CN113826297A - 模块化装置充电站 - Google Patents

Abstract

一种模块化装置充电站，其能通过电缆连接到电源，并包括输入端盖，输入端盖限定有电源连接器槽以及呈预定布局的多个输入定位销。支架主体由装置接收部限定，输入侧部具有能连接到电缆的电源连接器插座并限定有能以接纳的方式与输入定位销接合的一个或多个输入侧定位孔。直通电源连接器插头和呈预定布局的多个输出定位销位于输出侧部。终端端盖限定有插头凹部和呈预定布局的多个终端侧定位孔，终端侧定位孔能以接纳的方式与输出定位销接合。具有电力信号输入部的充电电路连接到电源连接器插座，并且直通电源连接器插头电连接到电源连接器插座。

Description

模块化装置充电站

相关申请的交叉引用

不适用

声明：联邦资助的研究/开发

不适用

技术领域

本发明整体涉及电子装置及其充电装置，并更具体地涉及一种模块化装置充电站。

背景技术

目前市场上存在多种便携式电子装置，但是近来已经集中于满足许多需求的较少种类的装置。通常，这些装置是包含有通用数据处理器的智能电话以及具有稍大形状因子的平板电脑，针对通用数据处理器编写有软件应用程序(也称为app)。提供了充足的存储器和数据存储，并且因此可以将早先在不同的独立装置中所提供的功能集成到单个智能电话或平板电脑中。常规的智能电话和平板电脑可以包含有音乐播放器、游戏控制台、个人数字助理、数字静态和视频相机、电子阅读器、地图绘制和导航装置、蜂窝式电话等特征。此外，若干个短到中范围通信模态被集成到这些装置中，这些模态包括用于短范围/本地数据传输链路的WiFi和蓝牙以及实现例如GSM(全球移动通信***)、EDGE(用于GSM演进的增强数据速率)、LTE(长期演进)等标准的蜂窝通信***，蜂窝通信***可以通过提供对全球因特网网络的访问而将通信范围扩展到几乎整个世界。

除了智能电话和平板电脑之外，频繁使用(即使不是每天)的另一类装置是与智能电话协作地提供多种辅助功能的智能手表和健康监视器。典型的实施方式包括数字显示器、数据处理器和用于与智能电话建立连续链路的通信接口。数据处理器可以执行更受限的软件应用，该软件应用呈现从主机智能电话上的对应app获取的信息，并接收受限的数据录入输入。智能手表和健康监视器还包含有各种传感器，例如温度计、加速度计、计步器(其或作为独立硬件组件或由软件实施)、心率监视器、心电图等，这些传感器捕获使用者的物理参数以便智能电话和其它装置进行进一步处理。

如同任何电子装置一样，持续运行取决于电源的可用性。在几乎所有情况下，便携式电子装置包括机载电池或至少包括从机载电池保持和汲取能量的能力。当装置的内部空间不受限制并且装置不消耗太多电力或不打算持续使用时，可以使用标准结构的一次性电池，例如AA、AAA等。然而，许多纤细形状因子的装置需要被配合在外壳的有限范围内的独特构造的电池，并且在能量耗尽时替换该电池的操作可能受到限制。因此，这种装置包含有能连接到外部适配器的机载充电电路。

电子装置可以以若干种不同的方式连接到电源。最简单的形式之一是具有同轴连接器插头的交流电源适配器，该同轴连接器插头被接纳在装置上的相应插座内。根据电流承载能力，插头和插座的尺寸和形状可以变化。制造商之间的这种多样性和缺乏标准化导致了许多与具有类似电力要求的其它装置不兼容的、专有的、制造商特定的连接器和适配器的激增。因此，存在使便携式电子装置的电源连接标准化的驱动力。

许多制造商现在利用通用串行总线(USB)连接器来向它们的装置供电。USB标准及其相关的连接器构造已发展了许多年，并且当前使用了不同代的连接器。USB互连由以接纳的方式接合到插座中的插头组成，尽管这些连接器的形状和尺寸因类型而不同。最常用于连接计算机***装置的一种常用类型是A型和B型连接器。还存在与A型和B型连接器相比具有缩小尺寸的迷你A型、迷你B型和迷你AB型连接器。微型(Micro)连接器从迷你型连接器进一步发展而来，微型连接器具有微型B和微型AB连接器。最近，C型连接器被结合到电子装置中。

USB连接器主要是数据传输链路，并因此适用于连接到通用计算机以从通用计算机下载数据的装置。然而，USB标准还限定了一条用于向互连的装置提供5V直流功率的线路，从而消除了对单独的电源适配器和连接件的需要。尽管USB/Micro-B连接器插头被广泛采用，但是一些制造商已经开发了被认为更优越地应用到它们的装置中的替代连接器插头。这些连接器插头包括由加州库珀蒂诺的苹果公司(Apple,Inc.of Cupertino,California)开发出的30针基座连接器和闪电(Lightning)连接器。

对于大部分人而言，将充电电缆连接到电子装置是相对简单的手动步骤。然而，可能存在许多限制，在反复地遭遇这些限制时这些限制可能变成实质的使用者体验缺陷。一个缺陷是Micro-USB连接器是定向的，即，插头必须与插座在相同的方向取向，否则插头不能被***。这在较暗的环境中会产生问题，在较暗的环境中，使用者不仅必须四处寻找插座，而且还必须切换插头的取向以确定正确的配合。连接器也缺乏适当的机械支撑，并因此易于损坏。上述专有连接器中的一些连接器部分地试图解决这些问题，对Micro-B连接器的一些改进是六边形和双向的形状，如闪电连接器和USB-C连接器那样。

USB充电电缆还具有所有基于电缆或导线的连接件中的共同限制：不易看到的电缆必须被定位成即使在不使用时也易于触及。此外，连接器/插头端部趋于在安装附近的裂缝和其它位置丢失。

作为对这些缺陷的回应，开发了感应充电。在充电器端，存在连接到电源并产生电磁场的感应线圈。该电磁能量被电子装置上的相应感应线圈捕获，并且不需要电连接就可以被传送到充电电路。Qi充电标准支配装置端和充电器端感应耦合的操作参数和构造。许多常规智能电话和平板电脑如智能手表那样包含有Qi充电特征，但是这些装置也可以使用与壳体的结构符合的专有感应充电器。

因此，智能电话在人们通常每天携带或穿戴在他们身上的物品列表中，如智能手表以及可能的平板电脑也是如此。在一天结束时在家中对所有这些装置进行充电，但是电池容量较小的较旧装置的所有者可能发现需要每当电源可用并且人相对于电源静止时(例如在工作时、在汽车中或者携带二次电池充电装置时)就对装置充电。

将上述装置中的每一个装置经由电缆连接到充电器可能是麻烦的，尤其是如果存在多个装置。组织电缆和放置装置变得难以处理。具有电源连接部的扩展坞在本领域中是已知的，但是扩展坞对于每个装置是特定的，并且因此需要多个电源连接部来适应每个智能电话、平板电脑，智能手表等。另外，具有单个直流供电部以及从该直流供电部延伸出的多个充电电缆的充电装置是本领域已知的，但是该充电装置可扩展性有限并且与电缆管理和装置放置/组织相关联的挑战仍然存在。因此，在本领域中需要一种改进的模块化装置充电站。

发明内容

本发明涉及模块化装置充电站以及用于对多个电子装置充电的***。可能存在多个充电站和需要电力的其它站，这些站通过单个公共交流电传输路径以菊花链连接在一起。

根据一个实施例，模块化装置充电站可以通过电缆连接到电源，并包括输入端盖，输入端盖限定有电源连接器槽。输入端盖可以包括呈预定布局的多个输入定位销。另外，模块化装置充电站可以包括支架主体，支架主体由装置接收部、输入侧部和相反的输出侧部限定。支架主体的输入侧部可以包括能连接到电缆的电源连接器插座。电源连接器插座还可以与输入端盖的电源连接器槽对准。支架主体的输入侧部还可以包括一个或多个输入侧定位孔，一个或多个输入侧定位孔能以接纳的方式与输入端盖的输入定位销接合。支架主体的输出侧部可以包括直通电源连接器插头和呈预定布局的多个输出定位销。模块化装置充电站还可以包括终端端盖，终端端盖限定有插头凹部和呈预定布局的多个终端侧定位孔，插头凹部与直通电源连接器插头对准。终端侧定位孔可以以接纳的方式与支架主体的输出定位销接合。模块化装置充电站还可以包括充电电路，充电电路具有连接到电源连接器插座的电力信号输入部。直通电源连接器插头可以电连接到电源连接器插座。

本发明的另一实施例是用于对多个电子装置充电的***。该***可以包括第一装置充电站，第一装置充电站包括第一支架主体、接纳电缆的第一电源连接器插座以及与第一电源连接器插座轴向对准的第一直通电源连接器插头。第一装置充电站可以包括第一充电电路，第一充电电路具有连接到第一电源连接器插座的电力信号输入部。第一直通电源连接器插头可以电连接到第一电源连接器插座。该***还可以包括第二装置充电站，第二装置充电站包括第二支架主体。第二装置充电站还可以包括接纳第一装置充电站的第一直通电源连接器插头的第二电源连接器插座。第二直通电源连接器插头可以与第二电源连接器插座轴向对准。此外，第二装置充电站可以包括第二充电电路，第二充电电路具有连接到第二电源连接器插座的电力信号输入部。第二直通电源连接器插头可以电连接到第二电源连接器插座。第一装置充电站和第二装置充电站彼此能移除地接合。

根据本发明的另一实施例，可以存在能通过电缆连接到电源的模块化装置充电站。模块化装置充电站可以包括支架主体，支架主体由装置接收部、输入侧部和相反的输出侧部限定。支架主体的输入侧部可以包括能连接到电缆的电源连接器插座以及呈预定布局的一个或多个输入侧定位件，一个或多个输入侧定位件能以接纳的方式与对应的输入定位件接口接合。支架主体的输出侧部可以包括直通电源连接器插头以及呈预定布局的多个输出定位件。模块化装置充电站还可以充电电路，充电电路具有连接到电源连接器插座的电力信号输入部。直通电源连接器插头可以电连接到电源连接器插座。

当结合附图阅读时，通过参考以下详细描述将最好地理解本发明。

附图说明

参照以下描述和附图，将更好地理解本文公开的各种实施例的这些和其它特征和优点，在附图中，相同的标号始终表示相同的部件，并且其中：

图1是根据本发明的一个实施例的模块化装置充电站的透视图；

图2是用于对多个电子装置充电的***的透视图，该***包括用于对智能电话装置感应充电的一个站、用于保持平板装置的一个站、用于对智能手表充电的一个站以及用于智能扬声器的一个站；

图3A是图1所示的模块化充电站的分解俯视透视图；

图3B是图1和图3A所示的模块化充电站的实施例的分解仰视透视图；

图4是用于对多个电子装置充电的***的俯视图，其中，输入端盖、第一装置充电站、第二充电站和终端端盖彼此分离以示出其互连性；

图5是在模块化装置充电站的一个实施例中利用的电路的框图；

图6是被构造用于保持平板装置的模块化装置充电站的另一实施例的后透视图；以及

图7是构造成用于保持智能手表并对智能手表充电的模块化装置充电站的另一实施例的分解透视图。

具体实施方式

下文结合附图所做的详细描述意图作为对移动装置充电站以及用于对多个电子装置充电的***的若干个当前预期实施例的描述。本说明书并不旨在表示所公开的充电站或***可被开发或利用的唯一形式。本说明书结合所说明的实施例阐述了功能和特征。然而，应当理解的是，相同或等同的功能可以通过不同的实施例来实现，这些实施例也旨在被包含在本发明的范围内。还应当理解的是，例如第一和第二、左和右、近端和远端等的关系术语的使用仅用于将一个实体与另一个实体区分开，而不一定要求或暗示这些实体之间的任何实际的这种关系或顺序。

现在参考图1，示出了根据本发明的模块化装置充电站的第一实施例10a。所述第一实施例被理解为包含有感应充电形式，其中，移动装置12或智能电话可以仅被放置到充电站10上。具体而言，集成在移动装置12中的感应充电元件被定位成与充电站10中的对应感应充电元件对准。如本领域的技术人员将认识到的是，感应充电元件之间的电磁相互作用将电力从充电站10传输到移动装置12中的电池充电电路，以传输到机载电池。如图1所示，第一实施例10a可以包括指示灯13，指示灯13可以响应于例如充电的开始、充电的完成、与电源的连接等各种状态而被激活，其中以不同的颜色来告知每个这样的状态。

本发明的各个实施例设想了将模块化装置充电站10经由电缆14连接到交流(AC)电源，例如普通家用120伏、60Hz壁装插座(wall outlet)。然而，其它实施例可以适应使用240伏的不同区域的电源。如图所示的电缆14包括标准的非极性的双脚插头16，该双脚插头16可以被***到这样的壁装插座中，但是双脚插头16可以被可选的插脚构造替代，可选的插脚构造根据随着区域不同而构造不同的相应的插座而调整。虽然未示出，但插头16也可以是极性的，其中一个插脚稍大于另一个插脚，以便***到相应地构造有较大和较小的接触槽的插座中。插头也可以包含有接地插脚。简而言之，插头16可以是任何种类，并且本文所示的具体实例不旨在是限制性的。

电缆14的另一端可以包括非极性C7型连接器插头18，非极性C7型连接器插头18符合用于家用和类似通用目的的电器耦合器的国际电工委员会(IEC)60320标准。在极性插头16用于电缆14的情况下，插头18也可以是极性的，即，连接器的一侧可以是方形的而不是圆形的。此外，如果接地端子也被包括在插头16中，则插头18可以被C5型连接器或包括接地的第三连接件在内的任何其它连接器类型替代。图3B中示出了接纳有插头18的插座的更详细的视图，但是因为这种插座以及用于***到该插座中的插头18是标准构造，所以将不描述他们的另外细节。

模块化装置充电站10具有大致平坦的矩形构造，并具有限定装置接收部22的支架主体20，移动装置12被接纳和保持在该装置接收部22内。支架主体20还由左侧部或输入侧部24以及相反的右侧部或输出侧部26限定。作为图1所示的独立的模块化装置充电站10，输入端盖28被附接到支架主体20的左侧部24，并且终端端盖30被附接到支架主体20的右侧部26。

本发明的各个实施例考虑了利用一系列模块化装置充电站10(通常也称为“模块”)对多个电子装置充电的***。在示例性构造中，这些模块从左到右是菊花链的，其中，最右边模块最靠近连接至供电部的连接件(即电缆14)。该构造仅仅是示例性的，并且存在将电缆14连接到最右边模块的替代方案，其中，每个连续的模块连接到左边而不是右边。因此，左侧部24和输入功能以及右侧部26和输出功能的关联同样仅是示例性的。

另外参看图2，模块化装置充电站10被理解为形成用于对多个电子装置充电的***32一部分的构建块。具体而言，存在第一模块化装置充电站10-1，第一模块化装置充电站10-1构造作为对移动装置12感应充电的上述第一实施例10a。另外，存在第二模块化装置充电站10-2，第二模块化装置充电站10-2被构造作为用于保持一个或多个平板装置34的搁架。该变型例将被称为第二实施例10b，第二实施例10b的细节将在下面进一步考虑。***32还包括第三模块化装置充电站10-3，第三模块化装置充电站10-3被构造作为第三实施例10c，第三实施例10c作为用于智能手表装置36的充电支架。第三实施例10c的细节将在下面更全面地描述。***32还可以包含其他模块化站，这些模块化站虽然缺少装置充电功能，但是仍然可以包括提高使用者体验的其他有价值的特征。一个实例是智能扬声器站38，并且智能扬声器站38的细节也将在下面讨论。

现在参考图3A和图3B，将考虑模块化装置充电站10的额外细节。如上所述，模块化装置充电站10包括支架主体20、输入端盖28和终端端盖30。支架主体20限定有尺寸和形状被设计为接纳移动装置12的上述装置接收部22。更详细地说，支架主体20限定有包括圆形开口42的顶面40，平面感应充电线圈44从该圆形开口42突出。为了使功率损耗最小化，感应充电线圈44从支架主体20的顶面40升高。

换句话说，在装置接收部22内在顶面40上还布置有织物板46，织物板46是可移除的，并与移动装置12摩擦地接合以限制移动。在织物板46的下面是子框架48，子框架48大致上与织物板共延伸(coextensive)并包括一组定位件50，定位件50被构造为在如模块化装置充电站10的完全组装视图中所示那样实现彼此对准时与支架主体20的顶面上的一组定位孔52配合。在所示实例中，定位件50和定位孔52分别定位在子框架48和支架主体20的四个角的每一个角上。定位孔52的尺寸和形状被设计成与圆柱形定位件50配合，以进行受限的摩擦接合。给定了子框架48和支架主体20的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料成分，本领域的技术人员将认识到定位件50与定位孔52之间所需的尺寸差异，以实现将子框架48保持到支架主体20的期望水平，而不会过分地松动或不可移动。

子框架48被理解为向织物板46提供结构刚性，并且提供可以搁置移动装置12的刚性且平坦的表面。在这方面，织物板46可以被粘合、编织或以其它方式永久地固定至子框架48。织物板46和子框架48的这种组件可以称为支架板49。在感应充电线圈44相对于如上所述的顶面40向上延伸或升高的情况下，子框架48被理解为避免将移动装置12的整个重量传导到感应充电线圈44。为了在保持所需强度/刚度的同时使重量最小，可以存在一系列六边形切口53，六边形切口53有效地限定了蜂窝状支撑图案。除了微弱的装置保持特性之外，织物板46因此很大程度上起到了装饰作用。因此，织物板46可以以不同的织物类型和颜色来提供，并包含多种图形元素，例如标志等。织物板46和子框架48的整个组件可以是可由使用者更换的，因此支架主体20还限定有中间接入槽54。使用者的指甲或工具可以***到中间接入槽54内以撬出组件。

另外参照图4的俯视图，支架主体20的左侧部24(也称为输入侧部)包括电源连接器插座56，电源连接器插座56以接纳的方式与电缆14的插头18接合。在多个公开的实施例中，插头18是C7型连接器插头。为了以接纳的方式与如此构造的插头18接合，电源连接器插座56被理解为C8型连接器插座。使用不同类型的连接器插头的可选方案被理解为因此使用相应的连接器插座。

输入端盖28被附接到支架主体20的左侧部24。更具体而言，输入端盖28具有长形构造，长形构造的截面轮廓与支架主体20的截面轮廓相同，这是因为这两个部分用于配合到一起并具有整体的或连贯的外观。输入端盖28由外侧部58以及面向支架主体20的左侧部24的相反内侧部60限定。输入端盖28限定有电源连接器槽62，电缆14穿过该电源连接器槽布线。电源连接器槽62因此与电源连接器插座56对准。为了即使在输入端盖28附接到支架主体20上的情况下也能够将电缆14从电源连接器插座56拆下，可以设想电源连接器槽62的尺寸设计成容纳较宽的插头18，而不仅仅是容纳较窄的电缆部分。

为了将输入端盖28牢固地固定到支架主体20，设想出用于将织物板46和子框架48牢固地固定到支架主体20的类似形式。具体而言，输入端盖28包括以预定布局布置的多个输入定位销64。存在定位在输入端盖28的远端66处的第一输入定位销64a，并存在定位在输入端盖28的近端68处的第二输入定位销64b。在所示实施例中，远端66和近端68都具有半圆形的特征，其中，长形的中间区段在远端66与近端68之间延伸。如图3A中最佳示出的那样，输入定位销64的位置被理解为是半圆形的远端66和近端68的径向中心。

支架主体20的左侧部24被理解为限定有一个或多个输入侧定位孔70，其中，支架主体20的远端72限定有第一输入侧定位孔70a，并且支架主体20的相反的近端74限定有第二输入侧定位孔70b。输入侧定位孔70被理解为以接纳的方式与输入端盖28上的相应定位或布置的输入定位销64接合。与输入端盖28一样，支架主体的远端72和近端74都具有半圆形的特征，长形的中间区段在远端72与近端74之间延伸。类似的是，输入侧定位孔70的位置被理解为是半圆形远端72和半圆形近端74的径向中心。

支架主体20的右侧部26(其也称为输出侧部)包括直通电源连接器插头76。如下面将进一步详细描述的那样，直通电源连接器插头76被设想为能连接到另一个模块的电源连接器插座56。关于这方面，为了确保不同模块的互换性和模块化，电源连接器插座56可以是与电缆14的插头16相同的C7型插头。

从支架主体20的右侧部26还延伸出以预定布局布置的多个输出定位销78。第一输出定位销78a定位在支架主体20的远端72，并且第二输出定位销78b定位在支架主体20的近端74。同样，在支架主体20的远端72和近端74具有半圆形形状且长形的中间区段在远端72与近端74之间延伸的情况下，输出定位销78的位置被理解为是这种半圆形远端和近端72和74的径向中心。

在支架主体20的右侧部26可以附接有另一个充电站10或终端端盖30(这将首先考虑)。如图3A和图3B最佳示出那样，终端端盖30具有与输入端盖28类似的构造，即，终端端盖30具有截面轮廓与支架主体20的截面轮廓相同的长形构造。与输入端盖28一样，终端端盖30用于与支架主体20配合在一起，并具有统一或连贯的外观。终端端盖30由外侧部80以及面向支架主体20的右侧部26的相反的内侧部82限定。

终端端盖30还限定有插头凹部84，插头凹部84以接纳的方式与直通电源连接器插头76接合并因此与直通电源连接器插头76对准。因此，插头凹部84在内侧部82上具有开口。因为其它部件，即输出定位销78用于将终端端盖30附接到支架主体20，所以插头凹部84不需要被成形为抓握直通电源连接器插头76。可以设想的是，插头凹部84和直通电源连接器插头76的最小量(如果有的话)机械接合是需要的。

更详细地说，终端端盖30还以与支架主体20和输入端盖28相关的其它定位孔和定位销相同的预定布局限定有一个或多个终端侧定位孔86。终端端盖30的远端88限定有第一终端侧定位孔86a，第一终端侧定位孔86a在内侧部82上具有开口，并且终端端盖30的近端90限定有第二终端侧定位孔86b，第二终端侧定位孔86b同样在内侧部82上具有开口。与输入端盖28以及附接输入端盖28的支架主体20类似的是，终端端盖30的远端88和近端90都具有半圆形形状的特征，其中，长形的中间区段在远端88与近端90之间延伸。因此，终端侧定位孔86的位置被理解为是半圆形远端88和近端90的径向中心。终端侧定位孔86被理解为以接纳的方式与支架主体20的输出定位销78中的相应一者接合。与在***32的其它部件的上下文中讨论的其它定位销和定位孔一样，终端侧定位孔86被理解为尺寸和构造设计为摩擦地保持输出定位销78。

除了如上文简要提及的那样附接终端端盖30之外，支架主体20的右侧部26可以被附接至另一模块。该特征在图4中最佳地示出，图4示出了第一模块化装置充电站10和第二连接模块化装置充电站10’。如前所述，第一模块化装置充电站10包括第一支架主体20、接收电缆14的插头18的第一电源连接器插座56以及第一直通电源连接器插头76。由于一个模块用于彼此连结，因此第一电源连接器插座56被设想为与第一直通电源连接器插头76沿轴向对准。继续对具有对应的第二连接支架主体20’、第二连接电源连接器插座56’和第二连接直通电源连接器插头76’的第二连接模块化装置充电站10’进行对准。第一直通电源连接器插头76以接纳的方式接合在第二连接电源连接器插座56’内。沿着这些线路，第一支架主体20的右侧部26上的第一输出定位销78以接纳的方式接合在第二连接输入侧定位孔70’内。

当用作独立的充电站时，输入端盖28和终端端盖30因此起到显著美观作用，隐藏输入侧定位孔70和输出定位销78以及在一定程度上隐藏未使用的直通电源连接器插头76和电源连接器插座56。当将给定充电站连接到上游充电站时，可以移除输入端盖28，如第二连接模块化装置充电站10’所示那样。当将充电站连接到下游充电站时，可以移除终端端盖30，如第一模块化装置充电站10所示那样。此外，虽然本发明在多个方面涉及销和相应孔的接合，但本领域的技术人员应理解的是，给定元件或结构可以包含这些接口元件中的另一种接口元件而不是所述的接口元件。例如，输入端盖28可以包括输入定位孔代替销，而主体20可以包括输入定位销。另外，本发明的实施例不需要限于销和孔，并且可以替换成用于将一个结构暂时附接到另一个结构的其他形式，例如螺纹紧固件、钩-环带等。

本发明的各个实施例设想了将交流电力输送到每个单独的充电站或模块，其中，每个模块的信号调节电路将交流电力转换为所需直流电压电平，以对特定装置(模块被构造用于该特定装置)的电池进行充电。参见图5的框图，充电站10的实施例进一步设想了充电电路92，充电电路92被理解为通常是指用于将线路交流电力转换为直流电压以对连接到充电站10的装置(一个或多个)充电的上述功能的所有电路部件。

如上所述，电源94通过电缆14提供交流(AC)电压，其中，电缆14的插头18连接到电源连接器插座56。由线路互连部96a和中性互连部96b组成的直通互连部96限定了从电源连接器插座56至直通电源连接器插头76的直接或直通连接。在一个实施例中，直通互连部是18AWG线。在直通互连部96中制有抽头98，该抽头98将交流电压中继到充电电路92。关于这方面，充电电路92包括电力信号输入部100，电力信号输入部100最终连接到电源连接器插座56，以从电源连接器插座56接收电力。

然后，交流电可以被交直流转换器电路102整流成直流信号。为了更好地调节由交直流转换器电路102输出的直流信号，可以使用电压调节器电路104。然后，可以把来自电压调节器电路104的调节后的直流输出电压提供给各个充电电路。交直流转换器电路102和电压调节器电路104的这种构造通常可以被称为供电部，但是仅以举例的方式呈现了具体组件。在不脱离本发明的范围的情况下，可以用本领域已知的电源的其它构造来替代，这是因为电路的这种改变在本领域的技术人员的知识范围内。

充电站10的一个实施例，例如上文结合图1、图3A和图3B所讨论的实施例被理解为根据Qi规范实现的无线移动装置充电器。这样，充电电路92可以将构造为基站的Qi充电电路103与控制功率转换单元的***单元以及通信和控制单元合并，通信和控制单元根据来自接收装置的请求来调节输出至感应充电线圈44的输出电信号。可以将高达十(10)瓦的功率传输到接收装置。因为Qi充电器实现方式在本领域中是公知的，所以将省略Qi充电器实现方式的附加细节。

充电站10的其它实施例还设想了输出符合USB标准的直流电压电平，从而可以使用常规USB电缆及连接器。多个电流/功率电平输出是可行的-对于7.5瓦的功率输出，电池充电的一个输出标准限定了5伏下的1.5安输出电流。因此，可以存在USB电池充电电路106。作为选择，可以存在C型输出标准，对于高达15瓦的功率输出，C型输出标准限定了5伏下的3安输出电流。该输出可以由USB电压输出C型电路108提供。这些电流或电平仅是示例性的，并且可以包含更少或额外的模块以适应不同的功率需要。对于给定的功率电平输出，可以存在单独的充电电路，或者至少存在特别指定用于指定功率电平输出电平的不同连接端口，使得当对具有更大功率传输需求的装置充电时，仅需要把充电电缆连接到期望的端口。

除了前述充电电路之外，模块化装置充电站10中的供电部还可以提供用于例如智能扬声器的功率信号，并且因此可以存在装置供电部电路110。这样的供电部电路被理解为专门针对装置的功率需要而构造，并且不需要遵循基于其他电路的情况的设定标准。

返回参见图2，现在已描述了被构造作为第一实施例10a的第一模块化装置充电站10-1，将考虑第二模块化装置充电站10-2的额外细节。第二实施例10b被构造作为用于沿竖直方向保持平板装置34的搁架112。如图6中最佳示出的那样，搁架112由一系列板条114限定，一系列板条114包括第一板条114a、第二板条114b、第三板条114c和第四板条114d。第一板条114a和第二板条114b限定第一狭槽116a，第二板条114b和第三板条114c限定第二狭槽116b，并且第三板条114c和第四板条114d限定第三狭槽116c。每个狭槽116被理解为接纳一个平板装置34，并将平板装置34保持为相对于竖直方向偏离微小角度。与两个外侧板条(即第一板条114a和第四板条114d)相比，内侧板条(即第二板条114b和第三板条114c)在长度方向和竖直方向上都较短。此外，每个板条114的远端和近端均稍微成角度。这些特征都被设想出来以减小在平板装置34被定位在相应的狭槽116内时可能影响平板装置的面积。

搁架112被构造为保持多达三个单独的平板装置34。虽然可能存在具有无线感应充电接收器的平板，但是由于这种装置占用较大的面积，因此沿着第一实施例10a的线路的单个无线充电模块可能不是最节省空间的。因此，设想沿着水平方向堆叠平板装置34，其中，每个狭槽116或平板对应于一个充电端口。根据所示实施例，存在第一USB端口118a、第二USB端口118b和第三USB端口118c，它们中的每一者可以沿着USB电池充电电路106和USB电压输出C型电路108的线路连接到充电电路。在优选但可选的实施例中，这些USB端口118所连接的充电电路能够将12瓦输出到每个USB端口118。如图所示，USB端口118是A型端口，A型端口可以接收A型公连接器。将USB端口118连接到平板装置34的电缆的相反端可以根据电缆的具体构造而变化，并且可以是Lightning、USB-C、USB-Mini等。

该站的第二实施例10b还包括与该站的第一实施例10a相同的模块化连接部件，该模块化连接部件包括直通电源连接器插头76、电源连接器插座56、输入侧定位孔70和输出定位销78，因此，该站可以以上述方式连接到上游模块和下游模块。交流电力可以借助电源连接器插座(未示出)和连接到电源连接器插座的上游源来接收。然后，可以将接收的交流信号通过直通电源连接器插头76传输到下一个模块。

再次参考图2，将描述第三模块化装置充电站10-3的进一步细节。该站的第三实施例10c被构造为用于智能手表装置36的充电器，该充电器具有与第一模块化装置充电站10-1(即该站的第一实施例10a)的Qi充电器不同的充电形式。替代整体感应充电线圈，具有充电头122的感应充电电缆120可以被安装在主体124中。内部区域126包括立板台128，立板台128接纳并保持充电头122。另外，内部区域126可以包括USB端口130，其中，对USB端口130的触及被限于内部区域126。换句话说，一旦完全组装，可能不能从主体124外部触及USB端口130。USB端口130可以是A型端口，并且因此感应充电电缆120包括标准A型连接器132。内部区域126可以被成形为用于在内部区域126中对多余长度的感应充电电缆120进行布线。在充电头122被固定到立板台的情况下，限定有开口135的织物板134可以被附接到主体124的顶部上。

可以明确地设想到，感应充电电缆120是使用者提供的和使用者安装的。感应充电电缆120通常与智能手表装置36一起出售并且是智能手表装置36专用的。因此，可以通过移除织物板134来进入内部区域126。为此，主体124限定有接入槽136，工具或使用者的指甲可以***接入槽136中，以撬开织物板134。

该站的第三实施例10c还包括与该站的第一实施例10a和第二实施例10b相同的模块化连接部件，该模块化连接部件包括直通电源连接器插头76、电源连接器插座56、输入侧定位孔70和输出定位销78。因此，该站也可以以上述方式可互换地连接到上游模块和下游模块。交流电力可以借助电源连接器插座(未示出)和连接到电源连接器插座的上游源来接收。然后，可以将接收的交流信号通过直通电源连接器插头76传输到下一个模块。

如图2所示以及上面简要提到的，***32还可以包括其他模块化站，例如智能扬声器站38。更详细地说，智能扬声器站38具有主体138，主体138具有凸起的安装部分140和多色发光边框142，凸起的安装部分140具有一个或多个扬声器和一个或多个麦克风。实际的扬声器和麦克风被理解为被格栅144隐藏，并且在图2中没有被示出。在一个实施方式中，麦克风可以是由四个分立的麦克风组成的阵列。沿着这些线路，可以存在覆盖不同频率范围的多个扬声器。也就是说，可以存在具有25mm辐射器直径尺寸的全频程扬声器，全频程扬声器与具有40mm辐射器直径的低音扬声器组合。另外，可以利用无源辐射器。

智能扬声器站38结合有虚拟助理，该虚拟助理响应于语音提示并执行各种任务，例如播放音乐、寻找问题的答案以及控制房间中的灯。对于那些不能由语音命令提供的输入，智能扬声器站38还包括按钮146a-d。第一按钮146a被理解为麦克风静音按钮，第二按钮146b可以是音量增加按钮，第三按钮146c可以是音量减小按钮，而第四按钮146d可以是动作按钮。通过按压动作按钮达不同的持续时间或在来自虚拟助理的不同提示之后，可以设置不同的子功能或配置选项。指示虚拟助理状态的视觉交互性由多色发光边框142提供。

作为示例性的而非限制性的，在智能扬声器站38中使用的虚拟助理可以是来自Amazon.com的Alexa虚拟助理。然而，可以用任何其他虚拟助理来替代，例如Google虚拟助理、来自Apple公司的Siri等。前述按钮146被理解为专用于Alexa虚拟助理，因此虚拟助理的任何改变被理解为涉及硬件接口元件的改变。

智能扬声器站38还包括与如上所述的站的第一实施例10a、第二实施例10b和第三实施例10c相同的模块化连接部件。虽然图2没有示出这些部件，但是智能扬声器站也可以理解为包括直通电源连接器插头76、电源连接器插座56、输入侧定位孔70和输出定位销78。智能扬声器站也可以可互换地连接到上游模块和下游模块，其中，交流电力借助电源连接器插座和连接到电源连接器插座的上游源来接收。可以将接收的交流信号通过直通电源连接器插头76传输到下一个模块。

替代将终端端盖30附接到链中的最后一个模块，可以用有源功率传输站148替代。图2最佳地示出了有源功率传输站148。上游直通电源连接器插头76连接到集成到有源功率传输站148中的另一电源连接器插座56。结合有能够将交流信号转换为USB兼容直流电压的同一充电电路92或与其类似的电路。外侧部152上设有设置作为A型连接器的第一USB端口152a以及设置作为USB-C连接器的第二USB端口152b。第一USB端口152a被理解为与能够输出12瓦功率的充电电路连接，而第二USB端口152b与能够输出17瓦功率的充电电路连接。

使用与前面讨论的相同的形式(包括能与相应定位的终端侧定位孔86接合的输出定位销78)，将有源功率传输站附接到最后的模块上。除了在上游站的直通电源连接器插头76与电源连接器插座56之间建立的电连接之外，还存在在这些部件之间建立的机械连接。这支持并改善了有源功率传输站148保持到上游站上，在所示实施例中，上游站是智能扬声器站38。

本文所示的细节是作为示例的，并且仅用于本发明的实施例的说明性讨论的目的，并且为了提供被认为是最有用和容易理解的原理和概念方面的描述而呈现。在这方面，没有试图示出比必要的细节更详细的细节，结合附图的描述使得本领域技术人员清楚如何在实践中实施本发明的若干形式。

Claims (20)

1.一种模块化装置充电站，其能通过电缆连接到电源，并包括：

输入端盖，其限定有电源连接器槽，所述输入端盖包括呈预定布局的多个输入定位销；

支架主体，其由装置接收部、输入侧部和相反的输出侧部限定，所述支架主体的所述输入侧部包括电源连接器插座以及一个或多个输入侧定位孔，所述电源连接器插座能连接到所述电缆并与所述输入端盖的所述电源连接器槽对准，所述一个或多个输入侧定位孔能以接纳的方式与所述输入端盖的所述输入定位销接合，所述支架主体的所述输出侧部包括直通电源连接器插头和呈所述预定布局的多个输出定位销；

终端端盖，其限定有插头凹部和呈所述预定布局的多个终端侧定位孔，所述插头凹部与所述直通电源连接器插头对准，所述终端侧定位孔能以接纳的方式与所述支架主体的所述输出定位销接合；以及

充电电路，其具有连接到所述电源连接器插座的电力信号输入部，所述直通电源连接器插头电连接到所述电源连接器插座。

2.根据权利要求1所述的模块化装置充电站，还包括充电信号输出接口，所述充电信号输出接口连接至所述充电电路和装置充电接口。

3.根据权利要求2所述的模块化装置充电站，其中，所述充电信号输出接口是感应式充电线圈电路。

4.根据权利要求2所述的模块化装置充电站，其中，所述充电信号输出接口是装置互连插座。

5.根据权利要求4所述的模块化装置充电站，其中，所述装置互连插座是通用串行总线(USB)端口。

6.根据权利要求2所述的模块化装置充电站，还包括支架面板，所述支架面板布置在所述支架主体的所述装置接收部上，所述装置充电接口定位在所述支架主体上以面向所述支架面板。

7.根据权利要求1所述的模块化装置充电站，其中，所述电缆包括能连接到所述电源的输入插头以及以接纳的方式接合在所述电源连接器插座中的输出插头。

8.根据权利要求7所述的模块化装置充电站，其中，所述电缆的所述输出插头和所述直通电源连接器插头均为C7型连接器。

9.根据权利要求8所述的模块化装置充电站，其中，所述电源连接器插座是能与所述电缆的所述输出插头的所述C7型连接器以接纳的方式接合的C8型连接器。

10.根据权利要求1所述的模块化装置充电站，其中，所述充电电路包括供电部，所述供电部从所述电源接收交流电力信号，以转换为直流充电信号。

11.一种用于对多个电子装置充电的***，包括：

第一装置充电站，其包括第一支架主体、接纳电缆的第一电源连接器插座以及与所述第一电源连接器插座轴向对准的第一直通电源连接器插头，所述第一装置充电站包括第一充电电路，所述第一充电电路具有连接到所述第一电源连接器插座的电力信号输入部，所述第一直通电源连接器插头电连接到所述第一电源连接器插座；以及

第二装置充电站，其包括第二支架主体、接纳所述第一装置充电站的所述第一直通电源连接器插头的第二电源连接器插座以及与所述第二电源连接器插座轴向对准的第二直通电源连接器插头，所述第二装置充电站包括第二充电电路，所述第二充电电路具有连接到所述第二电源连接器插座的电力信号输入部，所述第二直通电源连接器插头电连接到所述第二电源连接器插座；

其中，所述第一装置充电站和所述第二装置充电站彼此能移除地接合。

12.根据权利要求11所述的***，还包括输入端盖，所述输入端盖能附接到所述第一装置充电站。

13.根据权利要求11所述的***，还包括终端端盖，所述终端端盖限定有接纳所述第二直通电源连接器插头的插头凹部，所述终端端盖与所述第二装置充电站能移除地接合。

14.根据权利要求11所述的***，其中：

所述第一装置充电站包括第一充电信号输出接口，所述第一充电信号输出接口连接到所述第一充电电路和第一装置充电接口，以及

第二装置充电站包括第二充电信号输出接口，所述第二充电信号输出接口连接到所述第二充电电路和第二装置充电接口。

15.根据权利要求14所述的***，其中，所述第一充电信号输出接口和所述第二充电信号输出接口中的任一者或两者是感应式充电线圈电路。

16.根据权利要求14所述的***，其中，所述第一充电信号输出接口和所述第二充电信号输出接口中的任一者或两者是装置互连插座。

17.根据权利要求16所述的***，其中，所述装置互连插座是通用串行总线(USB)端口。

18.根据权利要求14所述的***，其中：

所述第一充电电路包括第一供电部，所述第一供电部接收交流电力信号，以转换为输出至所述第一装置充电接口的第一直流充电信号；以及

第二充电电路包括第二供电部，所述第二供电部接收交流电力信号，以转换为输出到所述第二装置充电接口的第二直流充电信号。

19.一种模块化装置充电站，其能通过电缆连接到电源，并包括：

支架主体，其由装置接收部、输入侧部和相反的输出侧部限定，所述支架主体的所述输入侧部包括能连接到所述电缆的电源连接器插座以及呈预定布局的一个或多个输入侧定位件，所述一个或多个输入侧定位件能以接纳的方式与对应的输入定位件接口接合，所述支架主体的所述输出侧部包括直通电源连接器插头以及呈所述预定布局的多个输出定位件；以及

充电电路，其具有连接到所述电源连接器插座的电力信号输入部，所述直通电源连接器插头电连接到所述电源连接器插座。

20.根据权利要求19所述的模块化装置充电站，还包括充电信号输出接口，所述充电信号输出接口连接至所述充电电路和装置充电接口。

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