移动设备外壳 |
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| 申请号 | CN201780055145.3 | 申请日 | 2017-07-27 | 公开(公告)号 | CN109716261A | 公开(公告)日 | 2019-05-03 |
| 申请人 | 寇平公司; | 发明人 | J·J·雅各布森; | ||||
| 摘要 | 移动设备 外壳 (200)可以包括壳体，壳体具有带有显示开口(204)的主体和盖(201a)。盖可以为可固定地附接到主体，使得当盖被固定地被附接到主体时，壳体内部与壳体外部被环境隔离。壳体还可以包括：馈通连接器组件，该馈通连接器组件包括设置在壳体内的内部连接器以及电连接到内部连接器并设置在壳体外部的外部连接器，该馈通连接器组件被配置为将壳体内部与壳体外部环境隔离。移动设备外壳还可以包括可选择密封的环境端口(216)，该环境端口被配置为可选择地允许气体从壳体内部流到壳体外部，允许气体从壳体外部流到壳体内部，并保持壳体外部和壳体内部之间的密封。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种移动设备外壳，包括： |
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| 说明书全文 | 移动设备外壳技术领域[0001] 这里要求2016年7月29日提交的美国临时申请No.62/368,410的权利。上述申请的全部教导通过引用的方式并入本文。 背景技术[0003] 为了处理这种不利条件，可以将移动设备封装在保护壳中。虽然特定的外壳设计可以在某些环境中提供保护，但是同样的外壳可能对其他环境敏感。例如，在恶劣天气环境中用来提供保护的外壳可能无法提供足够的保护以抵抗有毒或爆炸性环境。 [0004] 一些不利环境存在独特于其他环境的问题。例如，暴露于有毒或生物危害环境的移动设备可能需要在重新使用之前去污染。此外，暴露于爆炸性环境的移动设备必须不能产生可以点燃任何周围的爆炸性气体的电弧。发明内容 [0006] 根据所描述的实施例构造的移动设备外壳可以提供环境保护，当外壳被污染时其可以容易地被更换。例如，当根据所描述的实施例构造的移动设备外壳在医疗紧急事件期间被生物危害材料污染时，可以将所包含的移动设备从受污染的外壳中移除并转移到另一个清洁的(即，未受污染的)移动设备外壳。 [0007] 根据所描述的实施例构造的移动设备外壳可用于为将在爆炸性环境中被使用的移动设备提供保护。虽然移动设备可以被重新设计并作为专用版本生产，以在爆炸性环境中安全地使用，但这样的重新设计可能是昂贵且耗时的。当移动设备本身还未被证明在爆炸性环境中是安全的时，根据所描述的实施例构造的移动设备外壳可以被采用，以在爆炸性环境中使用标准移动设备。 [0008] 本文描述的实施例可以组合移动设备外壳、移动耳机设备和通信介质(例如，缆线)以形成密封系统，该密封系统被配置为给在爆炸性环境中操作的密封系统提供保护。通常，密封系统可包括如本文所述的一个或多个特征，其用于防止可能点燃爆炸性气氛的电现象(例如，火花或其他放电)。附图说明 [0009] 通过以下对本发明的示例实施例的更详细的描述，前述内容将是显而易见的，如附图中所示其中相同的附图标记在不同的视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的实施例上。 [0010] 图1A示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的前视图。 [0011] 图1B示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的后视图。 [0012] 图1C示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的替代的后视图。 [0013] 图1D示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的侧视图。 [0014] 图1E示出了相对于图1C的截面图A-A。 [0015] 图1F是根据本发明实施例的移动设备外壳的仰视图。 [0016] 图1G是相对于图1B的截面图B-B。 [0017] 图2A示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的前视图。 [0018] 图2B示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的后视图。 [0019] 图2C示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的前视图。 [0020] 图2D示出了根据本发明实施例的移动设备外壳的替代的后视图。 [0021] 图2E示出了根据本发明的实施例的移动设备外壳的侧视图。 [0022] 图2F示出了相对于图2C的截面图A-A。 [0023] 图2G是相对于图2B的截面图B-B。 [0024] 图3示出了根据本发明实施例的完全封闭的移动系统。 [0025] 图4示出了利用光缆的本发明的示例实施例。 [0026] 图5示出了可用于实施所描述的实施例中一个或多个实施例的处理系统的示例内部结构图。 具体实施方式[0027] 以下是对本发明的示例实施例的描述。 [0028] 根据本发明的移动设备外壳的实施例可以包括用于移动设备102的软外壳100，如图1A至图1G的示例实施例中所示。软外壳100可以由硅树脂组成，如示例实施例中所示，或者由其他合适的材料组成，用于提供柔软、可密封的外壳。外壳100可以被配置为符合特定移动设备102的尺寸、形状、组成部件和组成功能。 [0029] 图1A示出了外壳100的前视图。图1B示出了外壳100的后视图。图1C示出了外壳100的替代的后视图。图1D示出了外壳100的侧视图。图1E示出了相对于图1C的截面图A-A。图1F是外壳100的仰视图。图1G是相对于图1B的外壳100的截面图B-B。 [0030] 通过在移动设备102周围拉伸硅外壳100，移动设备102可以通过显示开口104被插入到外壳100中。一旦被插入，移动设备102就除了显示开口104外被完全密封。被配置为允许使用在移动设备102上的触摸屏的透明窗口106被包括在显示开口104中。在一些实施例中，透明窗口106是作为外壳100的制造的一部分被创建的。在其他实施例中，将例如由塑料、玻璃或石英组成的透明窗口106被插入显示开口104中并密封到位以完全封装移动设备。一旦透明窗口106被密封，外壳100的内部部分就与外壳100外部的环境隔离。 [0031] 如图1B、图1C和图1D所示，软硅树脂外壳100可包括与移动设备部件，诸如后置摄像头、摄像头闪光灯、传感器或控制机构(例如，按钮、开关)，相关联的一个或多个密封孔108。密封孔108可以是如图中所示的矩形、正方形和圆形，或者它们可以是其他形状以满足特定移动设备部件的功能需求。密封孔108可以是透明的以便于移动设备部件(例如，对于外壳100的外部环境的摄像头视角)的使用，或者使得用户可以查看和识别设备部件(例如，按钮、开关)。 [0033] 外壳100可以包括馈通连接器组件112，用于将位于外壳100外部的部件电连接到包含在外壳100内的移动设备102。馈通连接器组件112包括外部连接器114和内部连接器116。 [0034] 外部连接器114被嵌入外壳100的侧壁中，使得从外壳100的外部可以接入连接器114。在图1F的示例中，外部连接器114被嵌入外壳100的底部，但是也可以使用其他位置。外部连接器114被密封在外壳100的侧壁内，使得外壳100外部的环境不会通过或围绕外部连接器泄漏到外壳的内部部分。换句话说，馈通连接器组件112被配置为将外壳100外部的环境与外壳100内部的环境隔离。外部连接器114被配置为接受通信缆线连接器，例如USBC型缆线连接器。 [0035] 内部连接器116也被嵌入外壳100的侧壁中，但不一定与外部连接器114具有相同的侧壁，如图1F所示。内部连接器116被配置为与移动设备102上的连接器配合，并且因此，基于在移动设备上的连接器的位置而位于外壳100上。一组电导体(未示出)将外部连接器114连接到内部连接器116。该组电导体将电信号(诸如数据信号和电力)从外部连接器114传递到内部连接器116。辅助电池110可以通过拼接到将外部连接器114连接到内部连接器 116的一组电导体中或者通过单独的一组电导体电连接到内部连接器116。 [0036] 移动设备外壳的另一个实施例是用于移动设备102的硬性外部主体和硅树脂内部的组合外壳200，如图2A到图2G中所描绘的示例实施例所示。外壳200可以被配置为符合特定移动设备202的尺寸、形状、组成部件和组成功能。 [0037] 图2A示出了外壳200的前视图。图2B示出了外壳200的后视图。图2C示出了外壳200的前视图，包括铰接的或可移除的外盖203，其可用于保护显示开口204和移动设备显示器。图2D示出了外壳200的替换的后视图，包括集成的散热器。图2E示出了外壳200的侧视图。图 2F示出了相对于图2C的截面图A-A。图2G是相对于图2B的外壳200的截面图B-B。 [0038] 外壳200包括硬性外部主体部分(例如，塑料，还可以是适合于实现硬外部外壳的其他材料)和柔软的内部部分。硬外部部分可以由塑料组成，如示例实施例中所描述的，但是也可以使用适合于实现硬外部外壳的其他材料。柔软的内部部分可以由硅树脂组成，如示例实施例中描述的，但是也可以使用适合于实现柔软的内衬的其他材料。 [0039] 参考图2A，外壳200包括盖201a，盖201a固定地连接到外壳主体201b的顶部。在该示例实施例中，使用两个螺丝将盖201a固定到主体201b，但是也可以使用本领域中已知的用于将部件牢固地固定在一起的其他类型的固定机构。此外，可替代地使用其他数量的固定部件。 [0040] 盖201a和主体201b中的一个或两者可包括密封垫，当在盖201a和主体201b之间压缩时，该密封垫形成能够将外壳200的内部与外壳200的外部环境隔离的密封件。在其他实施例中，密封件可以通过其他技术和使用替换的材料来实现，如本领域中已知的。 [0041] 显示开口204可以被包括在主体201b中，显示开口204被配置为与移动设备的显示器兼容。透明窗口206可以被包括在开口204中。在一些实施例中，透明窗口206被创建为主体201b的制造的一部分。在其他实施例中，将由例如塑料、玻璃或石英组成的透明窗口206插入显示开口204中并用密封垫或其他密封材料密封到位。外壳200被配置为使得一旦透明窗口206被密封，并且盖201a被固定到主体201b，则外壳200的内部部分与外壳200外部的环境隔离。隔离可足以在外壳200的内部部分与外部环境之间形成气密边界。 [0042] 如图2B、图2C、图2D和图2E所示，主体201b可包括与移动设备部件，诸如后置摄像头、摄像头闪光灯、传感器或控制机构(例如，按钮、开关)，相关联的一个或多个密封孔208。密封孔208可以是如图中所示的矩形、正方形和圆形，或者它们可以是其他形状以满足特定移动设备部件的功能需求。密封孔208可以是透明的以便于某些移动设备部件(例如，对于外壳100的外部环境的摄像头视角)的使用，或者使得用户可以查看和识别设备部件(例如，按钮、开关)。如图2C所示，前盖可包括密封孔208，用于通过显示开口204查看设备显示器的选定部分。 [0043] 外壳200可以包括辅助电池210，如图2F和图2G所示，以补充由移动设备100的电池供应给移动设备102的电力。 [0044] 主体201b可以包括馈通连接器组件(未示出)，用于将位于外壳200外部的部件电连接到包含在外壳200内的移动设备202。馈通接器组件包括外部连接器和内部连接器(未示出)，与图1F中所示的连接器114和116相同或相似。外部连接器被配置为接受通信缆线连接器，例如USBC型缆线连接器。USBC型缆线可用于传送足够高的数据速率以支持来自辅助移动设备(例如，耳机设备)的原始视频数据和其他高速率数据的传输，使得辅助移动设备不需要压缩和其他处理原始数据所需的处理电力。 [0045] 外部连接器被嵌入主体201b的侧壁中，使得外部连接器可以从外壳200的外部接入。在该示例实施例中，外部连接器被嵌入主体201b的底部中，尽管可以使用其他位置。外部连接器被密封在主体201b的侧壁内，使得当电导体可以穿过外壳时，外壳200外部的环境不会通过或围绕外部连接器泄漏到外壳200的内部部分。 [0046] 在一些实施例中，外壳200可包括两个或更多外部连接器。例如，外部连接器中的一个外部连接器可以是如上所述的用于耳机设备的USB C型连接器，而另一个外部连接器可以用于将移动设备连接到另一设备，例如条形码扫描仪或红外摄像机等。 [0047] 内部连接器也被嵌入到外壳200的侧壁中，但不一定与外部连接器的侧壁相同。内部连接器穿过柔软的内部部分并且被配置为与移动设备202上的连接器配合，并且因此，基于移动设备202上的连接器的位置而位于外壳200上。一组电导体(未示出)将外部连接器连接到内部连接器。该组电导体将电信号(诸如数据信号和电力)从外部连接器传递到内部连接器。辅助电池210可以通过拼接到将外部连接器连接到内部连接器的一组电导体中或者通过单独的一组电导体来电连接到内部连接器。 [0048] 外壳200还可以包括嵌入式散热器212，用于将热能从移动设备202和辅助电池201传递到外壳200外部的环境。主体201b中的散热器开口214允许散热器212暴露于外部环境。可以将密封剂应用到散热器开口214和散热器212的边缘，以确保外壳200的内部保持与外部环境隔离。或者，可以在散热器和散热器开口214的边缘之间使用密封垫以提供上述隔离。散热器开口208a可以被包括在散热器212中，对应于主体201中的密封孔208。 [0049] 外壳200还可包括进气端口/排气端口216。在一些实施例中，一旦移动设备202被部署到主体201b中并且盖201a被固定到主体，可使用真空泵通过端口216从外壳200内部排出空气。一旦空气被抽空，惰性气体可通过端口216部署到外壳200中，直到外壳200内部的压力略大于外部周围压力(即，相对于外壳200外部的环境的周围压力在外壳200内部产生“正压力”)。在爆炸性外部环境中，外壳200内的正压力可以有效地阻止爆炸性气体进入外壳200。 [0050] 对于具有基于大气压力的高度感测能力的移动设备202，在移动设备202上执行的所描述实施例的软件(这里也称为计算机代码指令)可以基于所感测的大气压力来确定外壳内的压力已降至阈值以下，并且因此导致移动设备停用。这种软件可以在外壳的完整性受到损害(例如，当致毁事件发生导致外壳破裂时)的情况下提供安全措施。 [0051] 在移动设备202不具有高度感测能力的一些实施例中，外壳200还可包括压力传感器以检测外壳内的压力，并将信号提供给移动设备202，该信号将与由压力传感器感测到的压力相对应的信息传递到移动设备202。移动设备可以使用用于感测压力变化的软件来感测外壳内部压力的下降并且因此停用移动设备，如上面针对高度感测移动设备所描述的。 [0052] 在一个实施例中，在移动设备上执行的软件可以与一个或多个加速度计和/或陀螺仪(作为移动设备本身的一部分或嵌入外壳200内)一起工作，以检测外壳内的移动设备的自由下落。如果设备超过自由下落阈值和/或当移动设备在周围环境中以超过冲击阈值的力或冲击击中或偏离某些东西时，该软件可以使移动设备在这种情况发生时或在此期间自动停用。 [0053] 移动设备外壳的另一个实施例可以是密封系统外壳300，如图3所示。密封系统外壳300可以是硬外部主体和硅树脂内部外壳200的组合，如相对于图2A至图2G所描述，并且还包括将移动设备连接到第二通信设备而不是通过外部连接器提供电连接的集成缆线302。外壳300可以被配置为符合特定移动设备的尺寸、形状、组成部件和组成功能。在图3所示的示例中，第二通信设备是移动耳机设备304。如下所描述，移动耳机设备304也可以被配置为密封系统。 [0054] 存在用于旨在暴露于潜在爆炸性环境的电气设备设计的标准。例如，ATEX指的是某些欧洲关于在潜在爆炸性环境中使用的设备和保护系统的指令。本质安全(i-Safe或I.S.)标准指的是与在潜在爆炸性环境中使用的产品相关的各种法规和要求。如本文所用，“爆炸安全”外壳指的是为满足或超过ATEX认证、i-Safe认证或本领域已知的其他此类爆炸性环境认证所必需的要求而设计的外壳。 [0055] 为了获得爆炸安全认证，移动设备滑入如图3所示的密封系统外壳300中。通过设计和选择组成材料，外壳300被加固，以降低外壳300在标准使用中掉落或习惯性滥用时不会破裂或以其他方式经历完整性损失的可能性。外壳300，集成缆线302(在所描述实施例中为USBC型缆线)和移动耳机设备304(例如，如2016年6月15日提交的、标题为“Hands-Free Headset For Use With Mobile Communication Device”的、相关的美国申请62/350,378中所示和所描述；)被组合以形成单个的、严密地密封的单元。没有裸露的电线、连接器或电路被暴露在潜在爆炸性的周围环境中。移动设备以及内部电池是密封的并且在现场不可移除。 [0056] 在一些实施例中，集成缆线302可以包括应力加强电线或配置为在正常合理使用下抵抗缆线断裂的电线。一些实施例还可以包括在集成缆线302连接到外壳300的位置处的应变消除部件306a和在集成缆线302连接到移动耳机设备304的位置处的应变消除部件306b。 [0057] 如相对于图2A至图2G所描述的，外壳300还可包括进气端口/排气端口。在一些实施例中，一旦移动设备被部署到外壳300中，就可以使用真空泵通过端口从外壳300的内部排空空气。一旦空气已经被排空，惰性气体可以通过进气端口/排气端口被注入外壳300中，直到外壳300内部的压力稍微大于外部周围压力(即，相对于外部周围压力在外壳内部产生“正压力”)。在爆炸性外部环境中，外壳300内的正压力可以有效地阻止爆炸性气体进入外壳300。对于部署在外壳中的具有基于大气压力的高度感测能力的移动设备，在移动设备处理器上运行的软件可以识别何时外壳内的压力下降至低于阈值，并且因此导致移动设备停用。在外壳的完整性受到损害的情况下，这种软件可以提供安全措施。 [0058] 在移动设备不具有高度感测能力的一些实施例中，外壳300还可包括压力传感器以检测外壳内的压力，并将信号提供给移动设备，该信号与由压力传感器感测的压力相对应。用于感测压力变化的软件可以由移动设备使用来感测外壳内部压力的下降并且当检测到这样的压力下降时禁用该设备，如上面针对高度感测移动设备所描述的。 [0059] 对于一些实施例，移动耳机设备304也可以被配置为相对于外部周围压力维持正的内部压力(即，移动耳机设备的内部)。移动耳机设备304内的正压力可以以与本文关于移动设备外壳描述的方式类似的方式被实施，或者通过本领域已知的其他技术被实施。在示例实施例中，移动耳机设备304可以包括压力传感器，用于检测内部压力并产生与移动耳机设备内检测到的内部压力相对应的信号。移动耳机设备304可以包括执行软件的处理器，该软件被配置为识别内部压力的下降并且由于内部压力下降而禁用移动耳机设备304的电子设备，类似于关于移动设备外壳描述的软件。或者，耳机设备304可以通过缆线302将信号从耳机设备压力传感器传递到外壳300中的移动设备，并且依靠在移动设备上运行的上面描述的软件来检测耳机设备304上的压降并禁用耳机设备304。 [0060] 在一些实施例中，外壳300和缆线302可以配置为共享内部环境，以使外壳300的内部部分内的压力和缆线302的内部部分内的压力基本相同。。 [0061] 在其他实施例中，外壳300、缆线302和耳机设备304可全部配置为在共同的内部环境内操作，以使外壳300的内部部分内的压力、缆线302的内部部分内的压力和耳机设备的内部部分内的压力基本相同。 [0062] 在这种共享内部环境实施例中，缆线302内的信息传导介质可以被护套包围，该护套能够保持缆线的内部部分与外部环境之间的压差。如果发生导致缆线断裂或以其他方式损害缆线保持压差能力的事件，则可以通过移动设备执行的软件检测所产生的内部压力下降，如上面所描述。 [0063] 在一些实施例中，缆线302的护套可包括能够自我修复可能发生到护套的损坏的材料。在示例实施例中，护套可包括外层和内层，该外层提供护套的主要结构贡献，该内层可以由较高的内部压力迫使进入到由断裂，刺穿，撕裂或破裂引起的空间。替代地，可以使用其他自修复材料和/或装置。 [0064] 在一些实施例中，通过利用光缆可以减轻由于连接移动设备外壳和耳机设备的缆线的损坏而导致的电火花的风险。可以在移动设备外壳和移动耳机设备内部署电-光(E/O)接口部件。E/O接口部件可以通过透明密封件向缆线和从缆线发射和接收光信号，以保持移动设备外壳和移动耳机设备内的压力完整性。 [0065] 图4描绘的示例实施例包括外壳400、光缆402和移动耳机设备404。E/O接口部件406可以部署在外壳400和耳机设备404内。外壳400和耳机设备404中的透明密封件408a、 408b在各自的E/O部件406和缆线402之间提供气密界面。安装在光缆402一端的缆线端子 410a可以抵靠外壳密封件408a而被附接到外壳400，并且安装在光缆402一端的缆线端子 410b可以抵靠耳机密封件408b而被附接到移动耳机设备404。缆线端子410a、410b可以分别永久地被附接到外壳和耳机，或者它们可以被形成为外壳或耳机的集成部件。为了提供可移除的附件，缆线端子410a、410b可以分别使用一种或多种固定技术附接到外壳和耳机，固定技术包括但不限于磁性部件、弹性带、弹性夹、塑料闩锁、织物钩和环形紧固件、过盈配合(即摩擦配合)系统或本领域已知的其他此类附接机构。 [0066] 在一个实施例中，在移动设备上执行的软件可以与一个或多个加速度计和/或陀螺仪一起工作，以检测外壳内移动设备的自由下落。如果设备超过自由下落阈值和/或当移动设备在周围环境中以超过冲击阈值的力或冲击击中或偏离某些东西时，该软件可以使移动设备在这种情况发生时或在此期间自动停用。 [0067] 图5是可用于实施本文的一个或多个实施例的处理系统500的示例内部结构图。每个处理系统500包含系统总线502，其中总线是用于在计算机组件或处理系统之间数据传输的一组硬件线路。系统总线502本质上是一个共享的管道，其连接处理系统的不同部件例如，处理器、磁盘存储器、存储器、输入/输出端口、网络端口等)，使部件之间的信息传输成为可能。 [0068] 与系统总线502附接的是用户I/O设备接口504，用于将各种输入和输出设备(如键盘、鼠标、显示器、打印机、扬声器等)连接到处理系统500。网络接口506允许计算机连接到附接到网络508的各种其他设备。存储器510为诸如用于实现本文所述的本发明的一个或多个实施例的计算机软件指令的信息、为内部生成的数据和从处理系统500的外部来源接收的数据提供易失性和非易失性存储。 [0069] 中央处理器单元512还连接到系统总线502并且提供存储在存储器510中的计算机指令的执行。系统还可以包括支持电子设备/逻辑514和通信接口516。通信接口516可以从压力传感器520接收压力测量信号518，并且向能够禁用移动设备或耳机设备内的功能的控制设施提供设备禁用命令或信号522。 [0070] 在一个实施例中，存储在存储器510中的信息可以包括计算机程序产品，以使存储器510可以包括为本发明系统提供软件指令的至少一部分的非暂时性计算机可读介质(例如，可移动存储介质，诸如一个或多个DVD-ROM’s、CD-ROM’s、磁盘、磁带等)。如本领域所公知的，可以通过任何合适的软件安装过程来安装计算机程序产品。在另一个实施例中，还可以通过有线通信和/或无线连接下载至少一部分的软件指令。 [0071] 显而易见的是，本文描述的一个或多个实施例可以以许多不同形式的软件和硬件实现。用于实现本文描述的实施例的软件代码和/或专用硬件不限制本文描述的本发明的实施例。因此，在不参考特定软件代码和/或专用硬件的情况下描述实施例的操作和行为。应当理解，人们能够基于本文的描述来设计软件和/或硬件以实现实施例。 [0072] 此外，本文描述的示例实施例的某些实施例可以被实现为执行一个或多个功能的逻辑。该逻辑可以是基于硬件的、基于软件的、或者基于硬件和基于软件的组合。一些或所有逻辑可以存储在一个或多个有形的、非暂时性的、计算机可读存储介质上并且可以包括可以由控制器或处理器执行的计算机可执行指令。计算机可执行指令可以包括实现本发明的一个或多个实施例的指令。有形的、非暂时性的、计算机可读存储介质可以是易失性的或非易失性的，并且可以包括例如闪存、动态存储器、可移动磁盘和不可移动磁盘。 |
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