CN1835690A - 磁电互连 - Google Patents

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G·T·吴
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Abstract

包括磁互连(21)的衣服(20)，其用以形成机械连接以闭合衣服(20)，并形成电连接，例如在电源(4)和设备(7)之间。互连(21)通过第一部分(22)和第二部分(23)形成，其通过磁引力形成机械连接。第一(22)和第二(23)部分可以很快地耦合和分离，并包含磁耦合的全部优点，包括连接容易和设计简单。

Description

磁电互连
本发明通常涉及可穿戴的电子设备，更具体地，涉及集成用于可穿戴的电子应用中的磁电互连。
可穿戴的电子设备涉及电子项和织物及衣服的集成。这样的例子有随身听、心律监测器、生物反馈传感器、头戴耳机、数据线连接、微处理器、计算机化部件等。
包括导电纤维的织物在本领域中已经广为人知了。这样的织物包括与纺织纤维交织以形成线路的纤维。电流可以利用开关和电源有选择地传到这种织物上的区域。图1描述了包括导电纤维的衣服2。衣服2具有由导电纤维构成的三个电流通路3、3’、3”，电流可以从电源4通过其中。电流通路还可以利用其他公知技术形成，例如导电墨。衣服2还包括开关5，以便该衣服的穿戴者可以选择他或她选定哪一个电流通路。例如，使用者可以在夹子6处把便携式电子设备，例如蜂窝式电话或便携式收音机，附在衣服2上。当穿戴者将开关5设置为向电子设备供电时，电流从电源4经过电流通路3”到达夹子6并进入附加设备中。构成电流通路3、3’、及3”的导电纤维还可以选择为具有高电阻。由此，它们可以充当电阻器并将电能释放为热。电流通路3、3’、及3”可以用于在选定的区域中加热衣服2。然而，这些织物需要集成在它们的基本功能性中的附加的电连接，例如在夹克的钮扣开口处。
1994年1月25日提交的题目为用于衣服等的搭扣的WO 94/16587，描述了旨在用磁体/铁磁体搭扣代替钮扣和钮孔的用于衣服的搭扣。这种搭扣可以转动以形成或打破磁路，并由此打开或闭合衣服。然而，该磁路并不包括用于形成电连接的装置。
2001年12月13日提交的题目为便携式电子设备的WO 02/49465A1，描述了具有集成在纺织材料中的传输线网络的衣服物品。该传输线可以包括由例如钮扣的连接器构成的开关。然而，该公开仅列举了缺乏适用于保持理想一致的电连接的机械连接的可靠性的钮扣或按扣连接。此外，该钮扣/钮孔或按扣连接的部分必须是导电的以启动电连接。
本发明的目的是提供改进的织物互连及用于控制附加的电子设备的方法，其克服了现有技术的局限性。
本发明的另一目的是提供保证机械和电连接的这种织物互连方法。
在一个方面中，互连通过包括多个部分来提供改进的织物互连。第一部分包括具有第一磁方向的磁体和用于形成电连接的装置。第二部分包括用于当与第一部分耦合时形成电连接的装置。该第一和第二部分在被连接时形成机械连接和电连接。
在一个实施例中，第一部分和第二部分利用由磁体生成的磁引力形成机械连接。
在另一实施例中，第二部分进一步包括具有第二磁方向的磁体。
在另一实施例中，电连接借助机械连接来对准。在另一实施例中，电连接借助机械连接以及第一和/或第二部分的物理特征来对准。
在一个实施例中，第一和第二部分包括用于机械地连接织物材料的装置。在另一实施例中，第一和第二部分经由包含在织物材料中的织物导体接收来自电流供应源的电流。在另一实施例中，第一和第二部分在被机械连接时形成电路。在另一实施例中，该电路将电流从织物材料上的一个位置传送至织物材料上的另一位置。在另一实施例中，该电路将电信号从织物材料上的一个位置传送至设备。
在一个实施例中，用于形成电连接的装置包括公连接器或母接收器。在另一实施例中，用于形成电连接的装置包括表面接触。在另一实施例中，用于形成第一或第二部分的电连接的装置包括磁体。
在另一方面中，互连包括多个部分。第一部分包括电磁体和用于形成电连接的装置。该互连还包括用于提供电流给电磁体的装置以及包括用于当与第一部分耦合时形成电连接的装置的第二部分。第一和第二部分在电磁体接收电流后形成机械连接，并且在被机械连接时进一步形成电连接。
在一个实施例中，用于提供电流的装置包括电子设备。在另一实施例中，该电子设备是可穿戴的电子设备。在另一实施例中，第二部分进一步包括磁体。在另一实施例中，该磁体为电磁体。在另一实施例中，第二部分包括被磁体吸引的物质。
在另一方面中，控制设备的方法包括多个步骤。一个步骤为在一系列互连中耦合至少一个互连，每个包括第一部分，其包括具有第一磁方向的磁体和用于形成电连接的装置，和第二部分，其包括用于当与第一部分耦合时形成电连接的装置，其中第一和第二部分在被连接时形成机械连接和电连接。另一步骤为感测该至少一个互连的耦合。另一步骤为根据一系列互连中的耦合的或未耦合的互连的数目控制设备。
在一个实施例中，感测步骤进一步包括感测电路何时通过耦合步骤形成。在另一实施例中，控制步骤包括根据耦合或未耦合的互连的数目增量地控制设备。
在一个实施例中，该设备为包含在衣服中的加热元件，并且该至少一个互连附着在衣服上。
本发明提供多个优点，这些优点在下面的描述、附图、以及权利要求中将变得明显。
参考下面的附图可以更全面地理解本发明：
图1描述了包括导电纤维的现有技术的衣服；
图2描述了包括磁电/机械互连的衣服；
图3描述了图2的部分A的放大图；
图4描述了互连的另外的实施例；
图5描述了用于将设备固定在衣服上的互连；
图6描述了互联的另外的实施例；
图7描述了互联的另外的实施例；
图8描述了互联的另外的实施例；
图9描述了根据连接的互连的数目控制设备的衣服。
图2描述了包括磁互连21的衣服20，其用以形成机械连接以闭合衣服20，并形成电连接，例如在电源4和设备7之间。互连21通过第一部分22和第二部分23形成，其通过磁引力形成机械连接。第一(22)和第二(23)部分可以很快地耦合和分离，并包含磁耦合的全部优点，包括连接容易和设计简单。
图3描述了图2的部分A的放大图。如该图所示，互连21通过连接第一部分22和第二部分23形成。互连21的机械耦合由磁体30生成，其嵌入在第一部分22中。磁体30可以是任何类型的物质，其生成磁场，并由此吸引另一物质。第二部分23具有至少一个物质31，或者在其表面上或者包含在其内，其被磁体30吸引。由磁体30生成的吸引物质31的磁力必须是至少机械地足够强以保护衣服20在适当的力下不打开，但不能太强以致衣服20的穿戴者不能够分离该连接。
第一22和第二23部分每一个电连接于由导电纤维构成的电流通路3，电流可以从电源4通过其中。电流通路3还可以使用现有技术中已知的任何其他技术形成，例如导电墨。当被机械地连接时，第一22和第二23部分形成互连21。此外，第一22和第二23部分的表面包含在互连21的机械连接将它们压在一起时完成线路的电接触。磁体30本身可以是用于形成电连接的装置。
图4描述了图3的互连的替换实施例。在该实施例中，第一22和第二部分23分别包含磁体30、41。磁体30、41可以包含相反的磁方向，由此产生磁引力和互连21的机械耦合。此外，磁体30、41中的一个或全部可以是由例如电源4的源供电的电磁体。如果，例如，第一部分22包含电磁体，它在接收到电流，由此激活磁场后将吸引第二部分23。这样的构造对于互连21的自动化互连是有用的。例如，衣服20的穿戴者可以按下按钮，并由此启动包含在选定的第一部分22中的选定的电磁体30的激活。这些第一部分22将吸引它们的对应的第二部分23，并由此自动地闭合衣服并形成电连接。
此外，这种包括电磁体的互连可以用于将设备固定在衣服20上。例如，图5示出了包括口袋50的衣服20，其中装有可穿戴的电子设备7。电流通路可以在衣服20中被构造，由此激活开关55和关闭设备7将切断对包含在用于固定口袋的互连21中的电磁体的供电。切断对电磁体的供电同时消除其磁场，并且由此释放互连21的机械和电连接。这样，关闭设备7将释放关闭口袋50的互连21，其中装有设备7。口袋50的口袋盖54将不机械地保持在原位。相反地，通过打开开关55来激活设备7将对电磁体提供电流，该电磁体将生成磁场。这将吸引互连21的其他部分，并且自动地形成电和机械连接，由此将设备7固定在衣服20上。
图6示出了互连21的另外的实施例，其中第一部分22和第二部分23包含电接触焊点51。当第一部分22机械地连接至第二部分23时，接触焊点51被对准以同样提供电连接。
图7示出了互连21的另外的实施例，其中第一部分22包含母插座62，以及第二部分23包含公连接器61。当第一部分22机械地连接至第二部分23时，公连接器61与母插座62对准并插入该插座中，由此形成电连接。
图8示出了互连21的另外的实施例，其中第一部分22包含缩进72，以及第二部分23包含延伸71。当第一部分22机械地连接至第二部分23时，缩进72和延伸71对准第一部分22和第二部分23以提供最佳的机械和电连接。任何物理特征可以用于在形成互连21中辅助对准第一部分22和第二部分23。
图8描述了设计用于控制附加设备80的衣服20。设备80包括感测每个互连21的耦合或分离的传感器81。传感器81通过探测流过互连21的电连接的电流来探测互连21何时被耦合。根据一系列互连21中的耦合的或未耦合的互连21的数目来控制设备80。设备80可以为加热设备，其将随着穿戴者耦合或分离各个互连21而增加或减少它增量地产生的热。
前面的表述和实例是示例性的，而并非旨在限制下面权利要求的范围。此外，权利要求中的参考符号不能被认为是对其范围的限制。

Claims (24)

1.一种互连(21)，包括：
第一部分(22)，包括具有第一磁方向的磁体(30)和用于形成电连接的装置；以及
第二部分(23)，包括用于在与第一部分耦合时形成电连接的装置，
其中，第一(22)和第二(23)部分当被连接时形成机械连接和电连接。
2.如权利要求1的互连(21)，其中第一部分(22)和第二(23)部分利用由磁体(30)生成的磁引力形成机械连接。
3.如权利要求1的互连(21)，其中第二部分(23)进一步包括具有第二磁方向的磁体(41)。
4.如权利要求2的互连(21)，其中电连接通过机械连接对准。
5.如权利要求4的互连(21)，其中电连接通过第一(22)和/或第二(23)部分的机械连接和物理特征(71、72)对准。
6.如权利要求1的互连(21)，其中第一(22)和第二(23)部分包括用于机械连接织物材料的装置。
7.如权利要求6的互连(21)，其中第一(22)和第二(23)部分通过包含在织物材料中的织物导体(3)接收来自电流供应源(4)的电流。
8.如权利要求7的互连(21)，其中当被机械连接时，第一(22)和第二(23)部分形成电路。
9.如权利要求8的互连(21)，其中电路将电流从织物材料上的一个位置传送至织物材料上的另一位置。
10.如权利要求8的互连(21)，其中电路将电信号从织物材料上的一个位置传送至设备。
11.如权利要求1的互连(21)，其中用于形成电连接的装置包括公连接器(61)或母接收器(62)。
12.如权利要求1的互连(21)，其中用于形成电连接的装置包括表面接触(51)。
13.如权利要求1的互连(21)，其中用于形成第一(22)或第二(23)部分的电连接的装置包括磁体(30)。
14.一种互连(21)，包括：
第一部分(22)，包括电磁体(30)和用于形成电连接的装置；
用于提供电流给电磁体(30)的装置(4)；以及
第二部分(23)，包括用于当与第一部分(22)耦合时形成电连接的装置，
其中第一(22)和第二(23)部分在电磁体(30)接收电流后形成机械连接，并且在被机械连接时进一步形成电连接。
15.如权利要求14的互连(21)，其中用于提供电流(4)的装置进一步包括电子设备(7)。
16.如权利要求15的互连(21)，其中电子设备(7)是可穿戴的电子设备。
17.如权利要求14的互连(21)，其中第二部分(23)进一步包括磁体(41)。
18.如权利要求17的互连(21)，其中该磁体(41)为电磁体。
19.如权利要求14的互连(21)，其中第二部分(23)包括被磁体吸引的物质。
20.一种控制设备(7)的方法，包括：
在一系列互连(21)中耦合至少一个互连(21)，每个包括第一部分(22)，其包括具有第一磁方向的磁体(30)和用于形成电连接的装置，和第二部分(23)，其包括用于当与第一部分(22)耦合时形成电连接的装置，其中第一(22)和第二(23)部分在被连接时形成机械连接和电连接；
感测该至少一个互连(21)的耦合；
根据一系列互连(21)中的耦合的或未耦合的互连(21)的数目控制设备(7)。
21.如权利要求20的方法，其中感测步骤进一步包括感测电路何时通过耦合步骤形成。
22.如权利要求21的方法，其中控制步骤进一步包括根据耦合的或未耦合的互连(21)的数目增量地控制设备(7)。
23.如权利要求21的方法，其中该设备(7)为包含在衣服(20)中的加热元件，并且该至少一个互连(21)附着在衣服(20)上。
24.一种衣服(20)，包括：
互连，包括第一部分(22)，其包括具有第一磁方向的磁体(30)和用于形成电连接的装置；以及
第二部分(23)，其包括用于当与第一部分耦合时形成电连接的装置，
其中第一(22)和第二(23)部分当被连接时形成机械连接和电连接。
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