CN109417243A - 模块化电功率供应及控制系统 - Google Patents

Abstract

一种模块化功率电气系统提供多个基部模块、连接器和功能装置模块，以及可连接在一起以提供完全可重新构造的功率传输系统的匹配模块。在一些实施例中，磁性连接用于将装置连接在一起并且用于传送功率。还描述了用于控制模块的方法。

Description

模块化电功率供应及控制系统

技术领域

本发明涉及一种模块化电功率供应系统，其允许系统易于安装。具体而言，本发明利用磁性连接来提供功率并将功能装置模块连接至电接触件。

背景技术

当前的电功率供应系统通常难以安装并且为不可扩展的。例如，典型的功率出口的安装仅提供有限数量的端口，并且通常需要用以接近墙壁的内部以接近电线的构造。此外，此类电功率出口在没有更多构造的情况下或者在不使用笨重且难看的功率延长线的情况下为不可扩展的。

模块化电气系统(诸如轨道照明系统)允许沿着内部轨道提供电。然而，这些电气模块化系统通常需要昂贵的安装，并且一旦安装就难以修改。此外，轨道照明系统仅允许有一个放置和移动的自由度(即，沿着轨道)，并且系统不设计为与其它功能模块(诸如扩展器或无线装置)一起使用。本发明的一个目的在于解决典型的电气和模块化功率供应系统的缺点。

发明内容

模块化功率电气系统提供多个基部模块、连接器和功能装置模块，以及可连接在一起以提供完全可重新构造的功率传输系统的匹配模块。在一些实施例中，磁性连接用于将装置连接在一起并且用于传送功率。还描述了用于控制模块的方法。

附图说明

图1描绘放大的视图，其示出可如何使用两个铁板来提供电连接和磁性连接。

图2-3描绘其中通过铁板提供电连接的实施例。

图4-5描绘其中电源、连接器以及功能装置模块为单独构件的实施例。

图6-9描绘图4-5的备选的实施例。

图10-11描绘其中磁体结合到功能装置模块中的实施例。

图12描绘根据本发明的基部模块及相关功能装置模块的第一实施例。

图13描绘在插入到电接触件中之后的功能装置模块的透视图。

图14描绘图13的功能装置模块和电接触件的侧视截面视图。

图15-17示出在功能装置模块被旋转时功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图18-20描绘在功能装置模块被旋转时功能装置模块与基部模块之间的接触的截面视图。

图21-23示出在功能装置模块相对于基部模块沿纵向滑动时功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图24和图25描绘基部模块和功能装置模块的备选的实施例。

图26描绘示出图24和图25的基部模块上的电接触件的对准的剖视图。

图27和图28示出在功能装置模块被旋转时图24和图25的功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图29和图30描绘基部模块和功能装置模块的备选的实施例。

图31描绘示出图29和图30的基部模块上的电接触件的对准的剖视图。

图32和图33示出在功能装置模块被旋转时图29和图30的功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图34和图35描绘基部模块和功能装置模块的备选的实施例。

图36描绘示出图34和图35的基部模块上的电接触件的对准的剖视图。

图37和图38示出在功能装置模块被旋转时图34和图35的功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图39和图40描绘基部模块和功能装置模块的备选的实施例。

图41和图42示出在功能装置模块被旋转时图39和图40的功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图43和图44描绘基部模块和功能装置模块的备选的实施例。

图45和图46示出在功能装置模块被旋转时图43和图44的功能装置模块如何与基部模块维持电接触的细节。

图47和图48描绘图39-42和图43-35中描绘的实施例的混合。

图49-52描绘适合于高带宽应用的基部模块和功能装置模块的实施例。

图53-55描绘基部模块和功能装置模块两者的备选的实施例。

图56描绘图53-55中描绘的基部模块和功能装置模块的滑动自由度的情况。

图57-60描绘具有不同形状的基部模块的备选的实施例。

图61-63描绘了示出适于容纳匹配模块的功能装置模块的实施例。

图64描绘电连接模块的实施例。

图65-69描绘旋转基部的实施例。

图70-74描绘盘接头连接器的实施例。

图75-77描绘双面连接器的实施例。

图78-79描绘旋转基部或盘接头连接器的内部的备选的实施例。

图80描绘盘接头连接器的备选的实施例。

图81描绘根据第一实施例的本发明的作业灯的透视图。

图82描绘图81的作业灯的第二透视图。

图83描绘图81的作业灯的第三透视图。

图84描绘图81的作业灯的正视图。

图85描绘图81的作业灯的各种其它视图。

图86描绘图81的作业灯的灯的透视图。

图87描绘示出作业灯的一些功能的图86的灯的正视图。

图88描绘示出图86的灯的构件的示意图。

图89描绘用于无线控制图81的作业灯的应用的范例屏幕。

图90-92以各种连接构造示出本发明中描述的各种模块件。

具体实施方式

首先参照图1，描绘的是上导电表面152和下导电表面154可如何用于提供磁性连接，以附接功能装置模块B(稍后示出)并且同时将功率供应至功能装置模块的视图。通过使用绝缘材料156来隔离磁体158，功率源160的单独极性仍然可在上导电表面152和下导电表面154被磁化时导电。合适的绝缘材料包括PVC、玻璃、刚性层压板、清漆、树脂、纸以及不粘涂层。磁体158、绝缘材料156、上导电表面152以及下导电表面154可使用任何已知的方法(如粘合剂、熔化、焊接等)连结在一起。该组件的各种实施方式将关于图2-11被描述。

图2和图3描绘基部模块A的实施例。该实施例中的功率源160由两个单独的导电条形成，导电条将不同的电压提供至上导电表面152和下导电表面154。上导电表面152和下导电表面154在大小、形状以及材料组成方面优选为相同的，但任何含铁导电材料为合适的。磁体158位于基部模块A的中心处，并且通过一对绝缘片156与上导电表面152和下导电表面154电隔离。在该实施例中，导电表面152和154延伸越过磁体158的端部，以形成如图3中示出的通道160。

因为上导电表面152和下导电表面154由含铁材料制成，所以它们由磁体158磁化并且使功能装置模块B沿着通道160磁性连接至基部模块A。磁体158本身也在功能装置模块B的接触件110上施加强力。该实施例允许功能装置模块B在通道162内旋转和滑动。

当施加DC电压时，可在不涂覆或覆盖上导电表面或下导电表面154的情况下使用图2-3的基部模块A，从而导致生产成本降低。图2-3的基部模块A尤其适用于低压应用，因为在用户触电方面存在很小的风险。

基于图2-3的实施例在图4-5中被描绘。该系统包括电源170、连接器172以及功能装置模块B。电源170的大部分优选由电绝缘体174形成，并且覆盖有两个或更多个导电表面176，所述导电表面176优选地由类似于上导电表面152和下导电表面154的材料制成。电源170的外表面可为任何形状。圆形形状允许连接器172绕着电源170的旋转，而矩形或八边形形状将阻止连接器172的旋转。外表面的形状基于期望的功能来选择。例如，在医疗环境中，使照明模块旋转可为不期望的。

连接器172包括在其中心处的磁体158、用以磁性隔离磁体158的绝缘片156、上导电表面152、下导电表面154以及壳体178。在此处，加宽上导电表面152和下导电表面154，以形成通道180。壳体178形成连接器172的外表面，其中仅通道180的端部以及上导电表面152和下导电表面154的相反端部延伸穿过壳体178，以允许电从电源170传输至功能装置模块B，如图5中示出的。

磁体158将连接器172连接至电源170和功能装置模块B两者。形成在壳体178的相反端部中的通道182允许连接器172相对于电源170和功能装置模块B两者滑动/旋转，从而允许有所有元件的广泛的各种放置和构造。

图6和图7描绘电源170和连接器172的备选实施例。为了简洁起见，仅实质性差异将被描述。如描绘的，该实施例中的电源170由彼此平行延伸的两个导电片184形成。除了壳体178被移除之外，连接器172与图72的连接器大致相同。在该实施例中，连接器172仅可相对于电源170滑动，而功能装置模块B可相对于连接器172滑动和旋转。为了清楚起见，图8和图9示出如图6和图7中描绘的在连接之前的电源170、连接器172以及功能装置模块B。

电源170、连接器172或功能装置模块B中的任一个可结合一个或更多个无线模块，用于允许由操作装置的控制。例如，电源170和/或连接器172可结合能够经由蓝牙5通信的无线模块。这允许功率无线控制到一个或更多个同时连接的装置。

图10和图11描绘其中磁体158结合到功能装置模块B中的实施例。如图10中示出的，电源170与组件186对接，组件186大致类似于图78中示出的组件，以提供至电源170的磁性和电连接。壳体188形成功能装置模块B的外部，仅使接触件190暴露，其在连接至电源170之后将功率提供至功能装置模块B。

现在参照图12，描绘的是模块化电功率供应系统100的第一实施例，其在基部模块A与功能装置模块B之间提供电连接和机械连接。基部模块A大体上包括壳体102、一个或更多个内部磁体104、凹形通道106以及电接触件108。电接触件108可位于沿着凹形通道106的任何地方。优选地，电接触件108位于凹形通道106的中心附近。

功率通过电源线或布线116供应至基部模块A。功能装置模块B大体上包括沿着凸形突出部114集成到壳体112中的一个或更多个导电接触件110，凸形突出部114形状设置成配合到凹形通道106中。优选地，导电接触件110在壳体112的表面上方略微突出。在一些实施例中，如果需要至基部模块A的更强连接(例如，如果功能装置模块B为重的)，则功能装置模块B还可包括一个或多个内部磁体。在描绘的实施例中，导电接触件110为延伸壳体112的整个长度的导电杆。结果，电接触件108可相对较薄并且仅位于凹形通道106的单个部分中，如稍后将描述的。导电接触件110可具有任何形状(包括矩形、三角形、圆形、六角形等)或任何长度。

基部模块A可安装或放置在电连接为需要或必要的任何地方。例如，基部模块A可附接至家具、墙壁、天花板、架子、机械紧固件或板、轨道、电杆、线路管理板、电连接器板等。在一些情况下，基部模块A可代替功率插头或者作为功率插头的补充而提供。

图13和图14描绘在插入基部模块A中之后的功能装置模块B。在使功能装置模块B靠近基部模块A时，磁体104吸引导电接触件110，使功能装置模块B“卡扣至”凹形通道106并且附连在凹形通道106中。这使导电接触件110与电接触件108接触，从而为功能装置模块B供应功率。

功能装置模块B可为任何功能部件，包括需要功率来操作的风扇、灯、加热器、扬声器、摄像头、传感器、运动传感器等。因此，壳体112可具有对于功能装置模块B和位于其中的电构件而言所需的任何形状、长度、材料或设计。例如，扬声器的壳体112可在形状方面与运动传感器的形状大不相同。

接下来转到图15-23，描绘的是示出在功能装置模块B在凹形通道106内旋转(例如，向上或向下25-90°)时，功能装置模块B如何与基部模块A维持电接触的各种视图。如先前描述的，磁体104在功能装置模块B上施加显著的力，并且允许其在凹形通道106内被旋转。第一电接触件108部分地围绕凹形通道106延伸，并且第二电接触件108部分地围绕凹形通道106的另一区段延伸，如图15-17中描绘的。在该实施例中，电接触件108优选由弹性导电材料形成。如示出的，至少一个电接触件108总是与至少一个导电接触件110处于连接，确保功能装置模块B总是供应有功率，而不管其插入角度或旋转角度。在电接触件108与导电接触件110之间的接触件的截面视图在图18-20中被描绘。图19描绘完全向上旋转的功能装置模块B，并且图20示出完全向下旋转的功能装置模块B。如示出的，上部电接触件108总是与上部导电接触件110处于连接，并且下部电接触件108总是以任何旋转角度与下部导电接触件110处于连接。凹形通道106和凸形突出部114的形状防止功能装置模块B的过度旋转，使得上部导电接触件110不与下部电接触件108接触。

上部电接触件108优选供应正DC电压，并且下部电接触件108为地极，或者反之亦然。基部模块A包括安全电路，如果两个或更多个电接触件108无意地连结以完成电路(例如，由用户的手或者由一块金属)，则该安全电路切断功率。以类似的方式，功能装置模块B也可包括安全电路，如果电连接在导电接触件110之间进行，则该安全电路切断功率。如果凸形部分114在纵向上比凹形通道106长，则大体上仅需要此类安全特征。

如果AC电流由功能装置模块B利用，则上部电接触件108可供应第一交流电，而下部电接触件108可供应相反的交流电。功能装置模块B还可包括AC/DC转换器，用于将供应的AC信号转换为DC信号。

此外，如图21-23中描绘的，电接触件108和导电接触件110的定位允许功能装置模块B居中(图21)，向右滑动(图22)或者向左滑动(图23)，但仍然与电接触件108维持电接触。

图24和图25描绘基部模块A和功能装置模块B的备选实施例，其中基部模块A具有三个电接触件108，并且功能装置模块B具有三个导电接触件110。如描绘的，三个导电接触件110绕着凸形突出部114均匀分布。第一电接触件108位于凸形通道106的中心处，而另外两个电接触件108左右均匀间隔，如图26中描绘的。图27和图28描绘在功能装置模块B被旋转时电接触件108如何仅与它们对应的导电接触件110维持接触。第一电接触件108可用于供应正DC电压，第二电接触件108可用于供应地极，并且第三电接触件108可用于基部模块A与功能装置模块B之间的数据连接。例如，基部模块A可包括PCB或可将信息传送至功能装置模块B的PCB的其它装置。

图29和图30描绘基部模块A和功能装置模块B的备选实施例，其中基部模块A具有四个电接触件108，并且功能装置模块B具有四个导电接触件110。如描绘的，四个导电接触件110绕着凸形突出部114均匀分布。两个电接触件108恰好定位在凸形通道106的中心的左侧，而另外两个电接触件108恰好均匀地定位在凸形通道106的中心的右侧，如图31中描绘的。图32和图33描绘在功能装置模块B被旋转时电接触件108如何与导电接触件110维持接触。

图34和图35描绘基部模块A和功能装置模块B的备选实施例，其中基部模块A具有五个电接触件108，并且功能装置模块B具有五个导电接触件110。如描绘的，五个导电接触件110绕着凸形突出部114均匀分布。第一电接触件108位于凸形通道106的中心处，而另外四个电接触件108左右均匀间隔，如图36中描绘的。图37和图38描绘在功能装置模块B被旋转时电接触件108如何与导电接触件110维持接触。

基于前述，应当显而易见的是，可组合图24-38中描绘的基部模块A和功能装置模块B的任何组合。基部模块A不需要具有与功能装置模块B上的导电接触件110的数量相同数量的电接触件108，只要在功能装置模块B的旋转和纵向移动期间维持电接触。

图39和图40描绘功能装置模块B的备选实施例，其中导电接触件110与表面齐平。在该实施例中，导电接触件110为延伸功能装置模块B的长度的长细导电金属条，其与壳体112齐平。而且，在该实施例中，电接触件108为L形弹性导电元件，该导电元件在其被旋转时与导电接触件110维持接触(图41和图42)。

图43和图44描绘功能装置模块B的备选实施例，其中导电接触件110为凹入的。在该实施例中，导电接触件110为延伸功能装置模块B的长度的长细导电金属条，其被凹入在凹形突出部114中。因为电接触件108为L形弹性导电元件，其延伸到形成在凹形突出部114中的凹部中，所以功能装置模块B的旋转可被限制(通过限制凹部的厚度)，如图45和图46中示出的。

图47和图48描绘图39-42和图43-46中描绘的实施例的混合。如描绘的，两个导电接触件110与凹形突出部114齐平，而中心导电接触件110从凹形突出部114的表面凹入。

图49-52描绘适合于高带宽应用和/或AC功率的基部模块A和功能装置模块B的实施例。在该实施例中，功能装置模块B包括由分隔器4002分开的多个(例如，四个)导电接触件110。基部模块A包括同等数量的电接触件108，如图52中描绘的。分隔器4002防止功能装置模块B在凹形通道106内沿纵向滑动。各个导电接触件110将不同的输入供应至功能装置模块B(例如，两个导电接触件110可用于供应AC功率，而另外两个导电接触件110可用于数据传输)。分隔器4002确保正确的导电接触件110将与正确的电接触件108对准，这在高带宽应用中为重要的，其中数据还可从功能装置模块B传送至基部模块A，并且反之亦然。

接下来参照图53-55，描绘的是基部模块A和功能装置模块B的类似于图12-52中描绘的实施例的备选实施例。在此处，基部模块A大体上为矩形的，类似于图12-15中描绘的基部模块A。然而，在该实施例中，电接触件108为一个或更多个细的导电材料条，其延伸凹形通道102的整个长度。该构造允许功率供应至同时放置在凹形通道106内的一个或更多个功能装置模块B。如先前论述的，功能装置模块B可具有任何形状因子，只要它们包含可在凹形通道106内配合的凸形突出部114，如图53-55中描绘的。

功能装置模块B的外表面由连接至电接触件108的两个电接触件110覆盖。两个电接触件110优选由窄的间隙或其它材料分开，以允许+/-或地极由电接触件110供应。两个电接触件110优选为金属性且磁性的表面，其吸引磁体104并且导电。

在该实施例中，模块化电功率系统100优选在低电压下操作，这允许用户手动添加/移除功能装置模块B。位于基部模块102内的磁体104将功能装置模块B保持在通道内，同时仍允许其容易地被移除。在一些实施例中，功能装置模块B还可包括内部磁体，以加强连接。

图56描绘功能装置模块B与基部模块A之间的纵向移动。如示出的，模块化电功率供应系统不仅允许功能装置模块B的旋转，而且还允许功能装置模块B在基部模块102的通道106内的纵向移动，同时仍维持电气表面110与电接触件108之间的电接触。

不同形状的基部模块702在图57-60中被描绘。在该实施例中，基部模块702具有较窄的伸长的轮廓，并且在功能装置模块B为作业照明时尤其有用，因为其允许功能装置模块B离安装表面(诸如墙壁)更远。基部模块702类似于基部模块702，其中其结合内部磁体704并且具有通道706以接收功能装置模块B。因此，相同的功能装置模块B可与本文描述的所有不同形状的基部模型和连接器一起使用。

用于扩展模块化电接触系统以容纳各种无线或其它模块的系统在图61-63中被描绘。如示出的，功能装置模块B类似于图53-55中示出的功能装置模块，其中其具有连接至基部模块A的电气表面108。然而，在该实施例中，功能装置模块B还包括位于连接通道内部的内部接触件N(在一个或两个端部上)。匹配模块C具有多个匹配接触件K，其在匹配模块C插入到功能装置模块B中时与接触件N匹配，如图61中描绘的。功能装置模块B将功率提供至匹配模块C，而匹配模块C允许功能装置模块B无线地受控制(蓝牙、Wifi、Zabbee等)。例如，匹配模块C优选地包括内部无线模块，其能够通过无线连接(通过接触件K与接触件N的匹配)来控制功能装置模块B的功能。匹配模块B还可用于向功能装置模块B提供其它附加功能，诸如扬声器、附加照明等。

在一些实施例中，功能匹配模块C可结合到功能装置模块B中。例如，功能装置模块B可包括能够经由标准无线协议进行通信的无线模块，诸如蓝牙5。蓝牙5允许单个装置(诸如手机或计算机)同时无线连接至多个装置。

图64描绘呈柱的形式的电连接模块5302。电连接模块5302的外表面大致上由一对接触件5304覆盖，一对接触件5304延伸柱的长度。薄的绝缘材料将接触件5304分开，以允许功率输送。将被描述的各种连接器可沿着其长度附接至电连接模块5302，并且功能装置模块B可附接至连接器，因此提供高度模块化的系统。本文描述的连接器还可用于将第一电连接模块5302连接至第二电连接模块，

基部模块A的又一实施例在图65和图66中被描绘，其在本文中被称为旋转基部902。如描绘的，旋转基部902由基部G和旋转元件A组成，基部G可附接至家具并且通过软线供应电功率，旋转元件A可相对于基部G旋转360°。旋转元件A的内部优选具有两个或更多个圆形电接触件V，其与基部G上的电接触件W匹配。电接触件V和W的布置允许旋转元件A在其旋转时从基部G被提供功率。旋转元件A和基部G可利用任何已知的方法(诸如滚珠轴承连接或舌/槽连接)，用于提供平滑旋转。此外，旋转元件A和基部G可通过磁性连接或任何其它已知的锁定机构保持在一起，以防止它们分开。

优选地，旋转元件A的表面包括通道，以将电功率提供至功能装置模块B，如图67-69中描绘的。如图67中示出的，旋转元件A包括通道5602，通道5602大小设置成与一个或更多个功能装置模块B或匹配模块C匹配，如图68中示出的。如在其它实施例中，使用磁体104实现旋转元件A与功能装置模块B之间的机械连接。通道106包括一个或更多个接触件108，它们将电功率提供至接触件110，如图69中描绘的。因此，图65-66的旋转基部902与图67-69的旋转元件A的组合，允许功率从基部G通过旋转元件A传输至功能装置模块B和/或匹配模块C，同时允许旋转元件A相对于基部G旋转。

在另一实施例中，旋转元件A和基部G两者都设有凹形通道，如图70-73中描绘的，形成盘接头1002，并且允许一个功能装置模块B连接至另一功能装置模块B并可旋转至另一功能装置模块B，如图74中描绘的。如图72和图73中示出的，盘接头1002的第一半部P包含至少两个圆形接触件V，并且盘接头1002的第二半部Q包含与电接触件V匹配的至少两个接触件W(类似于用于旋转基部902的图66中示出的接触件)。盘接头1002的架构允许功率从第一连接功能装置模块B传递至第二功能装置模块B，同时允许它们有相对于彼此的旋转自由度。

另一种类型的连接器(双面连接器1102(图75-77))设有两个相反的通道6402和中心磁体6404。双面连接器1102也可作为类似于基部模块102的基部模块起作用，以将功率同时提供至两个或更多个单独的功能装置模块B。备选地，双面连接器1102可用于将功率从第一功能装置模块B传递至第二装置模块B，如参照盘接头1002描述的。

旋转基部902或盘接头1002中的基部G还可设有附加的电接触件S和T，它们与电接触件L和M匹配，以允许数据连接或其它必要的连接，如图78和图79中描绘的。

图80描绘用于盘接头1002的通道的附加放置选项。例如，一个或两个通道可移动至壳体的侧部，而不是在壳体的顶部上。因为电连接从装置传递至装置(例如，基部至模块至连接器)，所以仅需要一个电源来将功率提供至本发明的模块化电接触系统。

环境作业照明和模块控制

图81描绘作业灯200的透视图。如示出的，作业灯200大体上包括基部夹具202、电源线204、双竖直臂206、中空铰链208、双水平臂210，以及灯212。基部夹具202允许作业灯200通过调节夹具214(在图83和图85中更详细地看到)附连至桌子或其它平坦的表面。然而，对本领域技术人员而言应当明显的是，可利用其它固定手段，如夹子或摩擦配合。在一些实施例中，基部夹具202可用常规的加重基部替换，该常规的加重基部能够在调节时将作业灯200保持在直立位置。在备选的实施例中，基部夹具可与图1-80中示出的基部模块A一起使用。基部夹具202还可包括AC/DC转换器，用于将来自电源线204(插到标准插座中)的AC功率转换成DC功率，以为灯212提供功率。

在不需要从基部夹具202延伸至灯212的线路的情况下，转换的DC功率通过双竖直壁206、中空铰链208以及双水平臂210从基部夹具202传递至灯212。重要的是，在此双竖直壁206和双水平臂210中的两个臂保持彼此隔离，因为一个臂承载正极性，而另一个臂承载负极性或者用作地极。类似地，中空铰链208必须具有两个单独的构件，以便在没有干扰的情况下传递相应的极性。

中空铰链208允许双水平臂210独立于双竖直壁206移动。在一些实施例中，另一铰链也可用于将双竖直壁206连接至基部夹具202，以允许作业灯200的进一步移动和调节。双竖直壁206、中空铰链208以及双水平臂210可由允许电从基部夹具202通至灯212的任何材料(即，导体)构成。备选地，双竖直壁206、中空铰链208以及双水平臂210可由绝缘材料(诸如塑料)形成，该绝缘材料包封内导体，该内导体将电从基部夹具202传递至灯212。

双竖直壁206和双水平臂210的美学外观可以任何方式被修改，只要它们保持分开。例如，如图81和图84中最佳描绘的，双竖直壁206由从基部夹具202延伸至铰链208的两个薄的平行矩形板形成，而双水平臂210在它们中具有轻微的扭曲，这为灯212提供美学吸引力和额外的结构支承。

因为灯212利用需要低电压操作的LED，所以如果他们触摸双竖直壁206、中空铰链208以及双水平臂210，则几乎不存在人受到电击的风险。然而，为了进一步的安全，双竖直壁206、中空铰链208以及双水平臂210可涂覆有非导电粉末或其它材料。

接下来，参照图86和图87，将解释灯212的各种构件和功能。如图86中示出的，灯212经由铰链602附接至双水平臂210。铰链602允许灯212上/下(或者还可能为左/右)调节，并且从双水平臂210向灯212提供电。稍后将解释灯212的内部电路。

在另一实施例中，灯212可采用如图1-3中描绘的插入到基部模块A中的功能装置模块B的形式，例如，其中功率由双水平臂210而不是经由有线功率源116被提供至基部模块A。此类模块化系统将允许不同的灯212按需要(例如，更长、更短、更亮等)被换出。

灯212在其外部上包括光温滑块604和调光器滑块606。如图87中示出的，向左滑动光温滑块604使灯212发出较暖的光，而向右滑动光温滑块604使灯212发出较冷的光。优选地，光温滑块604允许灯212从2900K的温度调节至12000K。以类似的方式，调光器滑块606控制灯212的亮度。向左滑动调光器滑块606使灯212变暗(至0 lx)，而向右滑动调光器滑块606使灯212变亮(例如，高达2000 lx)。应当明显的是，灯212的温度和亮度值仅为示例，并且可根据作业灯200的用途或大小而变化。

光温滑块604优选地由位于在灯212的顶部上的通道610中的磁体滑块608控制。磁体滑块608由位于灯212内部的另一磁体保持至灯212。备选地，灯212的外部可由磁性材料制成。因为磁体滑块608未物理地连接至灯212，所以其可根据用户的偏好，容易地更换为其它形状和大小的磁体。

类似于光温滑块604，调光器滑块606包括磁体滑块612和槽614。槽610和614可形成单个连续槽，或者在灯212的表面上被分成两个不同的槽。

灯212还包括由光扩散器覆盖的LED(发光二极管)阵列。LED阵列由多个不同颜色(例如，红色、蓝色以及绿色)的单个LED组成。通过改变输送至LED阵列中的各种LED的功率，可由灯212产生各种光温和亮度。扩散器(虽然不需要)有助于来自各种LED的光的混和，同时还使得光线“更柔和”。

现在参照图88，描绘的是示出灯212的内部构件的示意图。灯212包括功率模块802、控制逻辑804、无线模块806，以及LED阵列808。如示出的，控制逻辑804监视光温滑块604和调光器滑块606，并且按需要调节LED阵列808的输出。优选地，光温滑块604和调光器滑块606通过压缩磁体滑块608和612与位于膜电位计下方的另一磁体(例如，条)之间的膜电位计来起作用。来自膜电位计的输出允许控制逻辑监视磁体滑块608和612的位置并调节LED阵列808。在另一实施例中，霍尔传感器可用于监视磁体滑块608和612的位置。

控制逻辑804还与无线模块806处于通信，无线模块806允许作业灯200的无线控制，如稍后将描述的。具体而言，如果控制模块804检测磁体608或612的移动，则其可超驰无线模块806，以允许LED阵列808的人工控制。或者，如果控制逻辑804通过外部源检测至作业灯200的无线连接，则控制逻辑806可通过不响应磁体608或612的移动来禁用光温滑块604和调光器滑块606。

无线模块806可利用已知或另外的任何无线协议或方法。例如，无线模块806可利用蓝牙、Wi-Fi、Wi-Fi直连或这些协议的任何组合，用于与一个或更多个外部装置810通信，一个或更多个外部装置810可为能够无线通信的任何装置，诸如智能手机。连接可限于单个外部装置810或多个装置。在多个连接的情况下，控制逻辑804编程为调节连接的装置的优先级并且相应地改变LED阵列808的输出。

用于控制来自外部装置810的作业灯200的范例应用屏幕900在图89中被描绘。如示出的，应用屏幕900大体上包括连接指示器901、接近开关904、光控制区域906、功率控制装置908，以及设置控制装置910。连接指示器901指示应用当前是否使用适当的指示器连接至作业灯200。例如，如果外部装置810经由蓝牙连接来连接至作业灯200，则显示蓝牙指示器。在外部装置810具有触摸屏幕的情况下，轻敲连接指示器901可打开/关闭无线连接。

如果外部装置810在特定范围的作业灯200内，则可对接近开关904切换开/关，以打开/关闭LED阵列。例如，如果接近开关904接通，则作业灯200将在外部装置810被连接并且/或者在作业灯200的预定距离内的任何时候打开。

此外，可利用单个应用(如图89中描绘的单个应用)来控制多个作业灯200。例如，应用可能够同时控制办公环境中的所有作业灯200(例如，在一天结束时关掉它们)。备选地，应用可能够将作业灯200分配成不同的组(例如，会议室、小隔间、楼层等)并且使用单个应用控制不同的组。这些特征可集成到设置控制装置910中或结合在程序的另一部分中。

光控制区域906提供允许用户完全控制LED阵列808的直观界面。如示出的，光控制区域906向用户提供网格(grid)，该网格允许用户通过在网格上向上/向下滑动手指来调节LED阵列808的亮度，并且允许用户通过在网格上向左/向右滑动手指来调节LED阵列808的温度。

功率控制装置908允许用户打开/关闭LED阵列。设置控制装置910允许用户访问LED阵列的多个预定义设置(即，亮度/温度的组合)或者允许用户设置/保存它们自己的设置。某些预定义设置包括但不限于以下示例性设置。

•能量设置：该设置旨在用于在一天开始时或午餐后激活学生。在桌面水平测量的平均水平照度为650 lx，并且CCT(相关色温)为12000 K( ‘冷’，富含蓝光的白光)。

•焦点设置：该设置有助于在具有挑战性的作业(如考试和测试)期间集中注意力。在桌面水平测量的平均水平照度为2000 lx，其中CCT为6500 K(明亮的白光)。

•平静设置：该设置带来轻松的氛围，以支持独立和协作学习。在桌面水平测量的平均水平照度为300 lx，其中CCT为2900 K(具有暖色调、红色调的白光)。

•标准设置：该照明设置用于常规课堂活动。在桌面水平测量的平均水平照度为300 lx，并且CCT为3000-4000 K(如室内工作场所常用的标准白光)。

如先前描述的，作业灯200可连接至多个外部装置810，并且控制逻辑804可相应地控制LED阵列808的输出。例如，许多装置现在为联网的，并且可通过被称为“物联网”的网络中的因特网/LAN控制。门铃、应急装置、恒温器、消费者设备等可联网并交互在一起。以类似的方式，作业灯200还可对来自连接的装置的输出作出响应。如果门铃响起，则可使LED阵列808以某种图案或颜色闪烁。或者，如果洗衣机完成其循环，则可通过使LED阵列闪烁来警告用户。

作业灯200还可作为闹钟起作用。在家居卧室设置中，作业灯200可逐渐增加LED阵列808的亮度以模拟日出，或者逐渐降低LED阵列808的亮度以模拟日落或工作日结束。这些特征可从在外部装置810上运行的应用中得到控制或由其它智能连接装置(诸如室外光传感器)来控制。

作业灯200还可用于使用户改变为电子邮件警报、电话呼叫、Twitter更新、日历提醒、会议提醒等。控制模块804也可为“智能的”，因为其可使用输入的组合来改变LED阵列808的输出。例如，如果控制模块接收会议提醒并且在会议的时间检测到用户仍然在作业灯200附近，则可使LED阵列808明亮地闪烁，以提醒用户他们会议可能会迟到。

在一些实施例中，控制模块804还可通过连接至健身跟踪器或者通过监视用户的接近度来监视用户的活动。例如，如果控制模块804检测到用户久坐很长一段时间(例如，四十五分钟或一小时)，则控制模块804可使LED阵列808闪烁。作为另一实例，控制模块804可无线连接至智能椅，该智能椅可通过在用户坐下时增加亮度来检测不同的用户坐姿，在用户不在场一段时间时关闭灯212，或者如果他/她长时间不活动则使用户改变。

在一些实施例中，控制模块804还可使作业灯200反映当前天气。在阴天或下雨时，灯光将为凉爽的蓝色，而在晴天时，灯光将为温暖的。这些设置也可反转，以帮助用户感受当前天气的对立面。

模块化连接

图90描绘本文描述的各种装置如何提供可完全构造且模块化的功率供应和附件系统。如示出的，电功率源9002可体现为各种形状和大小。它们可为连接至功率源的不同直径的高柱(例如，图72-73)，或者可竖直/水平地附接至壁。并且，如已经描述的，描述了将功率源9002连接至功能装置模块9006的多个连接器9004。

图91描绘可连接至多个连接器9004和多个功能装置模块9006的水平功率源9002的更具体的实施例。如由箭头指示的，各种程度的旋转和平移可在本发明中获得(先前不可得到)，同时维持恒定且可靠的电连接。

图92具体示出可如何使用一个或更多个功率源9002和连接器9004来重定向电流。还描绘的是类似于图80的功能装置模块的功能装置模块9006，其中功能装置模块9006直接连接至功率源9002，而没有中间连接器9004。

本发明的模块化系统将在以下非详尽的环境列表中有用：

•办公室：家具板系统、高架柜、长凳、行政套房

•家庭：厨房、入口通道、浴室、客厅、车库，

•建筑内部、天花板、墙壁，..

•商业、零售、陈列室、橱窗展示

•博物馆、画廊

•展览贸易展

•酒店房间

•医疗、医院、诊所

•研究实验室、研讨会。

Claims (14)

1.一种模块化电连接器，包括：

磁体；

第一绝缘片，其覆盖所述磁体的第一侧；

第二绝缘片，其覆盖所述磁体的第二侧，所述磁体的所述第二侧与所述磁体的所述第一侧相反；

第一含铁金属片，其附接至所述第一绝缘片；以及

第二含铁金属片，其附接至所述第二绝缘片；

其中，所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片延伸超过所述磁体的端部预定距离，以形成具有第一预定间距的第一通道，并且

其中，所述磁体磁化所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片。

2.根据权利要求1所述的模块化电连接器，其特征在于，所述第一通道延伸所述磁体的整个长度。

3. 根据权利要求1所述的模块化电连接器，其特征在于，所述模块化电连接器还包括：

第一电连接器，其连接至所述第一含铁金属片，用于提供第一电压；以及

第二电连接器，其连接至所述第二含铁金属片，用于提供不同于所述第一电压的第二电压。

4.根据权利要求3所述的模块化电连接器，其特征在于，所述模块化电连接器还包括：

功能装置模块，其包括：

凸形突出部，其包括第一含铁金属连接器和第二含铁金属连接器，

其中所述第一含铁金属连接器和所述第二含铁金属连接器沿着凹形突出部的长度延伸，并且

其中所述第一含铁金属连接器和所述第二含铁金属连接器由间隙或绝缘材料分开；

其中，通过沿着所述第一通道将所述第一含铁金属连接器磁性地连接至所述第一含铁金属片并且将所述第二含铁金属连接器磁性地连接至所述第二含铁金属片来将功率供应至所述功能装置模块，

其中，通过由所述磁体提供的磁性连接来将功能装置模块可释放地附接至所述第一通道。

5.根据权利要求4所述的模块化电连接器，其特征在于，所述功能装置模块至所述第一通道的连接提供所述功能装置模块沿着所述第一通道的两个移动自由度。

6.根据权利要求1所述的模块化电连接器，其特征在于，所述模块化电连接器还包括：

功率源，其包括；

第一金属片，其供应有第一电压；以及

第二金属片，其供应有不同于所述第一电压的第二电压，

其中，所述第一金属片和所述第二金属片平行布置，并且分开大于所述第一预定间距的第二预定间距；

其中，所述第一含铁金属片包括第一延伸部，并且所述第二含铁金属片包括第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部一起形成第二通道，并且

其中，所述第二通道具有与所述第二预定距离近似相同的厚度。

7.根据权利要求6所述的模块化电连接器，其特征在于，所述磁体磁化所述第一延伸部和所述第二延伸部，

其中，可通过将所述第一延伸部放置成邻近所述第一金属片并且将所述第二延伸部放置成邻近所述第二金属片以形成磁性连接来使所述模块化电连接器可释放地附接至所述功率源。

8.一种模块化功率供应系统，包括：

功率源，其包括：

绝缘芯部，其具有大致上圆形的截面；

第一金属片，其供应有第一电压；以及

第二金属片，其供应有不同于所述第一电压的第二电压，

其中所述第一金属片和所述第二金属片沿着所述绝缘芯部的表面和长度平行布置，

其中所述第一金属片和所述第二金属片由绝缘材料或间隙分开；

和连接器，其包括：

磁体；

第一绝缘片，其覆盖所述磁体的第一侧；

第二绝缘片，其覆盖所述磁体的第二侧，所述磁体的所述第二侧与所述磁体的所述第一侧相反；

第一含铁金属片，其附接至所述第一绝缘片；以及

第二含铁金属片，其附接至所述第二绝缘片；

其中所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片延伸超过所述磁体的端部预定距离，以形成通道，

其中所述磁体磁化所述第一金属片和所述第二金属片，

其中通过将所述第一含铁金属片磁性连接至所述第一金属片并且将所述第二含铁金属片磁性连接至所述第二金属片来使所述连接器可释放地附接至所述功率源。

9.根据权利要求8所述的模块化功率供应系统，其特征在于，所述连接器还包括：

第二通道，其由延伸超过与所述磁体的所述第一端部相反的所述磁体的第二端部的所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片形成。

10.根据权利要求9所述的模块化功率供应系统连接器，其特征在于，所述模块化功率供应系统还包括：

功能装置模块，其包括：

凸形突出部，其包括第一含铁金属连接器和第二含铁金属连接器，

其中所述第一含铁金属连接器和所述第二含铁金属连接器沿着凹形突出部的长度延伸，并且

其中所述第一含铁金属连接器和所述第二含铁金属连接器由间隙或绝缘材料分开；

其中，通过沿着所述第二通道将所述第一含铁金属连接器磁性连接至所述第一含铁金属片并且将所述第二含铁金属连接器磁性连接至所述第二含铁金属片来将功率供应至所述功能装置模块。

11.根据权利要求8所述的模块化功率供应系统，其特征在于，所述连接器还包括：

壳体，其覆盖所述连接器的外表面，其中所述第一通道和所述第二通道的端部分别突出到所述壳体的第一凹形通道和第二凹形通道中。

12.一种模块化功率供应系统，包括：

功率源，其包括：

第一金属片，其供应有第一电压；以及

第二金属片，其供应有不同于所述第一电压的第二电压，

其中，所述第一金属片和所述第二金属片平行布置并且分开第一预定间距，以及

功能装置模块，其包括：

磁体；

第一绝缘片，其覆盖所述磁体的第一侧；

第二绝缘片，其覆盖所述磁体的第二侧，所述磁体的所述第二侧与所述磁体的所述第一侧相反；

第一含铁金属片，其附接至所述第一绝缘片；

第二含铁金属片，其附接至所述第二绝缘片；

其中，所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片延伸超过所述磁体的端部预定距离，以形成第一通道，所述第一通道具有与所述第一预定间距大致上相似的第二预定间距；

其中，所述磁体磁化所述第一含铁金属片和所述第二含铁金属片，并且

其中，通过将所述第一含铁金属片磁性附接至所述第一金属片并且将所述第二含铁金属片磁性附接至所述第二金属片来将功率提供至所述功能装置模块中的电路。

13.根据权利要求12所述的模块化功率供应系统，其特征在于，所述功能装置模块还包括照明模块和无线控制模块，

其中所述无线控制模块允许所述照明模块的远程控制。

14.根据权利要求12所述的模块化功率供应系统，其特征在于，所述模块化功率供应系统还包括：

第二功能装置模块，其磁性联接至所述第一通道。