CN114270653A

CN114270653A - 用于手持设备和基座的耦合系统

Info

Publication number: CN114270653A
Application number: CN202080058271.6A
Authority: CN
Inventors: J·D·米勒; R·R·约翰逊; A·托马
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-04-01
Also published as: US20220367096A1; US11996234B2; WO2021032758A1; EP4018524A1

Abstract

本公开涉及一种磁耦合系统，该磁耦合系统用于提高在低磁性对接力下的稳定性，诸如手持设备(102)与其基座(104)之间的对接，其中手持设备和基座每个包含具有相同极性方向的磁体(112，108)，该磁体被布置为使得当手持设备与基座对接时，两个磁铁彼此吸引。磁耦合系统中包括辅磁体(114)。在一个示例中，辅磁体可以布置在手持设备内并且与手持设备内的另一磁体相距预定距离，并且被布置为在与其他两个磁体的相对方向上具有极性。在另一示例中，辅磁体可以布置在基座内并且与基座内的另一磁体相距预定距离，并且被布置为在与其他两个磁体的相对方向上具有极性。

Description

用于手持设备和基座的耦合系统

技术领域

本公开涉及手持设备和基座对接系统，并且特别地涉及用于将手持设备对接在它们的基座上的磁耦合系统。

背景技术

诸如口腔冲洗器等手持设备经常与手持设备可以对接在其上的基座结合使用。手持设备可以被对接以临时保持手持设备、放置手持设备以使其被正确定向、为手持设备充电、和/或用于各种其他用途。当使用磁耦合时，很难平衡低移除力与手持设备在基座内的稳定性。因此，持续需要开发用于手持设备和附带基座的耦合机构。

发明内容

本公开涉及一种用于提高在低磁对接力下的稳定性的磁耦合系统。通常，两个磁体以吸引取向放置，并且辅磁体倒置并且与磁耦合隔开。申请人已经明显地认识到，具有处于这样的取向的辅磁体提供对手持设备在向下方向上的滑动的阻力，这增加了对向下力和重力的鲁棒性。

总体上，在一个方面，提供了一种用于手持设备和基座的耦合系统。该系统包括：包括第一磁体的基座，第一磁体布置在基座中以在第一方向上具有极性；以及包括第二磁体和与第二磁体隔开一距离的辅磁体的手持设备，第二磁体布置在手持设备中以在第一方向上具有极性，其中辅磁体布置在手持设备中以在与第一方向相反的第二方向上具有极性。

在一个方面，当手持设备定位在基座旁边使第二磁体定位在第一磁体对面时，第一磁体与辅磁体之间在第三方向上具有排斥力，其中第三方向与手持设备上的重力方向相反并且与第一方向正交。

在一个方面，当手持设备定位在基座旁边使第二磁体定位在第一磁体对面时，第一磁体与第二磁体之间在第一方向上具有吸引力。

在一个方面，第一磁体被固定地固定在基座的壳体内。

在一个方面，第二磁体和辅磁体被固定地固定在手持设备的壳体内，并且辅磁体在第三方向上与第二磁体隔开一距离。

在一个方面，第一磁体、第二磁体或辅磁体由磁性材料和护铁构成。

在一个方面，在第三方向上将手持设备与基座分开所需要的力小于在与第三方向相反的第四方向上所需要的力。

总体上，在一个方面，提供了一种用于手持设备和基座的耦合系统。该系统包括：包括辅磁体和第一磁体的基座，辅磁体布置在基座中以在第一方向上具有极性，第一磁体布置在基座中以在第二方向上具有极性并且与辅磁体隔开一距离；以及包括第二磁体的手持设备，第二磁体布置在手持设备中以在第二方向上具有极性。

在一个方面，当手持设备定位在基座旁边使第二磁体定位在第一磁体对面时，第二磁体与辅磁体之间在第三方向上具有排斥力，其中第三方向与手持设备上的重力方向相反并且与第一方向正交。

在一个方面，当手持设备定位在基座旁边使第二磁体定位在第一磁体对面时，第一磁体与第二磁体之间在第二方向上具有吸引力。

在一个方面，第二磁体被固定地固定在手持设备的壳体内。

在一个方面，第一磁体和辅磁体被固定地固定在基座的壳体内。

在一个方面，第一磁体在第三方向与辅磁体隔开一距离。

应当理解，上述概念和以下更详细讨论的附加概念的所有组合都被设想为本文中公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开末尾的所要求保护的主题的所有组合都被认为是本文中公开的发明主题的一部分。还应当理解，也可以出现在通过引用并入的任何公开中的本文中明确采用的术语应当具有与本文中公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，相同附图标记在不同视图中通常表示相同部分。此外，附图不一定按比例绘制，重点通常放在说明本发明的原理上。

图1是根据本公开的方面的手持设备和基座的示意图。

图2是根据本公开的方面的手持设备和基座的示意图。

图3是根据本公开的方面的手持设备和基座的示意图。

具体实施方式

在一个示例中，辅磁体可以布置在手持设备内并且与手持设备内的另一磁体相距预定距离。辅磁体可选地被布置为在与其他两个磁体的相对方向上具有极性。将具有相对极性的辅磁体放置在手持设备中会在辅磁体与基座中的磁体之间产生排斥力。如果手持设备例如由于手持设备的重量而开始从其对接位置向下滑动，则手持设备在向下方向上的移动(这会使辅磁体更靠近基座中的磁体)导致辅磁体与基座中的磁体之间的排斥力增加。这种排斥力可以抵消手持设备上的重力，并且保持手持设备与基座对接。

作为另一示例，辅磁体可以布置在基座内并且与布置在基座内的另一磁体相距固定距离。辅磁体的极性与另外两个磁体的极性相对，另外两个磁体中的一者在基座中而另一者在手持设备中。通过这种布置，在手持设备中的磁体与辅磁体之间存在排斥力，使得如果手持设备例如由于手持设备的重量而经历向下的力，则手持设备中的磁体与基座中的辅磁体之间的排斥力可以帮助防止手持设备进一步下降和脱离。

术语“手持设备”旨在表示通常具有足够小的质量和足够小的尺寸以供用户握持或移动的电子或非电子设备。手持设备可以包括电子设备，诸如电话、平板电脑、PDA、便携式音乐播放器、个人护理设备(诸如口腔冲洗器、电动牙刷、刮舌器、牙线器、剃须刀或医疗设备)，或者可以包括非电子设备，诸如机械工具、个人护理设备(诸如镜子或护发工具)或消费品。基座是手持设备与之物理接触例如以临时握住手持设备、放置手持设备以使其被正确定向、为手持设备充电和/或用于各种其他用途的设备。例如，基座可以竖直定向，使得当手持设备与基座物理接触和对接时，基座并不完全在手持设备下方，而是与其相邻。

参考附图，图1是用于手持设备102和基座104的耦合系统100的示意图。基座104具有壳体106，第一磁体108被固定地固定在壳体106内。例如，第一磁体108沿着基座104的壳体106的内表面被固定地固定。手持设备102具有壳体110，第二磁体112和辅磁体114被固定地固定在该壳体110内。例如，第二磁体112和辅磁体114沿着手持设备102的壳体110的内表面被固定地固定。第一磁体108和第二磁体112两者都在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻北磁极并且在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻南磁极。备选地，第一磁体108和第二磁体112两者都可以在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻南磁极并且在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻北磁极。第一磁体108的极性和第二磁体112的极性指向第一方向DR1。辅磁体114在与第一方向DR1正交的第三方向DR3上与第二磁体112隔开一距离116。辅磁体114在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻南磁极并且在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻北磁体。备选地，辅磁体114可以在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻北磁极并且在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻南磁体。

当手持设备102被定位在基座104旁边，例如以用于对接手持设备102，使得第一磁体108在第一方向DR1上(或备选地，在第二方向DR2)上在第二磁体112对面时，第一磁体108与第二磁体112之间在第一方向DR1和/或第二方向DR2上具有吸引力126。第一磁体108的寻南磁极被定位在第二磁体112的寻北磁极对面，并且在相对的磁极之间存在吸引力126。第一磁体108在第一方向DR1上在第二磁体112上施加吸引力，并且第二磁体112在第二方向DR2上在第一磁体108上施加吸引力。当手持设备102被定位在基座104旁边使得第一磁体108在第一方向DR1上(或备选地，在第二方向DR2上)在第二磁体112对面时，第一磁体108与辅磁体114之间存在排斥力124。第一磁体108的寻南磁极(即，第一磁体108的最靠近辅磁体114的磁极)排斥辅磁体114的寻南磁极(即，辅磁体114的最靠近第一磁体108的磁极)。辅磁体114在第四方向DR4上在第一磁体108上施加排斥力124，并且第一磁体108在第三方向DR3上在辅磁体114上施加排斥力124。当第一磁体108和第二磁体112在第一方向DR1上对准时，辅磁体114在第三方向DR3上与第二磁体112相距一距离116，并且在第三方向DR3上与第一磁体108相距一距离116。当手持设备102例如由于重力118在第四方向DR4上作用在手持设备102的质量上而经历第四方向DR4上的力，并且在第四方向DR4上移动时，辅磁体114靠近第一磁体108移动。由于第一磁体108和辅磁体114具有彼此排斥的极性，因此由第一磁体108与辅磁体114之间的排斥力124在第三方向DR3上在手持设备102上产生阻力128。

第一磁体108与第二磁体112之间的磁耦合在两个方向上在第一磁体108上产生两个力，如图1所示。主力是第二方向DR2上的磁力126。辅助力是磁剪切力122，磁剪切力122作为来自主磁力126的摩擦力而生成，主磁力126用作法向力。这两个力以小于1的摩擦系数相关。因此，磁剪切力122小于主磁力126。与高主磁力126相比，小磁剪切力122对于易于脱离和稳定性不是理想的。为了在脱离时易于从基座104移除手持设备102，主磁力126应当尽可能低以允许容易地脱离。低主磁力126还降低了手持设备102和/或基座104在从基座104移除手持设备102期间倾倒的风险。高剪切力122具有一些优点。高磁剪切力122产生手持设备102与基座104的更稳定的耦合，并且降低了手持设备102由于重力或由于例如当手持设备102和基座104被向下放置在表面上时的撞击而将向下滑动并且离开竖直定向的基座104的可能性。然而，第一磁体108上的磁剪切力122的强度受第一磁体108与第二磁体112之间的摩擦系数和磁吸引力126的强度的限制。与第一磁体108和第二磁体112具有相对极性的辅磁体114的添加在磁剪切力122的方向(第三方向DR3)上产生附加力。辅磁体114对第一磁体108施加排斥力124以增加对抗由手持设备102的重量生成的第四方向DR4上的力的阻力。当手持设备102在向下方向(第四方向DR4)上滑动时，由作用在第一磁体108上的辅磁体114的排斥力124引起的阻力128随着手持设备102向下滑动而增加，从而阻止手持设备102向下滑动。

图1所示的配置具有若干优点。例如，一个优点是减少了所需要的脱离力。因为第一磁体108与第二磁体112之间的吸引力126较小，所以将手持设备102从基座104移除需要较小的力。因为用户所需要的脱离力减小，所以产品倾倒的风险也较小。另一优点是，手持设备102和对接基座104的连接更加牢固，这降低了手持设备102在对接时由于重力而掉落的可能性。这另外使手持设备102和对接基座104更加稳定，这减少了在手持设备102和对接基座104应当掉落或跌落时手持设备102变得脱离的机会。这种配置的另一好处是，在各种拉力方向上的力分布(如图2所示)通过包括辅磁体114(如图1所示)而改变。当用户使手持设备102脱离时，用户倾向于在第三方向DR3上在向上方向上(沿着路径130或路径132)拉动。第三方向上的移除力低于第四方向DR4上的移除力，因为反极性磁体(辅磁体114)与第一磁体108(如图1所示)具有排斥力124，从而在与用户使手持设备脱离的方向相同的方向上产生力。当用户在第四方向DR4上向下(沿着路径134或路径136)施加力以重新对接手持设备102时，手持设备102与基座104之间的力更大，因为极性相对的磁体(辅磁体114)阻止朝向基座104上的第一磁体108移动。第一磁体、第二磁体或辅磁体可以由由于磁力而与另一材料相互作用的任何材料制成，并且可以是由铁磁材料或电磁体制成的永磁体。护铁可以与磁性材料结合使用，以使用低成本材料提高磁性连接的强度。应当理解，磁体的强度和磁体之间的距离可以取决于例如手持设备和基座的几何形状、手持设备的质量、手持设备中使用的材料、位于手持设备和基座内的其他磁性材料、和/或各种其他因素。

图3示出了用于手持设备102和基座104的另一示例性耦合系统100，其中辅磁体150布置在基座104中。基座104具有壳体106，第一磁体152和辅磁体150固定地固定在壳体106内。例如，第一磁体152和辅磁体150沿着基座104的壳体106的内表面在与第一方向DR1和第二方向DR2正交的第三方向DR3上彼此相距一距离156被固定地固定。手持设备102具有壳体110，第二磁体158固定地固定在壳体110内。例如，第二磁体158沿着手持设备102的壳体110的内表面被固定地固定。第一磁体152和第二磁体158两者都在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻北磁极并且在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻南磁极。备选地，第一磁体152和第二磁体158可以在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻南磁极并且在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻北磁极。第一磁体152的极性和第二磁体158的极性指向第二方向DR2。辅磁体150在与第一方向DR1正交的第四方向DR4上与第一磁体152隔开一距离156。辅磁体150在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻南磁极并且在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻北磁极。备选地，辅磁体150可以在磁体的面向第一方向DR1的一侧具有寻南磁极并且在磁体的面向第二方向DR2的一侧具有寻北磁体。

当手持设备102定位在基座104旁边，例如以用于对接手持设备102，使得第一磁体152在第一方向DR1上(或备选地，在第二方向DR2)上在第二磁体158对面时，第一磁体152与第二磁体158之间在第一方向DR1和/或第二方向DR2上具有吸引力160。第一磁体152的寻北磁极被定位在第二磁体158的寻南磁极对面，并且在相对的磁极之间存在吸引力160。第一磁体152在第一方向DR1上在第二磁体158上施加吸引力，并且第二磁体158在第二方向DR2上在第一磁体152上施加吸引力。

当手持设备102定位在基座104旁边使得第一磁体152在第一方向DR1上(或备选地，在第二方向DR2)在第二磁体158对面时，第二磁体158与辅磁体150之间存在排斥力162。第二磁体158的寻南磁极(即，第二磁体158的最靠近辅磁体150的磁极)排斥辅磁体150的寻南磁极(即，辅磁体150的最靠近第二磁体158的磁极)。第二磁体158在第四方向DR4上在辅磁体150上施加排斥力162，并且辅磁体150在第三方向DR3上在第二磁体158上施加排斥力162。当第一磁体152和第二磁体158在第一方向DR1上对准时，辅磁体150在第四方向DR4上与第一磁体152相距一距离156，并且在第四方向DR4上与第二磁体158相距一距离156。当手持设备102例如由于重力118在第四方向DR4上作用在手持设备102的质量上而经历第四方向DR4上的力，并且在第四方向DR4上移动时，第二磁体158进一步朝向辅磁体150移动。由于辅磁体150和第二磁体158具有彼此排斥的极性，因此由辅磁体150与第二磁体158之间的排斥力162在第三方向DR3上在手持设备102上产生阻力164。图3所示的用于手持设备102和基座104的示例性耦合系统100具有与图1所示的耦合系统100相同或相似的优点。例如，如图2所示，当用户使手持设备102脱离时，用户倾向于在第三方向DR3上在向上方向上(沿着路径130或路径132)拉动。第三方向上的移除力低于第四方向DR4上的移除力，因为基座104中的辅磁体150排斥手持设备102中的第二磁体158(如图3所示)，从而在与用户使手持设备脱离的方向相同的方向上产生力。

虽然本文中已经描述和示出了若干创造性实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行功能和/或获取结果和/或本文中描述的优点中的一个或多个的各种其他手段和/或结构，并且这样的变化和/或修改中的每个都被认为在本文中描述的创造性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文中描述的所有参数、尺寸、材料和配置旨在是示例性并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用创造性教导的特定应用。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验来确定本文中描述的特定创造性实施例的很多等效物。因此，应当理解，前述实施例仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，创造性实施例可以以不同于具体描述和要求保护的方式来实践。本公开的创造性实施例涉及本文中描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合(如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾)被包括在本公开的创造性范围内。

本文中在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为意指如此结合的元素中的“一个或两个”，即，在一些情况下结合地存在而在其他情况下不结合地存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应当以相同方式解释，即，如此连接的“一个或多个”元素。除了由“和/或”子句具体标识的元素之外，可以可选地存在其他元素，无论与这些具体标识的元素相关或不相关。如本文中在说明书和权利要求中使用的，“或”应当理解为与如上定义的“和/或”具有相同的含义。

还应当理解，除非明确指出相反，否则在本文中要求保护的包括一个以上的步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。

Claims

1.一种用于手持设备(102)和基座(104)的耦合系统(100)，所述系统包括：

所述基座，所述基座包括第一磁体(108)，所述第一磁体(108)布置在所述基座中以在第一方向(DR1)上具有极性；以及

所述手持设备，所述手持设备包括第二磁体(112)和与所述第二磁体(112)隔开一距离(116)的辅磁体(114)，所述第二磁体(112)被布置在所述手持设备中以在第一方向上具有极性，其中所述辅磁体(114)被布置在所述手持设备中以在与所述第一方向相反的第二方向(DR2)上具有极性。

2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述手持设备(102)被定位在所述基座(104)旁边使所述第二磁体(112)被定位在所述第一磁体(108)对面时，所述第一磁体与所述辅磁体(114)之间在第三方向(DR3)上具有排斥力(124)，其中所述第三方向与所述手持设备上的重力(118)的方向相反并且与所述第一方向(DR1)正交。

3.根据权利要求1所述的系统，其中当所述手持设备(102)被定位在所述基座(104)旁边使所述第二磁体(112)被定位在所述第一磁体(108)对面时，所述第一磁体(108)与所述第二磁体(112)之间在所述第一方向(DR1)上具有吸引力(126)。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一磁体(108)被固定地固定在所述基座(104)的壳体(106)内。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二磁体(112)和所述辅磁体(114)被固定地固定在所述手持设备(102)的壳体(110)内，并且其中所述辅磁体在所述第三方向(DR3)上与所述第二磁体隔开一距离(116)。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一磁体(108)、所述第二磁体(112)或所述辅磁体(114)由磁性材料和护铁构成。

7.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第三方向(DR3)上将所述手持设备(102)与所述基座(104)分开所需要的力(130、132)小于在与所述第三方向相反的第四方向(DR4)上所需要的力(134、136)。

8.一种用于手持设备(102)和基座(104)的耦合系统(100)，所述系统包括：

所述基座，所述基座包括辅磁体(150)和第一磁体(152)，所述辅磁体(150)被布置在所述基座中以在第一方向(DR1)上具有极性，所述第一磁体(152)被布置在所述基座中以在第二方向(DR2)上具有极性并且与所述辅磁体(150)隔开一距离(156)；以及

所述手持设备(102)，所述手持设备(102)包括布置在所述手持设备中以在所述第二方向(DR2)上具有极性的第二磁体(158)。

9.根据权利要求8所述的系统，其中当所述手持设备(102)被定位在所述基座(104)旁边使所述第二磁体(158)被定位在所述第一磁体(152)对面时，所述第二磁体(158)与所述辅磁体(150)之间在第三方向(DR3)上具有排斥力(162)，其中所述第三方向与所述手持设备上的重力(118)的方向相反并且与所述第一方向(DR1)正交。

10.根据权利要求8所述的系统，其中当所述手持设备(102)被定位在所述基座(104)旁边使所述第二磁体(158)被定位在所述第一磁体(152)对面时，所述第一磁体(152)与所述第二磁体(158)之间在所述第二方向(DR2)上具有吸引力。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述第二磁体(158)被固定地固定在所述手持设备(102)的壳体(110)内。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一磁体(152)和所述辅磁体(150)被固定地固定在所述基座(104)的壳体(106)内。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一磁体(152)在所述第三方向(DR3)上与所述辅磁体(150)隔开一距离(156)。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一磁体(152)、所述第二磁体(158)或所述辅磁体(150)由磁性材料和护铁构成。

15.根据权利要求8所述的系统，其中在所述第三方向(DR3)上将所述手持设备(102)与所述基座(104)分开所需要的力(130、132)小于在与所述第三方向相反的第四方向(DR4)上所需要的力(134、136)。