用于手持式电子装置的对接站的制作方法

专利名称：用于手持式电子装置的对接站的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于手持式电子装置的对接站。更具体地说，本发 明涉及用于适应具有不同大小和形状的手持式电子装置的对接站。
背景技术：
目前存在多种类型的手持式电子装置，例如，蜂窝电话、个人数字助理 (PDA)、媒体播放器(例如，音乐播放器或视频播放器)、摄像机、游戏机 等。众所周知，这些装置以不同的形状和大小(例如，厚度、宽度和高度) 出现。大小和形状通常取决于外形因素(fomi factors)，这些外形因素包括但 不限于易用性、人机工程学、美学特性以及该装置内部或外部组件的尺寸。 虽然不同的制造商可能生产具有不同形状和大小的相同类型的手持式电子装 置，但一个特定的制造商也可能制造相同类型手持式电子装置的不同款型， 这些不同的款型具有不同的形状和大小。
举例来说，由加利福尼亚州Cupertino的苹果电脑公司(Apple Computer) 制造的iPod产品线形成不同的大小和形状。具体地说，4GB版本的具有药丸 状横截面的iPod Mini的尺寸规格为2.0X3.6X0.5英寸，而标准的iPod具有基 本上为矩形的横截面，其20GB版本的尺寸规格为2.4X4.1X0.57英寸，其 40GB版本的尺寸规格为2.4X4.1 X0.69英寸。此外，iPod的iPhoto型号具有与 标准版本类似的基本上为矩形的横截面，但40GB和60GB两种版本的尺寸规 格均为2.4X4.1 X 0.75英寸。
对接站提供了装置与诸如个人计算机的计算装置或诸如扬声器、监视 器、打印机的外围装置之间传输数据的便利接口，而无需重新连接电缆和断
开电缆的连接。对接站还可提供连接到电源的接口，这样就可以为手持式电 子装置供电或充电(例如，电池)。在大多数情况下，对接站包括插槽，插 槽将手持式电子装置接纳在内。插槽配置成具有与手持式装置的大小和形状 相符的大小和形状，这样手持式装置就紧密地安置在插槽内。此外，插槽中 包括连接器，当把手持式电子装置放入插槽内时，该连接器以可操作方式与 手持式电子装置的端口接合。连接器通过电缆耦合到外部系统，这样手持式 电子装置和外部系统之间就可以进行通信。
由于插槽的大小和形状与特定的手持式装置的大小和形状相符，所以对 接站通常专用于特定的手持式装置。其它装置通常不能使用该对接站。插槽 自身不能支持多于一个装置。因而，拥有多个装置的用户就必须使用多个对 接站，其中每一个对接站适用于其中一个装置。这将产生混乱并使用户感到 困惑。这也给多种装置的制造商带来了问题，即他们需要生产多种对接站 (其中每一种对接站用于每一种特定装置)，这增加了装置的设计、制造、组
装和包装的成本和复杂性。这对于诸如前面所述的iPod的相同产品线中的装
置更是如此。
一些对接站与能够改变插槽大小和形状的可拆定位片组合，从而可以容 纳多于一个装置。
图1是使用了可拆定位片12的对接站10的示意性侧视图。可拆定位片 12位于对接站10的外壳16中的开口 14内，它包括凸缘18和设置在凸缘18 下方的缓冲件20。向外突出的凸缘18和缓冲件20完全围绕着定位片12的周 边。缓冲件20由诸如橡胶的可形变材料构成，它能够在插入和抽出期间向内 变形，这样容许将缓冲件20压在开口 14的边缘22上。周边凸缘18和缓冲件 20协作形成了用以捕获边缘22的通道，以此将定位片12固定到对接站10的 外壳16。此外，定位片12包括开口 26，它接纳位于对接站IO的开口 14内的 连接器28。
尽管这样的定位片达到了其目的，但它们也有一些缺点。举例来说，定 位片难以插入和拔出，并且有一种粗暴感，给用户留下负面印象。这是部分 地因为对接站内定位片的垂直定位方式、以及由于橡胶缓冲件多少具有刚性 且完全围绕定位片而需要较大的力来克服橡胶缓冲件。此外，如果插入物包
括斜向盆槽(basin)，就必须使盆槽底部的孔足够大以允许连接器有足够空 间(例如，间隙)。然而，这留下了空隙，既不美观也提供了灰尘和其他物 质进入对接系统的路径。
因此，需要一种采用定位片的改进的对接站。

发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种用于具有不同的形状和大小的手持式 装置的对接站。该对接站包括内部形成有空腔的顶部构件。空腔配置成以可 旋转方式接纳可拆插入物，该插入物适应具有特定大小和形状的手持式装置 的底端。
在另一个实施例中，本发明涉及一种用于具有不同的形状和大小的手持 式装置的可拆插入物。该可拆插入物包括具有开口和封闭区域的盆槽，其接 纳特定大小和形状的手持式装置的底端。盆槽配置成以可旋转方式插入和拔 出对接站。可拆插入物在初始位置和安装位置之间旋转，在处于初始位置时 可拆插入物能够被插入或抽出，在处于安装位置时可拆插入物被固定在对接 站中。
在另一个实施例中，本发明涉及一种用于手持式装置的对接系统。该对 接系统包括对接站。该对接系统还包括可拆插入物。可拆插入物配置成在插 入和抽出对接站的过程中相对于对接站旋转。
在另一个实施例中，本发明涉及一种对接站。该对接站包括内部形成有 空腔的顶部构件。空腔配置成以可旋转方式接纳可拆插入物，该可拆插入物 适应具有特定大小和尺寸的手持式装置的底端。该对接站还包括设置在空腔 内的连接器。连接器穿过空腔的底壁伸出。该对接站还包括卡圈，卡圈围绕 连接器的底部并位于该底部上。卡圈和连接器一起穿过空腔的底壁伸出。卡 圈被配置成在把可拆插入物放入顶部构件内的空腔时与可拆插入物的开口产 生紧密配合。可拆插入物中的开口配置成容许可拆插入物以不碰到连接器的 方式旋入空腔内。
在另一个实施例中，本发明涉及一种用于具有不同形状和大小的手持式 装置的可拆插入物。该可拆插入物包括具有开口和封闭区域的盆槽，其接纳
具有特定大小和形状的手持式装置的底端。盆槽配置成在对接站的空腔内插 入和抽出。该可拆插入物还包括凸缘，该凸缘围绕盆槽内的开口且从该幵口 延伸。凸缘配置成位于对接站的凹槽内。在插入物插入和抽出对接站的空腔 过程中，凹槽捕获凸缘并为插入物提供参考点。此外，可拆插入物还包括一 个或多个从盆槽前壁延伸的突舌，突舌配置成与位于对接站空腔内的对应插 槽配合。该可拆插入物另外还包括制动片，其形成于盆槽后壁上并配置成与 位于对接站空腔内的闩锁紧密配合。
在另一个实施例中，本发明涉及一种对接系统。该对接系统包括对接 站。对接站包括顶部构件。对接站还包括凹部，该凹部形成于顶部构件内并 配置成在其中接纳多个插入物。空腔包括开口和封闭区域，所述开口和封闭 区域的大小被设置成适应最大的插入物。封闭区域有侧壁和底壁，所述侧壁 和底壁在插入物放入到空腔内时围绕插入物。此外，对接站还包括凹槽，所 述凹槽形成于顶部构件内并围绕凹部的开口。对接站另外还包括连接器，所 述连接器位于凹部内并穿过凹部的底壁伸出。对接站还包括卡圈，卡圈围绕 连接器的底部并且位于该底部上。卡圈与连接器一起穿过凹部的底壁伸出。
对接系统还包括多个可拆插入物。每个可拆插入物包括盆槽，该盆槽配 置成以可旋转方式插入对接站的凹部。盆槽包括开口和封闭区域，所述开口 和封闭区域的大小被设置成适应特定的手持式装置。封闭区域有侧壁和底 壁，所述侧壁和底壁围绕特定的手持式装置的底部。底壁包括孔，所述孔用 于当盆槽在对接站的凹部内旋转时接纳连接器和卡圈。孔的边缘包括倒角，
使得当盆槽在对接站的凹部内旋转时，盆槽越过(clear)连接器。每个可拆插 入物还包括凸缘，凸缘围绕盆槽内的开口并且从该开口延伸。凸缘配置成放 置在顶部构件中的凹槽中。当插入物被插入和抽出对接站的凹部内时，凹槽 捕获凸缘并提供参考点，插入物围绕着参考点旋转。
此外，对接系统还包括保持机构，所述保持机构配置成把插入物固定到 对接站内。保持机构包括一个或多个形成于凹部前壁内的插槽。保持机构还 包括一个或多个从盆槽前壁延伸的突舌，所述突舌配置成与插槽配合。保持 机构还包括形成于盆槽后壁的制动片。保持机构另外还包括位于凹部后壁上 的闩锁，所述闩锁配置成在锁定位置和开锁位置之间移动，在处于锁定位置
时制动片由闩锁捕获，而在处于开锁位置时制动片从闩锁中释放。闩锁包括 制动器，当插入物旋入它在对接站凹部内的最终位置时，该制动器与制动片 以弹簧方式啮合。闩锁还包括挠性部分，它使制动器向凹部的中心偏置。


通过结合附图参考以下描述可以更好地理解本发明，其中
图1是使用可拆定位片的对接站的示例性侧视图。
图2是按照本发明一个实施例的对接系统的简图。
图3A是按照本发明一个实施例的对接系统的正面立体图。
图3B是图3A所示的按照本发明一个实施例的对接系统的后面立体图。
图4A和4B是按照本发明一个实施例的对接系统的侧视图。
图5A和5B是按照本发明一个实施例的对接系统的侧视图。
图6是按照本发明一个实施例的对接系统的立体图。
图7是按照本发明一个实施例的对接系统的立体图。
图8是按照本发明一个实施例的具有集成对接站的音响系统的立体图。
具体实施例方式
本发明大体上涉及一种用于便携式电子装置的对接站。对接站提供了 用于快速和容易地将手持式电子装置与诸如计算机、电源的其它系统或装 置或诸如监视器、键盘、扬声器等的外围装置相连接的平台。使用对接站 的一个主要优势在于用户不必分别地每次连接一个装置。
对接站可以为一个独立单元，它通过有线连接(例如，电缆)或无线连 接(诸如，蓝牙)与其它装置或系统通信，另一种方案是，对接站可以直接 集成到其它装置或系统。在任一情况下，对接站都包括用于接纳便携式电子 装置的开口或插槽。开口一般配置成在直立(例如，垂直的)或平卧(例如 水平的)位置，以便在访问便携式电子装置的m.部分时支撑便携式电子装 置。
对接还包括接合便携式电子装置与其它装置或系统的方式。举例来说， 当把便携式电子装置放入开口时，开口可包括一个或多个连接器来与便携式
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电子装置上的一个或多个端口接合。在独立单元的情况下，连接器可耦合到 其它连接器、端口或收发设备，它们提供与其它装置或系统的外部连接。在 集成对接站的情况下，连接器可直接以有线方式连接到主机装置的组件。
更具体地说，本发明涉及一种对接站，它采用了可拆插入物，所述可拆 插入物适应不同大小和形状的便携式手持装置。对接站包括开口，用于接纳 多种不同的插入物，每个插入物有插槽或开口，该插槽或开口适应特定的手 持式装置。插入物的数量通常取决于对接站服务的装置的数量。本发明一方 面涉及旋入和旋出对接站的插入物。本发明另 一方面涉及一种快速释放锁定 机构，它容许临时将插入物固定到对接站。两种特征都容许简单、轻易、不 费力地在对接站内插入和抽出插入物(从而为用户留下一个正面印象)。
下面参考图2-8讨论本发明的实施例。然而，本领域的普通技术人员容易
理解。此处所给出的关于这些附图的详细描述是为了说明性的目的，因为本 发明的范围不止这些有限的实施例。
图2是按照本发明一个实施例的对接系统100的简图。对接系统100包括 单个对接站102和多个插入物104。对接站102接纳每个插入物104，且每个 插入物104配置成适应不同大小和形状的手持式装置106。实质上，插入物容 许在同一对接站内放入不同尺寸的装置。如图所示，对于每一个不同配置的 手持式装置106A-C都有插入物104A-C。例如，手持式装置106A-C可对应于 媒体播放器，比如加利福尼亚州Cupertino的苹果电脑公司(Apple Computer, Inc.)制造的iPod类媒体播放器。
在大多数情况下，对接站102包括开口 108，用于接纳每个插入物104， 插入物104包括开口 110，用于接纳具有特定大小和形状的手持式装置106。 也就是说，对接站102中开口 108的大小和尺寸被设置成容许在其中放入各个 插入物104，而插入物104中开口 110的大小和尺寸被设置成容许在其中放入 特定的装置。另外，开口 108和110可以配置为将手持式装置106支撑在直立 (例如，垂直的或倾斜的)或平卧(例如，水平的)位置。当直立时，开口 108和110通常配置成围绕手持式装置106的正面、背面和左侧、右侧；当平 卧时，开口 108和110通常配置成围绕手持式装置106的顶部、底部和左侧、 右侧。在任一情况下，优选地保持对手持式装置106的U丄部分112的访问(access)。
当耦合到插入物104时，手持式装置106配置成正确地与对接站102接 口，以容许在手持式装置106和连接到对接站102的其它装置或系统之间的通 信。例如，对接站102可以包括连接器114，它位于开口 108内且通过插入物 104内的孔118与手持式装置106上的端口 116耦合。插入物104内的开口 110 配置成将手持式装置106的端口 116导向为与孔118内所放置的连接器114对 准。
对接站102可以为一个独立单元，它通过有线连接(例如，电缆)或无 线连接(例如，蓝牙)与其它装置或系统通信，或者作为另一种方案，对接 站102可以直接集成到其它装置或系统内。 一种可用的对接站实例可以参见 申请号为10/423,490的美国专利申请，在此引用其作为参考。
参考图3A和3B，将更详细地描述对接系统100的一个实施例。在该实 施例中，对接站102是一个独立单元。然而，应当明白，该独立对接站的特 征同样适用于集成对接站。
如图所示，对接站102包括位于顶部构件152内的空腔150。空腔150是 凹坑或凹部，在其中能够接纳各个不同的插入物104 (并且可能接纳最大的手 持式装置)。空腔包括开口 156以及具有侧壁160和底壁162的封闭区域。将 插入物104放于开口 156内且位于由各个壁160和162围绕的空腔150内。空 腔150的大小和形状通常配置为适应最大的插入物104。另一方面，顶部构件 152是对接站102的外壳154的一部分。
连接器114位于空腔150内，且通常从空腔150的底壁162伸出。例如， 连接器114可以附着于PCB，且通过底壁162中的孔164延伸出来。在集成系 统中，连接器114通常与主机系统的组件(例如，内置扬声器(boombox)) 硬连线。在独立系统中，连接器114可以电连接到位于对接站102侧面、特别 是对接站102背面的不同的IZO接口 166，这样对接站102就可以与其它装置 或系统通信。举例来说，I/O接口可以包括音频和视频插孔、数据端口、电气 出线口等。
对于插入物104，插入物104包括盆槽170，用于接纳手持式装置底端。 与空腔150类似，盆槽170包括开口 172以及由侧壁174和底壁176形成的封
闭区域。然而，与空腔150不同的是，开口 172和壁174和176的大小和尺寸 被调整为对应于特定的手持式装置。也就是说，盆槽170的内周与特定的手 持式装置的外周相符。此外，盆槽170具有深度，该深度在直立方向支持手 持式装置的同时还在把手持式装置放入插入物104和对接站102时提供了对手 持式装置的用户接口的访问。另外，盆槽170的深度和外周比空腔150的深度 和内周小，这样就可以适当地将盆槽170装入空腔150内。
盆槽170可以是垂直的或倾斜的。在所示实施例中，盆槽170是倾斜的， 这样就在手持式装置位于对接站102内时以倾斜方向将其放入盆槽170。举例 来说，角度可以与垂直方向大约成15度。
在盆槽170的底壁176内设置用于接纳连接器114的孔118。连接器114 通过孔118延伸到盆槽170内，这里它最终插入手持式装置底端的端口。在大 多数情况下，连接器114位于与侧壁174平行的位置。这样，连接器114与盆 槽170具有相同的角度。实际上，禾U用盆槽170的侧壁174在连接器114上引 导手持式装置并与连接器114啮合。
插入物104可以由空腔150的壁和域对接站102的顶部构件152来支撑。 在所示实施例中，插入物104包括凸缘178,它围绕盆槽170内的开口 172且 位于对接站102的顶部构件152上。更具体地说，顶部构件152包括凹槽部分 180，它围绕空腔150的开口 156且在其中接纳凸缘178。凸缘178通常有外部 轮廓，它与凹槽部分180的内部轮廓相符。这用于减小插入物104和对接站 102之间的空隙，且提供配合表面用以相对于对接站102放置和支撑插入物 104，例如，帮助对齐孔118和连接器114。此外，凹槽部分180的深度通常 与凸缘178的厚度相符，这样当把插入物104装入对接站102内时，插入物 104的上表面与顶部构件152的上表面相平齐。这种特定的配置提供了一个使 用户感到美观的干净、连续的外观。这也有助于隐藏使用了插入物的事实。
按照本发明的一个实施例，通过旋转动作将插入物104放入对接站102 内。也就是说，插入物104配置为相对于对接站102在释放位置和安装位置之 间旋转。旋转动作提供了更文雅的用于将插入物104插入对接站102和从对接 站102中拔出插入物104的解决方案。
在插入期间，用户把插入物104的前方凸缘178A放入对接站102的前方
凹槽180A内，并且围绕该接口旋转插入物104。凹槽180A捕获前方凸缘 178A且提供参考面，可以围绕该参考面旋转插入物104。在旋转动作的结 尾，整个凸缘178置入凹槽180内，从而根据所需的与对接站102的关系放入 插入物104。也就是说，将盆槽170放入空腔150内，连接器114通过盆槽 170底部的孔118延伸。
在抽出或拔出期间，用户提起插入物104的后端使其脱离对接站102，且 围绕凸激凹槽的接口旋转插入物104。随着插入物104的旋转，从空腔150中 拉出盆槽170，且从孔118中拔出连接器114。在旋转的结尾，插入物104脱 离对接站104，这样就能够从对接站102中拔出插入物104。在一些情况下， 插入物104的后端可以包括孔穴182,孔穴182形成凸缘，该凸缘能够用作把 手来提起插入物104使其脱离对接站102。
按照本发明的另一个实施例，对接系统IOO包括用于将插入物104固定到 对接站102的保持机构。保持机构具有至少两个特征，即插入物特征192和对 接站特征194。这些特征以协调方式定位，使得当插入物104插入到对接站 102时(例如，通过旋转动作)，特征192和194彼此啮合以将插入物104固 定到对接站102。在大多数情况下，以围绕盆槽170和空腔150周边的方式来 定位特征192和194。例如，特征192和194可位于侧壁上，包括前、后、右 和左壁上。此外，通常以相对的关系定位配对特征192和194。例如，如果前 壁上有配对特征192和194，则一般在后壁上也有配对特征192和194。特征 可以广泛地变化。举例来说，特征可以包括突起物、凹槽、通道、制动片 (catch)、扣钩、插槽、导向件(guide)、突舌(tab)和/或能够彼此配合以 将插入物104保持在合适位置上的相似特征。特征192和194还可包括更复杂 的机构，例如闩锁(latch)、锁合装置、弹扣(snap)和/或摩擦联轴节。
在所示实施例中，插入物104前侧包括一个或多个突舌或扣钩192A，它 们与位于空腔150前侧的一个或多个插槽194A配合(反之亦然)。此外，插 入物104后部包括制动片192B,它与位于空腔150后部的闩锁194B配合。闩 锁194B配置成在锁定位置和开锁位置之间移动。在锁定位置，闩锁194B捕 获制动片192B，因此将插入物104固定到对接站102。在开锁位置，从闩锁 194B中释放制动片192B，因此容许从对接站102中拔出插入物104。制动片
可以广泛地变化。例如，可以从孔穴、肋、凹部、开口等中选择制动片。
在插入期间，举例来说，当向内旋转插入物104时，插槽194A配置成捕 获突舌192A，闩锁194B配置成捕获制动片192B，从而将插入物104固定到 对接站102。例如，可以在旋转动作期间或之后，通过把闩锁194B从开锁位 置移动到锁定位置来使闩锁194B捕获制动片192B。
在抽出期间，举例来说，当向外旋转插入物104时，制动片192B配置成 脱离闩锁194B，突舌192A配置为脱离插槽194A，从而从对接站102中释放 插入物104。例如，可以在旋转动作之前或期间，通过把闩锁194B从锁定位 置移动到开锁位置来使制动片192B脱离闩锁194B。
在一些情况下，插入物104可以另外包括拉手或把手182，用于帮助制动 片脱离闩锁和/或帮助从空腔中拔出插入物。拉手182提供了表面，用户可以 抓取该表面以提起插入物使其脱离空腔。举例来说，拉手182可以是凹槽或 背脊，两者都可由用户的手指所抓住。
参考图4A和4B，将更详细地描述对接系统100的一个实施例。在该实 施例中，插入物104配置为旋进和旋出对接站102。例如，可以在释放位置 (图4A)和锁定位置(图4B)之间旋转插入物104。在释放位置，可以从对 接站102中拔出插入物104。在锁定位置，可以将插入物104固定到对接站 102。如上所述，在旋转期间，插入物104围绕轴线枢转，该轴线产生于前方 凸缘178A与前方凹槽180A之间的接口处。也就是说，凸缘178A的边缘邻接 凹槽180A的边缘，从而迫使插入物104围绕该点旋转。当旋转插入物104 时，盆槽170插入到空腔150内，且凸缘178的剩余部分与凹槽180的剩余部 分相接触，直至后部凸缘178B和后部凹槽180B完全啮合。后部凸缘180B对 旋转的插入物104用作邻接制动器。在其最终位置，凸缘178由对接站102的 凹槽部分180支撑，从而插入物104也由该部分支撑。
由于旋转插入物104，所以使盆槽170底部的孔118比连接器114大，这 样当把插入物104旋入对接站102中适当的位置时有足够的空隙。较大的孔 118提供了足够的空间以使孔118围绕连接器114旋转，艮P，连接器不会阻止 插入物104的移动。然而，当插入物104最终位于对接站中时，这在孔118和 连接器114的边缘之间留下了些微空隙。为了解决这个问题，连接器114配置
成具有卡圈或套200，它们的外圆周与孔118的内圆周相符。卡圈200填充了 孔118的边缘与连接器114之间通常情况下存在的空隙，因而使得对接站102 在阻止积累灰尘的同时也更加美观。
如图所示，卡圈200位于连接器114底部，它具有一定的高度，这使得它 不与旋转的插入物104相干扰。卡圈200配置成围绕连接器114，并且在大多 数情况下，卡圈200的内周与连接器114的外周相符合。卡圈200可以包括倒 角202，它与孔118边缘上相应的倒角204匹配地啮合。倒角202和204帮助 相对于连接器114适当地放置插入物104。倒角204还在旋转的插入物104与 连接器114之间提供了更多空隙(没有倒角204，插入物104可能无法旋过连 接器114，这使拔出或插入更加困难)。连接器114自身还可以包括锥形边缘 206，当把插入物104旋入对接站102内适当的位置时，它在连接器114和孔 118边缘之间提供了更大的空隙。
当组装时，将连接器114定位于PCB 208上，将卡圈200放置在连接器 114之上。其后，在连接器114之上适当的位置设置顶部构件152，从而在连 接器114和空腔150底壁之间捕获卡圈200。通过空腔150底壁中的开口插入 连接器114和卡圈200。卡圈的外周通常与底壁中开口的内周相符(例如，紧 配合)。为了使卡圈200保持被捕获状态，卡圈200可以包括凸缘209，该凸 缘向外突出且和底壁后表面啮合。
为了把插入物104固定在空腔150内，对接系统100还包括锁定/保持机 构。在一个实施例中，插入物104包括一个或多个沿着前表面且位于凸缘 178A下方的突舌210。突舌210配置成与相应的插槽212匹配地啮合，所述插 槽沿着空腔150的前壁且位于凹槽部分180A的下方。插入物104还包括肋 214，它位于凸缘178B下面，沿着插入物104的后表面且从插入物104后表面 向外伸出。肋214配置为接纳闩锁216，该闩锁位于空腔150的后表面上，且 在凹槽部分180B下面。当以匹配地啮合方式放置时，突舌210和闩锁216使 插入物104固定到对接站102。突舌/插槽接口和肋/闩锁的深度被设置成使得 当插入物104完全插入对接站102内时，凸缘178位于凹槽180内。
如图所示，闩锁216包括制动器(detent) 218，当插入物104旋入对接站 102内适当的位置时，制动器218弹到肋214上方。制动器218设置为通过空
腔150后壁的开口 220，且通过弹簧作用而向空腔150的中心受到偏压。例 如，制动器218可以附着在挠性部分222上，所述挠性部分222使制动器218 向前方位置受到偏压。当插入物104旋入对接站102中时，肋214与对接站 102的制动器218啮合，且对制动器218向远离空腔150的中心的后部位置 (通过凸轮作用)施力。当制动器218移过肋时，制动器218恢复其前方位 置，从而把肋214限制在制动器218下面。为了拔出插入物104，用户简单地 拉起插入物104。在拉起动作中，制动器218靠着肋214的边缘滑动。当提供 了相当大的拉力时，制动器218移到后面位置，从而从制动器218中释放肋 214。 一旦释放，就可以自由地从对接站102的空腔150中旋出插入物104。
具体地说，制动器218附着于或整体连接到挠性部分222。挠性部分222 设置在空腔150后部的开口 220内，且附着于对接站102的结构元件224，例 如外壳元件或框架元件。挠性部分222向前部位置受到弹簧偏压，这样挠性 部分222的正面226定位成通过开口 220且与空腔150后壁的表面大体平齐。 制动器218位于正面226上，并从正面226大体上向外伸出。制动器218可以 经过圆角处理，以此与盆槽170底壁并最终与肋214的提供光滑凸轮作用。至 少出于相同的原因，肋214也可以经过圆角处理。
当插入物104旋入对接站102时，盆槽170的外表面与制动器218啮合， 并且克服挠性部分222的弹簧作用强迫制动器218到远离空腔150中心的后面 位置。也就是说，挠性部分222在凸轮力量下向后弯曲，从而容许制动器218 从空腔150移出且移入对接站102内部。当肋214位于制动器218下面时，挠 性部分222恢复其自然的前面位置，这样将肋214限制在制动器218下面。结 果，防止了插入物104自身移出对接站102。
为了拔出插入物104，用户简单地拉起插入物104，当提供了相当大的拉 力时，挠性部分222弯曲，从而从制动器218中释放肋214。 一旦释放，就可 以自由地从对接站102中旋出插入物104。使用这种配置，当把插入物104旋 进和旋出对接站时，用户仅需克服制动器/肋接口处的弹力。经过适当地设计 就可以简单、轻易、不费力地插入和拔出插入物。
通常认为弹力越大，插入物104和对接站102之间的保持力就越大。然 而，如果这种力太大，就可能难以拔出插入物104。因此将弹力设计为提供有限的保持力。例如，保持力足以把插入物104固定到对接站102，同时还容许
用户往对接站102内推入和从对接站102中拉出插入物104。这种配置的一个 优势在于插入物104不会被锁紧或扣住，因此在旋转动作期间可以容易地从 对接站102中拉出和往对接站102内推入插入物104， g卩，插入物104容易地 旋入和旋出。
在一个实施例中，保持机构包括位于前表面的一对突舌210和一对相应 的插槽212，以及位于后表面的单个肋214和相应的闩锁216。该对突舌/插槽 的接口通常在空间上与对接站102的中心隔开同样的距离，肋/闩锁接口通常 位于对接站102的中心。应当了解这种三角形设置在插入物104和对接站102 之间提供了三点稳定性。
应该认识到用于与制动器接口的肋并不是限制性的。作为另一种选择， 插入物可以包括凹槽、插槽或孔穴来匹配地接纳制动器。在其中的每种情况 下，通过挠性部分的力量把制动器限制在凹槽、插槽或孔穴所提供的空间 内，从而把插入物固定在开口内。在一个实施例中，肋是凹部的底壁，该凹 部还包括上壁和侧壁，这样形成了一个从插入物后表面延伸出去的孔穴。当 例如因盆槽的深度小而采用较长的长度时，这种特定的实施方式为肋提供了 更大的稳定性。
参考图5A和5B，将更详细地描述对接系统100的另一个实施例。该实 施例与图4A和4B中所示及所述的实施例相似，然而，与那个实施例不同的 是，仅仅将制动器218设置成通过空腔150后部的开口 220 (而非挠性部分 222)。调整开口 220的大小和尺寸使其仅接纳制动器218从其通过。此外， 制动器218与狭长的挠性部分232 (或者弹性臂)接合，该挠性部分232沿着 空腔150的后壁内部延伸，并在该处附着于诸如外壳构件或框架构件的结构 元件234。例如，结构元件234可以是对接站102的底部构件。与图4所述实 施例相似，挠性部分232能够弯曲，以使在插入物104旋入和旋出对接站102 时容许制动器218通过开口 220移入和移出。作为另一种选择，挠性部分232 可以附着于顶部外壳152。
图6是按照本发明一个实施例的对接系统的分解立体图，该对接系统能 够集成到其它装置。例如，对接系统可以对应于图4A和4B中所述的对接系
统。如上所述，将集成对接站集成或内置于诸如个人电脑、音响系统、视频 系统、记录设备、通信设备的其它装置和诸如打印机、键盘等的外围装置。 在集成对接站中，通常由与它集成的装置的外壳提供底部，即对接站使用装 置的外壳而不是具有自己的外壳。
在这个实施例中，对接站102包括顶部构件152和框架252。顶部构件 152通常位于主机装置的外壳的外表面，框架252通常位于主机装置的外壳 内。顶部构件152可以是主机装置的外壳的集成部分，或者它可以是位于主 机装置的外表面内的单独组件。在任一情况下，顶部构件形成了主机装置的 外壳的一部分，通常是主机装置顶面的一部分。框架252也可以是主机装置 的外壳的集成部分，或者是置于主机装置的外壳内且固定到该外壳的分离元 件。例如，如果不是与之集成构成的，则框架252可通过胶合、紧固件、焊 接、弹扣等方式附着于主机装置的外壳。
顶部构件152位于框架252之上且附着于该框架。顶部构件152附着到框 架252的方式可以广泛地变化。例如，顶部构件152可以通过胶合、紧固件、 焊接、弹扣等方式附着于框架252 (反之亦然)。在一个实施例中，顶部构件 152通过弹扣机构附着于框架252。因此，顶部构件152可以通过弹压动作附 着于框架252，即扣在适当的位置。弹扣机构通常包括顶部构件152上的弹扣 特征253A，它与框架252上对应的弹扣特征253B相啮合。在一些情况下，弹 扣特征253还可用作顶部构件152和框架252的强化元件。
框架252配置为支撑挠性部分222，挠性部分222位于顶部构件152的开 口 220内。举例说明，挠性部分222可以附着于框架252的支撑平台258。支 撑平台258提供了参考表面，用以相对于顶部构件152正确地放置挠性部分 222。可以使用任何合适的连接技术，例如，包括紧固件、胶合、焊接、弹扣 等。框架252还配置为支撑印刷电路板(PCB) 254。 PCB 254包括连接器114 和各种电子组件，用于操作对接系统以及在对接系统和主机装置之间传送信 号。可以使用任何合适的连接技术，例如，包括紧固件、胶合、焊接、弹扣 等。
应该认识到图6所示的实施例不是限制性的，集成对接系统的配置可以 广泛地变化。举例来说，在一些情况下，可以不使用框架。在这种情况下，
PCB和挠性部分可以附着于顶部构件。
图7是按照本发明一个实施例的独立对接系统的分解立体图。举例来 说，对接系统大体上对应于图5A和5B中所述的对接系统。该独立对接系统 大体上包括与主机装置分离的对接站。对接站通常通过有线连接或无线连接 与主机装置通信。例如，对接系统可通过电缆连接到主机装置。
在该实施例中，对接站102包括顶部构件152和底部构件276，它们形成 了对接站102的外壳。顶部构件152和底部构件276在组装时配置成在内部封 闭各种电子组件和结构组件。顶部构件152和底部构件276还在组装时配置来 限定了对接站102的形状或形式。例如，形状基本上可为长方体(如图所 示)，或者作为另一种选择，形状可为圆形、立方体等。举例来说，顶部和 底部构件152和276可以使用任何合适的技术来连接，例如包括螺丝、螺栓、 胶粘剂、焊接、闩锁、弹扣等。在所示实施例中，顶部和底部构件通过弹扣 机构连接，从而保持对接站的外表面。在该实施例中，顶部构件的侧边在底 部构件的侧边上滑动，从而使弹扣特征可以彼此啮合。
对接站还包括各种组件，它们位于经组装的顶部和底部构件内。例如， 对接站可以包括钢制配重272来稳定对接站，以及印刷电路板(PCB) 274来 支持对接站的电子电路，这些电子电路例如包括连接器114以及对接站的各 种插口和端口 166。对接站还封闭了挠性部分232。然而，与图5A和5B中所 示实施例不同的是，挠性部分232附着于顶部构件152上并定位成使得制动器 218延伸到插入物104的空腔150内。可以使用任何合适的连接技术，例如， 包括紧固件、胶合、焊接、弹扣等。在所示实施例中使用了螺丝。作为另一 种选择，挠性部分可以与顶部构件形成一体。
应该认识到图7所示的实施例不是限制性的，独立对接站的配置可以广 泛地变化。举例来说，在一些情况下，挠性部分可以直接或间接地附着于底 部构件276而非顶部构件。此外，对接系统可包括另外的诸如橡胶底脚270的 组件，该组件附着于底部构件的下表面(例如，通过胶合)。
图8是按照本发明一个实施例的具有集成对接站302的音响系统300的立 体图。例如，集成对接站302可以对应于图6中所述的对接站。另一方面，音 响系统300是内置扬声器或便携式音乐系统，它包括底部304和一对扬声器 306。对接站302集成在底部304内，且容许不同的手持式电子装置，特别是 诸如iPod的音乐播放器来与底部304的内部电路通信，这样存储在音乐播放 器内的音乐就能够通过扬声器306在内置扬声器上广播。对接站302可以放置 在底部304的任何位置。然而，在所示实施例中，对接站304设置在底部304 的上表面。
在上述各个不同的实施例中，对接站的组件可由多种材料形成。举例来 说，诸如聚碳酸酯(PC) 、 ABS或PC-ABS的塑料材料可用于外壳、插入物 及闩锁机构(例如挠性部分和制动器)。作为另一种选择，挠性部分可由诸 如弹簧钢的金属材料形成。
尽管已经以优选实施例的形式对本发明作了描述，但仍有存在落在本发 明范围之内的变型、替换和等效方式。应该认识到存在许多备选的方式来实 现本发明的方法和设备。因此，随后所附的权利要求书应该理解为包括了所 有这些落在本发明真实的精神和范围内的变型、替换和等效方式。
权利要求
1. 一种对接站，用于具有不同形状和大小的手持式装置，所述对接站包括顶部构件，所述顶部构件中形成有空腔，所述空腔配置成以可旋转方式接纳可拆插入物，所述可拆插入物适应具有特定大小和形状的手持式装置的底端。
2. 如权利要求1所述的对接站，其中，所述空腔包括一个或多个位于所述 空腔第一侧的插槽、以及位于所述空腔第二侧的闩锁，所述第一侧与所述第 二侧相对，所述插槽配置成捕获所述可拆插入物的对应突舌，所述闩锁配置 成捕获所述可拆插入物的肋。
3. 如权利要求2所述的对接站，其中，所述空腔包括一对位于所述空腔前侧的插槽，所述插槽位于所述空腔中心的相反侧并彼此间隔，其中，所述闩锁位于所述空腔后侧且邻近所述空腔中心，所述插槽和所述闩锁共同工作以 在所述可拆插入物与所述对接站之间提供三点稳定性。
4. 如权利要求2所述的对接站，其中，所述闩锁包括制动器，当所述可拆插入物旋入所述对接站内的位置时，所述制动器以弹簧方式与所述可拆插入 物的所述肋啮合，所述制动器设置为通过所述空腔后侧的开口 。
5. 如权利要求4所述的对接站，其中，所述制动器附着于挠性部分，所述 挠性部分沿朝向前侧的方向将制动器偏置到前向位置。
6. 如权利要求1所述的对接站，其中，所述空腔包括开口和封闭区域，并 且其中，所述顶部构件包括从所述开口延伸的凹槽，所述凹槽配置成当所述 可拆插入物以可旋转方式由所述空腔接纳时支撑所述可拆插入物并将其相对 于所述对接站进行定位，所述凹槽提供了参考点，所述可拆插入物在被插入 和抽出所述对接站时围绕所述参考点旋转。
7. 如权利要求1所述的对接站，还包括设置在所述空腔内的连接器，所述连接器通过所述空腔的底壁伸出；以及围绕所述连接器的底部且位于所述底部的卡圈，所述卡圈与所述连接器 一起通过所述空腔的底壁伸出。
8. 如权利要求1所述的对接站，其中，所述对接站是独立单元，其通过有 线连接或无线连接以可操作方式耦合到外部电子装置。
9. 如权利要求1所述的对接站，其中，所述对接站被集成电子装置内。
10. —种对接站，包括顶部构件，其上形成有空腔，所述空腔配置成以可旋转方式接纳可拆插入物，所述可拆插入物适应具有特定大小和形状的手持式装置的底端；设置在所述空腔内的连接器，所述连接器穿过所述空腔的底壁伸出；以及 卡圈，围绕所述连接器的底部并位于所述底部，所述卡圈与所述连接器 一起穿过所述空腔的底壁伸出，所述卡圈被配置成在所述可拆插入物位于所 述顶部构件的空腔内时与所述可拆插入物内的开口产生紧密配合，所述可拆 插入物内的开口配置成容许所述可拆插入物以不碰到连接器的方式旋入所述 空腔内。
11. 如权利要求10所述的对接站，其中，所述对接站还包括保持机构，用 于将所述可拆插入物保持在所述空腔内。
12. 如权利要求11所述的对接站，其中，所述保持机构包括一个或多个前 部保持特征和一个或多个后部保持特征，每个所述保持特征与所述可拆插入 物上的对应保持特征匹配地啮合，以将所述可拆插入物固定到所述对接站的 空腔内。
13. 如权利要求12所述的对接站，其中，保持特征中至少一者是闩锁，用 于将所述可拆插入物固定到所述对接站的空腔内和从所述对接站的空腔中释 放所述可拆插入物。
全文摘要
本申请公开了一种对接系统。该对接系统包括单个对接站和多个插入物，插入物被放入对接站内，使对接站能够适应具有不同大小和形状的手持式装置。对接系统设置有通过旋转动作而匹配地彼此啮合的对接站和插入物。对接系统还设置有保持机构，当插入物旋转成与对接站啮合时，该保护机构将插入物固定到对接站内。
文档编号G06F1/16GK101387900SQ200810167320
公开日2009年3月18日 申请日期2006年8月2日 优先权日2005年8月24日
发明者理查德·P·霍瓦瑟, 维姆·克鲁伊杰曼斯, 菲利普·M·霍布森 申请人:苹果公司