Адаптер батарей с гибкой платой и силиконовой пружиной

Адаптер батарей с гибкой платой и силиконовой пружиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка относится в общем к блоку батарей. Он находит конкретное применение в связи с адаптерами батарей для пациентов, носящих приборы, и будет описан конкретно в данном отношении. Вместе с тем, следует понимать, что он также находит применение и в других вариантах использования, таких как варианты, в которых оборудование должно быть чистым, продезинфицированным, биологически или химически дезактивированным или тому подобное и не обязательно ограничивается вышеупомянутым применением.

Адаптер батарей является соединением между одной или более батареями и электронным оборудованием, которое они приводят в действие. Чтобы добиться хорошего электрического контакта с батареями, известные адаптеры батарей обычно используют металлические контактные пружины для соединения с батареями. Вместе с тем, существует ряд проблем с использованием металлических контактных пружин, особенно для применения в медицине.

Металлические контактные пружины громоздки и добавляют излишнюю стоимость адаптеру. Более того, незащищенный участок металлических контактных пружин является излишне большим, что увеличивает вероятность получения однажды удара от соединения с батареями. Кроме того, будучи болезненным, это может быть опасно для медицинских пациентов, прикрепленных к чувствительным электронным узлам, таким как мониторы пациента, респираторы и тому подобное, и/или лиц с электронными медицинскими имплантатами, такими как кардиостимуляторы.

Дополнительно, очистка адаптера батарей является сложной с металлическими контактными пружинами. Загрязнения могут задерживаться и стать недоступными для очистки. Хотя это может быть не проблематичным для большинства применений, это недопустимо для медицинских учреждений, таких как больницы, которые требуют стерильных условий. Микробы могут селиться в щелях под пружинными контактами и тому подобное. Кроме того, дезинфицирующие средства часто являются сильными химикатами, например сильными окислителями, которые могут подвергнуть коррозии оголенный металл.

Настоящая заявка предусматривает новые и улучшенные системы и способы, которые преодолевают вышеупомянутые проблемы и прочие.

В соответствии с первым аспектом предусмотрен адаптер батарей. Адаптер батарей включает в себя упругий лоток, который ограничивает область для приема одной или более батарей и включает в себя одну или более упругих боковых стенок из упругого материала, выполненных с возможностью быть сжатыми батареями. Адаптер батарей дополнительно включает в себя гибкую плату, обернутую вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка поверх упругих боковых стенок. Гибкая плата включает в себя первую группу из одного или более контактов, расположенных на внешней стороне упругого лотка для передачи энергии к соответствующему устройству и вторую группу из одного или более контактов, электрически соединенных с первой группой контактов. Вторая группа контактов расположена на внутренней стороне упругих боковых стенок в области приема батарей.

В соответствии с одним из других аспектов предусмотрен способ изготовления адаптера батарей. Гибкая плата образована включающей в себя первую группу из одного или более контактов и вторую группу из одного или более контактов, электрически соединенных с первой группой контактов. Упругий лоток образован таким образом, что включает в себя упругий материал, который ограничивает область приема для одной или более батарей. Упругий материал сжимается, когда батареи установлены в области приема. Гибкая плата обернута вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка, внутрь части области приема батарей таким образом, что вторая группа контактов расположена в области приема батарей, а первая группа контактов расположена на внешней стороне упругого лотка.

В соответствии с одним из других аспектов предусмотрено принимающее устройство. Принимающее устройство включает в себя область приема для приема адаптера батарей. Адаптер батарей включает в себя упругий лоток, который ограничивает область приема для одной или более батарей и включает в себя одну или более упругих боковых стенок из упругого материала, выполненных с возможностью быть сжатыми батареями. Адаптер батарей дополнительно включает в себя гибкую плату, обернутую вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка поверх упругих боковых стенок. Гибкая плата включает в себя первую группу из одного или более контактов, расположенных на внешней стороне упругого лотка для передачи энергии к принимающему устройству, и вторую группу из одного или более контактов, электрически соединенных с первой группой контактов. Вторая группа контактов расположена на внутренних упругих боковых стенках в области приема батарей.

Одно из преимуществ заключается в низком профиле и способе подключения, который экономит пространство.

Другое преимущество заключается в использовании материалов, которые имеют превосходную химическую стойкость.

Другое преимущество заключается в сокращении областей, где микробы и остаточные химические вещества могут задерживаться.

Другое преимущество заключается в возможности легкой очистки.

Другое преимущество заключается в уменьшенной площади поверхности контактов.

Тем не менее дополнительные преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области техники при прочтении и понимании нижеследующего подробного описания.

Изобретение может принимать вид различных компонентов и конфигураций компонентов, а также различных этапов и порядков этапов. Чертежи приведены лишь с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не должны быть истолкованы как ограничивающие изобретение.

На Фиг.1 показан вид в перспективе первой стороны адаптера батарей с батареями в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан вид в перспективе второй стороны / нижней части адаптера батарей с батареями в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.3 показан вид в перспективе упругого лотка в соответствии с аспектом настоящего изобретения.

На Фиг.4 показан вид в перспективе жесткого лотка в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.5 показан вид в перспективе адаптера батарей без батарей в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.6 показан вид в перспективе части принимающего устройства, которое принимает адаптер батарей в соответствии аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.7 показан вид в перспективе части принимающего устройства с адаптером батарей и батареями в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

На Фиг.8 показана блок-схема способа изготовления адаптера батарей в соответствии с аспектами настоящего изобретения.

Обращаясь к Фиг.1 и 2, показан вариант осуществления адаптера 100 батарей в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. Фиг.1 изображает вид в перспективе первой стороны адаптера 100 батарей, а Фиг.2 изображает вид в перспективе второй стороны, противоположной первой стороне, адаптера 100 батарей.

Упругий лоток 102 адаптера 100 батарей образует область 104 приема для приема одной или более батарей 106, таких как АА батарей и/или аккумуляторных батарей. Для того чтобы установить контакт с клеммами батарей 106, упругий лоток 102 соответственно включает одну или более упругих силиконовых боковых стенок 108. Как показано, батареи 106 располагаются в продольном направлении между упругими боковыми стенками 108, например, из силикона или другого упругого полимера. Упругие боковые стенки 108 создают соответствующее воздействие, предназначенное для создания постоянного давления на батареи 106. В некоторых вариантах осуществления упругий лоток 102 включает в себя одну или более прокладок 110 под пространство для батареи 106, как показано на Фиг.3. Дополнительно или альтернативно, в конкретных вариантах осуществления упругий лоток 102 включает в себя еще одни характерные детали 112, облегчающие выравнивание адаптера 100 батарей в принимающем устройстве 150 (см. на Фиг.6 и 7) и/или позволяющие адаптеру 100 батарей быть прикрепленным к принимающему устройству 150. Эти характерные детали 112 включают, но не ограничиваются ими, одну или более выемок и/или углублений 114, 116, выступов и/или фиксаторов 118, опор 120 и тому подобное. Как показано, противоположные выемки и/или углубления 114 (только одна из которых видна) на внешней стороне упругого лотка 102 позволяют адаптеру 100 батарей быть упругоприкрепленным к принимающему устройству 150. Далее, как показано, выемка и/или углубление 116 расположены на той же плоскости, что и противоположные выемки и/или углубления 114 и вдоль нормали, делящей пополам ось, проходящую между противоположными выемками и/или углублениями 114, что позволяет адаптеру 100 батарей быть прикрепленным к принимающему устройству 150, и способствует его выравниванию. Кроме того, выступы и/или фиксаторы 118 вдоль нижней части упругого лотка 102 (как ориентировано на Фиг.1 и 2) облегчают выравнивание адаптера 100 батарей. Более того, противоположные опоры 120 на внешней стороне упругого лотка 102 позволяют адаптеру батарей 100 быть выровненным в принимающем устройстве 150.

Упругий лоток 102 соответствующим образом образован из гибкого, сжимающегося материала, такого как силикон. Силикон является выгодным из-за его сопротивления сжатию и его высокой химической стойкости. В конкретных вариантах осуществления жесткий или не эластичный лоток 122, показанный на Фиг.4, встроен в упругий лоток 102, как каркас или позвоночник. В некоторых вариантах осуществления упругий лоток 102 напрессован вокруг жесткого лотка 122, чтобы сформировать цельный гибкий объединенный лоток с большей жесткостью. Жесткий лоток 122 дает упругому лотку 102 жесткость, которая может потребоваться для некоторого практического применения, и соответственно изготовлен из химически стойкого термопластичного материала. Например, лепестки 124 жесткого или не эластичного лотка 122 добавляют жесткость силиконовым боковым стенкам 108 упругого лотка 102. Дополнительно, поскольку упругий лоток 102 является напрессованным вокруг жесткого лотка 122, предполагается, что в некоторых вариантах осуществления форма упругого лотка 102 полностью или частично определяется жестким или не эластичным лотком 122. Например, предполагается, что жесткий лоток 122 включает в себя одну или более прокладок 126, очерчивающих частично или полностью форму прокладок 110 упругого лотка 102. В качестве другого примера предполагается, что жесткий лоток 122 включает в себя еще одни характерные детали 128, очерчивающие частично или полностью форму характерных деталей 112 упругого лотка 102. Характерные детали 128 жесткого лотка 122 включают, но не ограничиваются ими, одну или более выемок и/или углублений, выступов и/или фиксаторов 130, опор и тому подобное.

Тянущаяся над внешней стороной упругого лотка 102 и внутри его внутренней стороны (показана на Фиг.5) гибкая плата 132 адаптера 100 батарей присоединяет батареи 106 к принимающему устройству 150. В конкретных вариантах осуществления начертания на гибкой плате 132 соединяют батареи 106 последовательно. Для присоединения батарей 106 к принимающему устройству 150 гибкая плата 132 включает в себя множество контактов 134, электрически связанных с начертаниями. Множество контактов 134 соответствующим образом расположены на общей стороне гибкой платы 132.

Контакты 136 батарей из множества контактов 134, соединяющиеся с батареями 106, соответствующим образом расположены на упругих силиконовых боковых стенках 108 внутри внутренней стороны адаптера 100 батарей. Упругие боковые стенки 108 сжимаются, позволяя контактам 136 быть прижатыми к клеммам батарей 106 за счет упругости упругих боковых стенок 108. Дополнительно, там где батареи 106 расположены в продольном направлении между упругими боковыми стенками 108, как показано, контакты 136 батарей соответствующим образом сконфигурированы в парах, где каждый член пары расположен напротив, на другой одной из упругих боковых стенок 108. Контакты 138 приборов из множества контактов 134, соединяющиеся с принимающим устройством 150, соответствующим образом расположены на внешней стороне адаптера 100 батарей и соответственно включают положительный контакт и отрицательный контакт. Вместе с тем в конкретных вариантах осуществления контакты 138 приборов из множества контактов 134, соединяющиеся с принимающим устройством 150, включают в себя более двух контактов, например, пять контактов, для использования с аккумуляторными батареями 106.

Гибкая плата 132 в одном варианте осуществления включает в себя гибкое основание с электрически проводящими площадками, определяющими множество контактов 134. Начертания проходят по внутренней стороне и/или вдоль задней поверхности гибкой платы 132. В другом варианте осуществления металлизированные электрические контактные площадки находятся сверху или замкнуты внутрь гибкой платы 132, чтобы сформировать множество контактов 134. Клеевой слой, включенный или нанесенный на заднюю поверхность гибкой платы 132, приклеивает гибкую плату 132 к основанию упругого лотка 102 и/или жесткого лотка 122, вдоль внешней стороны упругих боковых стенок 108, вокруг верхнего края упругих боковых стенок 108 и вдоль внутреннего слоя упругих боковых стенок 108. Клей выбирают так, чтобы обеспечить подвижное герметичное уплотнение между гибкой платой 132 и упругим лотком 102 и/или жестким лотком 122 для предотвращения попадания микробов между упругим лотком 102 и/или жестким лотком 122 и гибкой платой 132. Кроме того, клей выбирают так, чтобы он был стойким к химическим дезинфицирующим средствам. Другие склеивающие технологии, такие как сварка растворителем, термическое соединение и тому подобное, также рассматриваются. Ориентация отверстий в гибкой плате 132 совпадает с ориентацией выступающих частей упругого лотка 102 и/или жесткого лотка 122, таких как выступов и/или фиксаторов 118 упругого лотка 102, для точного определения местоположения гибкой платы 132.

Обращаясь к Фиг.6 и 7, предусмотрен вариант осуществления принимающего устройства 150. Принимающее устройство 150 является типовым медицинским устройством, таким как носимый пациентом монитор или другое медицинское устройство, предусмотренное для приема адаптера 100 батарей. Вместе с тем рассматриваются и другие устройства, предусмотренные для приема адаптера 100 батарей. На Фиг.6 изображено принимающее устройство 150 без адаптера 100 батарей, а на Фиг.7 изображено принимающее устройство 150 с адаптером 100 батарей.

Принимающее устройство 150 включает в себя область 152 приема для адаптера 100 батарей. В конкретных вариантах осуществления область 152 приема включает в себя одну или более характерных деталей 154, облегчающих выравнивание адаптера 100 батарей в ней и/или позволяющих адаптеру батарей 100 быть закрепленным в ней. Эти характерные детали 154 включают, но не ограничиваются ими, одну или более выемок и/или углублений, выступов и/или фиксаторов 158, 160, вырезов 162 и тому подобных.

Как показано, противоположные выступы и/или фиксаторы 158 сопряжены с выемками и/или углублениями 114 адаптера 100 батарей для закрепления адаптера 100 батарей в области 152 приема и облегчают выравнивание его. Для вставки и/или извлечения адаптера 100 батарей, упругие силиконовые боковые стенки 108 его, упруго деформируются. Более того, как показано, выступ и/или фиксатор 160 расположен на той же плоскости, что и противоположные фиксаторы 158, и вдоль нормали, делящей пополам ось, проходящую между противоположными выступами и/или фиксаторами 158, прикрепляют адаптер 100 батарей к области 152 приема и способствуют его выравниванию. Выступ и/или фиксатор 160 соответствующим образом ограничивает адаптер 100 батарей для вставки внутрь области 152 приема под углом по отношению к плоскости, указанной выше. Кроме того, противоположные вырезы 162 облегчают выравнивание адаптера 100 батарей. Следует принять во внимание, что вырезы 154 сопрягаются с противоположными опорами 120 упругого лотка 102.

Расположенная внутри область 152 приема принимающего устройства 150 дополнительно включает в себя множество контактов 164 для соединения с контактами 138 адаптера 100 батарей, когда адаптер 100 батарей вставлен в область 152 приема. В некоторых вариантах осуществления множество контактов 164 принимающего устройства 150 включают в себя по меньшей мере три контакта для соединения с вариантом осуществления адаптера 100 батарей, оснащенного аккумуляторными батареями. Дополнительные контакты обеспечивают адаптер 100 батарей для связи с принимающим устройством 150. Предполагается, что такие коммуникации используются для обеспечения принимающего устройства 150 обратной связью относительно состояния зарядки батарей 106.

Обращаясь к Фиг.8, проиллюстрирован способ 800 изготовления адаптера 100 батарей в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. Действия, описанные ниже, не обязательно зависят друг от друга. Кроме того, показанная последовательность действий не должны быть истолкована как ограничивающая. Различные последовательности будут очевидны для специалиста в данной области.

Гибкая плата 132 образована 802 с использованием известных технологий для образования гибких плат. Например, в некоторых вариантах осуществления гибкая плата 132 образована из множества слоев. Предполагается, что эти слои включают один или более изолирующих слоев, один или более проводящих слоев и тому подобное. В таких вариантах осуществления проводящие слои подвергают травлению для определения начертаний и контактов 134 для соединения с принимающим устройством 150 и батареями 106. Проводящие слои - соответственно золотые, медные или тому подобные. Предполагается, что начертания соединяют контакты 136 из множества контактов 134, соединенных с батареями 106, например, последовательно. Кроме того, предполагается, что контакты 134 покрыты проводящим материалом, таким как золото. Изолирующие слои соответственно расположены вокруг и, при необходимости, между проводящими слоями, так что только контакты 134 видимы. Изолирующие слои соответствующим образом образованы из полимерного материала.

Для прикрепления гибкой платы 132 к упругому лотку 102, гибкая плата 132 соответствующим образом обеспечена клеевым слоем. Такое соединение помогает предотвратить попадание застрявшей грязи под гибкую плату 132. Клеевой слой добавляется к бесконтактной стороне гибкой платы 132, а в некоторых вариантах осуществления удаляемая прокладка расположена поверх клеевого слоя таким образом, что удаляемую прокладку снимают с клеевого слоя, когда приходит время приклеить гибкую плату 132 к упругому лотку 102. Предполагается, что клей является чувствительным к давлению клеем.

До, после или одновременно с образованием 802 гибкой платы 132 образуется 804 упругий лоток 102 из гибкого сжимаемого материала, такого как силикон. Традиционные методы литья под давлением соответствующим образом используются для образования 804 упругого лотка 102. В некоторых вариантах осуществления образование 804 упругого лотка 102 включает в себя впрыскивание гибкого, сжимаемого материала в пресс-форму. В другом варианте осуществления, образование 804 упругого лотка 102 включает отливку жесткого лотка 122. Жесткий лоток 122 соответствующим образом отливается из химически стойкого термопластичного материала. Тем не менее рассматриваются и другие материалы. Предполагается, что технологии литья используются для образования жесткого лотка 122. После отливки жесткого лотка 122 гибкий, сжимаемый материал напрессовывается вокруг по меньшей мере части жесткого лотка 122 так, что жесткий лоток 122 образует структурный каркас для упругого лотка 102. Это включает в себя покрытие по меньшей мере части жесткого лотка 122 в гибкий, сжимаемый материал, используя, например, пресс-форму. Предполагается, что сжимаемый материал может полностью покрыть жесткий лоток 122 в процессе напрессовки.

После образования упругого лотка 102 гибкую плату 132 оборачивают 806 вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка 102 и внутри его внутренней стороны. Часть гибкой платы 132, проходящая внутри внутренней стороны упругого лотка 102, соответственно обеспечивает соединение с батареями 106, а часть гибкой платы 132, проходящая вдоль внешней стороны упругого лотка 102, соответственно обеспечивает соединение с принимающим устройством 150. Одновременно с оборачиванием 806 гибкой платы 132 вокруг упругого лотка 102 гибкая плата 132 обычно крепится (или приклеивается) 808, используя вышеупомянутый клеевой слой. Тем не менее рассматриваются и другие подходы. Например, вставки, вдавливаемые внутрь упругого лотка 102, могут быть использованы отдельно или в комбинации с клеем, чтобы прикрепить гибкую плату 132 к упругому лотку 102. В некоторых вариантах осуществления одна или более из характерных деталей 112 адаптера 100 батарей, таких как выступы и/или фиксаторы 118, облегчают выравнивание гибкой платы 132.

Изобретение было описано, обращаясь к предпочтительным вариантам осуществления. После прочтения и понимания вышеприведенного подробного описания могут быть созданы модификации и изменения. Предполагается, что изобретение охватывает все подобные модификации и изменения в той степени, в которой они входят в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

1. Адаптер (100) батарей, содержащий:упругий лоток (102), который образует область (104) приема для одной или более батарей (106) и включает в себя одну или более упругих боковых стенок (108) из упругого материала, выполненных с возможностью быть сжатыми батареями (106), игибкую плату (132), обернутую вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка (102) над упругими боковыми стенками (108),первую группу из одного или более контактов (138), прикрепленных к части гибкой платы (132) и расположенных на внешней стороне упругого лотка (102) для передачи энергии к соответствующему устройству (150); ивторую группу из одного или более контактов (136), прикрепленных к части гибкой платы (132) и электрически соединенных с первой группой контактов (138), при этом вторая группа контактов (136) расположена на внутренней стороне упругих боковых стенок (108) в области (104) приема батарей.

2. Адаптер (100) батарей по п. 1, в котором упругие боковые стенки (108) образованы по меньшей мере частично из сжимаемого полимера.

3. Адаптер (100) батарей по любому из пп. 1 и 2, в котором упругий лоток (102) включает в себя один или более выравнивающих элементов (112), способствующих выравниванию адаптера (100) батарей в соответствующем устройстве (150) и/или позволяющих адаптеру (100) батарей прикрепляться к соответствующему устройству (150).

4. Адаптер (100) батарей по п. 3, в котором элементы (112) включают в себя противоположно размещенные выемки и/или углубления (114), при этом соответствующее устройство (150) включает в себя противоположно размещенные выступы и/или фиксаторы (158), предусмотренные для сопряжения с противоположными выемками и/или углублениями (114).

5. Адаптер (100) батарей по любому из пп. 1-2, в котором область (104) приема батарей упругого лотка (102) включает в себя отсек с парой противоположно размещенных упругих боковых стенок, причем первая группа контактов (136) включает в себя контакты на противоположно размещенных упругих боковых стенках для соединения с батареей, помещенной между ними.

6. Адаптер (100) батарей по п. 5, в котором упругий материал образует слой по меньшей мере на противоположных стенках позади контактов таким образом, что упругий материал сжимается при вставке батареи и сжатый упругий материал отклоняет контакты до соединения со вставленной батареей.

7. Адаптер (100) батарей по любому из пп. 1-2, в котором упругий лоток (102) дополнительно включает в себя жесткий лоток (122), напрессованный упругим материалом.

8. Адаптер (100) батарей по любому из пп. 1-2, в котором гибкая плата (132) последовательно электрически соединяет множество контактов (136) батарей.

9. Способ (800) изготовления адаптера (100) батарей, содержащий этапы, на которых:формируют (802) гибкую плату (132), первую группу из одного или более контактов (138) и вторую группу из одного или более контактов (136), электрически соединенную с первой группой контактов (138), расположенной на части гибкой платы;формируют (804) упругий лоток (102), включающий в себя упругий материал, который образует область (104) приема для одной или более батарей (106), при этом упругий материал выполнен с возможностью сжатия при вставке батарей в область (104) приема; иобертывают (806) гибкую плату (132) вокруг по меньшей мере части внешней стороны упругого лотка (102), внутри части области (104) приема батарей таким образом, что вторая группа контактов (136) располагается в области (104) приема батарей, а первая группа контактов (136) располагается на внешней стороне упругого лотка (102).

10. Способ (800) по п. 9, в котором этап формирования (804) упругого лотка (102) включает в себя этапы, на которых:формируют жесткий лоток (122);напрессовывают упругий материал на жесткий лоток (122) для образования единой структуры.

11. Способ (800) по любому из пп. 9 и 10, в котором упругий материал включает в себя силикон.

12. Способ (800) по любому из пп. 9-10, в котором гибкая плата (132) образована из множества слоев.

13. Способ (800) по любому из пп. 9-10, в котором гибкая плата (132) образована из химически стойкого материала.

14. Способ (800) по любому из пп. 9-10, в котором упругий лоток (102) образован с использованием технологий напрессовки.

15. Способ (800) по любому из пп. 9-10, дополнительно содержащий этап, на котором:приклеивают (808) гибкую плату (132) к упругому лотку (102).