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CN102301538A - 用于安装于头盔的夜视系统的电连接器 - Google Patents

用于安装于头盔的夜视系统的电连接器 Download PDF

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CN102301538A CN2010800058394A CN201080005839A CN102301538A CN 102301538 A CN102301538 A CN 102301538A CN 2010800058394 A CN2010800058394 A CN 2010800058394A CN 201080005839 A CN201080005839 A CN 201080005839A CN 102301538 A CN102301538 A CN 102301538A
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Abstract

用于安装于头盔的夜视系统的电连接器(10)，包括插座组件(14)和插头组件(12)。插座组件被配置成在机械上直接或间接耦合到头盔(310)，和在电气上耦合到被安装在头盔的夜视装置(320)。插头组件被配置成在机械上和电气上耦合到电池组(300)。插头组件和插座组件被配置成在至少两个不同的取向上可拆分地配合在一起，用于把电池组可拆分地安装到头盔和把来自电池组的功率供应到被安装在头盔上的夜视装置。

Description

用于安装于头盔的夜视系统的电连接器
技术领域
本发明总的涉及用于电子装置的连接器。更具体地，本发明涉及适用于安装于头盔的夜视系统的连接器。
背景技术
热靴(hot-shoe)连接器通常被使用来提供机械附着部件以及在两个装置之间的电连接。作为例子，许多传统照相机包括用于安装闪光单元在其上的热靴连接器。热靴插座位于照相机的顶面，热靴插头被布置在闪光单元的底部末端，用于把闪光单元附着到照相机的热靴插座。在组装时，在闪光单元上的热靴插头滑动地插入到照相机上的热靴插座。插头和插座可以通过被提供在闪光单元或其它部件上的夹紧螺钉被固定在一起。在照相机上的热靴插座的中心处有金属触点，它与闪光单元的热靴插头上的金属触点结合。照相机经由金属触点之间的结合将功率传递到闪光单元。用于照相机的标准热靴连接器的物理尺寸由国际标准组织ISO 518：2006规定。
热靴式连接器早已被引入到其它电子装置。例如，许多安装于头盔的夜视系统包括热靴连接器。例如，在美国专利No.7,211,778、7,049,027、6,938,276、6,662,370、和5,683,831、4,666,276、4,329,735中公开了安装于头盔的夜视装置，这些专利整体地通过引用并入本文。在安装于头盔的夜视装置中，电池组(或其它功率源)经由屏蔽电缆被连接到安装于头盔的夜视系统，以便给夜视系统提供功率。在美国专利No.5,683,831中公开了这样的装置。
在包括热靴连接器的安装于头盔的夜视装置中，可拆卸的电池组的热靴插座被安装到在头盔的后面或侧面上所提供的热靴插头。在美国专利No.5,683,831中公开了这样的装置。用户常常在头盔已经戴在头上时安装电池组到头盔。为了将热靴插座连接到热靴插头，用户用一只手将电池组拿到头盔的后面或侧面。用户然后将热靴插座取向到对准热靴插头。借助于热靴插头和热靴插座的设计，插头和插座一起沿单个取向对准。因此，用户必须操控电池组和/或头盔，直至达到正确的取向为止。一旦插头和插座正确地取向，用户就把插头插入插座。在电池组上提供的弹簧负荷杆(spring loaded lever)或销按扣在热靴插头上规定的凹槽，由此将电池组锁定到头盔。为了从头盔卸下电池组，用户移动弹簧负荷杆，以便从插座卸下插头。用户然后用同一只手或另一只手将电池组从头盔拆下。
上述的用于把电池组安装到头盔的步骤对于某些用户，特别是对于不太熟练的那些用户，可能感觉是困难和不方便的。更具体地，有时可能由于用户盲目地到达他或她的头的侧面或后面以及操控电池组和/或头盔直至达到正确的取向，操控热靴连接器会变得困难。这些因素暗示，在战斗情形下电池组安装到头盔可能是成问题的。
鉴于上述的情形，为了性能、方便性、可制造性和模块化，需要不断地进一步开发和改进用于将两个装置在机械上和电气上连接在一起的连接器。
发明内容
公开了包括插头组件和插座组件的连接器。插头组件和插座组件配合在一起，形成连接器。连接器可被使用于任何电子装置，诸如，例如成像装置、夜视装置、照相机等等。
按照本发明的一方面，提供了用于安装于头盔的夜视系统的电连接器，包括插座组件和配合的插头组件。插座组件被配置成在机械上直接或间接地耦合到头盔，和电耦合到被安装在头盔上的夜视装置。插头组件被配置成在机械上和电气上耦合到电池组。插头组件和插座组件被配置成在至少两个不同的取向上可拆分地配合在一起，以便将电池组可拆分地安装到头盔上，和把来自电池组的功率供应给被安装在头盔上的夜视装置。
按照本发明的另一方面，提供了安装于头盔的夜视组件。安装于头盔的夜视组件通常包括头盔，头盔包括用于把夜视装置安装到其上的装备，和电池组，电池组被配置成包含至少一个电池。插座组件被安装到头盔，以及插头组件被安装到电池组。插头组件和插座组件被配置成在至少两个不同的取向上可拆分地配合在一起，以便将电池组可拆分地安装到头盔上，和把来自电池组的电池的功率供应给被安装在头盔上的夜视装置。
在以上的说明中，术语“插头”和“插座”可以被交换地使用。这些术语被使用来表示分开的组件一起被利用来形成连接。
当结合附图考虑以下的详细讨论时，将明白本发明的这些和其它方面。应当看到，下面的讨论仅仅打算说明本发明的优选实施例。然而，本发明不限于所说明的实施例，本发明仅仅由附着在本技术说明书的权利要求限制。
附图说明
当结合附图阅读以下的详细说明时，将从以下的详细说明最好地理解本发明。应当强调，按照通常的实践，附图的各种不同的特征不是按比例的。在图上包括以下的图：
图1显示按照本发明的一个示例性实施例的、包括插头组件和插座组件的连接器的透视图，其中插头组件是与插座组件分开地显示的。
图2显示图1的连接器的另一个透视图。
图3显示以配合的结构显示的、图1的连接器的透视图，其中插座组件的一部分被切除，以便揭示在插头组件与插座组件之间的结合。
图4显示图3上沿线4-4截取的、配合的连接器的截面图。
图5显示图1的插头组件的分解图。
图6显示图1的插座组件的分解图。
图7A-7D示意地显示结合插头组件与插座组件的过程。
图7E和7F示意地显示解开插头组件与插座组件的结合的过程。
图8A显示按照本发明的另一个示例性实施例的、与凸轮面配合的凸起物的示意图。
图8B显示按照本发明的再一个示例性实施例的、与凸轮面配合的凸起物的示意图。
图9A显示插头组件和插座组件的简化版本的示意性顶面图。
图9B显示按照本发明的另一个示例性实施例的、插头组件和插座组件的简化版本的示意性顶面图。
图10显示被安装在夜视系统的电池组上的图9B的插头组件，其中电池组被显示为由最终用户的手握住。
图11显示被安装在头盔上的图9B的插座组件。
图12显示把图10的电池组的插头组件安装在图11的头盔的插座组件上的初始步骤。
图13显示相对于头盔进行旋转电池组以便连接插头和插座，以及把电池组锁定到头盔的步骤。
具体实施方式
现在参照为了说明在附图中所选择的几个实施例来描述本发明。应当意识到，本发明的范围和精神并不限于所说明的实施例。
正如这里使用的，术语“连接器”是指提供两个元件之间的电连接、两个元件之间的机械连接或二者的装置。术语“连接器”也可以是指单个元件，诸如，例如插头或插座，被利用来与另一个元件配合，以便在它们之间建立连接。
图1和2显示按照本发明的一个示例性实施例的连接器10的透视图。连接器10在这里可以称为旋转热靴连接器或热靴连接器。连接器10通常包括插头组件12和插座组件14。插头组件12在图1和2上被显示为与插座组件14分开。插头组件12和插座组件14被配置成配置在一起，形成连接器10(如图3和4所示)。连接器10通常被配置为将两个装置在机械上和/或电气上连接在一起。作为例子，连接器10可以把电池组连接到电子装置，把电缆连接到电子装置，把电缆连接到电池组等等。连接器10的一个特定的应用被显示于图10-13。
插头组件12通常包括基本上圆柱形的主体20，其规定旋转面21；被保持在主体20内的绝缘体22；以及一系列电触点24(显示出9个)，被安装在绝缘体22中规定的相应孔径内。法兰盘26从主体20径向地延伸。在法兰盘26上提供一系列开孔28。虽然未示出，但紧固器可以被插入到每个开孔28，用于把插头组件12安装到板上(诸如，在图4上显示的板29)。应当看到，板29并不构成插头组件12的一部分。
四个凸轮面30从主体20的旋转面21延伸。每个凸轮面30从主体20的下部环状表面27关于旋转面21圆周地扩展。按照所示的示例性实施例，每个凸轮面30从旋转面21向外延伸，即，远离主体20的中心轴。替换地，凸轮面30可以被隐藏在旋转面21内。
凸轮面30是围绕主体20的周界以一定的间隔排列的。按照本发明的一个方面，凸轮面30是围绕主体20的周界均匀地以一定的间隔排列的。按照这个示例性实施例，插头组件12包括四个凸轮面30。本领域技术人员从这里提供的说明中将会看到，插头组件12应当包括至少一个凸轮面30并可以包括任何数目的凸轮面30。
在相邻的凸轮面30之间规定了以凹槽或开口的形式提供的通道31。正如对于插座组件14更详细地描述的，在插座组件14上提供的一系列凸起物50穿过相应通道31，将组件12和14连接在一起。另外，在解开插头组件12与插座组件14的结合时，在插座组件14上提供的凸起物50通过通道31被拆卸。
按照这个示例性实施例，插头组件12包括四个通道31(见图2)。提供多个通道31使得最终用户能够以多个取向连接组件12和14。更具体地，在组件12与14配合时，插座组件14的任何凸起物50可以进入到插头组件12的任何通道31。提供用于将插头组件12连接到插座组件14的多个位置，或反之亦然，简化了最终用户把这些元件组装在一起的任务。正如将参照图6更详细地描述的，组件12和14的电触点24和44被安排成使得组件12和14可以在多个结合点中的任意一个结合点处进行连接。
插座组件14通常包括基本上圆柱形的主体40，其规定旋转面41；绝缘体42，被保持在主体40内；以及被安装在绝缘体42中规定的相应孔径内的三个电触点44(1)-44(3)。电触点44(1)-44(3)(一起被称为电触点44)在图6上被最好地显示。两个凸起部(boss)43从主体40的下端延伸。每个凸起部43包括一个开孔，虽然未示出，但紧固器可以被插入到凸起部43的各个开孔，用于安装到板上(见图4上显示的板47)。
环48被安装在主体40的顶端。替换地，环48可以与主体40合并在一起。四个半圆形凸起物50从环48的内部环状面向主体40的中心轴延伸。每个凸起物50被配置成支撑插头组件12的凸轮面30，正如参照图7A-7F更详细地描述的。每个凸起物50从环48的下部表面延伸，并至少部分放置在主体40的顶面上规定的凹槽52内。
凸起物50可以是半圆形(如所显示的)、圆形、多边形(如图8A所示的)、方形、矩形、或任何其它形状。正如将参照图8A更详细地描述的，凸起物50的大小和形状被做成适配于插头组件12的凸轮面30的形状。凸起物50可以与环48整体地形成，或替换地，凸起物50可以以被安装在环48或主体40上的销或紧固器的形式被提供。
凸起物50是围绕主体40的周界以一定的间隔排列的。而且，按照本发明的一个方面，凸起物50是围绕主体40的周界均匀地以一定的间隔排列的。相邻的凸起物50间隔开的径向距离可以基本上等于插头组件12的相邻的凸轮面30间隔开的径向距离(如图1和2所示)。
按照这个示例性实施例，插座组件14包括四个凸起物50。本领域技术人员从这里的说明中将会看到，插座组件14应当包括至少一个凸起物50并且可以包括任何数目的凸起物50。凸起物50的数目可以等于凸轮面30的数目或可以变化。
图3显示以配合的结构显示的、图1的连接器10的透视图，其中插座组件14的主体40的一部分被切除，以便揭示插头组件12与插座组件14之间的结合。如图3所示，插头组件12的凸轮面30由导入半圆形凹槽53的曲线表面51规定。插座组件14的一个凸起物50被保持在插头组件12的凸轮面30的凹槽53内。虽然未示出，所有的凸起物50可以同时被保持在相应的凹槽53内。
图4显示图3上沿线4-4截取的、配合的连接器10的截面图。如图4上最好地显示的，组件12和14的旋转面21和41互相面对面地放置。弹簧54被放置在插头组件12的下部环状表面27与主体40的下部内部表面56之间，使得凸轮面30靠在凸起物50上，如图所示。弹簧54保持凸起物50与凸轮面30之间的负荷交界面，以使得组件12和14的旋转的轴向位置通常是固定的，以及在组件12和14之间的“活动(play)”被大大地减小或完全消除。
图5和6分别显示组件12和14的分解图。现在参照图4-6，插头组件12通常包括主体20、被安装在主体20上的绝缘体22、以及被安装在绝缘体22上的一系列电触点24。第一电子装置(未示出)的板29被安装在插头组件12的法兰盘26上。O形环61被放置在主体20与板29之间的交界面处在主体20中形成的环状凹槽中。
绝缘体22被固定地安装在主体20上。更具体地，绝缘体22的肩部68靠着主体20的肩部70。固定环72被放置在绝缘体20中规定的凹槽内以及被放置靠在主体20的表面74。固定环72和绝缘体22的肩部68将绝缘体22锁定到固定的垂直位置。虽然未明显地示出，凸起物从绝缘体22延伸，结合主体20中所形成的槽76(见图5)，以保持绝缘体22相对于主体20的固定的旋转位置。O形环66被放置在主体20与绝缘体22之间的交界面处在绝缘体22中形成的凹槽内。O形环66限制在主体20与绝缘体22之间的交界面处污染物(诸如水)的进入。
电触点24被压合到或否则安装到绝缘体22中规定的开孔60。每个开孔60包括大直径部分，用于容纳电触点24的大直径部分73和较小的直径部分，用于容纳电触点24的相对较小的直径部分77。正如参照图7A-7F更详细地描述的，电触点24在施加的负荷下是弹性可变形的，在不存在施加的负荷时返回到原先的形状。弹性构件(未示出)被放置在每个电触点24的大直径部分73。适当的电触点(弹性和非弹性的)由Mill-Max公司，Oyster，New York，USA，制造和分发。按照这里未示出的另一个示例性实施例，电触点44是弹性可变形的。
如在图4上最好地显示的，在连接器10的配合的结构中，插头组件12的电触点24被放置成与插座组件14的电触点44直接的物理的接触，用于在连接器10的组件12和14之间分布功率和信号。具体地，每个触点24的末端64靠在插座组件14的电触点44的导电表面上。每个触点24的相反的末端62可被安装在印制电路板、电缆、电线、或弯曲电路，例如，被连接到第一电子装置(未示出)。第一电子装置例如可以是电池组(如图10所示)。
仍旧参照图4-6，插座组件14通常包括主体40、被安装在主体40内的绝缘体42、以及被安装在绝缘体42内的五个电触点44。主体包括两个凸起部43(其中一个被示出)，每个凸起部包括穿过它的规定的开孔。虽然未示出，紧固器可被插入通过凸起部43的开孔，把主体40安装到第二电子装置的板47上。第二电子装置例如可以是夜视装置或从夜视装置延伸的电缆。
环48被固定地安装到主体40的顶端。一系列嵌装(flush-mounted)的紧固器49被提供来把环48安装到主体40的顶端。虽然未示出，但环48可以与主体40合并在一起，以减小插座组件14的元件数目。
绝缘体42被固定地安装到主体40。更具体地，绝缘体42的肩部部分80靠在主体40的肩部部分82。固定环86被放置在绝缘体42中规定的凹槽内，以及被放置成靠在主体20的表面88上。固定环86和绝缘体42的肩部80锁定绝缘体42在固定的垂直位置。虽然没有明显地显示，凸起物从绝缘体42的底边延伸，以便结合在主体40中形成的槽，将绝缘体42相对于主体40保持在固定的旋转位置。
O形环90被放置在绝缘体42与主体40之间的交界面处在绝缘体42中形成的凹槽内。O形环90限制在主体40与绝缘体42之间的交界面处污染物(诸如水)的进入。另一个O形环92被放置在绝缘体42与插头组件12的绝缘体22之间的交界面处在绝缘体42中形成的凹槽内。O形环92限制在组件12与14之间的交界面处污染物(诸如水)的进入。O形环92提供使得流体和碎屑不进入电交界面的简单的、容易控制的和鲁棒的装置。
弹簧54被放置在插座组件14的下部内表面56上。止推轴承94，以金属环的形式，被放置成靠着弹簧54。止推轴承94被夹在弹簧54与插头组件12的绝缘体22之间。弹簧54和止推轴承94被设置在插座组件14内在下部内表面56与凸起物50之间。正如前面提到的，弹簧54使得插头组件12的凸轮面30靠在插座组件14的凸起物50，如图所示。
环48、插头组件12的主体20和插座组件14的主体40可以由金属材料、聚合物、或任何其它想要的材料制成。这些元件可以通过例如压模或机械操作被制成。组件的绝缘体22和42可以由介电材料通过例如压模或机械操作被制成。
图7A-7D示意地显示组件12和14进行结合的过程，以及图7E和7F示意地显示解开组件12和14的结合的过程。应当看到，连接器10的所有的元件被示意地显示于图7A-7F。在示意图上，插头组件12包括主体20，其规定凸轮面30；以及电触点24，如由类似的截面剖面线表示的。电触点24包括整体弹性元件100，在下文中被称为弹簧100。
在示意性说明中，插座组件14包括主体40，相对于主体40固定安装的凸起物50和一个电触点44，如以类似的截面剖面线表示的。应当看到，凸起物50相对于插座组件14的主体40的位置是固定的。因此，在插座组件14的主体40与凸起物50之间的垂直间隙a4在图7A-7F的所有的示意图上保持为恒定的。
为了便于解释图7A-7F，插头组件12相对于插座组件14的旋转与移动运动是想要的。然而，应当看到，插座组件14相对于插头组件12的运动将产生基本上相同的结果。而且，插座组件14和插头组件12可以同时互相移动。
现在参照各个附图，图7A显示组件12和14的开始位置。在图7A上，组件12和14被显示为结合在一起的，但没有进行机械连接或电连接。插座组件14的凸起物50被放置在插头组件12的相邻的凸轮面30之间的通道31中。弹簧54被保持在松弛状态，具有自由状态长度a1。电触点24的弹簧100也被保持在松弛状态，具有自由状态长度a2。组件12和14的电触点24和44分别被间隔开一个间隙a3，因此，在组件12与14之间不会存在电连接。
图7B显示组件12和14互相结合的示意图。插座组件14的凸起物50被放置在插头组件12的凸轮面30的曲线表面51上。为了把插头组件12从图7A上的不结合位置移到图7B上的结合位置，最终用户顶住弹簧54和100的弹力把插头组件12向下移动(见垂直箭头)，以及沿顺时针方向旋转插头组件12(见水平箭头)。在图7B所示的装置中，弹簧54具有小于图7A所示的弹簧54的自由状态长度a1的压缩长度b1。触点24的弹簧100具有小于图7A所示的弹簧100的自由状态长度a2的压缩长度b2。电触点24靠在电触点44上，在组件12和14之间建立电连接。
图7C显示沿插头组件12的凸轮面30进一步前进的插座组件14的凸起物50的示意图。为了把插头组件12从图7B上的位置移到图7C上的位置，最终用户沿顺时针方向旋转插头组件12(见水平箭头)。在插头组件12沿顺时针方向旋转和凸轮面30沿凸起物50移动时(或反之亦然)，凸起物50顶住弹簧54和100的弹力，向下方向推动插头组件12的主体20。弹簧54具有小于图7B的压缩长度b1的压缩长度c1。触点24的弹簧100具有小于图7B的压缩长度b2的压缩长度c2。
图7D显示沿插头组件12的凸轮面30进一步前进的插座组件14的凸起物50的示意图。在图7D上，组件12和14处在锁定的配置，由此在组件12和14之间建立了电连接和机械连接。为了把插头组件12从图7C上的位置移到图7D上的结合位置，最终用户进一步沿顺时针方向旋转插头组件12(见水平箭头)。在插头组件12沿顺时针方向旋转，和凸轮面30沿凸起物50移动时，弹簧54和100向上推动插头组件12的主体20(见箭头)，把凸起物50放置在插头组件12的凸轮面30的凹槽53内。凹槽53的壁限制插头组件12和插座组件14的旋转。在图7D上，弹簧54具有大于图7C的压缩长度c1的压缩长度d1。触点24的弹簧100具有小于图7C所示的弹簧100的压缩长度c2的压缩长度d2。
图7E显示与插座组件14解开机械结合的插头组件12的示意图。更具体地，在图7E上，插头组件12的凸轮面30在物理上与插座组件14的凸起物50分隔开。为了把插头组件12从图7D上的位置移到图7E上的位置，最终用户顶住弹簧54和100的弹力向下移动插头组件12的主体20(见垂直箭头)，直至插头组件12的凸轮面30在物理上与插座组件14的凸起物50分隔开为止。
在图7E上，弹簧54具有小于图7D上它的松弛长度d1的压缩长度e1。触点24的弹簧100具有小于图7D所示的弹簧100的松弛长度d2的压缩长度e2。虽然在图7E上插头组件12和插座组件14在机械上解开结合，但这些组件借助于电触点24与44之间的物理接触仍旧是电连接的。
图7F显示插头组件12相对于插座组件14旋转的示意图。为了把插头组件12从图7E上的位置移到图7F上的位置，最终用户顶住弹簧54和100的弹力将插头组件12的主体20沿逆时针方向旋转(见水平箭头)，而同时主体20仍旧保持在向下的位置。插头组件12被旋转到使得凸起物50对准插头组件12的通道31的位置。
在图7F上，弹簧54具有与图7E上的压缩长度e1基本上相同的压缩长度f1。另外，触点24的弹簧100具有与图7E上的压缩长度e1基本上相同的压缩长度f2。这些组件12和14借助于电触点24与44之间的物理接触仍旧是电连接的。
当从图7F的它的位置卸下插头组件12的主体20，插头组件12和插座组件14回到图7A所示的它们的开始位置，由此，组件12和14在机械上和电气上都被解开结合。更具体地，凸起物50回到它在插头组件12的通道31内的初始位置。弹簧54回到它的松弛状态，具有自由状态长度a1，和电触点24的弹簧100也回到它的松弛状态，具有自由状态长度a2。组件12和14的电触点24和44分别回到它们的初始位置，互相间隔开一个间隙a3。
在图1到图7F上显示的连接器10的示例性实施例中，凸轮面30被规定在插头组件12上以及凸起物50被规定在插座组件14上。本领域技术人员将会看到，凸轮面30可被规定在插座组件14上以及凸起物50可被规定在插头组件12上，以基本上达到这里描述的相同的结果。另外，弹性电触点可被提供在插座组件14上，以基本上达到这里描述的相同的结果。
图8A显示按照本发明的另一个示例性实施例的、与凸轮面108结合的凸起物106的示意图。按照示例性实施例，凸轮面108以阶梯式表面的形式被提供，凸起物106具有多边形截面。在阶梯式凸轮面108水平地向左移动或凸起物106水平地向右移动时，凸起物106沿阶梯式凸轮面108滑动。然而，在凸起物106与阶梯式凸轮面108之间的结合限制阶梯式凸轮面108向右的水平运动和凸起物106向左的水平运动。凸起物106可以取任何形式，只要它包括用于结合凸轮面108的阶梯的所指出的表面。为了解开凸起物106与凸轮面108的结合，凸轮面108必须向下方向移动，类似于图7E所示的解开结合步骤。
图8B显示按照本发明的再一个示例性实施例的、位于凸轮面109上具有圆形截面的凸起物107的示意图。凸轮面109类似于图1-7F所示的凸轮面30，除了图8B的凸轮面109包括具有恒定的斜度而不是曲线形状的部分以外。凸轮面也可以是例如齿状和锯齿状的。本领域技术人员从这里的描述将会看到，凸轮面和凸起物的其它几何形状对于基本上达到图7A-7F上描述的相同的结果也可以是有用的。
图9A显示连接器10的插头组件12和插座组件14的简化版本的示意的顶面图。如前所述，插座组件14包括四个凸起物50以及插头组件12包括四个通道31，由此每个通道31引导到凸轮面30。为了将组件12和14连接在一起，插座组件14的凸起物50被插入通过插头组件12的相应通道31(或反之亦然)。按照本发明的一个方面，任何一个凸起物50可被插入通过任何一个通道31来结合组件12和14。因为插头组件12包括四个通道31，所以插头组件12可以以四个不同的径向取向与插座组件14连接(或反之亦然)。每个取向互相间隔开大约90度。组件12或组件14相对于另一个组件旋转小于1/4圈就可以使得组件12和14配合和封接在一起。本领域技术人员将会看到，通道31的数目可以变化，以便增加或减小取向的数目。
插座组件14包括两行同心地放置的电触点44。内部行包括触点44(1)，外部行包括触点44(2)和44(3)。触点44(1)沿插座组件14的中心轴放置。触点44(2)和44(3)相对于触点44(1)同心地放置。虽然插座组件14包括两行电触点，但本领域技术人员从这里的描述将会看到，插座组件14可包括任意数目的同心地放置的电触点44。
插头组件12包括九个触点24(1)到24(9)，它们都是相对于插头组件12的中心轴放置的。触点24(1)、24(2)和24(3)被放置在靠近插头组件12的中心轴处，而触点24(4)到24(9)被放置在中心轴的远端。触点24(4)到24(9)被放置在离中心轴基本上相等的距离。本领域技术人员从这里的描述将会看到，插头组件12可以具有任意数目的电触点。
不管组件12和14的相对径向取向，插头组件的触点24(1)、24(2)和24(3)总是放置成与插座组件14的触点44(1)结合，以便在它们之间传送功率、接地或信号。然而，取决于组件12和14的相对径向取向，触点24(4)到24(9)可被放置成与触点44(2)或触点44(3)结合，以便在它们之间传送功率、接地或信号。
图9B显示按照本发明的另一个示例性实施例的连接器110的插头组件112和插座组件114的简化版本的示意性顶面图。组件112和114基本上类似于组件12和14，除了三点不同以外：(a)插座组件114包括五个电触点144，(b)在插头组件112的主体120上形成两个通道131，以及(c)两个凸起物150从插座组件114的主体140延伸。电触点124(1)到124(9)的设置与插头组件12的设置没有不同。
插头组件112包括两个通道131，它们互相径向上间隔开大约180度。虽然未示出，但插头组件112包括两个凸轮面，其中每个凸轮面从通道131扩展。插头组件112可以在两个不同的径向取向上与插座组件114结合(或反之亦然)，每个径向取向间隔开大约180度。在使用时，组件112或组件114相对于另一个组件旋转小于1/2圈就可以使得组件112和114配合和封接在一起。
不管组件112和114的相对径向取向，插头组件112的触点124(1)、124(2)和124(3)总是放置成与插座组件114的触点144(1)结合。在组件112和114的第一取向下，插头组件112的触点124(4)和124(5)被放置成与插座组件114的触点144(4)结合，插头组件112的触点124(6)被放置成与插座组件114的触点144(3)结合，插头组件112的触点124(7)和124(8)被放置成与插座组件114的触点144(2)结合，以及插头组件112的触点124(9)被放置成与插座组件114的触点144(5)结合。在组件112和114的第二取向下，插头组件112的触点124(4)和124(5)被放置成与插座组件114的触点144(2)结合，插头组件112的触点124(6)被放置成与插座组件114的触点144(5)结合，插头组件112的触点124(7)和124(8)被放置成与插座组件114的触点144(4)结合，以及插头组件112的触点124(9)被放置成与插座组件114的触点144(3)结合。应当看到，第一取向与第二取向在径向上互相间隔开大约180度。
按照本发明的一个示例性用法，功率是通过触点124(1)、124(2)和124(3)传送的；信号是通过触点124(6)和124(9)传送的；以及插头组件112的触点124(4)、124(5)、124(7)和124(8)被连接到地电位。不管组件112和114的相对径向取向，功率被发送到插座组件114的触点114(1)。在组件112和114的两个径向取向下，触点144(2)和144(4)被连接到地电位。在组件112和114的两个径向取向下，触点144(3)和144(5)接收信号。因此，任一个径向取向在功能上与另一个径向取向都是完全相同的。在图9B上显示的连接器110在安装于头盔的夜视系统中是特别有用的，正如参照图10-13更详细地描述的。
图10显示被安装到电池组300的、图9B的插头组件112。电池组300形成安装于头盔的夜视系统的一部分。电池组300包括内部区域，用来容纳一个或多个电池(未示出)。电池被电连接到插头组件112。电池组300的进一步的细节在美国专利申请No.12/277,750中被公开，该专利申请整体地通过引用并入本文。
图11显示被安装到包括夜视装置320的头盔310的图9B的插座组件114。虽然未示出，头盔310包括用于安装夜视装置320在其上的装备。安装于头盔的夜视装置例如是在美国专利No.7,211,778、7,049,027、6,938,276、6,662,370、和5,683,831、4,666,276、4,329,735中公开的，这些专利整体地通过引用并入本文。插座组件114被固定地安装在板322上，该板322被安装到头盔310。板322被安装在头盔310的后面或侧面。插座组件114的电触点144被电连接到屏蔽电缆324。屏蔽电缆324也被连接到夜视装置320，用于把来自电池组300的电池的功率发送到夜视装置320。
图12显示把电池组300的插头组件112安装在头盔310的插座组件114上的初始步骤。图13显示相对于头盔310旋转电池组300，以便连接插头组件112与插座组件114和把电池组300锁定到头盔310的步骤。
按照把电池组300组装在头盔310上的一个方法，用户首先沿电池组的窄的部分握住矩形的电池组300(见图10)，并且把电池组300的插头组件112拿到很靠近头盔310的插座组件114的地方。然后用户旋转整个电池组300直至插头组件112的通道131对准插座组件114的凸起物150为止(对应于图7A的位置)。电池组300的插头组件112具有用于与头盔310的插座组件114结合的、互相间隔开180度的两个可能的取向。在通道131与凸起物150之间对准时，用户顶住插座组件114的弹簧54的弹力推动电池组300(见图4)进一步向前。如图13所示，用户然后相对于头盔310旋转电池组300(见箭头)，直至凸起物150处在它们各自的凹槽53内为止(对应于图7B-7D所示的运动)。因此，在图13上的电池组300与夜视装置320之间形成连接。
如前所述，组件112与114的任一个径向取向在功能上与另一个径向取向都是完全相同的。因此，用户可以以直觉的运动附着电池组300而不用查看或以其他方式识别电池组300的特定的“上或下”的位置。连接器110对最终用户总的来说是直觉的、熟悉的和符合人体工程学的。连接器110促使快速或容易地拆卸或安装电池组300，因为电池组300被自然地取向，作为用户的手的正常达到的效果。
现在参照图9B和13，电触点144(3)，144(5)，124(6)，和124(9)在电池组300与夜视装置320之间分布信号。信号从夜视装置320被发送到电池组300，以便根据夜视装置320是否由最终用户积极使用而使得电池组300工作或不工作。
更具体地，在操作时，一旦用户把夜视装置320移到部署位置(即，在他或她的视线内)，夜视装置320就发送信号到电池组300(经由电触点144(3)，144(5)，124(6)，和124(9))，使得电池组300工作。一旦用户把夜视装置320移到装载位置(即，在他或她的视线以外)，夜视装置320就发送信号到电池组300(经由电触点144(3)，144(5)，124(6)，和124(9))，使得电池组300不工作。在那些电触点之间传送的信号是不可区分的，因此，不管插座组件114的触点144(3)和144(5)是否分别与插头组件112的触点124(6)和124(9)配合，或反之亦然，正确的信号到达电池组300。
作为非限制性例子，这里描述的例子或它的修改的版本可被使用于以下的应用：地面战斗部队、地面支援人员、固定翼航空、旋翼飞机航空、航空地面支援人员、车辆运输(公用事业)、车辆运输(装甲部队)、保安、军队、执法(警察或SWAT)、划船(导航)、商业渔民(导航)、商业维修、虚拟现实娱乐、虚拟现实训练或医疗装置。
虽然本发明在这里是参照具体的实施例被显示和描述的，但本发明并不打算限于所显示的细节。而是，可以在权利要求的等价物的范围内在细节上作出各种修改，而不背离本发明的精神。例如，这里描述的连接器可被利用于夜视镜，然而，将会看到，本发明可被使用于其它电子装置或照准器，诸如单筒或双筒望远镜、照相机、安装于头盔的显示屏、头戴显示器或任何其它安装于头盔的光学、电-光学、和/或观看装置。

Claims (20)

1.一种用于安装于头盔的夜视系统的电连接器，包括：
插座组件，被配置成在机械上直接或间接耦合到头盔，和在电气上耦合到被安装在头盔的夜视装置；以及
插头组件，被配置成在机械上和电气上耦合到电池组，其中插头组件和插座组件被配置成在至少两个不同的取向上可拆分地配合在一起，以用于把电池组可拆分地安装到头盔和把来自电池组的功率供应到被安装在头盔的夜视装置。
2.权利要求1的电连接器，其中所述至少两个取向是径向上互相分隔开的。
3.权利要求2的电连接器，其中所述至少两个取向是径向上互相分隔开至少90度。
4.权利要求1的电连接器，其中所述插座连接器和所述插头连接器被配置成在至少三个不同的取向上可拆分地配合在一起。
5.权利要求1的电连接器，其中每个组件包括具有旋转面的主体，和被布置在主体内的至少一个电触点。
6.权利要求5的电连接器，还包括从插头组件或插座组件的旋转面延伸的凸起物，和沿插头组件和插座组件的另一个组件的旋转面规定的凸轮面。
7.权利要求6的电连接器，其中在插头组件与插座组件之间进行结合时，两个组件的旋转面被放置成互相面对，以及在组件相对于另一个组件旋转时，凸起物被放置成沿凸轮面移动，使得插头组件的至少一个电触点靠着插座组件的至少一个电触点，由此建立插头组件与插座组件之间的电连接。
8.权利要求7的电连接器，其中所述凸轮面规定一凹槽，其尺寸被做成接纳凸起物，以及在组件相对于另一个组件进一步旋转时，凸起物处在凸轮面的凹槽内。
9.权利要求7的电连接器，还包括弹簧，其被布置在插头与插座之间，使得凸起物向凸轮面的方向偏置或使得凸轮面向凸起物的方向偏置。
10.权利要求7的电连接器，还包括多个凸起物，该多个凸起物沿插头组件或插座组件的旋转面的周界间隔开。
11.权利要求7的电连接器，还包括多个凸轮面，该多个凸轮面沿插头组件和插座组件的另一个组件的旋转面间隔开。
12.权利要求11的电连接器，还包括在相邻的凸轮面之间规定的通道，其中每个凸起物被插入通过相应通道，以便结合插头组件与插座组件。
13.一种安装于头盔的夜视组件，包括：
头盔，包括用于在其上安装夜视装置的装备；
被安装在头盔的插座组件；
电池组，被配置成包含至少一个电池，所述电池组包括被安装在电池组的表面的插头组件；
其中插头组件和插座组件被配置成在至少两个不同的取向上可拆分地配合在一起，以便将电池组可拆分地安装到头盔，和把来自电池组的电池的功率供应给被安装在头盔的夜视装置。
14.权利要求13的安装于头盔的夜视组件，其中插座组件不安装到头盔的正面。
15.权利要求13的安装于头盔的夜视组件，还包括被安装到头盔的夜视装置。
16.权利要求13的安装于头盔的夜视组件，其中所述至少两个取向在径向上互相间隔开。
17.权利要求16的安装于头盔的夜视组件，其中所述至少两个取向在径向上互相间隔开至少90度。
18.权利要求13的安装于头盔的夜视组件，其中每个组件包括具有旋转面的主体和被放置在主体内的至少一个电触点。
19.权利要求13的安装于头盔的夜视组件，还包括从插头组件或插座组件的旋转面延伸的凸起物和沿插头组件与插座组件中的另一个组件的旋转面规定的凸轮面。
20.权利要求19的安装于头盔的夜视组件，其中在插头组件与插座组件之间结合时，两个组件的旋转面被放置成互相面对，以及在组件相对于另一个组件旋转时，凸起物被放置成沿凸轮面移动，使得插头组件的至少一个电触点靠在插座组件的至少一个电触点上，由此在插头组件与插座组件之间建立电连接。
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