专利名称：用于替换可再充电电池的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于替换可再充电电池的系统和方法。
背景技术：
可再充电电池相比于传统的可抛弃化学电池提供了数个优点，包括对于电池寿命的显著成本节约以及由于可再充电电池能被重新使用的能力而引起的污染减少。然而，可再充电电池仅在它们可以被再充电的情况下提供这些优点。可能难以记得给电池再充电。当由电池工作的装置由许多人使用并且没有一个人负责装置的保养的情况下，这特别实际。例如，在商业领域的一般用途房间中，诸如会议室中，通常使用各种由电池工作的装置。由电池工作的装置包括激光指点器和用于投影仪、显示监视器、照明、投影屏等的遥控器。电池充电随着时间而耗尽。然而，在它们失去它们的充电时，没有用户负责对它们进行替换。此外，通常在需要可充电电池时不能获得可再充电电池。这导致了雇员需要大量的时间来寻找能够提供可替换电池的信息技术或设备管理人员。通常，由于时间限制，雇员可能无暇替换电池。这对于随后的会议室使用者产生了问题。因此，由于难以维护能够由使用由电池工作的装置的那些人容易获得并且替换的可再充电电池供应，许多商业领域不能够利用由可再充电电池提供的环境和成本节约。
通过以下提供的具体描述并参照附图，本发明的特征和优点将会变得明显，附图一同通过示例的方式描述了本发明的特征，其中图Ia不出了根据本发明的一个不例实施例的，具有第一可再充电电池的不例电池再充电系统，该第一可再充电电池被固定以使其不会被移除；图Ib示出了根据本发明的实施例的，具有被插入以允许第一电池被移除的第二可再充电电池的示例电池再充电系统；图2示出了根据本发明的实施例的，图Ia的示例电池再充电系统的另一个实施例，其具有直接连接到电池再充电装置的电插头；图3示出了根据本发明的实施例的，构造为具有两组的四个电池再充电位置的示例电池再充电系统；图4示出了根据本发明的实施例的，用于固定插入到图3的系统中的可再充电电池以防止其被释放的示例电路图；以及图5示出了根据本发明的实施例的，用于替换可再充电电池的方法的流程图。将会参照图示的示例性实施例，并且这里使用的具体语言对其进行描述。然而应当理解并没有由此限制本发明的范围。
具体实施例方式如这里使用的，术语“基本地”指的是动作、特性、特征、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的程度或度。例如，对象被“基本”包围应当意味着对象被完全包围或者几乎完全包围。从绝对完全状态背离的精确可允许程度可能在一些情况下由具体上下文决定。然而，一般来说，接近完全将会也具有与绝对和全部完全所能获得的整体结果相同的整体结果。当用在否定表示中来指代完全或接近完全缺乏动作、特征、特性、状态、结构、项目或结果时，“基本地”的使用可以相等地应用。示例实施例 下文中提供了技术实施例的初始概述并且之后进一步详细描述了具体技术实施例。该初始概述是为了帮助读者更快速地理解技术，而不是为了表明技术的关键特征或核心特征，也不是为了限制权利要求主体的范围。为了概述和以下描述的实施例的清楚而提供以下的定义。可再充电电池相比于传统的化学可废弃电池提供显著的成本节约并且减小了环境冲击。然而，可能难以保持已再充电的电池的供应。当没有单个个人负责替换电子装置中的电池的商业公共场合中，这特别实际。因此，公开了用于替换可再充电电池的系统和方法。该系统和方法允许制造的已充电电池的供应。已充电的电池被固定在电池充电器中。电池充电器被构造为使得电池在没有首先插入可再充电电池的一般操作条件下不能被移除。通过要求用户插入可再充电电池来移除可再充电电池，系统提供了已充电电池的连续供应，由此使得可再充电电池能够被用在公共房间(诸如会议室)中的装置中。当需要他们替换用在电子装置中的已放电电池时，会议室或任何位置中的任何人都能够基本确保具有可再充电电池的供应。例如，举办会议的雇员可以进入会议室并且发现用于视频投影仪的要空气中的电池的充电较低。电池充电器被插入会议室中的插座中。电池充电器可以容纳大量的已充电电池。在一个示例中，电池充电器可以包括八个再充电位置，并且具有四个已充电电池和四个开放位置。四个已充电电池被固定以防止从电池充电器移除。雇员可以简单地从遥控器移除电池并且将电池插入到电池充电器中的开放位置中。每次电池被插入到开放位置,相应的已充电电池被释放，从而允许雇员将其移除。这要求雇员对于要被移除的每个已充电电池插入电池。当相应的已充电电池被移除时，新的被插入的电池被固定。电池充电器确保在会议室中几乎总是有已充电电池的供应，只要电池充电器具有足够的时间将被插入的电池充电。可以在会议室中提供足够数目的充电器，以确保期望数目的已充电电池总是可以获得的。在图Ia和图Ib中示出了电池再充电系统100的示例图。系统包括具有至少两个电池再充电位置104、108 (其包括至少一个开放电池再充电位置108)的电池充电装置102。固定装置112可被操作以被固定，来防止插入到至少两个电池再充电位置的一者中的第一可再充电电池116被移除。当第二可再充电电池124被插入到至少一个开放的电池再充电位置108时，图Ib中示出的释放件120被连接到电池再充电装置以释放固定第一再充电电池116的固定装置112。当第一可再充电电池116被移除时，固定装置112被构造为固定第二可再充电电池124，以防止其从电池再充电位置108移除，直到可再充电电池被插入到电池再充电位置104为止。
在图Ia和图Ib 中示出的示例中，固定装置被示出为门盖112。在一个实施例中，电池再充电系统可以被构造为当可再充电电池116被插入到电池再充电位置104并且门盖112被关闭时开始充电。门盖可以由机械和/或电子装置固定，以保持门盖被再次打开，直到可再充电电池124被插入到开放的电池再充电位置108。例如，门盖112可以包括凸片126，其被构造为接收锁止/释放机构120。锁止/释放机构可以被电子地或机械地致动，以在没有电池位于开放的电池再充电位置104时固定凸片。锁止/释放机构将会在下文中被称作释放机构。在一个实施例中，当第二可再充电电池124被插入到开放的电池再充电位置108时，在电池再充电位置104处得释放机构可以被电子地致动，如图Ib所示。插入第二可再充电电池124发挥作用，以电子地闭合再充电位置108中的电路。包含在电池再充电系统100中的传感器可以在电路闭合时探测电池已经被插入，并且可以发送信号以使得电池再充电位置104上的释放机构120凹陷，由此将凸片126释放并允许门盖112被打开并且第一可再充电电池116被移除。类似地，当第一可再充电电池116被从电池再充电位置104移除时，门盖112或者另一种类型的固定装置可以固定可再充电电池124，以使其不会从再充电位置108移除，直到可再充电电池被插入到开放的电池再充电位置(在本示例中其为电池再充电位置104)。在电池再充电位置104上的门盖112可以通过锁止/释放机构120而具有与在电池再充电位置108上的如上所述的门盖112类似的功能，锁止/释放机构120可以通过在没有电池被插入到开放的电池再充电位置108中时被插入到凸片126中，以固定第二可再充电电池124，防止其被移除。当存在相关的开放的电池再充电位置时，附加装置额可以被用来将门盖112固定到可再充电电池上。例如，门盖上的铰链可以被构造为仅当电池再充电位置空置或者当电池被插入到相关的开放的电池再充电位置。任何类型的机械或电机械装置可以被用来固定第一可再充电电池，以防止第一可再充电电池被移除，直到第二可再充电电池被插入到相关的开放的电池再充电位置为止。在一个实施例中，门盖112的关闭开始了用于所插入的可再充电电池的充电处理。以此方式，虽然门是半开的或者出于未固定位置，所插入的可再充电电池不被充电并且仍然被从再充电位置移除。类似地，I当第二可再充电电池被插入到未被占用的再充电位置时，锁止/释放机构120可以被释放以允许门盖112被打开。在锁止被释放时，对于任何被插入的电池的充电处理可能停止并且仅在门盖被关闭时恢复。电池再充电系统100还可以包括指示器，以告知用户可再充电电池的状态。例如，每个电池再充电位置可以包括至少两个指示器，包括充电指示器128和已充电指示器132。充电指示器128可以被用来显示可再充电电池何时正在被充电。当所选择的量地电流流动通过电池以使其被充电时，认为电池正在被充电。一旦可再充电电池已经被基本完全地充电，已充电指示器132可以被点亮，以表示电池已经准备好被移除并用在电子装置中。当可再充电电池基本被完全充电时，如果可再充电电池保持在电池再充电位置持续了延长的时间段，电池再充电系统可以被构造为关闭再充电电流，使得可再充电电池不会损坏。电池再充电系统也可以包括附加指示器，诸如示出了电池再充电系统被连接到电源的功率指示器136。在一个实施例中，充电指示器128和已充电指示器132可以由单个多颜色指示器表示，诸如代表充电指示器的红色LED和代表已充电指示器的绿色LED。在一个实施例中，电池再充电系统100可以经由标准电线111供电。电线可以被构造为将系统插入到标准墙壁插槽中，以提供用于给电池再充电的电流。图2示出了示例可选实施例，其中电池再充电系统200可以包括直接连接到电池再充电装置202的插头203。例如图2中示出的示例图示了安装到电池充电装置的后侧213的插头，其中后侧在电池充电位置的相反侧上。将插头直接连接到电池充电装置使得电池充电装置能够被直接安装到墙壁插槽。墙壁安装的充电器可以作为诸如会议室的房间以及可能频繁地需要使用可再充电电池的其他类型的房间中的用于电池的便利存储位置。当插头不被使用时，可以旋转并凹入电池再充电装置的后侧213，来使得电池再充电装置能够平坦地布置在表面上。
图Ia和图Ib中的图示仅作为示例并且不是为了进行限制。通过使用任何数目的固定装置、电子装置和/或电机械装置，第一可再充电电池116可以被固定，以防止其从电池再充电位置104移除，直到第二可再充电电池被插入到开放的电池再充电位置108为止。任何类型的装置被认为是在本发明的范围内，该装置能够将第一电池固定到电池再充电位置直到第二可再充电电池124被插入到开放的电池再充电位置为止。虽然已经讨论了化学电池的使用，也可以使用其他类型的可再充电能量存储装置。例如，系统100可以被用来对超电容再充电，以允许能量存储装置的供应得到保持。术语“能量存储装置”意图包括化学能存储(诸如电池)以及电能量存储(诸如可以被用来代替电池来向电子装置提供能量的超电容)。根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于替换可再充电能量存储装置的系统。系统包括具有至少两个能量存储装置再充电位置104、108 (其包括至少一个开放能量存储装置再充电位置108)的能量存储装置充电装置102。图Ia和图Ib中示出的示例电池116也表示可能与电池具有相同形状的能量存储装置。系统100还包括用于进行固定以防止插入到至少两个能量存储装置再充电位置的一者中的第一可再充电能量存储装置116被移除的装置。系统还包括当第二可再充电能量存储装置124被插入到至少一个开放的能量存储装置再充电位置108时，用于释放固定第一再充电能量存储装置的固定装置的装置。用于进行固定以防止第一可再充电能量存储装置116被移除的装置可以包括电子装置、机械装置和/或电机械装置的板阵列。例如，弹性载荷的锁键(catch)可以定位在可再充电能量存储装置位于每个能量存储装置再充电位置104、108中的位置上方。当能量存储装置被插入时，弹性载荷的锁键可以内陷，从而允许能量存储装置被插入到再充电位置。弹性载荷的锁键可以被连接到电机械装置，该电机械装置在充电位置空置时或者在没有可再充电能量存储装置被插入到相关的开放能量存储装置再充电位置108时，对锁键进行固定以防止其内陷。当可再充电能量存储装置被插入到能量存储装置再充电位置时，电路被闭合并且信号可以被发送到电机械装置，该电机械装置可以被致动以允许弹性载荷的锁键内陷，从而允许可再充电能量存储装置被从能量存储装置再充电位置104释放。在另一个实施例中，能量存储装置再充电位置104、108可以明显地内陷到能量存储装置再充电装置102中，从而使得难以移除被插入到一个能量存储装置再充电位置中的可再充电能量存储装置。当第二可再充电能量存储装置被插入到相关的能量存储装置再充电位置104中时， 可以通过使用机械或电机械装置将可再充电能量存储装置从内陷的能量存储装置再充电位置弹出。用于释放将第一可再充电能量存储装置固定的固定装置的装置也可以包括电子装置、机械装置和电机械装置。用于释放固定装置的装置可以被机械地或电子地连接到用于固定可再充电能量存储装置的装置。例如，能量存储装置再充电位置104、108可以被机械地相互连接，使得将第二可再充电能量存储装置插入到开放的能量存储装置再充电位置108可以使得第一可再充电能量存储装置116被从能量存储装置再充电位置104机械地弹出。用于释放的装置也可以包括电机械装置，当第二可再充电能量存储装置被插入到相关的开放的能量存储装置再充电位置时，该电机械装置可以被允许内陷。附加的释放装置也是可能的。当第二可再充电能量存储装置被插入到相关的能量存储装置再充电位置时使得第一可再充电能量存储装置被释放的任何类型的释放装置都被认为是在本发明的范围内。虽然在图I和图Ib中示出了两个电池再充电位置104、108，但是这不意味着限制。例如，电池再充电位置102可以包括多达4个、6个、8个、10个以上的电池再充电位置。在一个示例中，电池再充电装置可以包括总共八个再充电位置，其包括四个电池再充电位置，以及与每个电池再充电位置相邻存在一个开放的再充电位置。将可再充电电池插入到一个开放的再充电位置将会允许在相邻的再充电位置中的可再充电电池被移除。在电池充电器中可以包括任何数目与开放的充电位置相邻的再充电位置对。相邻的对可以被构造为具有参照图Ia和图Ib描述的行为。或者，电池再充电位置可开放再充电位置可以被分组。例如，图3提供了具有两组电池再充电位置305、309的电池再充电系统300的示例图。在该示例中，在每组中存在四个电池再充电位置。然而，每组可以包括一到十个或以上的再充电位置。第一组305中的每个电池再充电位置304可以与第二组中的电池再充电位置308相关联。例如，电池再充电位置304-1可以与电池再充电位置308-1相关联。电池再充电位置304-2可以与电池再充电位置308-2相关联。类似地，304-3和304-4可以分别于308-3和308-4相关联。每个电池再充电位置304、308可以包括固定装置，其可操作以进行固定，从而防止插入到电池再充电位置304、308中意者内的第一可再充电电池被移除。释放件被连接到电池再充电装置，以当第二可再充电电池被插入到开放的电池再充电位置时释放固定第一可再充电电池的固定装置。在一个示例中，可再充电电池316可以被插入到第一组305中的电池再充电位置304-1中。固定装置(诸如盖312)可以被分别在每个电池再充电位置304、308的顶部和底部处连接到电池再充电装置302。当可再充电电池316被插入到电池再充电位置304-1中时，只要第二组309中的相应的电池再充电位置308-1保持开放，在电池再充电位置的顶部和底部处的盖312就可以将可再充电电池保持到位。当可再充电电池316被插入到电池再充电位置304-1(由此完成电路)并且同时相应的电池再充电位置308-1保持空置时，机械或电机械装置可以被用来使得盖312基本固定不动(即，不内陷)。当第二可再充电电池被插入到第二组309中的相应的电池再充电位置308-1时，用于电池再充电位置的电路将会闭合，并且信号可以被发送，从而允许在相关的电池再充电位置304-1的顶部和底部处的盖312内陷，从而允许第一可再充电电池316被从电池再充电位置304-1移除。
当没有电池存在于相关联的电池再充电位置中(诸如在304-2和308-2中)时，导致电路被断开，每个电池再充电位置上的盖312可以内陷，从而允许电池被插入到一个电池再充电位置。一旦可再充电电池被插入到一个电池再充电位置，那么在电池再充电位置上方的盖将会变为固定不动，直到可再充电电池被插入到相关的开放的电池再充电位置为止。与在先的对于图Ia和图Ib的示例类似，盖312的闭合或固定可以开始用于任何已插入的可再充电电池的充电处理。图4示出了电路的框图，其图示了用于控制图3的电池充电系统300的电路的示意图。框图包括连接到每个电池再充电位置304的检测器404和连接到每个电池再充电位置308的检测器408。在框图中，检测器被编号以表示出它们与具体的电池再充电位置的关系。每个检测器被构造为检测可再充电电池何时被插入到电池再充电位置中。如上文讨论的，当可再充电电池被插入到电池再充电位置时，电路被闭合，这允许电流被打开以流动通过电池并且随着时间过去给电池再充电。当这样的情况发生时，检测器可以将信号发送到与门 412 (AND gate)。例如，当电池被插入电池再充电位置304-1时，在相应的电池再充电位置308-1开放的同时，“高”信号被从检测器404-1输出，并且“低”信号被从408-1输出。检测器408-1的输出可以通过非门416 (NOT gate)。非门的输出用来将信号反相并且输出高，导致从与门412向电磁致动器413的输出信号被构造为将304-1电池再充电位置中的电池316上的盖312锁止，由此将电池锁止到位。当可再充电电池被插入到相应的电池再充电位置308-1时，电磁致动器413将会被关闭，从而使得盖312内陷并且允许可再充电电池316从电池再充电位置304-1移除。类似地，如果没有电池被插入到任何一个相应电池再充电位置304-1和308-1中时，来自与门412的输出将会为低并且电磁致动器413将会被关闭，从而允许电池被插入到任何一个位置。因此，图4中的示例电路图使得仅当单个电池被插入到电池再充电位置并且在另一组(305或309)中的相关位置保持开放时，才将盖312锁止到位。在其他全部情况下，盖可以内陷以允许电池箱电池充电装置302增加或移除。图4中示出的电路图提供了一个示例图。其他类型的电路也可以被设计以使得可再充电电池能够被固定到充电器中，直到电池被插入到相关的电池再充电位置为止。图3中的电池充电系统300允许多个电池被插入到充电器中并且被再充电。例如，雇员可以将一到四个可再充电电池中的任何一者插入到开放的电池再充电位置。将可再充电电池插入到开放的电池再充电位置使得雇员能够从其他组中的相关电池再充电位置移除相同数目的电池。电池充电系统300使得能够在需要时得到多个可再充电电池。虽然图Ia和图Ib以及图3显示的示例仅表示了单个电池尺寸，但是电池充电系统可以包括多个电池尺寸，包括但不局限于纽扣电池、AAA、AA、C、D以及9伏特电池尺寸。电池充电系统也可以被构造为接收包括连接到一起的多个电池的电池包。电池充电系统可以被构造为接收任何类型的可再充电电池，包括但不局限于锂离子电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、镍镉电池、薄膜电池、铅酸电池、锂离子聚合物电池、锂空气电池等。根据另一个实施例，公开了用于替换可再充电电池的方法500，如图5的流程图所示。该方法包括510 :检测第一可再充电电池何时被插入到具有包括至少一个开放的电池、再充电位置的至少两个电池再充电位置的电池再充电器中。该方法还包括520 :固定第一可再充电电池，以防止其从至少两个电池再充电位置中的一者移除。该方法还包括530 将第二可再充电电池插入至少一个开放的电池再充电位置，以解除第一可再充电电池的固定，从而允许第一可再充电电池被从电池再充电器移除。当对于每个插入的可再充电电池移除一个可再充电电池时，方法500可以是最有效率的。然而，插入电池与移除电池的不同比率也被认为是在本发明的范围内。应当理解，所公开的本发明的实施例不局限于这里公开的具体的结构、处理步骤、或材料，而是延伸到由本领域技术人员可以想到的等价范围。应当理解，这里所采用的术语仅用于描述具体的实施例，并且不是为了进行限制。在本说明书全文中提到的“一个实施例”或者“实施例”意味着与该实施例相关联地描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各个位置处的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定指的是相同的实施例。如这里使用的，为了方便，多个项目、结构元件、组成元件和/或材料可以存在于公共列表上。然而，这些列表应当被理解为列表中的每个构件被独立地识别为分离的和独特的构件。因此，不应当仅基于将它们表示在公共组中而没有进行相反的指示，就将这种列表中的任何一个独立的构件理解为实际上等价于相同列表中的任何其他构件。此外，本发明的各种实施例和示例可以连同对于其各种组件的另一选择被单独提及。应当理解，这种实施例、示例和选择不被理解为实际上彼此相等价，但是被认为是本发明的分离的并且自主的表达。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何方式结合到一个或多个实施例中。在以下描述中，提供了大量的具体特征，诸如长度、宽度、形状等的示例，以提供本发明的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将会明白本发明可以在没有一个或多个具体细节的情况下实施，或者在具有其他方法、组件、材料等的情况下实施。在其他情况下，公知的结构、材料或操作没有具体示出和描述，以避免妨碍本发明的方面。虽然前述示例是在一个或多个具体应用中的本发明的原理的描述，本领域技术人员很明显地可以在不进行创造性活动并且不背离本发明的原理和概念的情况下进行形式、 用途和细节的大量修改。因此，除了权利要求之外，并不意图限制本发明。
权利要求
1.ー种用于替换电池再充电器中的可再充电电池的方法，所述电池再充电器包括构造为接收可再充电电池的至少两个电池再充电位置，所述方法包括 检测插入到未被占用的电池再充电位置中的一者的第一可再充电电池； 固定所述第一可再充电电池，以防止其被从所述电池再充电位置移除；以及 将第二可再充电电池插入到第二未被占用的电池再充电位置，其中，只有插入所述第ニ可再充电电池才能接触所述第一可再充电电池的固定，以允许从所述电池再充电器移除所述第一可再充电电池。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括当所述第一可再充电电池被移除吋，固定所述第二可再充电电池，以防止其被移除。
3.根据权利要求I所述的方法，其中，固定所述第一可再充电电池以防止其被移除还包括固定在所述第一可再充电电池上方的门，直到所述第二可再充电电池被插入到所述第ニ未被占用的电池再充电位置为止。
4.根据权利要求I所述的方法，其中，固定所述第一可再充电电池以防止其被移除还包括固定在所述第一可再充电电池上方的顶部盖和底部盖，直到所述第二可再充电电池被插入到所述第二未被占用的电池再充电位置为止。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，固定所述第一可再充电电池以防止其被移除还包括使用电机械装置电子地固定所述第一可再充电电池以防止其被移除，直到所述第二可再充电电池被插入到所述第二未被占用的电池再充电位置为止。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，检测还包括将电子传感器耦合到每个电池再充电位置，其中，所述传感器被构造为在每个电池再充电位置处检测可再充电电池何时被插入到电池再充电位置中。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括锁止电路，其被构造为当所述可再充电电池被插入到所述电池再充电位置时接收来自所述传感器的信号，并且使得电机械装置固定所述可再充电电池，以防止其被移除，直到从与所述第二电池再充电位置耦合的第二传感器接收到第二信号为止。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，在固定所述门时，使得在所述第一可再充电电池上开始再充电处理。
全文摘要
公开了一种用于替换可再充电电池的系统和方法。该方法包括提供包括至少一个开放的/未被占用的电池再充电位置的至少两个电池再充电位置。可再充电电池被固定，以防止其被从电池再充电位置移除，直到第二可再充电电池插入到第二未被占用的电池再充电位置为止。
文档编号H01M10/44GK102637916SQ20121003229
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月11日
发明者彼得·库斯 申请人:米特尔网络公司