由此用户的手指被保持在其之间，即基座元件20的凸缘元件21的前表面23和抓握元件30的凸缘元件31的前表面33在其相对的两个侧面之间保持用户的手指，使得用户可以安全舒适地牢固抓握手持电子装置。

图2A以俯视图、平面图示出了抓握设备的第一实施例，其中仅能看到抓握元件30，仅能看到其背面34。图2B以沿图2A的B-B线获取的剖视图示出了抓握设备的第一实施例。如图2B所示，当处于其缩回位置时，连接构件40仍处于一些张力之下，并将抓握元件30牵拉成与基座元件20齐平，所述基座元件一般粘附至手持电子装置，因此，当不使用时，抓握设备具有低的、平坦的轮廓，该轮廓不会过度突出和干扰便携式电子装置的运输和/或存储。

为了延长从其上搁置抓握元件30的无线充电器到与基座元件20附接的便携式电子装置的能量传输距离，抓握设备的基座元件20和抓握元件30都装配有电传导和/或感应器件，以便促进从无线充电器到便携式电子装置的该能量传输。

在特定实施例中，电传导和/或感应器件包括感应线圈。在一个这样的实施例中，电传导器件包括在基座元件20中和在抓握元件30中的感应线圈，所述感应线圈利用电磁场来促进其间的能量交换，以及与无线充电站的能量交换和与便携式电子装置的能量交换。

通常，无线充电站具有创造电磁场的感应线圈，并且来自无线充电器的磁场在抓握元件30中的感应线圈中感应出电流。在一个实施例中，抓握元件30中的感应线圈从无线充电站的电磁场中获取电能，并将其转换到第二电磁场中，该第二电磁场在基座元件20中的感应线圈中感应出电流，即从第二电磁场也就是从抓握元件30的电磁场中获取电能，并感应出第三电磁场。来自第三电磁场、即来自基座元件20的电磁场的电能，通过附接至基座元件20的便携式电子装置中的感应线圈转换为用于对便携式电子装置充电的电流。

在优选的实施例中，其中抓握元件30中的感应线圈和基座元件20中的感应线圈分别促进与无线充电站的能量交换和与便携式电子装置的能量交换，这些感应线圈基本上装配在抓握元件30和基座元件20的如下区域，所述区域将分别靠近无线充电站和便携式电子装置定位，从而使无线充电站/抓握设备与抓握设备/便携式电子装置布置中的感应线圈间隔紧密。

在抓握元件30中的感应线圈和基座元件20中的感应线圈促进其间的能量交换的实施例中，这些感应线圈通常装配在基座元件20和抓握元件30的如下区域，这些区域在抓握设备处于闭合、缩回位置时将彼此靠近定位，其中抓握元件30被牵拉与基座元件20齐平或固定到基座元件20，例如如图2B所示，从而使无线充电站/抓握设备/便携式电子装置布置中的每一对感应线圈中的感应线圈间隔紧密。

在特定实施例中，当连接构件40处于其缩回但仍被拉伸的位置时，抓握元件30和基座元件20形成嵌套配置。例如，在一个实施例中，如图1所示，抓握元件30的中央安装区域32具有凸形轮廓，而基座元件20的中央安装区域22具有凹形轮廓。如图2B中的截面所示，抓握元件30的中央安装区域32的凸形轮廓嵌套在基座元件20的中央安装区域22的凹形轮廓内。在本实施例中，感应线圈组件可以安装在抓握元件30的中央安装区域32和基座元件20的中央安装区域22的每一个内。感应线圈是本领域众所周知的，并且任何合适的感应线圈组件，例如线圈和铁氧体组件，都可以用来满足本装置的尺寸和功率要求。

在这种布置的一个示例中，如图2B的剖视图所示，感应线圈54(截面所示)能安装在基座元件20的中央安装区域22内，并且感应线圈55(截面所示)能安装在抓握元件30的中央安装区域32内。如此，当抓握设备处于缩回位置时，抓握元件30嵌套在基座元件20内，使得抓握元件30的中央安装区域32的凸形轮廓嵌套在基座元件20的中央安装区域22的凹形轮廓内，如图2B所示，由此，安装在抓握元件30的中央安装区域32内的感应线圈55接近于安装在基座元件20的中央安装区域22内的感应线圈54。

在该布置的另一示例中，参照图1所示的组件，第一感应线圈(未示出)可在外壁25和倾斜内壁26之间地安装在基座元件20的凹形中央安装区域22内，并且第二感应线圈组件(未示出)可在倾斜壁36下方地安装在抓握元件30的凸形中央安装区域32内。在该实施例中，各自的感应线圈将比图2B中所示的感应线圈54、55的位置稍微更远离于基座元件20的中央安装区域22和抓握元件30的中央安装区域32的外边缘定位。

在该布置的另一个示例中，感应线圈组件可以分别位于基座元件20和抓握元件30的凸缘元件21和凸缘元件31内，例如，分别位于基座元件20和抓握元件30的前表面23和33下的凹部内，所述凹部可以分别位于基座元件20和抓握元件30的中央安装区域22和32以外。

虽然为了描述的方便，对感应线圈组件的讨论是关于它们分别位于抓握元件30和基座元件20的中央安装区域32和22内的实施例，但应当理解，这种讨论同样适用于它们分别位于抓握元件30和基座元件20的中央安装区域32和22以外、以及分别在抓握元件30和基座元件20的凸缘元件31和21内的其他地方的实施例。

可替代地，在另一个实施例中(未示出)，是抓握元件30的中央安装区域32具有凹形轮廓，并且是基座元件20的中央安装区域22具有凸形轮廓，使得基座元件20的中央安装区域22的凸形轮廓嵌套在抓握元件30的中央安装区域32的凹形轮廓内。在该实施例中，感应线圈的放置将与以上讨论的两种布置中感应线圈的放置相似。

应当指出的是，虽然使用感应线圈来促进无线充电站和抓握元件30之间、抓握元件30和基座元件20之间以及基座元件20和便携式电子装置之间的能量交换，但已经就如下实施例进行了讨论，其中在不使用时，抓握设备可以设置在缩回位置，其中抓握元件30被牵拉成与基座元件20齐平，如图2B所示，从而使抓握设备具有抵靠便携式电子装置的低的、平坦轮廓，感应线圈也可以用于促进在抓握元件30与基座元件20形状接合(positivelyengaged)、保持紧密抵靠或固定抵靠的替代实施例中的这种相同的能量交换。在特定实施例中，抓握设备具有允许这种固定配置发生的特征，如美国专利申请No.15/958,746的图9至图14所示，并且这些特征也可以结合类似的电传导和/或感应器件。

在电传导器件包括感应线圈的另一个实施例中，电传导和/或感应器件可以包括在基座元件20和抓握元件30中的感应线圈，所述感应线圈利用电磁场分别促进与便携式电子装置和与无线充电站的能量交换，但也可以包括利用直接电传导促进基座元件20和抓握元件30之间的能量交换的电传导器件。在该实施例中，抓握元件30中的感应线圈从无线充电站的电磁场中获取电能，并且抓握元件30与基座元件20之间的直接电连接将来自抓握元件30中的感应线圈的电流传递给基座元件20中的感应线圈，以及然后基座元件20中的感应线圈感应出第二电磁场。来自第二电磁场、即来自基座元件20的电磁场的电能被附接至基座元件20的便携式电子装置中的感应线圈转换为用于给便携式电子装置充电的电流。

在本实施例中，感应线圈组件能以如上所述的方式安装在抓握元件30的中央安装区域32和基座元件20的中央安装区域22的每一个内。例如，感应线圈组件以如上讨论的方式分别安装在抓握元件30内和基座元件20内，例如安装在其中央安装区域32和中央安装区域22内。然而，如图3所示，也能将直接传导器件安装在抓握元件30和基座元件20的彼此直接接触的部分上，例如安装在抓握元件30的中央安装区域32的外表面和基座元件20的中央安装区域22的外表面上，以便促进其之间的直接能量交换。

在一种这样的布置中，如图3所示，一个或多个PCB 57被安装到抓握元件30的外侧、凸部，例如通过被粘附或贴附至抓握元件30的中央安装区域32的外表面，并且导电(例如，铜)迹线和部件被安装在其上以形成电/电子电路。PCB 57能是任何形状，但在特定实施例中，PCB 57是圆形或环形，以与抓握设备30的凸缘31的形状相匹配。PCB 57可以是现有技术中已知的，例如具有14.05mm的外直径、6.0mm的内直径、0.4mm的PCB厚度、以及FR4级的PCB材料。在抓握元件30内，来自感应线圈组件(未示出)的，例如来自线圈加铁氧体组件的导线附接至PCB 57上的迹线，以便在这些部件之间形成直接的电连接。

还如图3所示，一个或多个传导引脚58从基座元件20的圆形、凹形中央安装区域22向外延伸，并可安装到定位在基座元件20的中央安装区域22内的PCB(未示出)上的迹线。传导引脚58可以是现有技术中已知的，例如，由铜、电镀金等制成。在特定实施例中，只有一个传导引脚58。在特定的其它实施例中，有两个或更多个传导引脚58。在基座元件20内，来自感应线圈组件(未示出)的，例如来自线圈加铁氧体组件的导线附接至其上安装传导引脚58的内部PCB上的迹线，以便在它们之间形成直接的电连接。

如图3所示，至少一个传导引脚58在距接收孔27的一半径处定位在基座元件20的中央安装区域22内，该半径与距安装至抓握元件30的至少一个PCB 57的接收孔37的半径相匹配。在特定实施例中，如图3所示，圆形PCB 57是由PCB上的两条同心导电迹线形成的，每条导电迹线具有距接收孔37的不同半径，并且两个传导引脚58布置在距接收孔27的不同半径处，以对应于PCB 57的同心圆形迹线的半径，以使得第一传导引脚58被配置成与一条PCB57迹线进行直接电连接，并且第二传导引脚58被配置成与第二同心PCB 57迹线进行直接电连接。然而，同心环57的存在，使得每个同心环只需要一个传导引脚58，不需要多个传导引脚58，使得设计更效率。

在本实施例中，安装在基座元件20上的传导引脚58与安装至抓握元件30的PCB环57的迹线直接接触。同心PCB 57的在其上与传导引脚58接触的同心迹线消除了以具体定向索引(index)抓握元件30和基座元件20的需要。此外，在特定实施例中，传导引脚58可以是弹簧加载的，使得它们的高度自动调节到抓握元件30和基座元件20之间的小间隙。

可替代地，虽然没有示出这一点，但在该实施例的另一版本中，是抓握元件30的中央安装区域32具有凹形轮廓，并且是基座元件20的中央安装区域22具有凸形轮廓，使得基座元件20的中央安装区域22的凸形轮廓嵌套在抓握元件30的中央安装区域32的凹形轮廓内。在本实施例中，传导引脚58将安装在抓握元件30的中央安装区域32内，并且PCB迹线环57将安装至基座元件20的中央安装区域22，并且电流将从抓握元件30内的感应线圈组件54通过传导引脚58传导地行进至PCB迹线环57，再行进至基座元件20内的感应线圈组件54，并行进至便携式电子装置。

当希望将其基座元件20连接至便携式电子装置的抓握设备用于促进该电子装置的充电时，抓握设备将设置在缩回位置，使得抓握元件30嵌套在基座元件20内或被固定抵靠基座元件20。在特定实施例中，抓握元件30的中央安装区域32的轮廓与基座元件20的中央安装区域22的轮廓嵌合。在特定实施例中，抓握元件30与基座元件20形状接合、保持紧密抵靠或固定抵靠。在该位置中，如图2B(其以剖视图示出了图1和图2A的抓握设备的实施例)和图3(其以立体图示出了抓握设备的实施例)所示，基座元件20内和抓握元件30内的电传导器件促进了其间的能量交换。

在其中感应线圈组件安装在抓握元件30内和基座元件20内以便于在其间进行直接的、感应的能量交换的实施例中，如图2B所示，抓握元件30和基座元件20以如上所述的方式抵靠彼此定位，使得感应线圈54、55彼此接近定位。在其中将直接传导器件安装在抓握元件30和基座元件20上以便彼此直接接触并促进其间的直接的、传导的能量交换的实施例中，如图3所示，抓握元件30和基座元件20以如上所述的方式抵靠彼此定位，使得安装至基座元件20的传导引脚58与安装至抓握元件30的PCB环57的迹线直接接触。

这时候，抓握设备的抓握元件30于是能设置在通电的无线充电器的垫板上。

此时，便携式电子装置通过抓握设备与无线充电器进行通信，以设置功率等级并开始充电过程。无线充电器中的传输线圈产生振荡磁场，所述振荡磁场在抓握元件30内的线圈加铁氧体感应线圈组件54中感应出交流电。在一个实施例中，在传导引脚58和PCB环57存在的情况下，电流通过抓握元件30中的线圈加铁氧体感应线圈组件54的导线行进到PCB环57，并凭借传导引脚58和PCB环57上的同心迹线之间的直接电接触，行进到传导引脚58，并通过传导引脚行进到基座元件20中的感应线圈组件55。在另一个实施例中，在传导引脚58和PCB环57不存在的情况下，抓握元件30内的感应线圈组件54产生振荡磁场，并在基座元件20中的感应线圈组件55中感应出交流电。最后，基座元件20中的感应线圈组件55产生振荡磁场，并在附接至基座元件20的便携式电子装置内部的接收线圈中感应出对便携式电子装置的电池进行充电的交流电。

如上所述，本文所讨论的电传导器件也可用于促进在替代实施例中这种相同的能量交换，在所述替代实施例中，抓握元件30可与基座元件20接合、紧密地保持或固定抵靠，例如其中抓握设备具有允许发生这种固定配置的特征，如美国专利申请No.15/958,746的图9至图14所示。

例如，本文讨论的导电器件的这种配置也可以用如美国专利申请No.15/958,746的图9至图12B中所示的抓握设备的实施例来实现，其中上部元件30可以通过一个或多个凸起43与基座元件20接合、紧密适配/紧贴或固定抵靠，所述一个或多个凸起从基座元件20的凸缘元件21的前表面23向上凸出并与形成在抓握元件30的凸缘元件31的前表面33中的对应数量的弧形槽45共操作；或者上部元件30通过一个或多个凸起43与基座元件20接合、紧密适配或固定抵靠，所述一个或多个凸起从抓握元件30的凸缘元件31的前表面33向上凸出并与形成在基座元件30的凸缘元件21的前表面23中的对应数量的弧形槽45共操作，如图4所示。

如图4所示，感应线圈组件(未示出)以如上所述的方式安装在抓握元件30的中央安装区域32内和基座元件20的中央安装区域22内。与内部感应线圈电连接的一个或多个PCB 57被安装至抓握元件30的中央安装区域32的外表面，并且安装至与内部感应线圈电连接的PCB(未示出)的一个或多个传导引脚58从基座元件20的中央安装区域22向外延伸。每个传导引脚58在距接收孔27的一半径处定位在基座元件20的中央安装区域22内，该半径与距设置在抓握元件30的中央安装区域32内的对应PCB 57的接收孔37的半径相匹配。充电过程的进行类似于上述关于图3A和图3B中描述的实施例的过程。

可替代地，虽然没有示出这一点，但在该第二实施例的另一个版本中，是抓握元件30的中央安装区域32具有凹形轮廓和所描述的凸起43，并且是基座元件20的中央安装区域22具有凸形轮廓和所述弧形槽45，以使得基座元件20的中央安装区域32的凸形轮廓嵌套在上部元件30的中央安装区域32的凹形轮廓内，并可与之固定抵靠、接合或锁定。在本实施例中，传导引脚58将安装在抓握元件30的中央安装区域32内，并且PCB迹线环57将安装至基座元件20的中央安装区域22，并且电荷将从抓握元件30内的感应线圈组件54通过传导引脚58行进到PCB迹线环57，以及然后行进到基座元件20内的感应线圈组件54并行进到便携式电子装置。

在另一个示例中，本文以上讨论的导电器件的这种配置也可以用抓握设备的另一种配置来实现，如美国专利申请No.15/958,746的图13所示，其中，基座元件20和上部元件30可以彼此接合或抵靠彼此紧密适配，例如通过形状相反并且紧密适配在彼此内部的表面轮廓。如本文图5所示，基座元件20的前表面23上的表面凸起47和上部元件30的前表面33中的共操作表面凹陷48，其允许上部元件30与基座元件20平齐地靠在一起，并与基座元件20紧密地适配。可替代地，基座元件20的前表面23可以具有凹陷，并且上部元件30的前表面33可以具有共操作的凸起，这允许上部元件30与基座元件20平齐地靠在一起，并与基座元件20紧密地适配。

如图5所示，感应线圈组件(未示出)以如上所述的方式安装在抓握元件30的中央安装区域32内和基座元件20的中央安装区域22内。与内部感应线圈电连接的一个或多个PCB 57被安装到抓握元件30的中央安装区域32的外表面，并且安装到与内部感应线圈电连接的PCB(未示出)的传导引脚58从基座元件20的中央安装区域22向外延伸。每个传导引脚58在距接收孔27的一半径处定位在基座元件20的中央安装区域22内，该半径与距设置在抓握元件30的中央安装区域32内的对应PCB 57迹线的接收孔37的半径相匹配。充电过程的进行类似于上述关于图3中描述的实施例的过程。

在另一种配置中，如图5所示，表面凸起47能被配置成具有传导引脚58的功能，并且共操作的表面凹陷48能被配置成具有PCB 57的功能。在本实施例中，虽然表面凸起47和表面凹陷48共操作以使上部元件30平齐地抵靠基座元件20并紧密适配基座元件20，但至少一个表面凸起47和至少一个表面凹陷48也能被配置成具有成传导引脚58和PCB 57迹线方式的导电性。具体而言，至少一个表面凸起47能形成为传导引脚58，如本文以上所述，使其安装至PCB(未示出)并与基座元件20内的感应线圈组件(未示出)形成直接的电连接，并且至少一个表面凹陷48能是允许对抓握元件30的中央安装区域32的表面下方的PCB 57访问的孔，以使得当导电表面凸起47与至少一个开孔表面凹陷48共操作时，基座元件20中的至少一个导电表面凸起47与抓握元件30的内部PCB 57形成电连接。

可使用图5所示的实施例，其中仅由传导引脚58和PCB 57迹线、仅由导电表面凸起47和开孔表面凹陷48、或由两者的组合来进行电的直接电传导。

在另一个示例中，本文以上讨论的直接导电器件的配置可以通过抓握设备的另一种配置来完成，如美国专利申请No.15/958,746的图14所示，其中，基座元件20的前表面23在其附接区域22中具有凹形或凹陷(例如，镶嵌)部段54，成围绕接收孔27布置的凹陷环齿轮的形状，该凹陷环齿轮具有多个槽56以及在多个槽之间的对应多个顶点，在所述多个槽处将是齿轮齿，在所述多个顶点处将是齿轮齿之间的间隙，并且其中上部元件30的前表面33在其围绕接收孔37定位的附接区域32中具有多个共操作表面节点、肋或凸起52，所述表面节点、肋或凸起与基座元件20的前表面23中的凹陷齿轮形部段54的槽56共操作，以便使上部元件30在几乎任何旋转位置上对准基座元件20，并与基座元件20紧密适配。

如图6A所示，感应线圈组件(未示出)以如上所述的方式安装在抓握元件30的中央安装区域32内和基座元件20的中央安装区域22内。与内部感应线圈电连接的一个或多个PCB 57安装至基座元件20的中央安装区域22的外表面，具体是在凹陷的齿轮形部段54内，并且安装至与内部感应线圈电连接的PCB(未示出)的一个或多个传导引脚58从抓握元件30的中央安装区域32向外延伸。每个传导引脚58在距接收孔37的一半径处定位在抓握元件30的中央安装区域32内，该半径与距设置在基座元件20的中央安装区域22中的凹陷齿轮形部段54内的对应PCB 57的接收孔27的半径相匹配。充电过程的进行类似于上述关于图3A和图3B中描述的实施例的过程。

在图6A的另一种配置中，表面凸起52能被配置成具有传导引脚58的功能，并且凹陷齿轮形部段54能被配置成具有PCB 57的功能。在本实施例中，虽然表面凸起52和凹陷齿轮形部段54的槽56共操作以允许上部元件30平齐地抵靠基座元件20并紧密地适配，但至少一个表面凸起52和凹陷齿轮形部段54也能被配置成具有成传导引脚58和PCB 57方式的导电性。具体而言，至少一个表面凸起52能形成为传导引脚58，如本文以上所述，使其安装至PCB(未示出)，并与基座元件20内的感应线圈组件(未示出)形成直接的电连接，而凹陷齿轮形部段54可以在抓握元件30的中央安装区域32的表面上具有PCB 57，以使得当导电表面凸起52与凹陷齿轮形部段54的槽56共操作时，基座元件20中的至少一个导电表面凸起52与抓握元件30的凹陷齿轮形部段54中的PCB 57迹线形成电连接。

可使用图6A所示的实施例，其中仅由传导引脚58和PCB 57、仅由导电表面凸起52和PCB 57、或由两者的组合来进行电的直接电传导。

在该实施例的另一版本中，并非是附接区域22中的凹陷部段，基座元件20的前表面23可以在其附接区域22中具有升高部段54，该升高部段是位于接收孔27周围的环齿轮形状，如在图6A中也可以看到。升高的环齿轮形状54将在周围具有多个齿56，多个齿56之间具有间隙59。在上部元件30的前表面33的附接区域32中的接收孔37周围定位的多个共操作表面节点、肋或凸起52与基座元件20的前表面23中的升高齿轮形部段的齿56之间的间隙59共操作，从而允许上部元件30能够以几乎任何旋转位置对准基座元件20，并与基座元件20紧密适配。在该版本中，与内部感应线圈电连接的一个或多个PCB 57安装至基座元件20的中央安装区域22的外表面，在升高齿轮形部段54的内部或外部，并且安装至与内部感应线圈电连接的PCB(未示出)的一个或多个传导引脚58从抓握元件30的中央安装区域32在一位置处向外延伸，以便与PCB 57电接合。每个传导引脚58在距接收孔37的一半径处定位在抓握元件30的中央安装区域32内，该半径与距对应的PCB 57的接收孔27的半径相匹配，该PCB57设置在基座元件20的中央安装区域22的升高齿轮形部段54内部或周围。充电过程的进行类似于上述关于图3A和图3B中描述的实施例的过程。

在图6A的该另一版本的另一配置中，表面凸起52能被配置成具有传导引脚58的功能，以与安装在升高齿轮形部段54内部或外部的PCB 57电接合。在该实施例中，至少一个表面凸起52和升高齿轮形部段54也能被配置成具有成传导引脚58和PCB 57方式的导电性。具体而言，至少一个表面凸起52能形成为传导引脚58，如本文以上所述，使其安装至PCB(未示出)，并与基座元件20内的感应线圈组件(未示出)形成直接的电连接，并且PCB 57可以设置在抓握元件30的中央安装区域32的表面上的升高齿轮形部段54周围或之上，以使得当导电表面凸起52与凹陷齿轮形部段54的槽56共操作时，基部元件20中的至少一个导电表面凸起52与抓握元件30的PCB 57形成电连接。

可替代地，基座元件20的前表面23可以具有定位在接收孔37周围的表面凸起52，并且上部元件30的前表面33可以具有凹陷的齿轮形凹形部段54(或成升高环齿轮形状的凸形部段)，使得上部元件30与基座元件20接合并紧密适配。

应当注意的是，如本文所述的用于抓握手持装置的抓握设备可以是除了本文描述和描绘的抓握设备以外的任何抓握设备，所述抓握设备结合有充电器件，以使得即使在所述装置和充电器不直接接触时无线充电器也能对手持装置进行充电。例如，只要抓握设备具有两个彼此连接的相对部分，就能使用电传导和/或感应器件来促进从无线充电器到便携式电子装置的能量传输。因此，根据本发明的附加实施例，任何具有两个彼此连接的相对部分(即配置成附接至要抓握的手持电子装置的基座元件20和通过连接构件40与基座元件20连接的抓握元件30)的抓握设备被包括在本发明的范围内。在这些实施例中，为了延长从其上搁置抓握元件30的无线充电器到附接至基座元件20的便携式电子装置的能量传输距离，抓握设备的基座元件20和抓握元件30都装配有本文以上所述的电传导和/或感应器件，以便促进从无线充电器到便携式电子装置的该能量传输。

本文公开了不同的实施例。特定实施例的特征可以与其他实施例的特征相结合；因此，特定实施例可以是多个实施例的特征的组合。对本发明的实施例的上述描述已为说明和描述的目的而提出。它不是为了详尽无遗或将发明限制在所公开的精确形式中。本领域的技术人员应当理解，根据上述教导，许多修改、变化、替代、改变和等同例是可能的。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在涵盖落在本发明的真正精神内的所有此类修改和变化。

虽然本文已经说明和描述了本发明的特定特征，但对于本领域的普通技术人员来说，现在将出现许多修改、替换、变化和等同例。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在涵盖落在本发明的真正精神内的所有此类修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于抓握便携式电子装置的设备，所述设备有助于在便携式电子装置与外部无线充电设备不直接接触时经由所述外部无线充电设备对所述便携式电子装置进行无线充电，所述设备具有适应于附接至电子装置的基座元件和连接至所述基座元件的抓握元件，所述设备包括：

布置在所述抓握元件内的第一电感应线圈；以及

布置在所述基座元件内的第二电感应线圈；

其中所述第一电感应线圈被配置成由于所述外部无线充电设备中的磁场而产生电流；

其中所述第一电感应线圈被配置成将电传导至所述第二电感应线圈；以及

其中所述第二电感应线圈被配置成产生磁场，以便在便携式电子装置内部感应出电流。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一电感应线圈被接近所述抓握元件的外表面布置，并且被配置成使得，当所述抓握元件的外表面被接近所述外部无线充电设备放置时，所述第一电感应线圈能由于所述外部无线充电设备中的磁场而产生电流。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二电感应线圈被接近所述基座元件的外表面布置，并且被配置成使得，当所述基座元件的外表面被接近所述便携式电子装置放置时，所述第二电感应线圈能产生磁场，以便在电子装置内部感应出足以对所述便携式电子装置充电的电流。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述基座元件的外表面在其上具有粘合层，所述粘合层用于将所述基座元件牢固地附接至所述便携式电子装置。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一电感应线圈被接近所述抓握元件的内表面布置，并且所述第二电感应线圈被接近所述基座元件的内表面布置，使得当所述抓握元件的内表面被接近或抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成经由感应将电传导至所述第二电感应线圈。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，当所述抓握元件的内表面被接近或抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成产生磁场以便在所述第二电感应线圈内部感应出电流。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述抓握元件和所述基座元件之间的至少一个直接电连接，

其中，当所述抓握元件的内表面被抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成经由直接传导将电传导至所述第二电感应线圈。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述至少一个直接电连接包括在所述抓握元件和所述基座元件中的一个上的至少一个传导引脚，以及在所述抓握元件和所述基座元件中的另一个上的至少一个PCB环。

9.根据权利要求7所述的设备，还包括连接元件，所述连接元件用于在抓握元件和基座元件的各自的附接区域处连接抓握元件和基座元件，其中所述各自的附接区域包括如下器件，当所述抓握元件的内表面被抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述器件用于在所述抓握元件和所述基座元件之间的直接电传导。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，当所述基座元件被抵靠或接近所述电子装置放置、所述抓握元件被抵靠或接近所述基座元件放置、并且所述抓握元件被抵靠或接近所述外部无线充电设备放置时，所述外部无线充电设备中的磁场通过所述第一电感应线圈和所述第二电感应线圈对所述便携式电子装置有效地充电。

11.一种用于抓握便携式电子装置的设备，所述设备在所述装置与无线充电器不直接接触时经由所述无线充电器对所述便携式电子装置进行充电，所述设备包括：

基座元件，所述基座元件适应于附接至所述电子装置，

抓握元件，所述抓握元件连接至所述基座元件，

第一电感应线圈，所述第一电感应线圈布置在所述抓握元件内，并被配置成由于所述无线充电器中的磁场而产生电流，以及

第二电感应线圈，所述第二电感应线圈布置在所述基座元件内，并被配置成产生磁场，以便在所述便携式电子装置内部感应出电流，

其中所述第一电感应线圈被配置成通过感应或通过直接传导将电传导至所述第二电感应线圈。

12.根据权利要求11的设备，其特征在于，所述第一电感应线圈被接近所述抓握元件的内表面布置，并且所述第二电感应线圈被接近所述基座元件的内表面布置，使得当所述抓握元件的内表面被接近所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成经由感应将电传导至所述第二电感应线圈。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，当所述抓握元件的内表面被接近所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成产生磁场，以便在所述第二电感应线圈内部感应出电流。

14.根据权利要求11所述的设备，还包括在所述抓握元件和所述基座元件之间的至少一个直接电连接，

其中，当所述抓握元件的内表面被抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述第一电感应线圈被配置成通过所述至少一个直接电连接经由直接传导将电传导至所述第二电感应线圈。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述至少一个直接电连接包括在所述抓握元件和所述基座元件中的一个上的至少两个传导引脚或凸起，以及在所述抓握元件和所述基座元件中的另一个上的PCB迹线环。

16.根据权利要求14所述的设备，还包括连接元件，所述连接元件用于在抓握元件和基座元件的各自的附接区域处连接抓握元件和基座元件，其中所述各自的附接区域包括如下器件，当所述抓握元件的内表面被抵靠所述基座元件的内表面放置时，所述器件用于在所述抓握元件和所述基座元件之间的直接电传导。

17.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，当所述基座元件被抵靠或接近所述电子装置放置、所述抓握元件被抵靠或接近所述基座元件放置、并且所述抓握元件被抵靠或接近所述外部无线充电设备放置时，所述外部无线充电设备中的磁场通过所述第一电感应线圈和所述第二电感应线圈对所述便携式电子装置有效地充电。

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