用于模块化移动电子设备的模块对接的系统的制作方法

本申请要求于2014年8月22日提交的美国临时申请No.62/040,860的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及移动电子器件领域，并且更具体地涉及用于移动电子器件领域中模块化移动电子设备的模块接口的新的和有用的系统。

背景技术：

当前移动电子设备的设计方法创建出在功能和设计方面都是静态的设备。公司试图通过生产各种具有不同功能和不同设计的设备来解决这个问题。结果，使用这种设备的用户被迫做出让步；他们无法自定义用户移动设备的功能和设计，来真正满足用户的需求和偏好。模块化移动电子设备可以用于满足用户的需求和偏好；但是对于作为模块化移动电子设备的一部分而工作的模块，所述模块必须能够与模块化移动电子设备对接。移动电子设备的典型模块化附加件(add-on)的接口设计不尽人意；它们在附接时通常不固定、容易断开并且被设计成不可重复连接和断开。这些特性使用户不太倾向于使用附加件，因此降低了附加件的价值。因此，在移动电子器件领域中需要创建用于模块化移动电子设备的模块对接的系统。本发明提供了这种新的和有用的系统。

附图说明

图1是本发明实施例的模块接口的图表视图；

图2是本发明实施例的模块接口的模型视图；

图3是本发明实施例的模块接口的模型视图；

图4A、4B、4C和4D是本发明实施例的模块接口的示例视图；

图5是本发明实施例的模块接口的数据接口的示意性视图；

图6是本发明实施例的模块接口的数据接口的图解视图；

图7是本发明实施例的模块接口的数据接口的图解视图；

图8是本发明实施例的模块接口的电感耦合板的模型视图；

图9是本发明实施例的模块接口的数据接口的图解视图；

图10是本发明实施例的模块接口的数据接口的导电耦合电路的示意性视图；

图11是本发明实施例的模块接口的机械接口的EPM的模型视图；以及

图12是本发明实施例的模块接口的EPM电路的图解视图。

具体实施方式

本发明实施例的以下描述不是为了将本发明限制于这些发明实施例，而是为了使本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明。

本发明实施例的模块化移动电子设备的模块接口的系统和方法用于便于将模块机械耦合和电气耦合到移动电子设备，同时在功能上促进模块化移动电子设备的模块交换、重组和自定义。通过使用用户可移除模块，可以创建和/或修改模块化移动电子设备。当连接多个模块时，模块优选地被联合以用作移动电子设备。通过这样的联合创建的移动电子设备优选地由联合的模块以及联合的参数来表征，联合的参数优选地由联合的模块和实现模块联合的任何系统确定。被配置为用作智能手机的模块化移动电子设备是可能的移动电子设备的示例。移动电子设备的其他可能示例包括被配置为用作平板电脑、膝上型电脑、媒体播放器、相机、测量设备、游戏系统、车辆计算设备、机顶盒和电视的那些设备。

模块优选地是可供用户移除和替换的，使得用户能够创建具有高度变化的形式和功能的移动电子设备。例如，用户可以将相机模块、闪存模块、处理器模块、电池模块和触摸屏LCD模块连接到模块化移动电子设备以创建体积小、重量轻的相机。之后，用户可以添加蜂窝电话无线电模块和麦克风/扬声器模块以创建相机电话。模块优选地遵循开放和自由的标准，使得第三方开发者和实体能够开发模块。

优选地，由模块联合提供的灵活性允许出现多个有利的结果。用户可以只购买他们需要的模块，从而降低成本。用户还可以选择更换模块或在以后添加其他模块。结合起来，这两个结果可以帮助增加遍及全世界的移动电子设备(以及在许多情况下，互联网)的可访问性，特别是对于现阶段不倾向于购买智能手机或PC的人更是如此。例如，用户可以在低价格点购买系统和基本模块集，并且通过之后添加模块的方式来转换到更高级的电话。这两个结果还有助于通过允许移动电子设备升级或修改而不是更换移动电子设备来帮助减少电子废物的产生。此外，因为模块化移动电子设备与高度变化形式和功能的模块兼容，并且因为模块优选地基于开放标准，所以模块联合可以允许小型或专业公司利用模块发挥他们的优势，而不需要设计整体的移动电子设备。

一些示例模块类型包括传感器模块、处理器模块、存储模块、通信模块、显示模块和电力模块。传感器模块的示例包括加速度计模块、GPS模块、相机模块、深度成像模块、指纹读取器模块、物测定模块、麦克风模块、数字/模拟输入模块、触觉输入模块、红外闪光模块、计步器模块、气压计模块、磁力计模块和陀螺仪模块。处理器模块的示例包括应用处理器模块和图形处理器模块。存储模块的示例包括闪存模块和随机存取存储器(RAM)模块。通信模块的示例包括无线局域网(Wi-Fi)无线电模块、GSM/CDMA无线电模块、HDMI连接器模块、NFC模块、蓝牙无线电模块和USB连接器模块。显示模块的示例包括触摸屏LCD模块、非触摸图形显示模块和电子墨水显示模块。电力模块的示例包括电池模块、太阳能电池板模块和电池充电模块。各种模块优选地用于提供输入、输出、数据存储、数据处理、通信、电力和计算设备的其他合适方面的各种选择和组合。注意，这些示例模块类型不是穷举的或排他的；即模块可以结合来自许多这些示例类型的功能或者完全不来自示例类型的功能，并且模块可以附加地或替换地结合本文中未描述的合适的功能。

以下文字和附图描述了用于实现和/或实施用于模块化移动电子设备的模块接口的系统和方法。优选地，模块化移动电子设备是美国临时申请No.61/976,173和/或美国临时申请No.61/976,195的内容，其全部内容通过引用并入本文。模块化移动电子设备可以附加地或替代地是任何合适的模块化移动电子设备。

如图1所示，模块接口100包括数据接口110、电力接口120和机械接口130中的至少一个接口。模块接口100优选地包括数据接口110、电力接口120和机械接口130；但是可以替代地包括前面三种接口类型中的仅一种或仅两种接口。更具体地，如图2所示，第一发明实施例的模块接口100包括具有电容数据接口110和导电电力接口120的接口板，以及具有机械轨道和电永久磁体接口的机械接口130。如图3所示，第二发明实施例的模块接口100包括导电数据接口110、导电电力接口120和具有机械轨道的机械接口130；在该实施例中，导电接口110和120的引脚也有助于机械耦合。模块和模块化移动电子设备优选地具有互补的接口板；模块优选地具有电永久磁体，而模块化移动电子设备具有互补磁性附接点。当模块滑入模块化移动电子设备中时，机械轨道使得模块能够被引导到附接位置中，在该位置模块和模块化电子设备的接口板对准；然后，激活电永久磁体以将模块固定在该位置。附加地或替代地，模块化移动电子设备可以具有电永久磁体，而模块具有互补磁性附接点。

模块接口100用于实现模块和模块化移动电子设备和/或另一个模块之间的可移除耦合(例如，数据耦合、电力耦合和/或机械耦合)。每个模块和每个模块化移动电子设备优选地具有至少一个模块接口100。模块和模块化移动电子设备的模块接口100优选地在取向和耦合机制上是互补的，但不一定相同(尽管它们可以附加地在取向和耦合机制之一上相同或两者上都相同)。如图4A所示，示例的一对模块接口100在耦合机制和取向上是互补的，但这两者并不相同。如图4B所示，示例的一对模块接口100在耦合机制和取向上是互补的，并且在耦合机制上是相同的，但在取向上不同。如图4C所示，示例的一对模块接口100在耦合机制和取向上是互补的，并且在取向上相同，但在耦合机制上不同。如图4D所示，一对示例性模块接口100在耦合机制和取向上是互补的，并且在取向和耦合机制上是相同的。

模块的模块接口100也优选地固定到模块，但是可以附加地或替代地从模块移除。同样，模块化移动电子设备的模块接口100也优选地固定到模块化移动电子设备，但是可以附加地或替代地从模块化移动电子设备移除。

数据接口

数据接口110用于实现模块到模块化移动电子设备和/或其他模块的数据耦合。数据接口110优选地使得模块能够向移动模块化电子设备、另一个模块和/或任何其他合适的系统的模块通信网络传送数据或从其接收数据。如果数据接口110也是模块的模块接口的一部分，则数据接口110优选地从内部连接到模块的电路，但是可以附加地或替代地以任何合适的方式连接到模块。如果数据接口110也是模块化移动电子设备的模块接口的一部分，则数据接口110优选地从内部连接到模块化移动电子设备的模块通信网络，但是可以附加地或替代地连接到模块化移动电子设备。数据接口110优选地与导线内部连接，但是可以附加地或替代地以任何合适的方式内部连接。例如，数据接口110可以使用光学连接而内部连接。在该示例中，数据接口110可以包括光发送器和检测器；光可以通过光纤，通过光背板或通过另一种类型的波导或光电路部件传递。或者，数据接口110可以包括光纤连接器，所述光纤连接器将来自内部光纤连接的光直接传递到数据接口110，而不转换为电信号。

数据接口110优选地使通过电容耦合来进行数据耦合；模块的数据接口110优选地可以电容耦合到模块化移动电子设备和/或另一模块的数据接口110。数据接口110可以附加地或替代地使通过其他类型的电耦合(例如电感，直接/导电)、光耦合、声耦合或适于数据耦合的任何其它耦合方法实现数据耦合。数据接口110可以通过多种类型的耦合实现数据耦合；例如，数据接口110可以使用电感耦合传输一些数据，也可以使用电容耦合传输一些数据。

如图5所示，如果数据接口110通过电容耦合实现数据耦合，则数据接口110优选地包括电容耦合板111和电容耦合电路112。

电容耦合板111用于电容耦合到另一模块接口100上的电容耦合板。电容耦合板111优选地定位成使得当两个模块接口100对准(即，它们被定位成耦合)时，电容耦合板111在它们之间具有小的距离，从而在两组电容耦合板111之间产生电容。该小距离优选地为大约0.5mm，但是可以附加地或替代地为任何距离。通过两组电容耦合板111之间的空气间隙实现电容耦合。电容耦合板111可以凹陷在模块接口100中以产生该间隙。附加地或替代地(例如，如果电容耦合板111具有电介质涂层)，在电容耦合板111之间可以没有间隙。

电容耦合板111优选地由导电材料(例如金属)制成，但是可以附加地或替代地由任何合适的材料制成。在一个变型中，电容耦合板可以由涂覆有电介质材料的导电材料制成；电介质材料可以用于改变两组电容耦合板111之间的电容，和/或保护电容耦合板111的表面。

电容耦合板111优选地为圆形，但是可以附加地或替代地具有任何形状(例如，正方形、矩形、螺旋形、多边形等)。电容耦合板111优选地具有均匀的厚度，但是可以附加地或替代地具有不均匀的厚度。

数据接口110优选地包括多个具有相同形状的电容耦合板111，但是附加地或替代地可以包括不同形状的电容耦合板111。电容耦合板111对于不同的信号频率范围可以具有不同的形状。

电容耦合板111优选地分离适当的距离，以防止电容耦合板111之间的过度串扰。

电容耦合板111优选地通过导线或迹线连接到电容耦合电路112，但是可以附加地或替代地通过任何合适的方法连接。

电容耦合电路112用于将电容耦合板111处的电压和/或经过电容耦合板111的电流转换为可由模块(如果数据接口110是模块的)或模块化移动电子设备(如果数据接口110是模块化移动电子设备的)使用的电信号。具体地，电容耦合电路112优选地将由电容耦合板111接收的模拟AC信号转换为数字AC信号。附加地或替代地，电容耦合电路112可以将信号从任何合适的接收信号类型转换为可由模块/模块化移动电子设备使用的任何信号类型。电容耦合电路112优选地分离成发送器和接收器电路。如果电容耦合板111仅用于发送，则其可以仅连接到发送器电路；如果它仅用于接收，则其可以仅连接到接收器电路。如图6所示，如果电容耦合板111用于发送和接收，则它可以包括开关发送和接收电路。

接收器电路优选地包括由比较器或另一基于滞后的接收器所实施的施密特触发器(Schmitt trigger)，使得脉冲可以转换为锁存状态。

在一个实施方案中，电容耦合电路112连接到模块/模块化移动电子设备中的低压差分信号(LVDS)或可扩展低压信号(SLVS)驱动器。在该实施方案中，发送电路包括连接到LVDS/SLVS驱动器的差分输出端的两个微带发送线路和连接两个线路的电阻器，如图5所示。一个电容耦合板111连接到电阻器的每一侧。接收器电路包括两个微带发送线路，连接到两个微带发送线路和电容耦合板111的施密特触发器启用的差分电压收发器，以及连接两个微带发送线路的电阻器。然后将电阻器连接到LVDS/SLVS驱动器。

电容耦合电路112可以包括处理、转化或转换的在电容耦合板111处接收或发送信号的任何电路。这可以包括接收器、驱动器、放大器、缓冲器、转化器或任何其它合适的信号处理组件，这些组件以任何合适的方式排布。

如图7所示，如果数据接口110通过电感耦合实现数据耦合，则数据接口110优选地包括电感耦合板113和电感耦合电路114。

电感耦合板113用于电感耦合到另一个模块接口100上的电感耦合板。电感耦合板113优选地定位成使得当两个模块接口100对准(即，它们被定位成耦合)时，耦合板113之间具有小的距离。当电流流过电感耦合板113中的一个时，在相对的电感耦合板113中电感出电压。通过两组电感耦合板113之间的空气间隙实现电感耦合。电感耦合板113可以凹陷在模块接口100以创建所述空气间隙。附加地或替代地(例如，如果电感耦合板113具有电介质涂层)，则在电感耦合板113之间可以没有间隙。

电感耦合板113优选地由导电材料(例如金属)制成，但是可以附加地或替代地由任何合适的材料制成。在一个变型中，电感耦合板113可以由涂覆有介电材料的导电材料制成；介电材料可以用于改变两组电感耦合板113之间的电感，和/或保护电感耦合板113的表面。

如图8所示，电感耦合板113优选地具有平面月牙形电感器的形式，但是可以附加地或替代地具有平面螺旋电感器的形式、Halbach电感器的形式或任何其它合适的电感器的形式。电感耦合板113可以具有均匀的厚度(如在平面月牙形或螺旋形电感器的情况下)或不均匀的厚度(如在Halbach电感器的情况下)。数据接口110优选地包括具有相同形状的多个电感耦合板113，但是附加地或替代地可以包括不同形状的电感耦合板113。电感耦合板113对于不同的信号频率范围可以具有不同的形状。

电感耦合板113优选地分离适当的距离，以防止电感耦合板113之间的过度串扰。

电感耦合板113优选地通过导线或迹线连接到电感耦合电路114，但是可以附加地或替代地通过任何合适的方法连接。

电感耦合电路114用于将横跨电感耦合板113的电压和/或经过电感耦合板113的电流转换为可由模块(如果数据接口110是模块的)或模块化移动电子设备(如果数据接口110是模块化移动电子设备的)使用的电信号。具体地，电感耦合电路114优选地将由电感耦合板113接收的模拟AC和/或DC信号转换为数字AC和/或DC信号。附加地或替代地，电感耦合电路114可以将信号从任何接收到的信号类型转换为可由模块/模块化移动电子设备使用的任何信号类型。电感耦合电路114优选地在发送和接收电路中是相同的；附加地或替代地，电感耦合电路可以被分离成不同的发送和接收电路。

在一个实施方案中，电感耦合电路114连接到模块/模块化移动电子设备中的低压差分信号(LVDS)或可扩展低压信号(SLVS)驱动器。在该实施方案中，电感耦合电路114包括连接到LVDS/SLVS驱动器的差分输出端的两个微带发送线路和连接两个线路的电阻器。

电感耦合电路114可以包括处理、转化或转换的在电感耦合板113处接收或发送信号的任何电路。这可以包括接收器、驱动器、放大器、缓冲器、转化器或任何其它合适的信号处理组件，这些组件以任何合适的方式排布。

如图9所示，在本发明实施例的一个变型中，数据接口110包括电容耦合板111和电感耦合板113。在该变型中，耦合电路可以是电容耦合电路112和电感耦合电路114或任何其它合适的耦合电路的组合。相比于利用任一耦合类型单独工作，使用电容和电感耦合的组合能够在更大范围的耦合频率上耦合。

如果数据接口110通过导电耦合实现数据耦合，则数据接口110优选地包括导电耦合器。导电耦合器优选地可以是实现电导通的任何耦合器，包括弹簧引脚、引脚和插座和/或摩擦触点。在一些情况下，导电耦合器可包括柔性金属引脚，在“锁存”到较低能量状态前开始接触时，所述柔性金属引脚发生变形(弯曲柔性引脚以及克服部分由于彼此压靠的引脚的增加的正压力所产生的摩擦所需的能量有助于模块固位)。这种导电耦合器的示例如图3所示。这些引脚可以被认为是弹簧引脚和摩擦触点的混合。

导电耦合器优选地由导电材料制成(例如金属)，并且优选地通过导线或迹线连接到模块/模块化移动电子设备，但是可以附加地或替代地通过任何合适的方法连接。导电耦合器可以附加地或替代地通过导电耦合电路连接到模块/模块化移动电子设备，导电耦合电路可以包括处理、转化或转换在导电耦合器处接收或发送信号的任何电路。这可以包括以任何合适的方式排布的接收器、驱动器、放大器、缓冲器、转化器或任何其它合适的信号处理组件。

在一个实施方案中，导电耦合电路可以包括唤醒/检测电路，如图10所示。唤醒/检测电路优选地与指定的唤醒/检测引脚一起使用以用信号通知模块检测和唤醒事件。在图10的示例电路中，唤醒/检测电路利用两个模拟比较器来考虑在模块化移动电子设备和/或模块处的、可用于唤醒或检测事件的多个不同的感测电压。

例如，该设备可以默认将每个唤醒-检测引脚上拉至1.8V。当模块未耦合时，模块可以默认将其唤醒-检测引脚下拉至0V。当模块首次耦合时，两个唤醒-检测引脚上的电压将浮动到0.9V。该过渡可以用于用信号通知模块插入事件。模块可以通过将唤醒-检测引脚暂时维持低电平(例如，<0.64V)然后返回到0.9V来唤醒睡眠设备。同样，器件可以通过将唤醒-检测引脚维持高电平(例如，>1.285V)然后返回到0.9V来唤醒睡眠模块。

如果数据接口110通过光耦合实现数据耦合，则数据接口110优选地包括光耦合器。光耦合器可以包括光纤耦合器、自由空间光耦合器或允许光通过数据接口发送或接收的任何其它耦合器。

电力接口

电力接口120用于实现模块到模块化移动电子设备和/或其它模块的电力耦合。电力接口120优选地使模块能够向移动模块化电子设备的模块电力网络、另一个模块和/或任何其他合适的系统传输电力或从中接收电力。如果电力接口120是模块的模块接口100的一部分，则电力接口120优选地内部连接到模块的电路，但是可以附加地或替代地以任何合适的方式连接到模块。如果电力接口120是模块化移动电子设备的模块接口100的一部分，则电力接口120优选地内部连接到模块化移动电子设备的模块电力网络，但是可以附加地或替代地以任何合适的方式连接到模块化移动电子设备。电力接口120优选地与导线内部连接，但是可以附加地或替代地以任何合适的方式内部连接。

电力接口120优选地通过导电耦合实现电力耦合；模块的电力接口120优选地可导电耦合到模块化移动电子设备和/或另一模块的电力接口120。电力接口120可以附加地或替代地通过其它类型的电耦合(例如电感、电容)、光耦合、声耦合或适合于电力耦合的任何其它耦合方法实现电力耦合。电力接口120可以通过多种类型的耦合来实现电力耦合；例如，电力接口120可以使用电感耦合传输一些电力，并且使用导电耦合传输一些电力。

如果电力接口120通过导电耦合实现电力耦合，则电力接口120优选地使用弹簧引脚和互补板进行导电耦合，但是可以附加地或替代地使用引脚和插座、摩擦板或使用任何其它合适的方法进行耦合。电力接口120可以实现与针对数据接口110描述的导电耦合基本相似的导电耦合。电力接口120可以被排布为使得当电力接口120耦合到另一个电力接口时，首先进行接地连接，接着进行电力连接。例如，这可以通过具有比电力连接更大的板的接地连接来实现。或者，这可以通过以任何方式定位接地引脚和电力引脚以使得接地引脚在电力引脚之前被接触来实现。如果电力接口120是包括数据接口110的模块接口100的一部分，则电力接口120优选地在数据接口110耦合之前耦合，从而保护到数据接口110的连接。

如果电力接口120通过电容耦合实现电力耦合，则电力接口优选地包括电容耦合板和电容耦合电路。电容耦合板优选地基本上类似于电容耦合板111，但是可以附加地或替代地是任何合适类型的电容耦合器。特别地，用于电力传输的电容耦合板可以基本上大于用于数据传输的电容耦合板111。

电容耦合电路用于实现在电容耦合板上的电力发送。电容耦合电路优选地分离成发送器和接收器电路。如果电容耦合板仅用于发送，则其可以仅连接到发送器电路；如果它仅用于接收，则其可以仅连接到接收器电路。如果电容耦合板既用于发送和又用于接收，则其可以包括开关发送和接收电路。

发送器电路优选地用于将电力从可被模块/模块化移动电子设备使用的形式转换为在电容耦合板上发送的AC电力信号；接收器电路优选地用于将电力从在电容耦合板上接收的AC电力信号转换为可被模块/模块化移动电子设备使用的形式。

发送器电路可以包括将DC电力(例如，电池电力)转换成可以在电容耦合板上发送的AC电力的串联谐振转换器电路或其他电路。接收器电路可以包括桥式整流器或其他电路，其将在电容耦合板上接收的AC电力转换为可被模块/模块化移动电子设备使用的DC电力。

电容耦合电路可以包括处理、转化或转换的在电容耦合板处接收或发送的电力信号的任何电路。这可以包括接收器、驱动器、放大器、缓冲器、转化器或任何其它合适的信号处理组件，这些组件以任何合适的方式排布。

如果电力接口120通过电感耦合实现电力耦合，则电力接口120优选地包括电感耦合板和电感耦合电路。

电感耦合板优选地基本上类似于电感耦合板113，但是可以附加地或替代地是任何合适类型的电感耦合器。特别地，用于电力传输的电感耦合板可以基本上大于用于数据传输的电感耦合板113。

电感耦合电路用于使得在电感耦合板上能够发送电力。电感耦合电路优选地分离成发送器和接收器电路。电感耦合电路优选地包括在发送器和接收器调谐的LC电路中，以实现谐振电感耦合。发送器电路优选地用于将电力从可被模块/模块化移动电子设备使用的形式转换为在电感耦合板上发送的振荡电力信号；接收器电路优选地将电力从电感耦合板中感应的振荡电力信号转换成可被模块/模块化移动电子设备使用的形式。发送器电路和接收器电路优选地被调谐到相同的谐振频率以实现高效电感电力传输；两个电路可具有可调谐电容器或电感器以实现动态谐振调谐。

电感耦合电路可以包括处理、转化或转换的在电感耦合板处接收或发送信号的任何电路。这可以包括接收器、驱动器、放大器、缓冲器、转化器或任何其它合适的信号处理组件，这些组件以任何合适的方式排布。

机械接口

机械接口130用于实现模块到模块化移动电子设备和/或其他模块的机械耦合。机械接口130优选地基本上类似于美国临时申请No.61/976,195的机械接口(具体地，模块耦合器和互补模块本体形状)。如图2和图3所示，模块化移动电子设备的机械接口130优选地包括与模块形状互补的机械轨道。这些轨道优选地保持模块固定，但是也允许在需要时移除模块。当模块完全耦合以允许精确对准(例如，对准数据接口110和电力接口120的接触板)时，轨道优选地基本上限制模块移动，但是可以附加地或替代地允许某些模块沿着某种自由度移动。机械轨道优选地通过摩擦帮助模块固位。引导件优选地由具有几何轮廓的腔限定，该几何轮廓与如图2所示的模块的至少一部分轮廓互补。腔还包括开口部分，该开口部分使得模块能够沿着至少一个轴线插入；例如，模块通过轴向运动和/或旋转运动进入由腔限定的空间中。开口部分优选地将插入限制到单个轴线(即，模块可以仅沿着一条线插入，如图2所示)，但是可以附加地或替代地允许模块在多个轴线上插入。开口部分可以进一步将插入限制在单个方向(如图2所示)，或者可以允许在每个轴线的多个方向上插入(例如，可以从左侧或右侧插入模块)。附加地或替代地，机械接口可以是能够将模块机械耦合到模块化移动电子设备和/或另一个模块的任何形状和结构。

除了美国临时申请No.61/976,195的机械接口之外，机械接口130可以包括电永久磁体(EPM)接口以辅助和/或实现机械耦合。

如果机械接口130包括EPM接口，则机械接口优选地包括EPM131和EPM电路132。EPM接口用于提供低电力、电子可控的手段，以将模块牢固地附接到其他模块和/或模块化移动电子设备。EPM接口优选地具有两个可选状态：附接状态和释放状态，对应于高的和低的磁力水平。当在附接状态和释放状态之间切换时需要电力，但是优选地不需要用电力来维持任一状态。EPM接口优选地在连接状态下提供足够的磁力(结合软磁体、永磁体或另一模块接口100的EPM)以防止模块机械地去耦合；在释放状态下，EPM 131优选地提供轻微的固位力，允许模块在小的施加力下被机械地去耦合。软磁体优选地由软磁性材料(例如，退火铁，称为Hiperco的合金)形成。附加地或替代地，EPM 131可以不提供固位力或者可以提供排斥力，潜在地允许模块在没有施加力的情况下被机械地去耦合。如果机械接口包括如前所述的机械轨道(或者以其他方式接受沿单个方向的模块插入)，则EPM 131优选地在垂直于模块化插入方向的表面上耦合到磁性材料，如图2所示。在垂直于模块化插入方向的表面上的耦合优选地减少在接口处经受的剪切力的大小，并因此增加耦合强度。附加地或替代地，EPM 131可在有助于模块机械耦合的任何位置耦合到磁性材料。

在本发明实施例的变型中，机械接口130包括下沉到机械接口130的表面中的EPM。模块具有用弹簧安装到模块的对应的磁性插入块，使得在默认状态下，弹簧将磁性插入块保持在模块的表面下方(即，磁性插入块不伸出模块)。当模块位于EPM上方且EPM处于附接状态时，EPM在磁性插入件上的磁力将磁性插入件拉动到机械接口130的表面上的EPM凹部中，从而防止模块在与竖直方向(即，磁性插入件移动的方向)垂直的方向上移动。

如图11所示，EPM 131用于结合软磁体、永磁体或在另一模块接口100上的EPM来提供磁力。在一个实施方案中，EPM 131由交替的N42SH(烧结钕-铁-硼)磁体和被线圈包围的铝镍钴(alnico)磁体构成，由称为Hiperco的合金分离。N42SH磁体在平行于EPM 131长轴的方向上被磁化，其中每个交替的N42SH磁体与前一N42SH磁体被相反地磁化。铝镍钴磁体优选地以两种状态之一被一起磁化：在与相应的N42SH磁体相同的方向上(对应于附接状态)被磁化，或者在与相应的N42SH磁体相反的方向上(对应于释放状态)被磁化。附加地或替代地，一些Alnico磁体在相反方向上被磁化，并且一些Alnico磁体在与相应的N42SH磁体相同的方向上被磁化，在附接和释放状态之间产生具有磁性保持力的状态。

如图12所示，EPM电路132用于将EPM 131从一个状态切换到另一个状态。EPM电路132优选地包括用于增加供电电压的升压电路和用于存储电流的高值电容器。EPM电路132优选地对高值电容器充电，然后使其以高电流脉冲横跨EPM 131的线圈放电，从而实现EPM状态的改变。线圈可以单独地或一起接收电流脉冲；此外，每个线圈可以使用多于一个电流脉冲来实现EPM状态改变。

在一个实施方案中，EPM电路132使充电到28V的10微法的电容器放电22微秒，导致短的高电流脉冲。该高电流脉冲首先被放电到EPM 131的第一线圈中。在10毫秒的周期之后，高电流脉冲被放电到EPM 131的第二线圈中；在另一个10毫秒的周期之后，高电流脉冲被放电到EPM 131的第三线圈中。该三个脉冲周期被重复四次，以完全改变EPM 131的EPM状态。

如本领域技术人员将从之前的详细描述及从附图和权利要求中认识到的，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明的实施例进行修改和改变。