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用于向或从电活性天花龙骨传导电力的组件

阅读：1001发布：2020-05-11

专利汇可以提供用于向或从电活性天花龙骨传导电力的组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于在龙骨框架的电活性龙骨元件和电气设备之间配送电力的组件。该组件包括：龙骨连接器，其用于与所述龙骨元件上的一对电导体产生电接触；和适配器，其安装在所述龙骨连接器。适配器包括电连接至所述龙骨连接器的工业标准接口。所述接口适于接收位于电力缆线的一端的电力连接器，所述电力缆线的相反的一端连接至所述电气设备。，下面是用于向或从电活性天花龙骨传导电力的组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于在龙骨框架的电活性龙骨元件和电气设备之间配送电力的组件，其包括：
龙骨连接器，其用于与所述龙骨元件上的一对电导体产生电接触；和
适配器，其安装在所述龙骨连接器上并且包括电连接至所述龙骨连接器的工业标准接口，所述接口适于接收位于电力缆线的一端的电力连接器，所述电力缆线的相反的一端连接至所述电气设备。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述框架位于大致水平的框架平面中，所述适配器包括大致平面的支撑件，所述支撑件大致垂直于所述框架平面延伸，所述接口安装在所述支撑件上。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，另一接口适于接收位于另一电力缆线的一端的另一电力连接器，所述另一电力缆线的相反的一端连接至另一电气设备，所述接口和所述另一接口并排安装在大致平面的所述支撑件上。
4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述框架位于大致水平的框架平面中，所述适配器包括具有大致平面的竖直支撑部和大致平面的上方支撑部的弯折支撑件，所述竖直支撑部大致垂直于所述框架平面延伸，所述上方支撑部大致平行于所述框架平面延伸，所述接口安装在所述上方支撑部上。
5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，另一接口适于接收位于另一电力缆线的一端的另一电力连接器，所述另一电力缆线的相反的一端连接至另一电气设备，所述接口和所述另一接口并排安装在所述上方支撑部上。
6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述工业标准接口是通用串行总线(USB)接口。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述工业标准接口是插口。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述工业标准接口从所述电气设备向所述龙骨元件上的所述一对电导体传输电力。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述工业标准接口从所述龙骨元件上的所述一对电导体向所述电气设备传输电力。
10.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，用于改变在所述龙骨元件和所述电气设备之间配送的电力的电气部件安装在所述适配器上。

说明书全文

用于向或从电活性天花龙骨传导电力的组件

技术领域

[0001] 本公开总体上涉及用于向电活性天花龙骨(electrically active ceiling grid)或者从电活性天花龙骨传导电力的组件，更特别地，涉及经由一个或多个工业标准电连接器或接口配送低压直流电(DC)的组件。

背景技术

[0002] 连接美国发电厂、传输线路和通往家庭、商店及工厂的变电站的输电网络(electrical grid)通常完全在高压交流电(AC)的范围内运行。目前，在这些建筑中发现电气设备中的增加的一部分事实上以低压直流电(DC)运行。这些设备包括但不限于数字显示器、遥控器、触控器、发射器、接收器、计时器、发光二极管(LEDs)、音频放大器、微处理器、其他数字电子器件，以及诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等的实质上所有的使用可充电电池或一次性电池的产品等。

[0003] 使用低直流电压的设备的安装典型地受限于从直流电源铺设的一对导线的位置。期望在布置和对低直流电压设备供电时增加通用性。具体地，在不具有现有系统的缺陷的情况下，在内部建筑环境中、具体地在天花板环境中存在着对具有诸如直流电力等的电气功能的不断增长的期望。

[0004] 诸如在表面覆盖系统中使用的天花龙骨框架(ceiling grid framework)等传统的天花龙骨框架包括主龙骨元件，主龙骨元件与主龙骨元件之间的交叉龙骨元件相互交叉。主元件和交叉元件形成多边形开口的相互正交的龙骨，诸如面板、灯具、扬声器、运动检测器等的设备或部件能够插入龙骨中并由龙骨支撑。传统的框架系统中对诸如照明组件等的设备供电的已知系统使用铺设分离的导线或线缆的手段，该手段主要是基于经由位于天花龙骨框架后方空间中的管道、电缆槽和电气接头的“根据需要”的点对点的基础。这些已知系统具有如下缺陷：需要的导线网络占据天花龙骨框架后方有限的空间并且难以服务和改装。此外，典型地用到的电力水平对于未受训练、授权和/或认证的人员而言操作起来不安全。

[0005] 从美国专利No.7,997,910已知提供连接至低直流电压源的电气化的天花龙骨框架系统。系统中的各个龙骨元件沿着其长度支撑一对电导体或总线，该一对电导体或总线具有相反的极性并且布置在各个龙骨元件的相反的表面上。电龙骨连接器或电源分接头(power tap)安装于一个或多个龙骨元件，并且电连接至该一对导体。一对导线从龙骨连接器延伸到用于直接向设备供给低直流电压的远端电气设备。

[0006] 虽然已知的电气化的天花龙骨框架系统是有利的，但是当前使用的技术稍微受到如下局限：导线至远端电气设备的直接连接决定导线长度。导线长度因此对于各设备是定制的。如果期望连接至在不同的位置的另一设备，则必须改变导线长度。如果需要更长的长度，则必须提供另一组导线，并且硬连线(hard-wired)到龙骨连接器中。另外，已知系统中的导线不能够从相对于框架平面的所有方向适当地访问。

[0007] 因此，期望能够使导线和远端设备之间的连接更通用并且更易访问。附图说明

[0008] 附图与以下更详细的描述一起并入并形成说明书的一部分，并且用于进一步示出包括所主张的发明的理念的实施方式和解释这些实施方式的各种原理及优点，在附图中，遍及各个图用相同的附图标记表示相同或功能上相似的元件。

[0009] 图1是根据现有技术的其上组装有龙骨连接器的电气化的天花龙骨框架系统的龙骨元件的局部剖开的立体图。

[0010] 图2是图1的组件连同根据本公开的添加的适配器的分解立体图。

[0011] 图3是安装于图2的龙骨连接器的图2的适配器的放大的前视立体图。

[0012] 图4是另一实施方式的与图3类似的视图。

[0013] 本领域技术人员将明白，为了简化和清楚而示出了图中的元件，图中的元件不必按照比例绘出。例如，图中一些元件的尺寸可以相对于其他元件被夸大以帮助提升对本发明实施方式的理解。

[0014] 组件部件由图中符合惯例的标记在适当的地方示出，仅示出对理解本发明的实施方式相关的那些具体细节，从而不会使对于本领域技术人员而言得益于这里的公开将显而易见的细节模糊本公开。

具体实施方式

[0015] 根据本发明的一个特征，组件在龙骨框架的电活性龙骨元件和电气设备之间配送电力。组件包括用于与所述龙骨元件上的一对电导体产生电接触的龙骨连接器和安装于所述龙骨连接器的适配器。适配器包括电连接至所述龙骨连接器的工业标准接口。接口适于接收位于电力缆线的一端的电力连接器，该电力缆线的相反的一端连接至电气设备。如果电气设备是直流电源，则组件向龙骨元件供给直流电压。如果电气设备消耗直流电，则组件向电气设备供给直流电压。一个合适的接口是通用串行总线(USB)协议，版本号1.0、2.0或3.0。USB接口或连接器的类型包括：标准A插头/插座、标准B插头/插座、微型A或B插头/插座和迷你A或B插头/插座。

[0016] 现在转至附图，附图标记109大致标明支撑吊顶的电气化的龙骨框架的代表性龙骨元件。具有相互正交的龙骨元件的框架的任意系统都能够使用本发明的技术。框架可以支撑装饰砖、吸声砖、隔音砖、其他天花板元件、罩或者其组合，或者诸如灯、供暖通风和空调(HVAC)通风口等的耗电的任意电气设备，或者诸如电源等的供给电能的任意电气设备。诸如具有正负直流电压极性的扁平带108和108'等的一对导体或总线布置于龙骨元件109，具体地，布置于龙骨元件109的顶部112。电压电源(未示出)连接至带108和108'，以使带108和108'具有任意期望电压的电活性。

[0017] 电龙骨连接器120提供将直流电从电源送至带108和108'或者从带108和108'送至各种低直流电压耗电设备的手段。这些设备包括但不限于数字显示器、遥控器、触控器、发射器、接收器、计时器、发光二极管(LEDs)、音频放大器、微处理器、其他数字电子器件，以及诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等的实质上所有的使用可充电电池或一次性电池的产品等。诸如发光二极管(LED)灯、扬声器、烟雾或一氧化碳检测器、无线接入点、静态或视频照相机或者其他低电压设备等的低电压设备也可以由电气化的龙骨框架供电并且安装于电气化的龙骨框架。

[0018] 如在图2中最佳地看出的，龙骨连接器120包括两个导电线压接接触件122和122'、不导电的绝缘壳体124和外夹具126。各个导电线压接接触件122和122'均包括第一接触部和第二接触部。各个线压接接触件122和122'的第一接触部128均包括接触弹簧130，该接触弹簧130有弹性并且一旦安装即与布置于龙骨元件109的带108和108'接触、即搭接在带108和108'上。各个压接接触件122和122'的第二接触部132也与带108和108'接触。各个压接接触件122和122'的第二接触部是能够连接至导线134的插座132，该导线134将低直流电压输送至龙骨连接器120或者从龙骨连接器120输出低直流电压。

[0019] 绝缘壳体124是柔性的并且为U形，其在顶部112上安装至龙骨元件109。壳体124接收、即容纳线压接接触件122和122'，并且将接触件对准至适当的位置以使各个接触件与带108和108'配对。当龙骨连接器120安装至龙骨元件109时，各线压接接触件的第一接触部均与带108和108'对准。随着线压接接触件安装至绝缘壳体124的内壁，绝缘壳体实质上提供了线压接接触件彼此之间的绝缘，这进而防止了线压接接触件彼此之间短路。

[0020] 外夹具126由刚性但仍稍带些顺应性的材料制成，并且卡扣在绝缘壳体124上。尽管夹具126可以在将龙骨连接器120连接至龙骨元件109之前安装于壳体124或者甚至预先组装于壳体124上，但是夹具126可以以至少两种其他的方式安装以使插入力最小化。第一，可以在壳体124完全落座在龙骨元件109上之后安装夹具126，以提供低的插入力。可选地，夹具126可以在上部位置部分地安装于壳体124，然后在壳体124处于完全配对位置之后完全地落座，这也提供了低的插入力，但是需要夹具126预先组装于壳体124。

[0021] 该刚性且稍带顺应性的夹具126对该柔性的U形壳体124提供强度，以确保至带108、108'的紧密且电气良好的机电连接。夹具126还有助于确保连接足够强，以防止在诸如天花板砖或电气设备等的设备进入和/或移除时从龙骨元件109脱开。另外，在连接器120防碍诸如天花板砖等的设备插入由龙骨框架形成的开口时，夹具126的上部的可选的斜面对于诸如天花板砖等的设备的进入提供了便利。类似地，壳体124的底部、或者连接部(perch)、端部具有斜面，以有助于在不引起连接器120意外脱开的情况下移除设备。

[0022] 如上所述，在现有技术中，导线134至远端电气设备的直接连接决定导线134的长度。导线长度因此对于各设备是定制的。如果期望连接至不同的位置的另一设备，则必须改变导线长度。如果需要更长的长度，则必须提供另一组导线，并且硬连线至连接器。另外，已知系统中的导线134不能够从相对于框架平面的所有方向适当地访问。

[0023] 因此，根据本公开，适配器安装于龙骨连接器120。适配器包括固定至夹具126的支撑板140，和安装于板140并且经由导线134电连接至龙骨连接器120的至少一个工业标准接口或者双向连接器。如图2至图4所示，工业标准接口优选地为通用串行总线(USB)协议，版本号1.0、2.0或3.0。USB接口或连接器的类型包括：标准A插头/插座、标准B插头/插座、微型A或B插头/插座和迷你A或B插头/插座。图示了USB2.0标准A类型的USB插座142，其具有大致矩形的插口。该插座142在计算机上常见，诸如键盘、鼠标或闪存驱动器等的计算机周边部件通过诸如图2中的电力缆线148的端部的插头146等的USB插头连接至计算机。USB插座具有多根针脚，其中两根、典型地为针脚1和针脚4是连接至导线134的电源针脚。

[0024] 另一插座144可选地安装于板140，并且表示一般的工业标准的双向连接器。与插座142、144面向侧方的图3不同，在图4中，板140为非平面的，使得插座142、144位于弯折部150并且面向上方。为了在使插座取向方面具有更大的通用性，弯折部150也可以铰接至板
140。

[0025] 一旦适配器和龙骨连接器120安装在龙骨元件109上，电力缆线148的USB插头146即可以容易地插入到插座142中。如果电力缆线148的相反端连接至直流电源，则组件向龙骨元件109供给任意期望值的直流电压。如果电力缆线148的相反端连接至消耗直流电的电气设备，则组件向电气设备供给直流电压。可以提供不同长度的电力缆线以简化连接。另外，图3-4中插座142、144的不同取向使得可以从相对于框架平面的所有方向适当地访问插座。

[0026] 支撑板140也可以方便地支撑一个或多个电路板和/或诸如确保低压不超过特定极限的稳压器152(见图2)等的一个或多个电气部件。例如，优选的是，在100瓦的情况下直流低压不超过24伏，例如由齐纳二极管和电阻构造的稳压器能够确保将不超过该极限。稳压器152也可以包括用于将电流限制到任意期望值的限流器。

[0027] 在前述说明书中，说明了具体的实施方式。然而，本领域技术人员明白，在不偏离权利要求书中列出的发明范围的情况下能够做出各种变形和改变。因此，说明书和附图被视为说明的意图而非限制的意图，所述这些变形试图包括在本教导的范围内。

[0028] 益处、优势、问题的解决方案和能够使任何益处、优势或者解决方案产生或变得更明确的任何元素不应解释成任何或所有权利要求的关键的、需要的或必要的特征或元素。本发明仅由所附权利要求限定，其中所附权利要求包括在该申请的审查期间做出的任何修改和授权的那些权利要求的全部等同方案。

[0029] 此外，在本申请文件中，诸如第一和第二、上和下等关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作分别开，而不是必须要求或暗示在这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“具有”、“包含”、“含有”或其任何其他变形试图涵盖开放式的含括，使得包括、具有、包含或含有一系列元素的工艺、方法、物品或装置不仅仅包括这些元素，而是可以包括未明确列出或者该工艺、方法、物品或装置所固有的其他元素。冠以“包括”、“具有”、“包含”、“含有”的元素在没有更多限制的情况下不排除包括、具有、包含或含有该元素的工艺、方法、物品或装置中存在另外的相同元素。未限定数量的特征除非这里另外明确声明，被限定为一个或多个。术语“大致”、“大体上”、“近似”、“大约”或其任何其他版本被限定为接近本领域技术人员所理解的，在一个非限制的实施方式中，术语被限定为在10％内，在另一实施方式中为5％内，在另一实施方式中为1％内，在另一实施方式中为0.5％内。如这里使用的术语“联接”被限定为连接，尽管不是必需直接地或者不是必需机械地连接。以特定方式“构造”的设备或结构以至少那样的方式被构造，但是也可以以未列出的方式来构造。

[0030] 公开的摘要被提供用于使得读者快速了解技术公开的实质。其在以下理解的情况下提交，该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前述详细说明中，能够看到为了公开流畅的目的，各种特征在各种实施方式中被组合在一起。公开的方法不能解释成反映以下意图：要求权利的实施方式需要比直接表达在各权利要求中更多的特征。相反，如权利要求所反映的，发明主题比单个公开的实施方式的全部特征少。因此，权利要求由此包含在详细说明中，各权利要求本身作为独立要求的主题。

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