专利名称：滑动开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滑动电气开关或其他的控制装置，它用于可穿着的电子装置和系统，也就是说，用于其构形能结合到常规的衣物中和其设计能使用户穿着舒服的电子装置和系统。通过避免使用平的硬表面而是最好尽可能使用对人体舒适的柔性部分可以获得这种舒适性。
在共同转让的1999年11月26日申请的英国专利申请9927842.6号，其题目为“改进的织物天线”，和美国专利5,798,907和5,912,653号中给予了可穿着的电子装置的各种例子。
尽管滑动开关和/或控制在电气线路中是众所周知的并有许多形式，但这样的开关通常并不应用到穿着的服装中，因此当需要良好的柔软性时这样开关的设计与纺织品或其他服装织物并不相容。
在美国专利4,603,327号(Leonard等人)中，在保护服的拉链上在沿着它的长度的某个位置装设一对电气触点；拉开拉链造成线路断开，给出警报信号，但该结构仅提供简单的开/关指示。
在德国专利申请2,307,346A(McGlone)号中，装在服装背面的检测器包括一对相隔一定距离的柔性带，该带装有多对触点。如果服装的穿着者弯曲它的后背，各触点就连在一起和响起警报，但该结构还是只能提供简单的背是弯/不弯的指示。这样的开关和/或控制装置因此一般已经特殊构造或构形用于特殊的功能，减小了它们应用到其他功能的使用性。
本发明的一个目的是提供一种服装用的滑动开关或控制装置，它有比以前可能达到的更大的功能性。
按照本发明提供一种有两个相隔一定距离的细长柔性表面的滑动电气开关；在每个表面上有至少一个电气触点；和沿着表面可以滑动和被布置成使每个表面上至少一个电气触点之间产生电气连接的滑块机构，因此可以提供一组不同的电气输出信号。在前面和后面的段落中，术语“开关”应指为使线路连接/断开型控制和使线路参数变化的控制(如分压器，可变电容器)两者，除非上下文清楚指出仅代表这种或那种类型的控制。
通常柔性表面将包括纺织品织物或其他用于制造服装的材料，如皮革。
在一种结构中每个表面带有一组纵向相隔一定距离的电气触点，和滑块机构的构形便于在可选择的位置处使每个表面上的至少一个触点之间产生电气连接，因此可以提供一组离散的电气输出信号。在另一种结构中每个表面带有一个细长的电气触点，和滑块机构提供细长的电气触点之间的电气连接，按照滑块的位置改变开关的电阻或其他特性，因此可以提供连续变化的电气输出信号。
还有按照本发明提供结合上面提出的开关，和结合可以由开关上滑块位置控制的供电设备的一种服装。
现在通过例子和参考附图描述本发明的各实施方案，附图有
图1说明实施本发明和以选择器开关形式的控制装置的第一种构形；图2说明图1的实施方案用在服装的前襟；图3说明实施本发明和构形为选择器开关的控制装置的第二实施方案；图4是图3的选择器开关的剖面图；图5和6代表使用图3的选择器开关的例子；图7说明实施本发明和以连续变化开关形式的控制装置的第三种构形；图8说明使用在服装上的图7的实施方案；图9说明图7的实施方案连续变化开关的修改形式；图10是图9拉链的剖面图；图11说明实施本发明和以连续变化开关形式的控制装置的第四种构形；图12是沿A-A线取的通过图11的实施方案中滑块的剖面图；图13说明使用在服装上的图11的实施方案；图14说明实施本发明和以连续变化开关形式的控制装置的第五种构形；图15是详细表示图14实施方案的一部分；图16是沿B-B线取的通过图15该部分的剖面图。
在图1中，选择器开关10包括一块相对较大面积的织物12和一块相对较小面积的能拉伸的织物14。各块织物的相邻边上有棱边16，18(或者是2倍或3倍的贴边给予织物显著的厚度)。不导电的套环或小球20有部分闭合的开孔，其形状适合容纳两条棱边，而其纵向开口能容纳与棱边连接的织物区棱边和开孔的相对尺寸最好是这样，使棱边不容易通过纵向开口被拉出套环。当小球20沿着棱边滑动时，它拉伸可拉伸的织物14，从而使两条棱边在小球内的部分实现物理接触，而在其他地方可拉伸的织物没有被拉伸和两棱边被一段小的间隙分离。
在小球20上面的棱边16，18上，有阴影线表示的用导电墨水复盖的两段长度22a，22b。长度22a由织物表面上导电墨水的轨线24a连接到温度传感电路26，和长度22b由导电墨水轨线24b连接到电源(未表示)。
在小球下面长度22e，22f同样地由导电墨水复盖，导电轨线24e将长度22e连接到音频电路30，和轨线24f将长度22f连接到电源(未表示)，该电源可以是适合电路26的同一个电源。
在小球20内导电墨水复盖的长度22c，22d处于电气接触中，长度22c由轨线24c连接到时间指示电路28和长度22d由轨线24d连接到电源。因为长度22c，22d处于接触中，从而构成完整的电路使时间指示器28工作。
如果小球沿着棱边向上或向下移动，如箭头表示的那样，电源与时间指示器28断开连接，当小球合适地定位时，或者温度传感电路26或者音频电路30处于工作状态。
在图2中表示开关10连接到冬天服装32的前襟。较大面积的织物12与服装成一整体，而较小面积14沿着它的与棱边18相反的边34被缝合到服装上，棱边18和棱边16有这样的距离，小球20可将棱边16，18拉在一起互相接触，但可拉伸织物保持棱边在小球之外的棱边长度上分离。
这样小球20沿着棱边上下的简单运动可以选择一种功能。因很容易看见导电墨水区22所以可由视觉观察进行选择。可以将小球20做得足够大以便用戴手套或戴无指手套的手进行选择。
电源(没有表示)可以装在衣服32内部的口袋中。此外，电路26，28，30也可以装在衣服内部的口袋中，只有功能的可视指示器装在服装的外侧，以便帮助穿着者选择不同的功能。
在图3和4中，选择器开关40的第二个例子有导电材料的卡子42形式，卡子有中心杆44和终端杆46，48。带50穿过卡子。带50是由绝缘材料如皮革制成，在它的上和下表面中带有交替的和有与卡子42的尺寸相匹配的间隔的导电区。
参考图4，在带50的上表面上导电区52a，b沿着带相隔一定的距离，从而它们可以同时与卡子的终端杆46，48进行电气接触。在带50的下表面上导电区54a相隔一定的距离，以便与卡子的中心杆44接触。在带50的上表面上在与导电区54a对齐处有标记56a，指示与导电区54a相关联的功能。
在下表面上其他的导电区54b，54c在带的上表面上有相应的功能标记56b，56c。
用图4中表示的带50和卡子42的相对位置，选择在标记56a上指示和与导电区54a相联的功能。通过卡子42将提供指示的功能的电路(未表示)电气连接到电源(未表示)。
再参考图3，通过沿着带50滑动卡子42，可以选择如音频电路，摄影机电路等不同的功能。
图5表示选择器开关40的一个应用，其中装设带50作为腰带51的一部分。图6表示选择器开关40的另一个应用，其中在冬天服装58的袖子上以短带的形式装设带50。在任何一种应用中，使用者沿着带滑动卡子来选择所需的功能。
在图7中连续变化的开关60是修改的拉链形式，拉链包括两条织物带62，在其相对的边上各有一排金属齿64，通过金属移动块或滑块66的运动使金属齿互锁或松开。修改的拉链在织物的下面邻接的齿64之间有电气连接68。例如可以用导电线，或导电墨水。在拉链的开口端70，连接68有可以进行电气连接的触点72，74。电的路径是从触点72或74沿着齿64和齿之间的连接68到移动块66，移动块提供一组齿和另一组齿之间的电气接触。
上下移动该移动块66使电的路径增加或减小从而使电阻改变，即修改的拉链作用如分压器。可以用开关60控制，如建在衣服内的音响系统的音量。在这样的应用中在拉链的背衬织物76上可以印刷图标77，指示出其功能如增加音量。
图8表示使用中的实施方案。提供一套冬天的服装，在穿着者容易触摸的位置处装设两个连续变化的开关60，每个有移动块66。由开关可控的电气线路和电源(未表示)可以装在服装78内部的衣袋内。
在图9和10中表示一种进一步改正的拉链结构，这次拉链有两条导电的织物带162(或织物带有导电的轨线)，织物带在相对的边上各有一排由塑料或其他绝缘材料制成的齿164，通过金属移动块或滑块166的移动以常规的方式使齿互锁或松开，滑块是足够宽可以接触到导电带162。
与图7的实施方案一样，在拉链的开口端170装设触点172，174，通过它们进行电气连接，虽然这次是电气接触到导电带162。如图所示，电的路径是从触点172或174沿着带162到移动块166，移动块提供一条导电带与另一条之间的电气接触。上下移动该移动块166使电的路径增加或减小从而使电阻变化。
图10是通过移动块166的示意剖面图(省略齿的互锁机构)，表示绝缘的齿164怎样保持导电织物带162分开，直到滑块或移动块166将它们桥接在一起。也表示了电流I的流动方向。
在图11中连续变化开关80另一个例子包括两段长度的绝缘材料如橡胶的管子82，84，每个有各自的纵向缝86，88。绝缘或导电材料的小球90有两个开孔92，94与管子的直径匹配并允许小球可以沿着管子移动。每段管子82，84在它的内表面上距缝86，88的最远处有纵向导电条96，98。
图12的剖面图表示小球90的开孔92，94被导电材料的杆100桥接，杆形成导电条96，98之间的电气接触。这个杆100可以与小球90成一整体(如图所示)或者它可以是一个分离的组件，当小球是绝缘材料时。再参考图12在管子82，84的终端附近每个有电气连接器102，104。当小球90沿着管子的长度移动时在连接器102，104之间导电表面96，98的长度改变，所以电阻也改变。
图13表示使用的图11和12的实施方案。提供一套冬天的服装106，在穿着者容易触摸的位置处装设两个连续变化的开关80，每个有可滑动的小球移动块90安装在各对管子长度82，84上。由开关可控的电路和电源(未表示)可以装在服装106内部的衣袋内。
在图14，15和16内表示又一个连续变化的开关110。如图14中所示，开关110包括螺旋结构的通常为细长的主体112(下面描述)带有安装在其上面的滑块114。在其一端开关有一对触点116，118，用于使两条细长的轨线由滑块114桥接。当使用到服装上时一般的结构将是把主体112带触点116，118的一端机械地固定到服装，而其相反端或者自由地悬挂(适合装设某种形式的终端制动块以便防止滑块114被拉出到主体112之外)或者也固定到服装上如用固定管子82，84的长度相同的方法(图13)。
在图15中详细地说明细长主体112的结构，图中详细表示主体的一部分，和图16表示沿着图15的B-B线所取的剖面图。细长主体112由绝缘材料的芯120形成，围绕着芯交替地缠绕螺旋结构的第一122和第二124导电带，它们被第一126和第二128绝缘材料带隔离。滑块114包括导电材料的套环130，使第一和第二导电体122，124的螺旋节距大于滑块114的厚度从而使滑块通常一次只能与每个导电体的单个回路接触。
通过阅读本公开说明书，对熟悉先有技术的人们来说对其他的修改将变得很清楚。这样的修改可以包括在服装及各种应用中的滑动电气开关的设计、制造和使用里已经知道的各种其他特性，可以应用这些特性代替或附加到这里已经描述过的各项特性。例如，图14到16的离散的螺旋成对的导体带有交替的螺旋绝缘体可以被在细长主体的表面上涂刷(或其他方法放置)铜的螺旋导电轨线或其他这样物质的放置在细长主体的表面上所代替。
权利要求
1.一种滑动电气开关有两个相隔一定距离的细长柔性表面(16，18)；在每个表面上有至少一个电气触点(22a，b，c，d，e，f)；和沿着表面可以滑动和被布置成使每个表面上至少一个电气触点之间产生电气连接的滑块机构(20)，从而可以提供一组不同的电气输出信号。
2.如权利要求1所述的开关，其中每个表面(16，18)带有一组纵向间隔一定距离的电气触点(22a，b，c，d，e，f)和构造滑块机构(20)以便在可选择的位置处在每个表面上的至少一个触点(22c，22d)之间产生电气连接，从而可以提供一组离散的电气输出信号。
3.如权利要求2所述的开关，其中表面(16，18)间隔一定距离，其中该触点在相对的表面上成对布置，和构造滑块(20)将该表面拉在一起从而一次将一对触点(22c，22d)带入电气连接。
4.如权利要求2所述的开关，其中该表面是绝缘材料带(50)的相对侧边，在每条侧边上有一组电气触点(52a，b，54a，b，c)成交错排列，滑块机构(42)是导电的和其构造使在可选择的位置处在每条侧边上至少一个触点进行电气连接。
5.如权利要求1所述的开关，其中每个表面(82，84)带有一根细长的电接触条(86，88)，和滑块机构(90)提供细长的电接触条之间的电气连接(100)，开关的电阻按照该滑块机构的位置变化，从而可以提供连续变化的电输出信号。
6.如权利要求5所述的开关，其中在绝缘材料制成的间隔一定距离的管子(82，84)的内表面上装设细长的电接触条(96，98)，管子有纵向的缝(86，88)，管子(82，84)通过滑块(90)中的开孔(92，94)。
7.如权利要求5所述的开关，其中细长电接触条(64，68)包括拉链的齿(64)，在邻接的齿之间还装设电气连接机构(68)，并且该滑块机构是导电的拉链移动块(66)。
8.如权利要求5所述的开关，其中细长的电接触带(122，124)是螺旋地放置在绝缘的细长主体外部的轨线，并且该滑块是导电体可滑动地安装在所述细长的导体上。
9.一种服装(32或51或58或78或106)包括按照上述权利要求任何一项所述的开关(10或40或60或80)和可以由开关上滑块(20或42或66或90)的位置控制的供电设备。
10.如权利要求9所述的服装，其中有单项的供电设备，设备输出的强度可由开关(60或80)上滑块(66或90)的位置控制。
11.如权利要求9所述的服装，其中有一组供电的设备，可由开关(10或40)上滑块(20或42)的位置选择所述设备中的一个。
全文摘要
服装(32)用的可滑动的电气开关(10)有两个相隔一定距离的细长柔性表面(16,18),在每个表面上有至少一个电气触点(22a,b,c,d,e,f)和可以沿着表面滑动使触点之间进行电气连接的滑块(20)。可以有许多相隔一定距离的触点(22a,b,c,d,e,f)和滑块(20)的作用如选择器开关;或者可以有连续的间隔一定距离的接触条(96,98),滑块(90)的移动产生电阻的变化。滑块可以是连接在相隔一定距离的织物片(14,18)边缘上的棱边(16,18)上移动的小球(20);或者是滑动在带(50)上的卡子(42);或是拉链的移动块(66),使拉链邻接的齿(64)电气连接(68);或者是在有内部导电条(96,98)的柔性管子的长度(82,84)上移动的小球(90)。
文档编号H01H15/06GK1366688SQ01801077
公开日2002年8月28日 申请日期2001年2月12日 优先权日2000年2月26日
发明者G·马马罗普洛斯, D·A·埃维斯, S·R·图尔纳, A·J·霍斯金斯, F·格辛 申请人:皇家菲利浦电子有限公司