TW202032887A - 模組化裝置充電站 - Google Patents

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泰弘 山本
馬克 拉森
文斯 阿爾韋斯
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美商史考斯克工業有限公司
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Abstract

一種可經由一纜線連接至一電源之模組化裝置充電站包括界定一電力連接器槽之一輸入端蓋及在一預定義佈局中之複數個輸入定位器銷。一支架體係由一裝置收納器所界定，其中一輸入側具有可連接至該纜線之一電力連接器插口，且界定可以收納方式與該等輸入定位器銷接合的一或多個輸入側定位器孔。一直通電力連接器插頭及該預定義佈局中之複數個輸出定位器銷係在一輸出側。一端接端蓋界定一插頭凹座及在該預定義佈局中可以收納方式與該等輸出定位器銷接合之複數個端接側定位器孔。具有一電力信號輸入之一充電電路連接至該電力連接器插口，且該直通電力連接器插頭電連接至該電力連接器插口。

Description

模組化裝置充電站
本發明大體上係關於電子裝置及其對應的充電裝置，且更特定而言係關於模組化裝置充電站。
多種攜帶型電子裝置當前存在於市場上，但已有朝向滿足許多需要之較少類別裝置的最新趨勢。通常，此等裝置為智慧型電話及稍大外觀尺寸平板電腦，其併入寫入有軟體應用程式（亦已知app）所針對的通用資料處理器。提供足夠的記憶體及資料儲存器，且因此可能先前已在單獨獨立裝置中提供的功能性可整合至單一智慧型電話或平板電腦中。習知智慧型電話及平板電腦可併入音樂播放器、遊戲控制台、個人數位助理、數位靜態及視訊攝影機、電子讀取器、地圖繪製及導航裝置、蜂巢式電話等的特徵。此外，若干短中程通信形態經整合至此等裝置中，包括用於短程/局部資料傳送鏈接之WiFi及藍芽，以及實施諸如以下各者之標準的蜂巢式通信系統：全球行動通信系統（Global System for Mobile Communication；GSM）、用於GSM演進之增強資料速率（Enhanced Data Rates for GSM Evolution；EDGE）、長期演進（Long Term Evolution；LTE）等，其可藉由提供對全球網際網路之存取而將通信範圍延伸至實際上整個世界。
除了智慧型電話及平板電腦之外，頻繁（若非每天）使用的另一類別裝置為智慧型手錶及健康監測器，其與智慧型電話協作提供各種輔助功能性。典型實施包括數位顯示器、資料處理器及用以建立至智慧型電話之連續鏈路的通信介面。資料處理器可實行一更有限軟體應用程式，其將自對應物app所擷取之資訊呈現於主控智慧型電話上，並接受有限資料鍵入輸入。智慧型手錶及健康監測器亦併入各種感測器，諸如溫度計、加速計、計步器（作為獨立硬體組件或藉由軟體實施）、心跳速率監測器、心電圖等，該等感測器俘獲使用者之物理參數以供智慧型電話及其他進一步處理。
如同任何電子裝置，持續功能取決於電源之可用性。在幾乎所有情況下，攜帶型電子裝置包括板載電池或最低容量以自其保持並汲取電力。當裝置中之內部空間不受限制，且裝置不汲取許多電力或不意欲用於持續使用時，可使用諸如AA、AAA等之標準組配可拋棄式電池。然而，許多細長外觀尺寸裝置需要裝配於殼體之有限約束內的經獨特組配之電池，且在電力耗盡後存取其以進行替換可受到限制。相應地，此類裝置併入可連接至外部配接器之板載充電電路。
電子裝置可以若干不同方式連接至電源。最簡單形態中之一者為具有一同軸連接器插頭之AC電源適配器，該同軸連接器插頭收容在裝置上之對應插口內。取決於載流量，插頭及插口的大小及形狀可變化。在製造商之中的此多樣性及缺乏標準化將導致不與具有類似電力要求之其他裝置相容的多個專屬之製造商特定連接器及配接器的增生。相應地，已存在朝向用於攜帶型電子裝置之標準化電力連接的驅動。
許多製造商現在利用通用串列匯流排（Universal Serial Bus；USB）連接器來供應電力至其裝置。USB標準以及其相關聯連接器組配已在多年內演進，且不同代連接器係在當前使用中。USB互連由以收納方式接合於插口中的插頭來組成，但此等連接器之形狀及大小取決於類型而有所不同。最常用以連接電腦周邊裝置的一種共同類型係A型及B型連接器。亦存在與A型及B型連接器相比具有減小尺寸的小型A、小型B及小型AB型連接器。自小型連接器進一步演進的係微型連接器，存在微型連接器之微型B及微型AB連接器。最近，C型連接器併入至電子裝置中。
USB連接器主要為資料傳送鏈路且因此適合於連接至通用電腦以自其下載資料的裝置。然而，另外，USB標準界定用於供應5 V DC電力至所互連裝置的一個線，藉此去除對單獨電力配接器及連接件之需求。不管USB/微型B連接器插頭之普遍採用，一些製造商已開發咸信優於其裝置中之應用的替代連接器插頭。此等包括皆藉由加利福尼亞Cupertino之蘋果公司開發的30銷對接連接器及Lighting連接器。
主要地，將充電纜線連接至電子裝置係一相對不重要手動步驟。然而，可存在可變成重複遇到的實質使用者體驗缺陷的若干限制。一者為微型USB連接器係方向性，亦即，插頭必須定向於與插口相同之方向上，否則其不能被插入。此在較暗環境中變得有問題，其中使用者必須不僅四處搜尋插口，而且轉換插頭之定向以判定正確適配。連接器亦缺乏正確機械支撐且因此有斷裂傾向。前述專屬連接器中之一些部分係解決此等問題的嘗試，如微型B連接器的一些增強係六角形形狀且係雙向的，如Lighting連接器及USB-C連接器。
USB充電纜線亦共用橫越所有基於纜線或線之連接所共同的限制，原因在於不雅觀的纜線必須經定位以即使在不使用中時仍可容易存取。此外，連接器/插頭末端往往遺失在狹口及靠近裝置物之其他位置中。
作為對此等缺陷之回應，開發電感充電。在充電器末端上，存在連接至電源並產生電磁場的感應線圈。此電磁能量係由電子裝置上的對應感應線圈所俘獲，並經傳遞至充電電路而無需電連接。Qi充電標準控管裝置末端及充電器末端電感耦合的操作參數及組配。許多習知智慧型電話及平板電腦併入Qi充電特徵，智慧型手錶同樣如此，然而此類裝置可利用符合殼體之結構的專屬電感充電器。
因此，智慧型電話係在個人每日在其人身上通常攜帶或具有的物品清單之中，物品如為智慧型手錶，且可能係平板電腦。對所有此等裝置充電在一天結束時發生在家中，然而具有減少電池電容之早期裝置的所有者可發現只要可獲得電源且個人相對於電源為靜止（例如，在工作、在汽車中或攜載次級電池充電裝置）時對裝置充電係必需的。
經由纜線連接前述裝置中之每一者至充電器可係繁瑣的，尤其在存在多個裝置情況下。組織裝置之纜線及置放變得笨拙。具有電力連接之銜接台係此項技術中已知的，但特定於每一裝置，且因此需要多個電力連接適應每一智慧型電話、平板電腦、智慧型手錶等。另外，具有單一DC電力供應器及自其延伸之多個充電纜線的充電裝置在此項技術已知，但可擴展性的限制及與纜線管理及裝置置放/組織相關聯的難題仍存在。因此，在此項技術中需要改良之模組化裝置充電站。
本發明係針對模組化裝置充電站以及用於對複數個電子裝置充電的系統。可存在多個充電站及需要電力之其他站，該等站經由單一共同交流電傳輸路徑菊鏈在一起。
根據一個具體實例，模組化裝置充電站可經由纜線連接至電源並包括界定電力連接器槽之輸入端蓋。輸入端蓋可包括在預定義佈局中之複數個輸入定位器銷。另外，模組化裝置充電站可包括由裝置收納器、輸入側及相對輸出側所界定的支架體。支架體之輸入側可包括可連接至纜線之電力連接器插口。電力連接器插口亦可與輸入端蓋之電力連接器槽對準。支架之輸入側亦可包括可以收納方式與輸入端蓋之輸入定位器銷接合的一或多個輸入側定位器孔。支架體之輸出側可包括直通電力連接器插頭及在預定義佈局中的複數個輸出定位器銷。模組化裝置充電站可進一步包括界定與直通電力連接器插頭對準之一插頭凹座的端接端蓋及在預定義佈局中之複數個端接側定位器孔。端接側定位器孔可以收納方式與支架體之輸出定位器銷接合。模組化裝置充電站亦可包括具有連接至電力連接器插口的電力信號輸入之充電電路。直通電力連接器插頭可電連接至電力連接器插口。
本發明之另一具體實例為用於對複數個電子裝置充電的系統。系統可包括第一裝置充電站，其具有第一支架體，收納電力纜線之第一電力連接器插口，及與第一電力連接器插口軸向對準的第一直通電力連接器插頭。第一裝置充電站可包括具有連接至第一電力連接器插口之電力信號輸入的第一充電電路。第一直通電力連接器插頭可電連接至電力連接器插口。系統亦可包括具有第二支架體之第二裝置充電站。第二裝置充電站亦可包括收納第一裝置充電站之第一直通電力連接器插頭的第二電力連接器插口。第二直通電力連接器插頭可與第二電力連接器插口軸向對準。此外，第二裝置充電站可包括具有連接至第二電力連接器插口之電力信號輸入的第二充電電路。第二直通電力連接器插頭可電連接至第二電力連接器插口。第一裝置充電裝置站及第二裝置充電站彼此可進行可移式接合。
根據本發明之另一具體實例，可存在經由纜線可連接至電源的模組化裝置充電站。裝置充電站可包括由裝置收納器、輸入側及相對輸出側所界定的支架體。支架體之輸入側可包括可連接至纜線之電力連接器插口，及在預定義佈局中可以收納方式與對應輸入定位器介面接合之一或多個輸入側定位器。支架體之輸出側可包括直通電力連接器插頭及在預定義佈局中的複數個輸出定位器。裝置充電站可進一步包括具有連接至電力連接器插口的電力信號輸入之充電電路。直通電力連接器插頭可電連接至電力連接器插口。
當結合附圖閱讀時，參考以下詳細描述將最佳理解本發明。
下文結合隨附圖式所闡述之詳細描述預期作為行動裝置充電站及用於充電複數個電子裝置之系統的若干當前涵蓋具體實例的描述。此描述並不意欲表示可開發或利用所記載充電站或系統所採用的唯一形式。描述結合所說明之具體實例來闡述功能及特徵。然而，應理解，藉由亦意欲涵蓋在本發明之範疇內的不同具體實例可實現相同或等效功能。進一步應理解諸如第一及第二、左及右、近端及遠端及類似者之關係術語的使用僅用以區分一者與另一者而未必需要或意謂著在此類實體之間的任何實際此類關係或次序。
現參看圖1，描繪根據本發明之模組化裝置充電站之第一具體實例10a。所描繪第一具體實例應理解為併入電感充電形態，其中行動裝置12或智慧型電話可僅置放至充電站10上。特定言之，整合於行動裝置12中之電感充電元件與充電站10中之對應電感充電元件對準定位。如一般熟習此項技術者將認識到，在電感充電元件之間的電磁相互作用將電力自充電站10傳送至行動裝置12中之電池充電電路以遞送至機載電池。如圖1中所示，第一具體實例10a可包括可回應於各種情況（諸如充電之起始、充電之完成、至電源之連接等）而啟動的指示燈13，其中每一此類狀態係以不同色彩報告。
本發明之各種具體實例涵蓋將模組化裝置充電站10經由電力纜線14連接至交流電（AC）電源，諸如常見家用120伏特且60 Hz的壁式插座。然而，其他具體實例可適應使用240伏的不同地區之電源。如所說明之電力纜線14包括可插入至此壁式插座中的標準非極化雙尖頭的插頭16，但此可取代用於適於在地區之間組配不同的對應插口的替代尖頭組配。儘管圖中未示，但插頭16亦可經極化，其中一個尖頭稍微大於另一尖頭以用於插入至經相應組配有較大及較小接觸槽的插口中。插頭亦可併入接地尖頭。簡而言之，插頭16可具有任何多樣性，且本文中所說明的特定實例並不意欲為限制性。
電力纜線14之另一末端可包括符合用於家用及類似通用目的之電氣設備耦接器之國際電工委員會（International Electrotechnical Commission；IEC）60320標準的非極化C7型連接器的插頭18。在經極化之插頭16用於電力纜線14中之情況下，插頭18亦可經極化，亦即，連接器之一側可為正方形而非圓形。此外，若接地端子包括於插頭16中，則插頭18可用C5型連接器或包括第三連接至接地之任何其他連接器類型來取代。在圖3B中展示其中收容插頭18的插口之更詳細視圖，但因為此插口及意欲用於插入其中之插頭18係標準組配，因此將不描述其額外細節。
模組化裝置充電站10具有具有一支架體20之通常平整矩形組配，該支架體界定其內收容並固持有行動裝置12的裝置收納器22。支架體20由左或輸入側24以及相對右向外的輸出側26所進一步界定。如圖1中所展示獨立的模組化裝置充電站10，附接至支架體20之左側24的係輸入端蓋28，且附接至支架體20之右側26的係端接端蓋30。
本發明之各種具體實例涵蓋用於運用一系列模組化裝置充電台10（亦更一般稱作「模組」）對複數個電子裝置充電的系統。在例示性組配中，此等模組自左至右經菊鏈，其中最右邊模組最接近至電力供應器（亦即，電力纜線14）之連接。此組配僅僅為例示性，且可存在實際上將電力纜線14連接至最右邊模組的替代方案，其中每一接續模組向左而非向右連接。因此，左側24與輸入功能性及右側26與輸出功能性的關聯同樣僅係例示性的。
另外參看圖2，模組化裝置充電站10應理解為形成用於對複數個電子裝置充電之系統32之一個部分的構建塊。詳言之，存在經組配為上文所論述之對行動裝置12電感充電的第一具體實例10a的第一模組化裝置充電站10-1。另外，存在經組配為托架以固持一或多個平板電腦裝置34的第二模組化裝置充電站10-2。此變化將被稱作第二具體實例10b，下文將進一步考慮其細節。系統32進一步包括經組配為第三具體實例10c作為用於智慧型手錶裝置36之充電支架的第三模組化裝置充電站10-3。下文將更完整描述第三具體實例10c之細節。系統32亦可併入其他模組化站，其他模組化站雖然缺乏裝置充電功能性然而仍可包括改良使用者體驗之其他寶貴特徵。一個實例為智慧型揚聲器站38，且下文亦將論述其細節。
現參看圖3A及圖3B，將考慮模組化裝置充電站10之另外細節。如上文所描述，模組化裝置充電站10由支架體20、輸入端蓋28及端接端蓋30所組成。支架體20界定經設定大小及成形以收納行動裝置12之前述裝置收納器22。更詳細地，支架體20界定包括一圓形開口42的頂面40，平面電感充電線圈44自該圓形開口突出。為了最小化電力損耗，電感充電線圈44自支架體20之頂面40升高。
亦安置於頂面40上（換言之裝置收納器22內）的係可移式並摩擦接合行動裝置12以限制移動的織物板46。在織物板46下方的係實質上與其共同延伸且包括一組定位器50的子框架48，該組定位器經組配以當如模組化裝置充電站10之完全裝配圖中所展示彼此對準時而與支架體20之頂面的一組定位器孔52配對。在說明之實例中，定位器50及定位器孔52分別定位於子框架48及支架體20之四個拐角中之每一者上。定位器孔52經設定大小及成形以匹配圓柱形的定位器50以用於有限摩擦接合。給定子框架48以及支架體20之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑膠組成物，一般熟習此項技術者將認識到在定位器50與定位器孔52之間的所需要尺寸差以達成子框架48至支架體20之保持力之所需位準而不過度鬆弛或不可移動。
子框架48應理解為向織物板46提供結構剛性並提供其上可擱置行動裝置12之剛性及平坦表面。就此而言，織物板46可經膠合、編織至子框架48上或以其他方式永久地附著至子框架48。織物板46及子框架48之此裝配可被稱作支架板49。在如上文所描述電感充電線圈44向上延伸或相對於頂面40升高的情況下，子框架48應理解為避免將行動裝置12之全部重量指向其。為了最小化重量同時維持所需強度/剛性，可存在有效界定蜂巢支柱圖案之一系列六角形切口53。除微小裝置保持力特性以外，織物板46因此大部分發揮裝飾作用。因此，織物板46可以不同織品類型及色彩來提供，且併入諸如標識等之各種圖形要素。織物板46及子框架48之整個裝配可係使用者可替換的，因此支架體20進一步界定中心存取槽54。使用者之指甲或工具可插入於中心存取槽54內以撬開該裝配件。
另外參看圖4之俯視圖，支架體20之左側24（亦稱作輸入側）包括以收納方式接合電力纜線14之插頭18的電力連接器插口56。在各種所記載具體實例中，插頭18為C7型連接器插頭。為如此以收納方式與因此組配之插頭18接合，電力連接器插口56應理解為C8型連接器插口。利用不同類型連接器插頭的替代方案應理解為因此利用對應連接器插口。
附接至支架體20之左側24的係輸入端蓋28。更詳細地，當兩個部分意欲配對在一起且具有一凝聚性或連接外觀時，輸入端蓋28具有的伸長組配具有與支架體20之橫截面剖面相同的橫截面剖面。輸入端蓋28係由外側部分58及面對支架體20之左側24相對的內側部分60所界定。輸入端蓋28界定一電力連接器槽62，電力纜線14穿過該電力連接器槽而佈線。電力連接器槽62因此與電力連接器插口56對準。為了電力纜線14在輸入端蓋28經附接至支架體20時可自電力連接器插口56拆卸，設想電力連接器槽62經設定大小以適應較寬的插頭18而非僅較窄的纜線部分。
為了將輸入端蓋28安全地固定至支架體20，涵蓋用以將織物板46及子框架48安全地固定至支架體20的類似形態。特定言之，輸入端蓋28包括以預定義佈局配置的複數個輸入定位器銷64。存在定位於輸入端蓋28之遠端66處的第一輸入定位器銷64a，及定位於輸入端蓋28之近端68處的第二輸入定位器銷64b。在如所展示之具體實例中，遠端66及近端68兩者均藉由半圓形形狀來表徵，其中伸長中間區段在兩者之間延伸。如圖3A中最佳說明，輸入定位器銷64之位置應理解為半圓形的遠端66及近端68之徑向中心。
支架體20之左側24應理解為界定一或多個輸入側定位器孔70，其中支架體20之遠端72界定第一輸入側定位器孔70a，且支架體20之相對的近端74界定第二輸入側定位器孔70b。輸入側定位器孔70應理解為以收納方式接合輸入端蓋28上的相應定位或佈置之輸入定位器銷64。類似於輸入端蓋28，支架體之遠端72及近端74兩者均藉由半圓形形狀來表徵，其中伸長中間區段在兩者之間延伸。類似地，輸入側定位器孔70之位置應理解為半圓形的遠端72及近端74之徑向中心。
支架體20之右側26（亦稱作輸出側）包括直通電力連接器插頭76。如下文將更詳細地描述，直通電力連接器插頭76預期為可連接至模組中之另一者的電力連接器插口56。就此而言，為了確保不同模組之互換性及模組性，電力連接器插口56可為與電力纜線14之插頭16相同的C7型插頭。
自支架體20之右側26延伸的亦係以預定義佈局配置的複數個輸出定位器銷78。第一輸出定位器銷78a定位於支架體20之遠端72處，且第二輸出定位器銷78b定位於支架體20之近端74處。再次，在支架體20之遠端72及近端74具有半圓形形狀（其中伸長中間區段在其間延伸）的情況下，輸出定位器銷78之位置應理解為此類半圓形的遠端72及近端74之徑向中心。
可附接至支架體20之右側26的可係另一充電站10或端接端蓋30，其將被首先考慮。如圖3A及圖3B中所最佳展示，端接端蓋30具有類似於輸入端蓋28之組配的組配，亦即，其具有的伸長組配具有與支架體20之剖面相同之橫截面剖面。如同輸入端蓋28，端接端蓋30意欲與支架體20一起配對並具有凝聚性或連接外觀。端接端蓋30係由外側部分80及面對支架體20之右側26相對的內側部分82來界定。
端接端蓋30進一步界定一插頭凹座84，其以收納方式接合直通電力連接器插頭76且因此與其對準。插頭凹座84因此具有在內側部分82上之開口。因為其他組件（亦即輸出定位器銷78）意欲用以將端接端蓋30附接至支架體20，因此插頭凹座84不必形成輪廓以夾持直通電力連接器插頭76。插頭凹座84與直通電力連接器插頭76之最小機械接合（若存在）經設想係必要的。
更詳細地，端接端蓋30亦界定在與相關於支架體20及輸入端蓋28之其他定位器孔及定位器銷相同的預定佈局中之一或多個端接側定位器孔86。端接端蓋30之遠端88界定具有在內側部分82上之開口的第一端接側定位器孔86a，且端接端蓋30之近端90界定同樣具有在內側部分82上之開口的第二端接側定位器孔86b。類似於輸入端蓋28及其所附接至的支架體20，端接端蓋30之遠端88及近端90兩者均藉由半圓形形狀來表徵，其中伸長中間區段在兩者之間延伸。因此，端接側定位器孔86之位置應理解為半圓形的遠端88及近端90之徑向中心。端接側定位器孔86應理解為以收納方式接合支架體20之輸出定位器銷78中之一各別者。類似於在系統32之其他組件的上下文中所論述的其他定位器銷及定位器孔，端接側定位器孔86應理解為經設定大小且經組配以摩擦地保持輸出定位器銷78。
除了附接端接端蓋30，如上文簡單提及，支架體20之右側26亦可附接至另一模組。此特徵係在展示第一模組化裝置充電站10及第二鏈接模組化裝置充電站10'之圖4中最佳地說明。如先前所論述，第一模組化裝置充電站10包括第一支架體20、收納電力纜線14之插頭18的第一電力連接器插口56，及第一直通電力連接器插頭76。因為一個模組意欲彼此鏈接，因此第一電力連接器插口56預期與第一直通電力連接器插頭76軸向對準。此對準繼續至第二鏈接模組化裝置充電站10'，該第二鏈接模組化裝置充電站具有對應的第二鏈接支架體20'、第二鏈接電力連接器插口56'及第二鏈接直通電力連接器插頭76'。第一直通電力連接器插頭76以收納方式接合於第二鏈接電力連接器插口56'內。沿著此等線，在第一支架體20之右側26的第一輸出定位器銷78以收納方式接合於第二鏈接輸入側定位器孔70'內。
當用作獨立充電站時，輸入端蓋28及端接端蓋30因此大部分在隱藏輸入側定位器孔70及輸出定位器銷78以及未使用的直通電力連接器插頭76及電力連接器插口56上發揮一定程度之裝飾作用。當將給定充電站連接至上游充電站時，輸入端蓋28可如根據第二鏈接模組化裝置充電站10'所展示而移除。當將充電站連接至下游充電站時，端接端蓋30可如根據第一模組化裝置充電站10所展示而移除。此外，儘管本發明以不同方式引用銷及對應孔的接合，但一般熟習此項技術者應瞭解給定元件或結構可併入此類介面元件中所闡述一個元件以外之另一元件。舉例而言，替代銷，輸入端蓋28可包括輸入定位器孔且支架體20可包括輸入定位器銷。另外，本發明之具體實例不必限於銷及孔，且用於暫時附接一個結構至另一結構的其他形態（諸如旋擰緊固件、鉤環式帶等）可取代。
本發明之各種具體實例涵蓋遞送AC電力至每一個別充電站10或模組，其中每一模組之信號調節電路將AC電力轉換成所需要的DC電壓位準，以用於對特定裝置經組配而對此特定裝置之電池充電。參看圖5之方塊圖，充電站10之具體實例進一步設想一充電電路92，其應理解為通常指代提供將線AC電力轉換成DC電壓以用於對連接至充電站10之裝置充電的前述功能的所有電路組件。
如上文所考慮，電源94經由電力纜線14供應交流電（AC）電壓，而其插頭18連接至電力連接器插口56。直通互連96（其由線互連96a及中性互連96b所組成）界定自電力連接器插口56至直通電力連接器插頭76的一直接或直通連接。在一個具體實例中，直通互連為18 AWG線。在直通互連96中進行分接98，其轉送AC電壓至充電電路92。就此而言，充電電路92包括最終連接至電力連接器插口56以自其接收電力的電力信號輸入100。
AC電力接著可運用AC至DC轉換器電路102而整流成DC信號。為了較佳調節藉由AC至DC轉換器電路102所輸出的DC信號，可利用電壓調節器電路104。來自電壓調節器電路104之所調節DC輸出電壓接著可提供至各種充電電路。AC至DC轉換器電路102及電壓調節器電路104之此組配可更一般被稱作電力供應器，但特定組件僅作為實例呈現。此項技術中已知的電力供應器之其他組配可在不脫離本發明之範疇情況下來取代，因為電路之此類變化係在熟悉此項技術者之範圍內。
充電站10之一個具體實例（例如上文結合圖1、圖3A及圖3B所論述之充電站）應理解為根據Qi規範所實施的無線行動裝置充電器。因而，充電電路92可併入經組配為一基地台的Qi充電電路103，該基地台具有控制電力轉換單元之系統單元以及基於來自接收裝置之請求而調節至電感充電線圈44之輸出電信號的通信及控制單元。高達十（10）瓦特電力可經遞送至接收裝置。因為Qi充電器實施在此項技術中為眾所周知，因此將省略其另外細節。
充電站10之其他具體實例亦涵蓋遵從USB標準而輸出DC電壓位準，以使得可利用習知USB纜線及連接器。多個電流/電力位準輸出係可能的，用於電池充電之一個輸出標準對於7.5瓦特之電力輸出界定在5伏下之1.5安培之輸出電流。因此，可存在USB電池充電電路106。替代地，可存在對於高達15瓦特之電力輸出界定在5伏下之3安培之輸出電流的C型輸出標準。此輸出可藉由USB電壓輸出C型電路108來提供。此等電流或位準僅僅係例示性，且較少或另外模組可經併入以適應不同電力需要。對於給定電力位準輸出，可存在單獨充電電路，或經特定地指定用於所指定電力位準之輸出位準的至少不同連接埠，以使得當對具有較大電力遞送需要之裝置充電時，充電纜線需要僅僅連接至所需埠。
除了前述充電電路，模組化裝置充電站10中之電力供應器亦可提供用於例如智慧型揚聲器之電力信號，且因此可存在裝置電力供應電路110。此類電力供應器電路應理解為經特別組配用於裝置之電力需要，且不必遵循如針對其他電路的情況的設定標準。
返回參看圖2，在如今已描述經組配為第一具體實例10a的第一模組化裝置充電站10-1的情況下，將考慮第二模組化裝置充電站10-2之另外細節。第二具體實例10b經組配為用於垂直地保持平板電腦裝置34的托架112。如在圖6中所最佳展示，托架112係由一系列板條114來界定，包括第一板條114a、第二板條114b、第三板條114c及第四板條114d。第一板條114a及第二板條114b界定第一槽116a，第二板條114b及第三板條114c界定第二槽116b，且第三板條114c及第四板條114d界定第三槽116c。槽116中之每一者應理解為收容一個平板電腦裝置34並以自垂直偏移之微小角度來維持該平板電腦裝置。內部板條（亦即，第二板條114b及第三板條114c）與兩個外部板條（亦即，第一板條114a及第四板條114d）相比在縱向及垂直方面較短。此外，板條114中之每一者的遠端及近端稍微傾斜。此等特徵之兩者經設想為當其定位於各別槽116內時，減小可影響平板電腦裝置34的區域。
托架112經組配以固持高達三個單獨的平板電腦裝置34。儘管具有無線電感充電接收器之平板電腦可存在，但歸因於此類裝置之較大佔據區，沿著第一具體實例10a之線的單一無線充電模組未必是最有空間高效。因此，設想水平地堆疊平板電腦裝置34，其中每一槽116或平板電腦對應於一個充電埠。根據所說明具體實例，存在第一USB埠118a、第二USB埠118b及第三USB埠118c，其之每一者可沿著USB電池充電電路106及USB電壓輸出C型電路108之線連接至充電電路。在較佳但可選具體實例中，此等USB埠118所連接至的充電電路能夠輸出12瓦特至每一者。如所展示，USB埠118為收納A型公連接器之A型埠。連接USB埠118至平板電腦裝置34的纜線之相對端可根據其特定組配而變化，且可為Lighting、USB-C、USB-Mini等。
站之第二具體實例10b以其他方式併入與站之第一具體實例10a相同的模組化連接性組件，包括直通電力連接器插頭76、電力連接器插口56、輸入側定位器孔70及輸出定位器銷78。因此，其可以上文所描述的方式連接至上游及下游模組。AC電力可借助於電力連接器插口(圖中未示)及所連接至其的上游源來接收。所接收AC信號接著可借助於直通電力連接器插頭76傳遞至下一模組。
再次參看圖2，將描述第三模組化裝置充電站10-3之其他細節。站之第三具體實例10c經組配為用於智慧型手錶裝置36之充電器，其具有不同於第一模組化裝置充電站10-1（亦即，站之第一具體實例10a）之Qi充電器的充電形態。替代一體式電感充電線圈，具有充電器頭部122之電感充電纜線120可安裝於主體124內。內部區126包括收容並保持充電器頭部122的豎板平台128。另外，內部區126可包括USB埠130，而對於其的存取限於內部區126。換言之，在完全裝配後，USB埠130無法自主體124在之外部存取。USB埠130可為A型埠，且因此電感充電纜線120包括標準A型連接器132。內部區126可形成輪廓以用於在其中導引有過多長度的電感充電纜線120。在充電器頭部122緊固至豎板平台之情況下，界定開口135之織物板134可附接至主體124之頂部上。
明確地預期電感充電纜線120係使用者提供及使用者安裝。電感充電纜線120通常係與智慧型手錶裝置36一起出售且專屬於該智慧型手錶裝置。因此，內部區126可藉由移除織物板134來存取。為此目的，主體124界定存取槽136，其中工具或使用者之指甲可經插入以撬開織物板134。
站之第三具體實例10c以其他方式併入與站之第一具體實例10a及第二具體實例10b相同的模組化連接性組件，包括直通電力連接器插頭76、電力連接器插口56、輸入側定位器孔70及輸出定位器銷78。因此，亦可以上文所描述的方式互換地連接至上游及下游模組。AC電力可借助於電力連接器插口(圖中未示)及所連接至其的上游源來接收。所接收AC信號接著可借助於直通電力連接器插頭76傳遞至下一模組。
如圖2中所展示及上文簡單提及，系統32亦可包括諸如智慧型揚聲器站38之其他模組化站。更詳細地，智慧型揚聲器站38具有主體138，該主體具有升高隆起部分140，該升高隆起部分具有一或多個擴音器及一或多個麥克風以及多色經照明邊框142。實際擴音器及麥克風應理解為藉由格柵144所隱藏且在圖2中未有參考。在一個實施中，此處麥克風可為由四個離散麥克風組成的陣列。沿著此等線，可存在覆蓋不同頻率範圍之多個揚聲器。亦即，可存在與具有40 mm輻射器直徑之低音揚聲器組合的具有25 mm輻射器直徑之尺寸的完整範圍揚聲器。另外，可利用被動輻射器。
智慧型揚聲器站38併入回應於語音提示並執行各種任務的虛擬助理，該等任務諸如播放音樂、找到問題之答案及控制房間中之燈。對於不能由語音命令所提供的彼等輸入，智慧型揚聲器站38進一步包括按鈕146a至146d。第一按鈕146a應理解為麥克風消音按鈕，第二按鈕146b可為音量增加按鈕，第三按鈕146c可為音量降低按鈕，且第四按鈕146d可為動作按鈕。藉由在不同持續時間中按壓動作按鈕，或在來自虛擬助理之不同提示之後，可設定不同子功能或組配選項。指示虛擬助理之狀態的視覺互動性係藉由多色經照明邊框142來提供。
藉助於實例且並非限制，用於智慧型揚聲器站38的虛擬助理可為來自Amazon.com公司的Alexa虛擬助理。然而，任何其他虛擬助理可加以取代，諸如Google虛擬助理、來自蘋果公司之Siri等。前述按鈕146應理解為特定於Alexa虛擬助理，因此虛擬助理之任何變化應理解為涉及硬體介面元件之變化。
智慧型揚聲器站38亦併入與如上文所描述之站的第一具體實例10a、第二具體實例10b及第三具體實例10c相同的模組化連接性組件。儘管圖2不展示此等組件，但智慧型揚聲器站亦理解為包括直通電力連接器插頭76、電力連接器插口56、輸入側定位器孔70及輸出定位器銷78。其亦可互換地連接至上游及下游模組，其中AC電力係經由電力連接器插口及所連接至其的上游源來接收。所接收AC信號可借助於直通電力連接器插頭76傳遞至下一模組。
主動電力遞送站148可加以取代，而非將端接端蓋30附接至鏈中之最後模組。圖2最佳地說明主動電力遞送站148。上游的直通電力連接器插頭76連接至經整合至主動電力遞送站148中的另一電力連接器插口56。併入相同的充電電路92或其能夠將AC信號轉換成USB相容DC電壓的類似電路。在外側部分152上的係經提供為A型連接器的第一USB埠152a，以及經提供為USB-C連接器之第二USB埠152b。第一USB埠152a應理解為連接至能夠輸出12瓦電力的充電電路，而第二USB埠152b連接至能夠輸出17瓦電力的充電電路。
主動電力遞送站係使用先前論述之相同形態附接至最後模組，包括可與經相應的定位端接側定位器孔86接合的輸出定位器銷78。除了在上游站之直通電力連接器插頭76與電力連接器插口56之間建立的電連接，亦存在在此等組件之間所建立的機械鏈路。此支援並改良主動電力遞送站148至上游站的保持力，在所說明之具體實例中該上游站為智慧型揚聲器站38。
本文中所展示之細節係藉助於實例且僅出於說明性論述本發明之具體實例的目的，且係為了提供被認為原理及概念態樣之最有用且容易理解描述而呈現。就此而言，不嘗試展示具有比必要更細緻的細節，自圖式取得的描述使熟習此項技術者顯而易見可實際上如何體現本發明之若干形式。
10:充電站 10':第二鏈接模組化裝置充電站 10a:第一具體實例 10b:第二具體實例 10c:第三具體實例 10-1:第一模組化裝置充電站 10-2:第二模組化裝置充電站 10-3:第三模組化裝置充電站 12:行動裝置 13:指示燈 14:電力纜線 16:插頭 18:插頭 20:（第一）支架體 20':第二鏈接支架體 22:裝置收納器 24:輸入側/左側 26:輸出側/右側 28:輸入端蓋 30:端接端蓋 36:智慧型手錶裝置 38:智慧型揚聲器站 40:頂面 42:圓形開口 44:平面電感充電線圈 46:織物板 48:子框架 49:支架板 50:定位器 52:定位器孔 53:六角形切口 54:存取槽 56:電力連接器插口 56':第二鏈接電力連接器插口 58:外側部分 60:內側部分 62:電力連接器槽 64:輸入定位器銷 64a:第一輸入定位器銷 64b:第二輸入定位器銷 66:遠端 68:近端 70:輸入側定位器孔 70':第二鏈接輸入側定位器孔 70a:第一輸入側定位器孔 70b:第二輸入側定位器孔 72:遠端 74:近端 76:直通電力連接器插頭 76':第二鏈接直通電力連接器插頭 78:輸出定位器銷 78a:第一輸出定位器銷 78b:第二輸出定位器銷 80:外側部分 82:內側部分 84:插頭凹座 86:端接側定位器孔 86a:第一端接側定位器孔 86b:第二端接側定位器孔 88:遠端 90:近端 92:充電電路 94:電源 96a:線互連 96b:中性互連 98:分接 100:電力信號輸入 102:AC至DC轉換器電路 103:Qi充電電路 104:電壓調節器電路 106:USB電池充電電路 108:USB電壓輸出C型電路 110:裝置電力供應電路 112:托架 114:板條 114a:第一板條 114b:第二板條 114c:第三板條 114d:第四板條 116:槽 116a:第一槽 116b:第二槽 116c:第三槽 118a:USB埠 118a:第一USB埠 118b:第二USB埠 118c:第三USB埠 120:電感充電纜線 122:充電器頭部 124:主體 126:內部區 128:豎板平台 130:USB埠 132:標準A型連接器 134:織物板 136:存取槽 138:主體 140:升高隆起部分 142:多色經照明邊框 144:格柵 146a:第一按鈕 146b:第二按鈕 146c:第三按鈕 146d:第四按鈕 148:主動電力遞送站 152:外側部分 152a:第一USB埠 152b:第二USB埠
相對於以下描述及圖式，將更佳地理解本文中記載之各種具體實例的此等及其他特徵與優點，在圖式中相同編號始終係指相同部分，且其中：
[圖1]為根據本發明之具體實例的模組化裝置充電站之立體圖；
[圖2]為用於充電複數個電子裝置的系統之立體圖，該系統包括用於對智慧型電話裝置電感充電之一個站、用於固持平板電腦裝置之一個站、用於對智慧型手錶充電的一個站，及用於智慧型揚聲器之一個站；
[圖3A]為圖1中所展示的模組充電站之分解頂部立體圖；
[圖3B]為圖1及圖3A中所展示的模組化充電站的具體實例之分解底部立體圖；
[圖4]為用於對複數個電子裝置充電的系統之俯視圖，該系統具有為說明其互連性而彼此分隔的輸入端蓋、第一裝置充電站、第二充電站及端接端蓋；
[圖5]為在模組化裝置充電站之一個具體實例中利用的電路之方塊圖；
[圖6]為經組配用於固持平板電腦裝置之模組化裝置充電站的另一具體實例之後立體圖；且
[圖7]為經組配用於固持並充電智慧型手錶之模組化裝置充電站的再一具體實例之分解立體圖。
14:電力纜線
18:插頭
20:支架體
24:輸入側/左側
26:輸出側/右側
28:輸入端蓋
30:端接端蓋
46:織物板
48:子框架
49:支架板
50:定位器
53:六角形切口
56:電力連接器插口
58:外側部分
60:內側部分
62:電力連接器槽
64:輸入定位器銷
64a:第一輸入定位器銷
64b:第二輸入定位器銷
66:遠端
68:近端
70:輸入側定位器孔
70a:第一輸入側定位器孔
70b:第二輸入側定位器孔
72:遠端
74:近端
76:直通電力連接器插頭
78:輸出定位器銷
78b:第二輸出定位器銷
82:內側部分
84:插頭凹座
86:端接側定位器孔
86a:第一端接側定位器孔
86b:第二端接側定位器孔
88:遠端
90:近端

Claims (20)

  1. 一種模組化裝置充電站，其可經由纜線連接至電源，該模組化裝置充電站包含； 輸入端蓋，其界定電力連接器槽，該輸入端蓋包括在預定義佈局中之複數個輸入定位器銷； 支架體，其由裝置收納器、輸入側及相對的輸出側所界定，該支架體之該輸入側包括可連接至該纜線並與該輸入端蓋之該電力連接器槽對準的電力連接器插口，且一或多個輸入側定位器孔可以收納方式與該輸入端蓋之該複數個輸入定位器銷接合，該支架體的該輸出側包括直通電力連接器插頭及在該預定義佈局中之複數個輸出定位器銷； 端接端蓋，其界定與該直通電力連接器插頭對準之插頭凹座及在該預定義佈局中之複數個端接側定位器孔，該複數個端接側定位器孔可以收納方式與該支架體之該複數個輸出定位器銷接合；及 充電電路，其具有連接至該電力連接器插口之電力信號輸入，該直通電力連接器插頭電連接至該電力連接器插口。
  2. 如請求項1之模組化裝置充電站，其進一步包含連接至該充電電路之充電信號輸出介面及裝置充電介面。
  3. 如請求項2之模組化裝置充電站，其中該充電信號輸出介面為電感充電線圈電路。
  4. 如請求項2之模組化裝置充電站，其中該充電信號輸出介面為裝置互連插口。
  5. 如請求項4之模組化裝置充電站，其中該裝置互連插口為通用串列匯流排（USB）埠。
  6. 如請求項2之模組化裝置充電站，其進一步包含安置於該支架體之該裝置收納器上的支架板，該裝置充電介面定位於該支架體上以面對該支架板。
  7. 如請求項1之模組化裝置充電站，其中該纜線包括可連接至該電源的輸入插頭及可以收納方式接合於該電力連接器插口中的輸出插頭。
  8. 如請求項7之模組化裝置充電站，其中該纜線之該輸出插頭及該直通電力連接器插頭兩者均為C7型連接器。
  9. 如請求項8之模組化裝置充電站，其中該電力連接器插口為C8型連接器，其可以收納方式接合至該纜線之該輸出插頭之該C7型連接器的。
  10. 如請求項1之模組化裝置充電站，其中該充電電路包括自該電源接收交流電電力信號以供轉換至直流充電信號的電力供應器。
  11. 一種用於對複數個電子裝置充電的系統，其包含： 第一裝置充電站，其包括第一支架體，收納電力纜線之第一電力連接器插口，及與該第一電力連接器插口軸向對準的第一直通電力連接器插頭，該第一裝置充電站包括具有連接至該第一電力連接器插口之電力信號輸入的第一充電電路，其中該第一直通電力連接器插頭電連接至該第一電力連接器插口；及 第二裝置充電站，其包括第二支架體，收納該第一裝置充電站之該第一直通電力連接器插頭的第二電力連接器插口，及與該第二電力連接器插口軸向對準的第二直通電力連接器插頭，該第二裝置充電站包括具有連接至該第二電力連接器插口之電力信號輸入的第二充電電路，其中該第二直通電力連接器插頭電連接至該第二電力連接器插口； 其中該第一裝置充電裝置站及該第二裝置充電站彼此處於可移式接合。
  12. 如請求項11之系統，其進一步包含可附接至該第一裝置充電站之輸入端蓋。
  13. 如請求項11之系統，其進一步包含界定插頭凹座的端接端蓋，該端接端蓋收納該第二直通電力連接器插頭，該端接端蓋與該第二裝置充電站處於可移式接合。
  14. 如請求項11之系統，其中： 該第一裝置充電站包括連接至該第一充電電路之第一充電信號輸出介面及第一裝置充電介面，且 該第二裝置充電站包括連接至該第二充電電路之第二充電信號輸出介面及第二裝置充電介面。
  15. 如請求項14之系統，其中該第一充電信號輸出介面及第二充電信號輸出介面中之一者或兩者為電感充電線圈電路。
  16. 如請求項14之系統，其中該第一充電信號輸出介面及第二充電信號輸出介面中之一者或兩者為裝置互連插口。
  17. 如請求項16之系統，其中該裝置互連插口為通用串列匯流排（USB）埠。
  18. 如請求項14之系統，其中： 該第一充電電路包括接收交流電電力信號之第一電力供應器，以用於轉換成經輸出至該第一裝置充電介面之第一直流充電信號；且 該第二充電電路包括接收一交流電電力信號之第二電力供應器，以用於轉換成經輸出至該第二裝置充電介面之第二直流充電信號。
  19. 一種模組化裝置充電站，其可經由纜線連接至電源，該模組化裝置充電站包含； 支架體，其由裝置收納器、輸入側及相對的輸出側所界定，該支架體之該輸入側包括可連接至該纜線之電力連接器插口，及在預定義佈局中可以收納方式與對應的輸入定位器介面接合之一或多個輸入側定位器，該支架體之該輸出側包括直通電力連接器插頭及在該預定義佈局中之複數個輸出定位器；及 充電電路，其具有連接至該電力連接器插口之電力信號輸入，該直通電力連接器插頭電連接至該電力連接器插口。
  20. 如請求項19之模組化裝置充電站，其進一步包含連接至該充電電路之充電信號輸出介面及裝置充電介面。
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