圖1A示意性地示出示例可穿戴電子設(shè)備的各方面。
圖1B和1C示出示例可穿戴電子設(shè)備的附加各方面。
圖2A和2B是示例可穿戴電子設(shè)備的分解視圖。
圖3是示例可穿戴電子設(shè)備的一部分的分解視圖。
圖4是示例可穿戴電子設(shè)備的一部分的分解視圖。
圖5A、5B,和5C示出了示例打開電池倉(cāng)的各方面。
圖5D示出了示例電池外殼的后視圖。
圖5E示意性地示出了示例打開電池倉(cāng)的分解視圖。
圖5F示意性地示出了示例打開電池盒組件的示例楔形榫頭和楔形榫頭插孔。
圖6示出了用于制造包括打開電池倉(cāng)的可穿戴電子設(shè)備的方法。
詳細(xì)描述
現(xiàn)在將參考以上列出的附圖借助示例來描述本發(fā)明的各方面。在一個(gè)或多個(gè)圖中可基本相同的組件和其它元素被同等地標(biāo)識(shí)并以最小重復(fù)來描述。然而,將注意,同等地標(biāo)識(shí)的各元素也可在一定程度上不同。
圖1A-C以一個(gè)非限制配置示出了可穿戴計(jì)算設(shè)備或可穿戴電子設(shè)備10的各方面。所示的設(shè)備采取復(fù)合帶12的形式,其可被繞戴在手腕上。復(fù)合帶12包括柔性段14和剛性段16。術(shù)語“柔性”和“剛性”應(yīng)被理解為彼此相對(duì),不需要絕對(duì)感覺。此外,柔性段可相對(duì)于一個(gè)彎曲模式和/或拉伸模式是相對(duì)柔性的,而對(duì)其它彎曲模式和扭曲模式是相對(duì)不易彎曲的。柔性段在某些示例中可以是彈性體的。在這些和其它示例中,柔性段可包括鉸鏈并且柔性段的柔性度可至少部分地依賴于鉸鏈。
所示出的配置包括鏈接五個(gè)剛性段16的四個(gè)柔性段14。其它配置可包括更多或更少柔性段,以及更多或更少剛性段。在某些實(shí)現(xiàn)中,柔性段耦合在鄰近的幾對(duì)剛性段之間。
可穿戴電子設(shè)備10的各種功能組件、傳感器、能量存儲(chǔ)單元等可分布在多個(gè)剛性段16之間。因此,如圖1A中示意性地示出,居間的柔性段14的一個(gè)或多個(gè)可包括布置在鄰近的剛性段之間、在居間柔性段內(nèi)或貫通居間柔性段的一系列導(dǎo)電體18。一系列導(dǎo)電體可包括分配功率、接收或發(fā)送通信信號(hào)、或?qū)碜栽O(shè)備的一個(gè)功能組件的控制或感測(cè)信號(hào)載至另一個(gè)的各導(dǎo)體。在某些實(shí)現(xiàn)中,一系列導(dǎo)電體可以以柔性印刷線路組件(FPCA,參見下文)的形式提供,其也可物理地支持各種電子和/或邏輯組件。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,閉合機(jī)制允許復(fù)合帶12的端部容易的連接和分開,使得帶子可閉合成環(huán)并戴在手腕上。在其它實(shí)現(xiàn)中,設(shè)備可被制造成彈性足夠(可被拉開超過手并仍符合手腕)的連續(xù)環(huán)。替換地,該設(shè)備可具有打開的手鐲形狀因子,其中帶的端部不彼此固定。在又一些其它實(shí)現(xiàn)中,更加伸長(zhǎng)的帶狀可穿戴電子設(shè)備可被穿戴在用戶的二頭肌、腰、胸、踝、腿、頭或身體其他部分上。因此,在此構(gòu)想的可穿戴電子設(shè)備包括眼鏡、頭帶、袖標(biāo)、護(hù)踝帶、胸帶或甚至植入組織中的植入式設(shè)備。
如圖1B和1C中所示,可穿戴電子設(shè)備10包括各種功能組件:計(jì)算系統(tǒng)20、顯示器22、擴(kuò)音器24、觸覺電動(dòng)機(jī)26、通信套件28,以及各種傳感器。在所示實(shí)現(xiàn)中,功能組件被集成到剛性段16—即,顯示承載器模塊16A、枕墊16B、電池倉(cāng)16C和16D,以及帶扣16E。這一策略保護(hù)了功能組件免受物理擠壓、免受過熱和潮濕、以及避免被暴露于皮膚上找得到的水和物質(zhì),諸如汗、乳液、藥膏等等。
在所示的可穿戴電子設(shè)備10的構(gòu)造中,復(fù)合帶12的一端與另一端重疊。帶扣16E被安排在復(fù)合帶的重疊端部處,并且接收槽30被安排在重疊的端部。如以下進(jìn)一步詳細(xì)示出的,接收槽具有隱蔽齒條的特征,并且?guī)Э郯ㄒ唤M棘爪來嚙合該齒條特征。帶扣嚙合到接收槽中并向前或向后滑動(dòng)以適當(dāng)調(diào)節(jié)。當(dāng)帶扣以合適角度被推入槽中時(shí),棘爪卡入緊緊適配的設(shè)定點(diǎn)。當(dāng)釋放按鈕32被同時(shí)地?cái)D壓時(shí),棘爪從齒條特征釋放,允許復(fù)合帶松開或移除。
可穿戴電子設(shè)備10的功能組件從一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)單元34中汲取能量。電池(例如鋰離子電池)是適合該目的的一種類型的能量存儲(chǔ)單元。替代的能量存儲(chǔ)單元的示例包括超級(jí)以及究極電容器。典型的能量?jī)?chǔ)存單元是大小按存儲(chǔ)容量成比例縮放的剛性結(jié)構(gòu)。為了提供最小剛性體積的合適的存儲(chǔ)容量,可使用多個(gè)離散分開的能量存儲(chǔ)單元。這些可被安排在電池倉(cāng)16C和16D中,或在復(fù)合帶12的任何剛性段16中。能量存儲(chǔ)單元和功能組件之間的電子連接通過柔性段14被布線。在某些實(shí)現(xiàn)中,能量存儲(chǔ)單元具有彎曲的形狀以舒適地適配圍繞佩戴者的手腕或其它身體部位。
一般而言,能量存儲(chǔ)單元34可以是可替換的和/或可再充電的。在一些示例中,再充電能量可通過通用串行總線(USB)端口36提供,該端口包括磁性鎖來可釋放地固定互補(bǔ)的USB連接器。在其他示例中,該能量存儲(chǔ)單元可通過無線感應(yīng)或環(huán)境光充電來再充電。在又一些其他示例中,該可穿戴電子設(shè)備可包括機(jī)電部件以從用戶偶然的或帶目的的身體動(dòng)作中對(duì)能量存儲(chǔ)單元充電。更具體地,能量存儲(chǔ)單元可通過集成進(jìn)可穿戴電子設(shè)備10中的機(jī)電發(fā)電機(jī)來被充電。該發(fā)電機(jī)可由當(dāng)用戶正在移動(dòng)時(shí)移動(dòng)的機(jī)械電樞致動(dòng)。
在可穿戴電子設(shè)備10中,計(jì)算系統(tǒng)20被容納在顯示承載器模塊16A中并且放置在顯示器22之下。計(jì)算系統(tǒng)操作地耦合到顯示器22、擴(kuò)音器24、通信套件28,以及各種傳感器。該計(jì)算系統(tǒng)/設(shè)備包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)38來保持?jǐn)?shù)據(jù)和指令以及邏輯機(jī)40來執(zhí)行指令,
顯示器22可以是任何合適類型的顯示器,諸如輕薄、低功耗發(fā)光二極管(LED)陣列或液晶顯示(LCD)陣列。也可使用量子點(diǎn)顯示技術(shù)。合適的LED陣列包括有機(jī)LED(OLED)或有源矩陣OLED陣列等等。LCD陣列可以被有源地從背后照亮。然而,某些類型的LCD陣列(例如,硅上的液晶LCOS陣列)可經(jīng)由環(huán)境光從正面照亮。盡管附圖示出了基本上平的顯示表面,這個(gè)方面不意指為必須的,因?yàn)閺澢娘@示表面也可被使用。在某些使用情形中,可穿戴電子設(shè)備10可隨同顯示器22被佩戴在佩戴者腕部前面,類似傳統(tǒng)腕表。然而,將顯示器置于手腕的背后可提供更大的私密性以及觸摸輸入的容易。為適應(yīng)其中設(shè)備隨同顯示器被佩戴在手腕背后的使用情形,輔助顯示模塊42可被包括在與顯示承載器模塊16A相對(duì)的剛性段上。輔助顯示模塊可顯示例如一天里的時(shí)間。
通信套件28可包括任何適當(dāng)?shù)挠芯€或無線通信部件。在圖1B和1C中,該通信套件包括USB端口36,其可被用于在可穿戴電子設(shè)備10和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)以及提供充電電源。該通信部件可進(jìn)一步包括雙向藍(lán)牙、Wi-Fi、蜂窩、近場(chǎng)通訊和/或其他無線電設(shè)備。在一些實(shí)現(xiàn)中,該通信套件可包括額外的針對(duì)光通信、視距(例如,紅外)通信的收發(fā)機(jī)。
在可穿戴電子設(shè)備10中,觸摸屏傳感器44與顯示器22耦合并且被配置成接收來自用戶的觸摸輸入。因此,在一些實(shí)現(xiàn)中顯示器可以是觸摸傳感器顯示器。一般而言,該觸摸傳感器可以是電阻式、電容式或基于光學(xué)的。按鈕傳感器(例如,微動(dòng)開關(guān))可被用于探測(cè)可包括搖桿的按鈕46A和46B的狀態(tài)。來自按鈕傳感器的輸入可被用于執(zhí)行歸位鍵或開-關(guān)特征,控制音頻音量,話筒等。
圖1B和1C示出了可穿戴電子設(shè)備10的各種其他傳感器。這樣的傳感器包括話筒48、可見光傳感器50、紫外線傳感器52,以及環(huán)境溫度傳感器54。該話筒向可被用于測(cè)量環(huán)境聲級(jí)或接收來自用戶的語音命令的計(jì)算系統(tǒng)20提供輸入。來自可見光傳感器、紫外線傳感器和環(huán)境溫度傳感器的輸入可被用于評(píng)估用戶所處環(huán)境的各方面。具體而言,可見光傳感器可被用來感測(cè)整體光照水平,而紫外線傳感器感測(cè)設(shè)備處在室內(nèi)還是室外。在某些情形中,來自可見光傳感器的輸出可被用來自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器22的亮度水平,或改善紫外線傳感器的精確度。在所示的配置中,環(huán)境溫度傳感器采用熱敏電阻的形式,其被安排在枕墊16B的金屬包圍之后,接收槽30旁邊。這一位置提供了通向周圍空氣的直接的導(dǎo)通路徑,同時(shí)保護(hù)傳感器免受潮濕和其它環(huán)境影響。
圖1B和1C示出了一對(duì)接觸傳感器——安排在顯示承載器16A上的充電接觸傳感器56,和安排在枕墊16B上的枕墊接觸傳感器58。每個(gè)接觸傳感器在可穿戴電子設(shè)備10被戴著時(shí)接觸佩戴者的皮膚。所述接觸傳感器可包括獨(dú)立的或協(xié)作的傳感器元件來提供多個(gè)感測(cè)功能。例如,該接觸傳感器可提供響應(yīng)于佩戴者的皮膚的電阻和/或電容的電阻和/或電容感測(cè)功能。至此,兩個(gè)接觸傳感器例如可被配置為皮膚電反應(yīng)傳感器。例如,計(jì)算系統(tǒng)20可使用來自接觸傳感器的感測(cè)輸入來評(píng)估該設(shè)備是否被穿戴或設(shè)備被穿戴得多緊。在所示的配置中,所述兩個(gè)接觸傳感器之間的間隔提供用于皮膚阻抗的更準(zhǔn)確的測(cè)量的相對(duì)長(zhǎng)的電氣路徑長(zhǎng)度。在一些示例中,接觸傳感器還提供該穿戴者的皮膚溫度的測(cè)量。在所示的配置中,熱敏電阻形式的皮膚溫度傳感器60被集成到充電接觸傳感器56中,其提供到皮膚的直接熱傳導(dǎo)路徑。來自環(huán)境溫度傳感器54和皮膚溫度傳感器60的輸出可被不同地應(yīng)用以估計(jì)來自佩戴者身體的熱通量。該度量能被使用來改善例如基于步程計(jì)的卡路里計(jì)數(shù)的精確性。除了以上描述的基于接觸的皮膚傳感器,各種類型的非接觸皮膚傳感器也可被包括。在所示配置中的被安排在枕墊接觸傳感器58內(nèi)部的是光學(xué)脈搏率傳感器62。該光學(xué)脈搏率傳感器可包括窄帶(例如,綠色)LED發(fā)射器和匹配的光電二極管來檢測(cè)通過皮膚的毛細(xì)血管的脈動(dòng)血流并從而提供對(duì)該穿戴者的脈搏率的測(cè)量。在某些實(shí)現(xiàn)中,光學(xué)脈搏率傳感器還可被配置來感測(cè)佩戴者的血壓。在所示的配置中,光學(xué)脈搏率傳感器62和顯示器22被安排在佩戴時(shí)設(shè)備的相對(duì)側(cè)上。為了工程上便利,脈搏率傳感器可替換地可被直接置于顯示器之后。然而,在某些實(shí)現(xiàn)中,當(dāng)傳感器與顯示器分開時(shí)更好的讀取被獲得。
可穿戴電子設(shè)備10可同樣包括諸如加速計(jì)64、陀螺儀66以及磁力計(jì)68的運(yùn)動(dòng)傳感部件。該加速計(jì)和陀螺儀可提供沿三條正交軸的慣性數(shù)據(jù)以及關(guān)于三條軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù),作為結(jié)合的六個(gè)自由度。該傳感數(shù)據(jù)能被使用來提供例如步數(shù)計(jì)或卡路里計(jì)數(shù)功能。來自加速計(jì)和陀螺儀的數(shù)據(jù)可與來自磁力計(jì)的地磁數(shù)據(jù)結(jié)合以進(jìn)一步定義按照地理方位的慣性和旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。
該可穿戴電子設(shè)備10還可包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器70來確定穿戴者的地理位置和/或速度。在一些配置中,該GPS接收器的天線可以是相對(duì)柔性的并且延伸到柔性段14A。在圖1B和1C的配置中,GPS接收器被遠(yuǎn)遠(yuǎn)移離光學(xué)脈搏率傳感器62以減少來自光學(xué)脈搏率傳感器的干擾。更一般地,為了工程上便利,可穿戴電子設(shè)備的各種功能組件——顯示器22、計(jì)算系統(tǒng)20、GPS接收器70、USB端口36、話筒48、可見光傳感器50、紫外光傳感器52,和皮膚溫度傳感器60——可被置于同一剛性段,但是光學(xué)脈搏率傳感器可被置于其它地方以減少其它功能組件上的干擾。
圖2A和2B以一個(gè)非限制配置示出了可穿戴電子設(shè)備10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各方面。具體而言,圖2A示出了半柔性電樞72和顯示承載器74。半柔性電樞是復(fù)合帶12的支柱,其支撐顯示承載器16A、枕墊16B、和電池倉(cāng)16B和16C。在一個(gè)實(shí)施例中,半柔性電樞可以是非常薄的鋼帶。顯示承載器可以是使用塑料來二次鑄型的金屬框架。其可用機(jī)械緊固件被附連到半柔性電樞使得顯示器22在半柔性電樞72外部。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,這些緊固件是鑄型其中的鉚釘特征,但螺絲或其它緊固件也可替代來被使用。顯示承載器在顯示承載器模塊16A中提供合適的剛性以保護(hù)顯示器22防止可能移出或損壞它的彎曲或扭曲移動(dòng)。在所示出的配置中,顯示承載器還圍繞計(jì)算系統(tǒng)20位于其中的主印刷線路組件(PCA)76,并為主PCA提供裝載特征。
在圖2A的配置中,按鈕46A和46B刺入顯示承載器74的一側(cè)。這些按鈕被直接組裝到顯示承載器并由O形環(huán)密封。按鈕對(duì)著安裝到傳感器FPCA 80的微動(dòng)開關(guān)起作用。
顯示承載器16A還圍住傳感器FPCA 80。在剛性段16A的一端,并位于傳感器FPCA之上是可見光傳感器50、紫外光傳感器52,和話筒48。聚甲基丙烯酸甲酯窗82被嵌入鑄型到顯示承載器16A的玻璃嵌入鑄型(GIM)邊框84中,在這三個(gè)傳感器之上。該窗口具有用于話筒的孔并且在內(nèi)蓋上(除了在紫外光傳感器之上以外)被印有IR透明墨水。防水襯墊86被置于話筒之上,并且熱塑性彈性體(TPE)防護(hù)罩圍繞全部三個(gè)部件。防護(hù)罩的目的是聲學(xué)上密封話筒并且使得該區(qū)域在從外面看時(shí)在裝飾上更有吸引力。
如上所述,顯示承載器74可用塑料來二次鑄型。該二次鑄型做了幾件事。首先,二次鑄型提供了TPE二次鑄型的設(shè)備將以化學(xué)方法綁定到的表面。第二,它創(chuàng)建了切斷表面,使得當(dāng)設(shè)備被用TPE二次鑄型時(shí),TPE將不許進(jìn)入顯示承載器倉(cāng)。最后,PC二次鑄型創(chuàng)建了用于附連顯示承載器16A的上部部分的粘結(jié)區(qū)。
USB端口36的充電接觸被二次鑄型進(jìn)塑料基底并回流焊接到主FPCA 78,其從枕墊16B一路來到電池倉(cāng)16D。在所示出的配置中,主FPCA位于半柔性電樞72之下并組裝到顯示承載器的集成特征之上。主FPCA可被附連到半柔性電樞72的內(nèi)表面。在所示的配置中,充電接觸傳感器56是框架形的并且圍繞充電接觸。它例如以鉚釘特征被附連到顯示承載器74正下方的半柔性電樞。皮膚溫度傳感器60(圖2A或2B中未示出)被附連到充電接觸傳感器框架下的主FPCA,并且從框架到傳感器的熱傳導(dǎo)通過傳熱油灰來維持。
圖2A和2B還示出了藍(lán)牙天線88和GPS天線90,它們經(jīng)由被屏蔽的連接耦合到它們各自的無線電。每個(gè)天線在顯示承載器74的任一側(cè)被附連到半柔性電樞72。在某些實(shí)施例中,半柔性電樞可用作天線的接地面。形成為FPCA并用粘合劑附連到塑料天線基底,藍(lán)牙和GPS天線分別延伸進(jìn)入柔性段14A和14D。在某些示例中,塑料天線基底在半柔性電樞和天線之間維持2毫米間隔。天線基底可通過熱熔桿被附連到半柔性電樞72。TPE填料部分圍繞天線基底被附連。這些TPE填料部分可防止TPE缺陷,諸如在設(shè)備正使用TPE二次鑄型時(shí)“下沉”。
圖2A還示出了附連到半柔性電樞72的內(nèi)表面的電池倉(cāng)(電池盒)16C和16D,使得主FPCA 78被夾在電池倉(cāng)和半柔性電樞之間。此外,電池倉(cāng)16C和16D附連到半柔性電樞72,使得顯示承載器74、顯示器22和計(jì)算系統(tǒng)20位于電池倉(cāng)之間。電池倉(cāng)具有二次鑄型的邊框,該邊框和先前描述的顯示承載器74塑料二次鑄型作用相同。電池倉(cāng)可用鑄型其中的集成鉚釘特征來附連。在所示的配置中,電池倉(cāng)16C還包圍觸覺電動(dòng)機(jī)26。
如圖2A所示,艙壁92被安排在并焊接到半柔性電樞72的一個(gè)端部。該特征在圖3的分解視圖中更詳細(xì)地示出。艙壁提供了枕墊接觸傳感器58的附連點(diǎn)。半柔性電樞的另一端延伸通過電池倉(cāng)16D,在那兒柔性帶14C被附連。圖2中為了清楚起見省略了該帶,但其被示出在圖1B和1C中。在一個(gè)示例中,帶用電池倉(cāng)中整合形成的鉚釘來附連。在另一實(shí)施例中,該帶的塑料端部分作為電池倉(cāng)二次鑄型過程的一部分被鑄型其中。
在圖2A的配置中,帶扣16E被附連到帶14C的另一端。該帶扣包括兩個(gè)相對(duì)的,裝載了彈簧的棘爪94,棘爪94被限制在金屬片彈簧盒96中橫向移動(dòng)。棘爪和彈簧盒由也具有帶的附連特征的帶扣外殼和蓋子遮蔽。兩個(gè)釋放鈕32從帶扣外殼的相對(duì)側(cè)突出。當(dāng)這些鈕被同時(shí)壓下時(shí),它們將把棘爪從接收槽30的軌道中釋放(如圖1C所示)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3,枕墊16B包括枕墊接觸傳感器58,其包圍光學(xué)脈搏率傳感器62。枕墊還包括TPE和塑料二次鑄型件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)枕墊容器98、和金屬片或MIMS內(nèi)帶100。枕墊組件使用粘合劑和兩個(gè)螺絲被附連到艙壁92,粘合劑用以密封防水,而兩個(gè)螺絲將枕墊容器和塑料二次鑄型件牢固地鉗夾到艙壁。內(nèi)帶包括接收槽30及其隱蔽齒條的特征。在所示的配置中,內(nèi)帶通過粘合劑和彈簧鋼卡扣102被附連到枕墊,粘合劑用于密封防水,彈簧鋼卡扣在隱蔽齒條的任一側(cè)上被焊接到內(nèi)帶的內(nèi)部。主FPCA 78延伸通過艙壁并進(jìn)入枕墊組件,抵達(dá)枕墊接觸傳感器58。環(huán)境溫度傳感器54被附連到該FPCA并被小的塑料框架包圍。框架包括熱油灰來幫助維持從內(nèi)帶至傳感器的傳導(dǎo)路徑。在傳感器相對(duì)于FPCA的相對(duì)側(cè),泡沫彈簧(foam spring)可被用來朝著內(nèi)帶的內(nèi)表面推動(dòng)傳感器、其框架、及熱油灰。
計(jì)算系統(tǒng)20經(jīng)由本文所述的傳感功能可被配置成獲取關(guān)于可穿戴電子設(shè)備10的該穿戴者的各種形式的信息。必須懷著對(duì)該穿戴者的隱私的最大的尊敬來獲取及使用這樣的信息。因此,該傳感功能可在該穿戴者的選擇參與的約束下被實(shí)施。在其中個(gè)人數(shù)據(jù)在設(shè)備上被收集并且為了處理而傳輸至遠(yuǎn)程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中,該數(shù)據(jù)可被匿名。在其他示例中,個(gè)人數(shù)據(jù)可被限于該可穿戴電子設(shè)備,并且只有非個(gè)人的匯總數(shù)據(jù)傳輸至該遠(yuǎn)程系統(tǒng)。
圖4示出了可穿戴電子設(shè)備10的分解視圖??纱┐饔?jì)算設(shè)備的功率需求可能超過單個(gè)電池的容量。因此,可實(shí)現(xiàn)具有第一電池倉(cāng)16C和第二電池倉(cāng)16D的配置。電池倉(cāng)16C和16D可包括蓋子31和電池殼35,蓋子和電池盒協(xié)作覆蓋并保護(hù)電池33/37。可選地,每個(gè)電池倉(cāng)可被配置來附加地容納觸覺電動(dòng)機(jī)26,如針對(duì)電池倉(cāng)16C所顯示的。
圖5A、5B,和5C示出了示例電池倉(cāng)16C。電池倉(cāng)16C可包括通過一個(gè)或多個(gè)緊固件504固定的蓋子31。電池倉(cāng)16C可容納電池33和觸覺電動(dòng)機(jī)26。電池倉(cāng)16C可以打開電池盒配置來制造。電池倉(cāng)16C的打開電池盒配置允許在蓋子31移除之際取放電池33和觸覺電動(dòng)機(jī)26(如存在)。電池倉(cāng)16C可包括電池連接器515。電池連接器可被連接到電池33以促進(jìn)電能在電池33和可穿戴計(jì)算設(shè)備的其它部件之間的傳遞。電池倉(cāng)16C還可以包括支承觸覺電動(dòng)機(jī)26的一個(gè)或多個(gè)底座520。
電池33可根據(jù)其預(yù)期使用壽命而改變大小。因此,電池倉(cāng)16C可被定制大小以適應(yīng)電池33的使用壽命的擴(kuò)展。因此,電池倉(cāng)16C在電池的壽命早期可能對(duì)各電池33而言過大,從而提供電池隨其老化的擴(kuò)展空間。
電池倉(cāng)16C可由熱塑性彈性體涂敷516封包。熱塑性彈性體涂敷516可用作電絕緣并給佩戴者與電池倉(cāng)16C間加襯墊。此外,熱塑性彈性體涂敷516可被施用到可穿戴電子設(shè)備的其它組件以獲得光滑連續(xù)的表面分布。熱塑性彈性體涂敷516以這樣的方式被施用以便維持度電池倉(cāng)16C的取放并允許蓋子31的附連。
圖5D示出了電池外殼35的后視圖。電池外殼35的外表面可包括結(jié)構(gòu)外殼508上的一個(gè)或多個(gè)鉚釘522。主FPCA 78(未示出)和半柔性電樞72(未示出)兩者可用一個(gè)或多個(gè)鉚釘522被固定到結(jié)構(gòu)外殼508。鉚釘522可被配置來與主FPCA 78的鉚釘孔530和半柔性電樞72的鉚釘孔540對(duì)齊,如圖5E中所示。
圖5E示出了包括電池外殼35的電池倉(cāng)16C的分解視圖。圖5E還示出了主FPCA 78和半柔性電樞72。電池外殼35可包括大小被定制來容納電池的結(jié)構(gòu)外殼508。結(jié)構(gòu)外殼508還可包括定義電池的開口和位于結(jié)構(gòu)外殼508的底部?jī)?nèi)的取放口514的出入口。結(jié)構(gòu)外殼508的其它組件包括位于結(jié)構(gòu)外殼508更低部分的內(nèi)部鉚釘524。上螺轂528和下螺轂526可被置于與蓋子的緊固件端口對(duì)齊,并接納緊固件以將蓋子固定到電池外殼35。結(jié)構(gòu)外殼508可包括提供電池盒內(nèi)的電池的連接取放的取放口514。
結(jié)構(gòu)外殼508可被包括在部分或全部鎳或任何其它合適的金屬中。結(jié)構(gòu)外殼508可通過制模、壓鑄,或任何其它合適的制造方法來形成。結(jié)構(gòu)外殼508和電池倉(cāng)16C可以如所示是伸長(zhǎng)的。此外,電池倉(cāng)16C可用零或非零曲率半徑來構(gòu)建,以兼容可穿戴計(jì)算設(shè)備的形狀因子。在其它配置中,結(jié)構(gòu)化外殼根據(jù)舒適和/或?qū)徝揽紤]可以是不同地定形的。
聚合物邊框510可被覆蓋到結(jié)構(gòu)外殼508的出入口上。聚合物邊框510可通過如圖5D和5F中所示的多個(gè)內(nèi)鎖楔形榫頭550和楔形榫頭插孔552來連接到結(jié)構(gòu)外殼508的出入口。多個(gè)楔形榫頭插孔552由結(jié)構(gòu)外殼508的出入口定義。每個(gè)楔形榫頭插孔552被定制大小以與聚合物邊框510的互補(bǔ)楔形榫頭550內(nèi)鎖。楔形榫頭插孔552和楔形榫頭550一起協(xié)作形成電池外殼的各側(cè)。
聚合物邊框510可從塑料、橡膠,或任何其它聚合物化合物形成。聚合物邊框510的聚合物化合物提供與熱塑性彈性體涂敷分子鍵合的優(yōu)點(diǎn)。熱塑性彈性體涂敷和聚合物邊框510之間形成的分子鍵合用于將熱塑性彈性體涂敷固定到電池倉(cāng)的外部。此外,分子鍵合防止熱塑性彈性體涂敷在可穿戴計(jì)算設(shè)備的預(yù)期使用壽命期間的從電池倉(cāng)剝落。
轉(zhuǎn)回圖5C,聚合物邊框510、電池倉(cāng)蓋子31,以及熱塑性彈性體涂敷516可協(xié)作地抵擋流體進(jìn)入電池倉(cāng)16C。聚合物邊框510可在固定時(shí)為電池倉(cāng)蓋子31提供密封表面。
如在圖5E中所示,主FPCA 78可被固定到結(jié)構(gòu)外殼508的外部表面,在結(jié)構(gòu)外殼508和熱塑性彈性體涂敷516之間。如上面討論的,主FPCA 78是柔性電路陣列并可包括電池連接器515。當(dāng)主FPCA 78被固定到結(jié)構(gòu)外殼508的外部表面時(shí),電池連接器515延伸通過取放口514并與內(nèi)部的電池電連接。電池連接器515允許主FPCA 78在電池和可穿戴計(jì)算設(shè)備的各個(gè)部件之間傳導(dǎo)電能。電池連接器515可以是SMT連接器、焊接引線,或任何其它合適的電子連接器。
主FPCA 78可被置于結(jié)構(gòu)外殼508外表面和半柔性電樞72之間。如上面所討論的,半柔性電樞72可包括鋼帶并形成連續(xù)結(jié)構(gòu)元件,一個(gè)或多個(gè)電池倉(cāng)、計(jì)算系統(tǒng),和可穿戴電子設(shè)備的其它部件可附連到該連續(xù)結(jié)構(gòu)元件。除了提供可穿戴電子設(shè)備的各個(gè)部件的附連點(diǎn)之外,半柔性電樞72向主FPCA 78和結(jié)構(gòu)外殼508提供附加的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外,半柔性電樞72可保護(hù)主FPCA 78在熱塑性彈性體涂敷的施加期間防止熱和化學(xué)損傷。
圖6示出了用于制造可穿戴電子設(shè)備的電池倉(cāng)的方法600。方法600包括組裝電池倉(cāng)、將電池倉(cāng)固定到主FPCA和半柔性電樞的步驟,以及防止在注模期間熱塑性彈性體涂敷的進(jìn)入的步驟。
在602,方法600包括將聚合物邊框楔形榫接到金屬元件以形成電池外殼。聚合物邊框通過聚合物邊框上的多個(gè)內(nèi)鎖楔形榫頭以及金屬元件的出入口內(nèi)的多個(gè)楔形榫頭插孔來被固定到金屬元件。作為一個(gè)示例,聚合物邊框可被模制到金屬元件的楔形榫頭插孔中并圍繞楔形榫頭插孔的適當(dāng)位置。
在604,方法600可選地包括將主FPCA和半柔性電樞固定到電池外殼的金屬元件。如上面所討論的,主FPCA和/或半柔性電樞可被夾在電池外殼和稍后施加的熱塑性彈性體之間。電池外殼的金屬元件的外表面上的一個(gè)或多個(gè)鉚釘可促進(jìn)主FPCA和/或半柔性電樞到電池外殼的固定,或可使用另一附連機(jī)制。
在606,方法600包括將假電池或手部負(fù)載(hand load)插入到電池倉(cāng)的外殼中。手部負(fù)載被定制大小以貼合地適配在電池外殼的整個(gè)內(nèi)部。手部負(fù)載用于在注模期間阻止液態(tài)熱塑性彈性體的進(jìn)入。
在608,方法600包括圍繞電池倉(cāng)的外殼注模液態(tài)熱塑彈性體。該注模過程可在足夠溫度和壓力下執(zhí)行,以促進(jìn)聚合物邊框和熱塑彈性體之間的分子鍵合的形成。熱塑彈性體的溫度和壓力可被限制以防止因過熱、化學(xué)過程,或過壓而對(duì)主FPCA或電池倉(cāng)的損壞。在注模過程完成之后,電池外殼的背后和側(cè)面將被封入固態(tài)熱塑彈性體,且方法600可前進(jìn)到610。
在610處,方法600包括從電池外殼移除手部負(fù)載。在前進(jìn)到步驟612之前,圍繞電池外殼的開口的區(qū)域可被美容加工。
在612處,方法600包括電連接電池外殼內(nèi)的電池。如上面所討論的,電池可被通過SMT連接器、電池引線或任何其它合適的連接來電連接到主FPCA。
在614,在將電池倉(cāng)蓋子固定到電池外殼之前(在616),方法600可任選地包括施用密封劑以密封聚合物邊框和/或電池倉(cāng)蓋子的表面。電池倉(cāng)蓋子可被固定到一個(gè)或多個(gè)緊固件。
將會(huì)理解,此處描述的配置和/或方法本質(zhì)是示例性的,這些具體實(shí)現(xiàn)或示例不應(yīng)被視為限制性的,因?yàn)樵S多變體是可行的。本文描述的具體例程或方法可以表示處理策略中的一個(gè)或多個(gè)。如此,所示或所述的各種動(dòng)作可以被以所示或所述順序、以其它順序、并行地執(zhí)行或者被省略。
本公開的主題包括各種過程、系統(tǒng)和配置以及本文公開的其他特征、功能、動(dòng)作和/或?qū)傩?、以及它們的任一和全部等價(jià)物的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。