專利名稱：包括卡口鎖定裝置的電連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種用于電子裝置的連接器。更特別是，它涉及一種適合夜視系統(tǒng)的連接器。
背景技術：
熱靴連接器通常用于在兩個裝置之間提供機械附接部件以及電連接件。例如，很多普通照相機包括熱靴連接器，用于將閃光燈單元安裝在它上面。熱靴插座位于照相機的頂側(cè)上，熱靴插頭布置在閃光燈單元的底端上，用于將閃光燈單元安裝在照相機的熱靴插座內(nèi)。在裝配時，在閃光燈單元上的熱靴插頭可滑動地插入照相機上的熱靴插座內(nèi)。插頭和插座可以通過布置在閃光燈上的夾持螺釘或者其它裝置而固定在一起。金屬觸點處于照相機上的熱靴插座的中心處，該金屬觸點與閃光燈單元的熱靴插頭上的金屬觸點交接。照相機通過在金屬觸點之間的交接而向閃光燈單元傳遞功率。用于照相機的標準熱靴連接器的物理尺寸由國際標準組織ISO 518 :2006來限定。熱靴類型連接器已經(jīng)包含在其它的電子裝置中。例如，很多頭盔安裝的夜視裝置包括熱靴連接器。頭盔安裝的夜視裝置例如在美國專利No. 7，211，778,7, 049，027、 6，938，276,6, 662，370 和 5，683，831,4, 666，276,4, 329，735 中介紹，這些文獻整個被本文參引。在頭盔安裝的夜視裝置中，電池組(或其它電源)通過屏蔽電纜而與頭盔安裝的夜視系統(tǒng)連接，以便向夜視系統(tǒng)供電。這樣的布置在美國專利No. 5，683，831中公開。在包括熱靴連接器的頭盔安裝夜視裝置中，可拆卸電池組的熱靴插座安裝在布置于頭盔的后部或側(cè)部上的熱靴插頭。這樣的布置在美國專利No. 5，683，831中公開。終端用戶經(jīng)常在頭盔已經(jīng)緊固在頭部上時將電池組安裝在頭盔上。為了使得熱靴插座與熱靴插頭連接，終端用戶用一只手將電池組放到頭盔的后部或側(cè)部。然后，終端用戶使得熱靴插座相對于熱靴插頭定向。通過熱靴插頭和熱靴插座的設計，插頭和插座沿單個定向?qū)试谝黄?。因此，終端用戶必須操縱電池組和/或頭盔，直到獲得合適的定向。一旦插頭和插座被合適定向，終端用戶將插頭插入插座內(nèi)。布置在電池組上的彈簧加載桿或銷卡入限定在熱靴插頭上的凹口內(nèi)，從而將電池組鎖定在頭盔上。為了從頭盔上釋放電池組，終端用戶使得彈簧加載桿平移，以便將插頭從插座中釋放。然后，終端用戶再通過同一只手或另一只手將電池組從頭盔上拆卸。對于一些終端用戶，特別是對于靈活性有限的終端用戶，用于將電池組安裝在頭盔上的前述步驟可能感到困難和不方便。更特別是，由于終端用戶可能在看不見的情況下到達他或她的頭部的側(cè)部或后部，并操縱電池組和/或頭盔直到獲得合適定向，因此操縱熱靴連接器有時很困難。這些因素阻礙了電池組在頭盔上的安裝，這在戰(zhàn)爭情況下可能成為問題?？紤]到前述情況，為了有很好的性能、方便、可制造性和模塊化，還需要進一步發(fā)展和改進用于將兩個裝置機械和電連接在一起的連接器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種包括插頭組件和插座組件的連接器。插頭組件和插座組件匹配在一起，以便形成連接器。連接器可以用于任何電子裝置，例如成像裝置、夜視裝置、照相機。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于頭盔安裝的夜視系統(tǒng)或其它電子裝置的電連接器。電連接器包括插頭組件和插座組件，它們各自包括本體，該本體有回轉(zhuǎn)表面； 以及至少一個電觸點，該電觸點位于本體內(nèi)。凸起從插頭組件或插座組件的回轉(zhuǎn)表面伸出， 凸輪表面沿插頭組件和插座組件中的另一個的回轉(zhuǎn)表面限定。當在插頭組件和插座組件之間接合時，組件的回轉(zhuǎn)表面定位成相對于彼此，而當組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，凸起定位成沿凸輪表面運動，從而使得插頭組件的至少一個電觸點抵靠插座組件的至少一個電觸點，從而在插頭組件和插座組件之間建立連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種插座組件，該插座組件設置成與插頭組件可釋放地連接，以便形成連接器。插座組件包括本體，該本體有回轉(zhuǎn)表面；以及至少一個電觸點，該電觸點位于本體內(nèi)。至少一個凸起從插座本體的回轉(zhuǎn)表面伸出。當在插座組件和插頭組件之間接合時，插座組件的回轉(zhuǎn)表面定位成面對插頭組件的回轉(zhuǎn)表面，而當組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，插座組件的凸起定位成沿限定在插頭組件上的凸輪表面運動，從而使得插座組件的該至少一個電觸點抵靠插頭組件的電觸點，從而在插座組件和插頭組件之間建立連接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種插頭組件，該插頭組件設置成與插座組件可釋放地連接，以便形成連接器。插頭組件包括本體，該本體有回轉(zhuǎn)表面；以及至少一個電觸點，該電觸點位于本體內(nèi)。至少一個凸輪表面沿插頭本體的回轉(zhuǎn)表面來限定。當在插頭組件和插座組件之間接合時，插頭組件的回轉(zhuǎn)表面定位成面對插座組件的回轉(zhuǎn)表面，而當組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，插頭組件的凸輪表面定位成沿限定在插座組件上的凸起運動，從而使得插頭組件的該至少一個電觸點抵靠插座組件的電觸點，從而在插頭組件和插座組件之間建立連接。在上述說明中，術語“插頭”和“插座”可以互換地使用。這些術語用于表示單獨的組件一起使用形成連接。通過下面的詳細說明并結(jié)合附圖，將清楚本發(fā)明的這些和其它方面。應當知道，下面的說明只是示例說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明并不局限于所示實施例，而是由附加在本說明書上的權(quán)利要求來限定。


通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細說明，將最好地理解本發(fā)明。應當強調(diào)，根據(jù)慣例， 附圖的多個特征并不按比例。附圖中圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的、包括插頭組件和插座組件的連接器，其中，插頭組件表示為與插座組件分離。圖2表示了圖1的連接器的另一透視圖。圖3表示了圖1的連接器的透視圖，該連接器表示為處于匹配結(jié)構(gòu)，其中，插座組件的一部分剖開，以便揭示在插頭組件和插座組件之間的接合。
圖4表示了圖3的匹配連接器沿線4-4的側(cè)剖圖。圖5表示了圖1的插頭組件的分解圖。圖6表示了圖1的插座組件的分解圖。圖7A-7D示意表示了插頭組件與插座組件接合的方法。圖7E和7F示意表示了插頭組件與插座組件脫開的方法。圖8A表示了根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的、與凸輪表面匹配的凸起的示意圖。圖8B表示了根據(jù)本發(fā)明的還一示例實施例的、與凸輪表面匹配的凸起的示意圖。圖9A表示了插頭組件和插座組件的簡化形式的示意俯視圖。圖9B表示了根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的、插頭組件和插座組件的簡化形式的示意俯視圖。圖10表示了安裝在夜視系統(tǒng)的電池組上的、圖9B的插頭組件，其中，電池組表示為由終端用戶的手抓住。圖11表示了安裝在頭盔上的、圖9B的插座組件。圖12表示了將圖10的電池組的插頭組件安裝在圖11的頭盔的插座組件上的起始步驟。圖13表示了使得電池組相對于頭盔旋轉(zhuǎn)的步驟，以便使得插頭和插座連接以及將電池組鎖定在頭盔上。
具體實施例方式下面將參考附圖中所示的多個選定實施例來介紹本發(fā)明。應當知道，本發(fā)明的精神和范圍并不局限于所示實施例。 這里使用的術語“連接器”是指提供在兩個元件之間的電連接件、在兩個元件之間的機械連接件、或者在兩個元件之間的電連接件和機械連接件的裝置。術語“連接器”也可以指單個部件，例如插頭或插座，它用于與另一部件匹配，以便在它們之間建立連接。圖1和2表示了根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的連接器10的透視圖。連接器10 可以在本文中稱為旋轉(zhuǎn)熱靴連接器或旋轉(zhuǎn)靴連接器。連接器10通常包括插頭組件12和插座組件14。在圖1和2中，插頭組件12表示為與插座組件14分離。插頭組件12和插座組件14設置成匹配在一起以便形成連接器10 (如圖3和4中所示)。連接器10通常設置成將兩個裝置機械和/或電連接在一起。例如，連接器10可以使電池組與電子裝置連接、使電纜與電子裝置連接、使電纜與電池組連接，等等。連接器10的一個特殊應用在圖10-13 中表示。插頭組件12大致包括基本筒形本體20，該基本筒形本體20限定回轉(zhuǎn)表面21 ；絕緣體22，該絕緣體22保持在本體20中；以及一系列電觸點24 (表示為9個)，這些電觸點 M安裝在限定在絕緣體22中的各孔內(nèi)。凸緣沈從本體20徑向伸出。一系列的孔觀提供于凸緣沈上。盡管未示出，緊固件可以通過各孔觀插入，用于將插頭組件12安裝在面板 (例如圖4中所示的面板29)上。應當知道，面板四并不形成插頭組件12的一部分。四個凸輪表面30從本體20的回轉(zhuǎn)表面21伸出。各凸輪表面30從本體20的底部環(huán)形表面27繞回轉(zhuǎn)表面21周向延伸。根據(jù)所示的示例實施例，各凸輪表面30從回轉(zhuǎn)表面21向外伸出，即遠離本體20的中心軸線?？商鎿Q地，凸輪表面30可以凹入至回轉(zhuǎn)表面21內(nèi)。凸輪表面30環(huán)繞本體20的周邊間隔開。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，凸輪表面30環(huán)繞本體30的周邊均勻間隔開。根據(jù)該示例實施例，插頭組件12包括四個凸輪表面30。本領域技術人員由這里提供的說明書可知，插頭組件12將包括至少一個凸輪表面30，并可以包括任意數(shù)目的凸輪表面30。提供為狹槽或開口形式的通道31限定在相鄰凸輪表面30之間。如參考插座組件 14更詳細所述，布置在插座組件14上的一系列凸起50通過各通道31，以便將組件12和14 連接在一起。另外，當插頭組件12與插座組件14脫開時，布置在插座組件14上的凸起50 通過通道31移出。根據(jù)該示例實施例，插頭組件12包括四個通道31 (見圖幻。提供多個通道31使得終端用戶能夠在多個定向?qū)⒔M件12和14連接在一起。更具體地說，當匹配組件12和14 時，插座組件14的任何凸起50能夠通過插頭組件12的任何通道31而進入。提供多個用于使得插頭組件12與插座組件14連接(或者相反)的位置將簡化終端用戶的、將這些部件裝配在一起的任務。如參考圖6更詳細所述，組件12和14的電觸點M和44布置成使得組件12和14可以在多個接合點中的任意一點處連接。插座組件14通常包括基本筒形本體40，該基本筒形本體40限定回轉(zhuǎn)表面41 ；絕緣體42，該絕緣體保持在本體40內(nèi)；以及三個電觸點44 (1) -44 (3)，這三個電觸點安裝在限定在絕緣體42中的各孔內(nèi)。電觸點44 (1)-44 (3)(統(tǒng)稱為電觸點44)最好如圖6中所示。 兩個凸臺43從本體40的底端伸出。各凸臺43包括孔，且盡管未示出，緊固件可以通過凸臺43的各孔插入，用于安裝在面板(見圖4中所示的面板47)上。環(huán)48安裝在本體40的頂端上?？商鎿Q地，環(huán)48可以與本體40成一體。四個半圓形凸起50從環(huán)48的內(nèi)部環(huán)形表面朝著本體40的中心軸線伸出。各凸起50設置成抵靠插頭組件12的凸輪表面30，如參考圖7A-7F更詳細所述。各凸起50從環(huán)48的底表面伸出，并至少局部位于在本體40的頂表面上限定的凹口 52內(nèi)。凸起50可以是半圓形(如圖所示)、圓形、多邊形(如圖8A中所示)、正方形、矩形或者任意其它形狀。如參考圖8A更詳細所述，凸起50的尺寸和形狀設置成與插頭組件 12的凸輪表面30的形狀互補。凸起50可以與環(huán)48形成一體，或者可替換地，凸起50可以提供為安裝在環(huán)48或本體40上的銷或緊固件的形式。凸起50環(huán)繞本體40的周邊間隔開。而且，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，凸起50環(huán)繞本體40的周邊均勻間隔開。相鄰凸起50分開的徑向距離可以基本等于插頭組件12的相鄰凸輪表面30分開的徑向距離(如圖1和2中所示)。根據(jù)該示例實施例，插座組件14包括四個凸起50。本領域技術人員由這里的說明書可知，插座組件14應當包括至少一個凸起50，并可以包括任意數(shù)目的凸起50。凸起50 的數(shù)目可以等于凸輪表面30的數(shù)目，或者可以不同。圖3表示了圖1的連接器10的透視圖，圖1表示該連接器處于匹配結(jié)構(gòu)，其中，插座組件14的本體40的一部分剖開，以便揭示在插頭組件12和插座組件14之間的接合。如圖3中所示，插頭組件12的凸輪表面30由導入半圓形凹口 53中的彎曲表面51限定。插座組件14的一個凸起50保持在插頭組件12的凸輪表面30的一個凹口 53內(nèi)。盡管未示出，全部凸起50可以同時保持在各凹口 53中。
7
圖4表示了圖3的匹配連接器10沿線4-4的側(cè)剖圖。最好如圖4中所示，組件12 和14的回轉(zhuǎn)表面21和41定位成彼此面對。彈簧M定位在插頭組件12的底部環(huán)形表面 27和本體40的底部內(nèi)表面56之間，以便抵靠凸起50偏壓凸輪表面30，如圖所示。彈簧M 保持在凸起50和凸輪表面30之間的加載界面，這樣，組件12和14的旋轉(zhuǎn)和軸向位置大致固定，且在組件12和14之間的“游隙”大大降低或完全消除。圖5和6分別表示了組件12和14的分解圖。下面參考圖4_6，插頭組件12大致包括本體20 ；絕緣體22，該絕緣體22安裝在本體20上；以及一系列電觸點M，這些電觸點M安裝在絕緣體22上。第一電子裝置(未示出)的面板四安裝在插頭組件12的凸緣沈上。0形環(huán)61定位在形成于本體20中的環(huán)形凹口中、本體20和面板四之間的交界面處。絕緣體22牢固安裝在本體20上。更特別是，絕緣體22的凸肩部分68抵靠本體 20的凸肩部分70。保持環(huán)72位于在絕緣體20中限定的凹口內(nèi)，并定位成抵靠在本體20 的表面74上。保持環(huán)72和絕緣體22的凸肩68將該絕緣體22鎖定在固定豎直位置。盡管未明確示出，凸起從絕緣體22伸出，以便與形成于本體20中的狹槽76 (圖幻接合，從而使得絕緣體22相對于本體20保持在固定旋轉(zhuǎn)位置。0形環(huán)66定位在形成于絕緣體22中的槽內(nèi)、在絕緣體22和本體20之間的交界面處。0形環(huán)66限制了在本體20和絕緣體22 之間的交界面處的污染物(例如水)的進入。電觸點M壓配合或以其它方式安裝成通過限定在絕緣體22中的孔60。各孔60包括較大直徑部分，用于容納電觸點對的較大直徑部分73 ；以及更小直徑部分，用于容納電觸點M的相對更小直徑部分77。如對于圖7A-7F更詳細所述，電觸點M在施加加載的作用下可彈性變形，并在沒有施加加載時返回至它們的原始形狀。彈性部件(未示出)位于各電觸點M的較大直徑部分73內(nèi)。合適的電觸點(彈性和非彈性)由Mill-Max Corporation of Oyster Bay,New ^rk，USA來制造和分配。根據(jù)這里未示出的另一示例實施例，電觸點 44可彈性變形。最好如圖4中所示，在連接器10的匹配結(jié)構(gòu)中，插頭組件12的電觸點M定位成與插座組件14的電觸點44直接物理接觸，用于在連接器10的組件12和14之間分配電力和信號。具體地說，各觸點M的端部支承在插座組件14的電觸點44的導電表面上。各觸點M的相對端62可以安裝在例如與第一電子裝置(未示出)連接的印刷電路板、電纜、電線或柔性電路上。第一電子裝置例如可以是電池組(如圖10中所示)。還參考圖4-6，插座組件14大致包括本體40 ；絕緣體42，該絕緣體42安裝在本體40內(nèi)；以及五個電觸點44，這五個電觸點44安裝在絕緣體42內(nèi)。本體40包括兩個凸臺43(未示出)，各凸臺43包括通過限定的孔。盡管未示出，緊固件可以通過凸臺43的孔插入，以便將本體40安裝在第二電子裝置的面板47上。第二電子裝置例如可以是夜視裝置或者從夜視裝置伸出的電纜。環(huán)48牢固安裝在本體40的頂端上。一系列齊平安裝的緊固件49用于將環(huán)48安裝在本體40的頂端上。盡管未示出，環(huán)48可以與本體40成一體，以便減少插座組件14的部件數(shù)目。絕緣體42牢固安裝在本體40上。更特別是，絕緣體42的凸肩部分80支承抵靠本體40的凸肩部分82。保持環(huán)86定位在限定在絕緣體42中的凹口內(nèi)，并定位成支承在本體20的表面88上。保持環(huán)86和絕緣體42的凸肩80將絕緣體42鎖定在固定豎直位置。 盡管未明確示出，凸起從絕緣體42的底側(cè)伸出，以便與形成于本體40中的狹槽接合，從而使得絕緣體42相對于本體40保持在固定旋轉(zhuǎn)位置。0形環(huán)90定位在形成于絕緣體42中的槽內(nèi)、絕緣體42和本體40之間的交界面處。 0形環(huán)90限制在本體40和絕緣體42之間的交界面處的污染物(例如水)的進入。另一 0 形環(huán)92定位在形成于絕緣體42中的槽內(nèi)、在絕緣體42和插頭組件12的絕緣體22之間的交界面處。0形環(huán)92限制在組件12和14之間的交界面處的污染物(例如水)的進入。0 形環(huán)92提供了簡單、容易控制和堅固的、用于將流體和碎屑保持在電接口之外的部件。彈簧M位于插座組件14的底部內(nèi)表面56上。成金屬環(huán)形式的止推軸承94定位成抵靠彈簧討。止推軸承94夾在彈簧M和插頭組件12的絕緣體22之間。彈簧M和止推軸承56捕獲在插座組件14內(nèi)、底部內(nèi)表面56和凸起50之間。如前所述，彈簧M將插頭組件12的凸輪表面30偏壓抵靠插座組件14的凸起50，如圖所示。環(huán)48、插頭組件12的本體20和插座組件14的本體40可以由金屬材料、聚合物或者任意其它希望的材料來形成。這些部件可以通過例如模制，或者機械加工操作而形成。 組件的絕緣體22和42可以由電介質(zhì)材料通過例如模制或機械加工操作而形成。圖7A-7D示意表示了使組件12和14接合的方法，圖7E和7F示意表示了使組件 12和14脫開的方法。應當知道，連接器10的所有部件都在圖7A-7F中示意表示。在該示意圖中，插頭組件12包括本體20，該本體20限定凸輪表面30 ；以及電觸點24，由類似的橫截面陰影線表示。電觸點M包括整體彈性部件100，下文中稱為彈簧100。在示意圖中，插座組件14包括本體40 ；凸起50，該凸起50相對于本體40固定安裝；以及一個電觸點44，由類似的橫截面陰影線表示。應當知道，凸起50相對于插座組件 14的本體40的位置被固定。因此，在插座組件14的本體40和凸起50之間的豎直間隙a4 在圖7A-7F的全部示意圖中都保持恒定。為了方便解釋圖7A-7F，下面介紹插頭組件12相對于插座組件14的旋轉(zhuǎn)和平移運動。然而，應當知道，插座組件14相對于插頭組件12的運動將產(chǎn)生基本相同效果。而且， 插座組件14和插頭組件12可以同時相對于彼此運動。現(xiàn)在參考各個附圖，圖7A表示了組件12和14的開始位置。在圖7A中，組件12和 14表示為接合在一起，但是并不是機械或電連接。插座組件14的凸起50位于通道31中、 在插頭組件12的相鄰凸輪表面30之間。彈簧M保持在松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度al。 電觸點M的彈簧100也保持在松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度a2。組件12和14的電觸點 24和44分別由間隙a3分開，在組件12和14之間可能不存在電連通性。圖7B表示了組件12和14相互接合的示意圖。插座組件14的凸起50位于插頭組件12的凸輪表面30的彎曲表面51上。為了使得插頭組件12從圖7A中的脫開位置運動至圖7B中的接合位置，終端用戶使得插頭組件12對抗彈簧討和100的作用力向下平移 (見豎直箭頭)，并使得插頭組件12沿順時針方向旋轉(zhuǎn)(見水平箭頭)。在圖7B所示的布置中，彈簧M具有壓縮長度bl，該壓縮長度bl小于圖7A中所示的彈簧M的自由狀態(tài)長度 al。觸點M的彈簧100具有壓縮長度1^2，該壓縮長度1^2小于圖7A中所示的彈簧100的作用狀態(tài)長度a2。電觸點M支承在電觸點44上，從而在組件12和14之間建立電連通性。圖7C表示了插座組件14的凸起50沿插頭組件12的凸輪表面30進一步前進的示意圖。為了使得插頭組件12從圖7B中的位置運動至圖7C中的位置，終端用戶使得插頭組件12沿順時針方向旋轉(zhuǎn)(見水平箭頭)。當插頭組件12沿順時針方向旋轉(zhuǎn)以及凸輪表面 30沿凸起50 (或者相反)平移時，凸起50對抗彈簧M和100的作用力沿向下方向推壓插頭組件12的本體20。彈簧M具有壓縮長度cl，該壓縮長度cl小于圖7B的壓縮長度bl。 觸點M的彈簧100具有壓縮長度c2，該壓縮長度c2小于圖7B的壓縮長度1^2。圖7D表示了插座組件14的凸起50沿插頭組件12的凸輪表面30進一步前進的示意圖。在圖7D中，組件12和14處于鎖定結(jié)構(gòu)，因此在組件12和14之間形成電連接和機械連接。為了使得插頭組件12從圖7C中的位置運動至圖7D中的接合位置，終端用戶使得插頭組件12沿順時針方向進一步旋轉(zhuǎn)(見水平箭頭)。當插頭組件12沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，且凸輪表面30沿凸起50平移時，彈簧M和100將插座組件12的本體20向上推壓(見箭頭)，以便使得凸起50置于插頭組件12的凸輪表面30的凹口 53內(nèi)。凹口 53的壁限制插頭組件12和插座組件14的旋轉(zhuǎn)。在圖7D中，彈簧M具有壓縮長度dl，該壓縮長度dl 大于圖7C的壓縮長度Cl。觸點M的彈簧100具有壓縮長度d2，該壓縮長度d2小于圖7C 中所示的彈簧100的壓縮長度c2。圖7E表示了插頭組件12與插座組件14機械脫開的示意圖。更特別是，在圖7E 中，插頭組件12的凸輪表面30與插座組件14的凸起50物理分離。為了使得插頭組件12 從圖7D中的位置運動至圖7E中的位置，終端用戶使得插頭組件12的本體20對抗彈簧M 和100的作用力向下平移(見豎直箭頭)，直到插頭組件12的凸輪表面30與插座組件14 的凸起50物理分離。在圖7E中，彈簧M具有壓縮長度el，該壓縮長度el小于它在圖7D中的松弛長度 dl。觸點M的彈簧100具有壓縮長度e2，該壓縮長度e2小于圖7D中所示的彈簧100的松弛長度d2。當插頭組件12和插座組件14在圖7E中機械脫開時，這些組件仍然通過在電觸點M和44之間的物理接觸而處于電接觸中。圖7F表示了插頭組件12相對于插座組件14旋轉(zhuǎn)的示意圖。為了使得插頭組件 12從圖7E中的位置運動至圖7F中的位置，終端用戶使得插頭組件12的本體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)(見水平箭頭)，同時本體20仍然對抗彈簧M和100的作用力而保持在向下位置。 插頭組件12旋轉(zhuǎn)至使得凸起50與插頭組件12的通道31對準的位置。在圖7F中，彈簧M具有壓縮長度f 1，該壓縮長度f 1基本與圖7E中的壓縮長度 el相同。另外，觸點M的彈簧100具有壓縮長度f2，該壓縮長度f2基本與圖7E中的壓縮長度e2相同。組件12和14仍然通過在電觸點M和44之間的物理接觸而處于電接觸中。通過使得插頭組件12的本體20從它在圖7F中的位置釋放，插頭組件12和插座組件14返回它們在圖7A中所示的開始位置，因此，組件12和14都機械和電脫開。更具體地說，凸起50返回至它在插頭組件12的通道31內(nèi)的初始位置。彈簧M返回至它的松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度al，且電觸點M的彈簧100也返回至它的松弛狀態(tài)，具有自由狀態(tài)長度a2。組件12和14的電觸點M和44分別返回至由間隙a3分開的、它們的初始位置。在圖1至7F所示的連接器10的示例實施例中，凸輪表面30限定在插頭組件12 上，凸起50限定在插座組件14上。本領域技術人員應當知道，凸輪表面30可以限定在插座組件14上，而凸起50可以限定在插頭組件12上，以便獲得與這里所述基本相同的結(jié)果。 另外，彈性電觸點可以提供于插座組件14上，以便獲得與這里所述基本相同的結(jié)果。
圖8A表示了根據(jù)本發(fā)明另一示例實施例的、與凸輪表面108接合的凸起106的示意圖。根據(jù)該示例實施例，凸輪表面108提供為階梯形表面的形式，且凸起106具有多邊形橫截面。當階梯形凸輪表面108水平向左運動或者凸起106水平向右運動時，凸起106沿階梯形凸輪表面108滑動。在凸起106和階梯形凸輪表面108之間的接合限制了階梯形凸輪表面108向右的水平運動和凸起106向左的水平運動。凸起106可以采取任意形式，只要它包括用于與凸輪表面108的階梯接合的尖表面。為了使得凸起106與凸輪表面108脫開，凸輪表面108必須沿向下方向平移，與圖7E中所示的脫開步驟類似。圖8B表示了根據(jù)本發(fā)明另一示例實施例的、位于凸輪表面109上并具有圓形橫截面的凸起107。凸輪表面109與圖1-7F中所示的凸輪表面30類似，除了圖8B的凸輪表面 109包括具有恒定斜率(而不是曲線形狀)的部分。凸輪表面還可以例如有齒或有鋸齒。 本領域技術人員由這里的說明可知，也可以采用凸輪表面和凸起的其它幾何形狀，以便獲得基本與圖7A-7F中所述相同的結(jié)果。圖9A表示了連接器10的插頭組件12和插座組件14的簡化形式的示意俯視圖。 如前所述，插座組件14包括四個凸起50，插頭組件12包括四個通道31，因此，各通道31通入凸輪表面30中。為了將組件12和14連接在一起，插座組件14的凸起50通過插頭組件 12的各通道31插入(或者相反)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，任意一個凸起50可以通過任意一個通道31插入，以便使得組件12和14接合。因為插頭組件12包括四個通道31，因此插頭組件12可以在四個不同徑向定向與插座組件14連接(或者相反)。各定向分開大約 90度。組件12或組件14相對于另一組件轉(zhuǎn)動小于1/4圈，以便使得組件12和14匹配和密封在一起。本領域技術人員應當知道，通道31的數(shù)目可以變化，以便增加或減小定向的數(shù)目。插座組件14包括兩排同心布置的電觸點44。內(nèi)部排包括觸點44(1)，外部排包括觸點44(2)和44(3)。觸點44(1)沿插座組件14的中心軸線定位。觸點44(2)和44(3)繞觸點44(1)同心定位。盡管插座組件14包括兩排電觸點，但是本領域技術人員由這里的說明可知，插座組件14可以包括任意數(shù)目的同心布置的電觸點44。插頭組件12包括9個觸點M (1)至M (9)，它們都相對于插頭組件12的中心軸線定位。觸點對(1)、對(幻和對03)定位成靠近插頭組件12的中心軸線，而觸點M (4)至 24(9)定位成遠離中心軸線。觸點24(4)至對(9)定位成與中心軸線基本等距離。本領域技術人員由這里的說明可知，插頭組件12可以具有任意數(shù)目的電觸點。不管組件12和14的相對徑向定向如何，插頭組件的觸點24(1) ,24(2)和24(3) 總是定位成與插座組件14的觸點44(1)接合，以便在它們之間傳遞功率、地線或信號。然而，根據(jù)組件12和14的相對徑向定向，觸點對⑷至24(9)可以定位成與觸點44⑵或觸點44(3)接合，以便在它們之間傳遞功率、地線或信號。圖9B表示了根據(jù)本發(fā)明另一示例實施例的連接器110的插頭組件112和插座組件114的簡化形式的示意俯視圖。組件112和114基本與組件12和14類似，除了以下三點(a)插座組件114包括5個電觸點144 ； (b)兩個通道131形成于插頭組件112的本體 120上；以及(c)兩個凸起150從插座組件114的本體140伸出。電觸點124(1)至124(9) 的布置與插頭組件12的布置沒有區(qū)別。插頭組件112包括兩個通道131，這兩個通道131徑向分開大約180度。盡管未示出，插頭組件112包括兩個凸輪表面，其中，各凸輪表面從通道131伸出。插頭組件112可以在兩個不同徑向定向與插座組件114連接(或者相反)，這兩個徑向定向各自分開大約 180度。在使用時，組件112或組件114相對于彼此轉(zhuǎn)動小于1/2圈，以便使得組件112和 114匹配和密封在一起。不管組件112和114的相對徑向定向如何，插頭組件112的觸點124(1)、IM⑵和 124(3)總是定位成與插座組件114的觸點144(1)接合。在組件112和114的第一定向， 插頭組件112的觸點124(4)和124(5)定位成與插座組件114的觸點144(4)接合，插頭組件112的觸點124(6)定位成與插座組件114的觸點144( 接合，插頭組件112的觸點 124(7)和124(8)定位成與插座組件114的觸點144(2)接合，插頭組件112的觸點124(9) 定位成與插座組件114的觸點144 接合。在組件112和114的第二定向，插頭組件112 的觸點124(4)和124(5)定位成與插座組件114的觸點144(2)接合，插頭組件112的觸點 124(6)定位成與插座組件114的觸點144(5)接合，插頭組件112的觸點124(7)和124(8) 定位成與插座組件114的觸點144(4)接合，插頭組件112的觸點124(9)定位成與插座組件114的觸點144(3)接合。應當知道，第一定向與第二定向徑向分開大約180度。根據(jù)本發(fā)明的一個示例用途，功率通過觸點IM(I)、124(幻和124C3)來傳遞；信號傳遞給觸點124(6)和124(9)；插頭組件112的觸點1 (4)、1 (5)、IM (7)和124(8)與地電勢連接。不管組件112和114的相對徑向定向如何，功率都傳遞給插座組件114的觸點144(1)。在組件112和114的兩個徑向定向中，觸點144(2)和144(4)與地電勢連接。 在組件112和114的兩個徑向定向中，觸點144(3)和144(5)接收信號。因此，一個徑向定向與另一徑向定向在功能上沒有差別。圖9B中所示的連接器110可以特別用于頭盔安裝的夜視系統(tǒng)中，如參考圖10-13更詳細所述。圖10表示了圖9B的插頭組件112安裝在電池組300上。電池組300形成頭盔安裝的夜視系統(tǒng)的一部分。電池組300包括內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域裝容納一個或多個電池(未示出)。電池與插頭組件112電連接。電池組300的進一步細節(jié)在美國專利申請 No. 12/277，750中公開，該文獻整個被本文參引。圖11表示了圖9B的插座組件114安裝在包括夜視裝置320的頭盔310上。盡管未示出，頭盔310包括用于將夜視裝置320安裝在它上面的設備。頭盔安裝的夜視裝置例如在美國專利 No. 7，211，778,7, 049，027,6, 938，276,6, 662，370 和 5，683，831,4, 666，276、 4，329，735中公開，這些文獻整個被本文參引。插座組件114牢固安裝在板322上，該板322 安裝在頭盔310上。板322安裝在頭盔310的后部或側(cè)部。插座組件114的電觸點144與屏蔽電纜324電連接。屏蔽電纜324也與夜視裝置320連接，用于從電池組300的電池向夜視裝置320傳遞功率。圖12表示了將電池組300的插頭組件112安裝在頭盔310的插座組件114上的初始步驟。圖13表示了使得電池組300相對于頭盔310旋轉(zhuǎn)，以便使得插頭組件112與插座組件114連接和將電池組300鎖定在頭盔310上的步驟。根據(jù)將電池組300裝配在頭盔310上的一個方法，用戶首先沿矩形電池組300的狹窄部分抓持該矩形電池組300 (見圖10)，并使得電池組300的插頭組件112緊鄰頭盔310 的插座組件114。然后，用戶使得整個電池組300旋轉(zhuǎn)，直到插頭組件112的通道131與插座組件114的凸起150對準(對應于圖7A的位置)。電池組300的插頭組件112具有用于
12與頭盔310的插座組件114接合的兩個可能定向，這兩個定向間隔開180度。通過在通道 131和凸起150之間對準，用戶對抗插座組件114的彈簧M的作用力進一步向前推動電池組300(見圖4)。如圖13中所示，用戶再使得電池組300相對于頭盔310旋轉(zhuǎn)(見箭頭)， 直到凸起150置于它們的相應凹口 53內(nèi)(對應于圖7B-7D中所示的運動)。因此，在圖13 中，在電池組300和夜視裝置320之間形成連接。如前所述，組件112和114的一個徑向定向與另一徑向定向在功能上沒有差別。因此，用戶可以以直覺動作來安裝電池組300，而并不看或以其它方式識別電池組300的特定 “向上或向下”位置。連接器110對于終端用戶大致憑直覺、熟悉和適合人機工程。連接器 110方便電池組300快速和容易地拆卸或安裝，因為電池組300自然定向為終端用戶的手的正常到達效果。下面參考圖9B和13，電觸點144 (3)、144 (5)、124 (6)和124(9)在電池組300和夜視裝置320之間分配信號。信號從夜視裝置320傳遞給電池組300，以便根據(jù)終端用戶是否主動使用夜視裝置320而起動或停用電池組300。更特別是，在操作中，一旦終端用戶使得夜視裝置320運動至使用位置(即在他或她的視線內(nèi))，夜視裝置320向電池組300傳遞信號(通過電觸點144(3)、144(5)、124(6) 和124(9))，以便起動電池組300。一旦終端用戶使得夜視裝置320運動至收藏位置(即離開他或她的視線)，夜視裝置320向電池組300傳遞信號(通過電觸點144 (3)、144 (5)、 124(6)和124(9))，以便停用電池組300。在這些電觸點之間傳遞的信號是無區(qū)別的，因此， 不管插座組件114的觸點144(3)和144(5)分別與插頭組件112的觸點124(6)和124(9) 匹配還是相反，合適的信號都到達電池組300。通過非限定實例的這里所述的連接器或它們的變化形式可以用于以下用途戰(zhàn)場地面部隊、地面支持人員、固定翼航空兵、旋翼航空兵、航空地面支持人員、車輛運輸(工具)、車輛運輸(裝甲)、安全裝置、軍隊、法律實施人員(警察或SWAT)、艦船(航海)、商業(yè)捕魚(航海)、商業(yè)維護、虛擬現(xiàn)實娛樂、虛擬現(xiàn)實訓練或醫(yī)療設備。盡管這里參考特定實施例示例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于所示的細節(jié)。而是，在權(quán)利要求的等效物的范圍內(nèi)和在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可以對這些細節(jié)進行多種變化。例如，這里所述的連接器可以用于夜視鏡，然而應當知道，本發(fā)明可以用于其它電子裝置或瞄準器，例如單眼或雙眼、照相機、頭盔安裝的顯示屏、平視顯示器或者其它頭盔安裝的光學、光電和/或觀察裝置。
權(quán)利要求
1.一種電連接器，該電連接器包括插頭組件和插座組件，該插頭組件和插座組件各包括本體，該本體具有回轉(zhuǎn)表面；以及至少一個電觸點，該電觸點位于所述本體內(nèi)；凸起，該凸起從所述插頭組件或所述插座組件的所述回轉(zhuǎn)表面伸出；以及凸輪表面，該凸輪表面沿所述插頭組件和所述插座組件中的另一個的所述回轉(zhuǎn)表面限定；其中，當在所述插頭組件和所述插座組件之間接合時，所述插頭組件和所述插座組件的所述回轉(zhuǎn)表面定位成彼此面對，而當所述插頭組件和所述插座組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時， 所述凸起定位成沿所述凸輪表面運動，從而使得所述插頭組件的至少一個電觸點支承抵靠所述插座組件的至少一個電觸點，從而在所述插頭組件和所述插座組件之間建立連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其中所述凸輪表面限定一凹口，該凹口的尺寸設置成接收所述凸起，并且當所述插頭組件和所述插座組件相對于彼此進一步旋轉(zhuǎn)時，所述凸起置于所述凸輪表面的所述凹口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，還包括彈簧，該彈簧位于插頭和插座之間，以便沿朝著所述凸輪表面的方向偏壓所述凸起，或者沿朝著所述凸起的方向偏壓所述凸輪表
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，其中所述插頭組件或所述插座組件的所述至少一個電觸點為彈性銷，當在所述插頭組件和所述插座組件的電觸點之間接合時，所述彈性銷設置成彈性變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，還包括多個凸起，這些凸起沿所述插頭組件或所述插座組件的所述回轉(zhuǎn)表面的周邊間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電連接器，還包括多個凸輪表面，這些凸輪表面沿所述插頭組件和所述插座組件中的另一個的所述回轉(zhuǎn)表面間隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電連接器，還包括限定在相鄰凸輪表面之間的通道，其中， 所述凸起插入通過所述通道，以便使得所述插頭組件與所述插座組件連接，并且所述凸起引導通過所述通道，以便使得所述插頭組件與所述插座組件脫開。
8.一種插頭組件，該插頭組件設置成與插座組件可釋放地連接，以便形成連接器，所述插頭組件包括本體，該本體具有回轉(zhuǎn)表面；至少一個電觸點，該電觸點位于所述本體內(nèi)；以及至少一個凸輪表面，該凸輪表面沿所述本體的所述回轉(zhuǎn)表面限定；當在所述插頭組件和所述插座組件之間接合時，所述插頭組件的所述回轉(zhuǎn)表面定位成面對所述插座組件的回轉(zhuǎn)表面，而當所述插頭組件和所述插座組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，所述插頭組件的所述凸輪表面定位成沿限定在所述插座組件上的凸起運動，從而使得所述插頭組件的所述至少一個電觸點支承抵靠所述插座組件的電觸點，從而在所述插頭組件和所述插座組件之間建立連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭組件，其中所述凸輪表面限定一凹口，該凹口的尺寸設置成接收所述插座組件的所述凸起，且當所述插頭組件和所述插座組件相對于彼此進一步旋轉(zhuǎn)時，所述凸起置于所述凸輪表面的所述凹口內(nèi)，從而限制所述插頭組件和所述插座組件進一步旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭組件，其中所述插頭組件的所述至少一個電觸點是彈性銷，并且當在所述插頭組件和所述插座組件的電觸點之間接合時，所述彈性銷設置成彈性變形。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭組件，還包括多個凸輪表面，這些凸輪表面沿所述插頭組件的所述回轉(zhuǎn)表面間隔開。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的插頭組件，其中所述凸輪表面沿所述插頭組件的所述本體的所述回轉(zhuǎn)表面均勻間隔開。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的插頭組件，還包括限定在相鄰凸輪表面之間的通道，其中，所述插座組件的所述凸起插入通過所述通道，以便使得所述插頭組件與所述插座組件連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的插頭組件，其中所述通道是限定在相鄰凸輪表面之間的凹口。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭組件，其中所述插頭組件的所述凸輪表面相對于被限定在所述插頭組件的所述本體上的水平平面基本上是曲線形、傾斜狀、階梯狀、齒狀或者鋸齒狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭組件，其中所述插頭組件的所述凸輪表面從所述插頭組件的所述本體的所述回轉(zhuǎn)表面伸出。
17.—種插座組件，該插座組件設置成與插頭組件可釋放地連接，以便形成連接器，所述插座組件包括本體，該本體具有回轉(zhuǎn)表面；至少一個電觸點，該電觸點位于所述本體內(nèi)；以及至少一個凸起，該凸起從所述本體的所述回轉(zhuǎn)表面伸出；當在所述插座組件和所述插頭組件之間接合時，所述插座組件的所述回轉(zhuǎn)表面定位成面對所述插頭組件的回轉(zhuǎn)表面，而當所述插頭組件和所述插座組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，所述插座組件的所述凸起定位成沿限定在所述插頭組件上的凸輪表面運動，從而使得所述插座組件的所述至少一個電觸點支承抵靠所述插頭組件的電觸點，從而在所述插座組件和所述插頭組件之間建立連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的插座組件，還包括多個凸起，這些凸起沿所述插座組件的所述回轉(zhuǎn)表面的周邊間隔開。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的插座組件，還包括彈簧，該彈簧與所述插座組件的所述本體連接，該彈簧定位成使得所述插頭組件的所述凸輪表面偏壓抵靠所述凸起。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于頭盔安裝的夜視系統(tǒng)或其它電子裝置的電連接器。電連接器包括插頭組件和插座組件，該插頭組件和插座組件各包括本體，該本體具有回轉(zhuǎn)表面；以及至少一個電觸點，該電觸點位于本體內(nèi)。凸起從插頭組件或插座組件的回轉(zhuǎn)表面伸出，凸輪表面沿插頭組件和插座組件中的另一個的回轉(zhuǎn)表面限定。當在插頭組件和插座組件之間接合時，組件的回轉(zhuǎn)表面定位成彼此面對，而當插頭組件和插座組件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時，凸起定位成沿凸輪表面運動，從而使得插頭組件的至少一個電觸點支承抵靠插座組件的至少一個電觸點，從而在插頭組件和插座組件之間建立連接。
文檔編號H01R13/623GK102318146SQ201080007322
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者C·D·威利, G·S·班迪, K·達米亞諾 申請人:Itt制造企業(yè)公司