专利名称：带内置通信端口的电池组的利记博彩app
技术领域：
本发明总地设计一种电池组组件，更具体地设计一种采用印刷电路板以将数据传送到主机单元的具有内置通信端口的电池组系统。
背景技术：
典型地，要求减小电子装置的尺寸，并同时降低相关的组件成本并提高其整体强度。特别地诸如手持移动终端、通信装置等许多电子装置具有多种组件成本并在严峻环境下使用时易受损坏。这些单元一般是通过封装内部电子器件而将例如中央处理单元(CPU)板、显示屏、键盘和内部引线组装到由塑料或其他结构化材料制成的壳体内。该封装一般用作保护手段并典型地形成两部分；上壳体和下壳体，其中电子器件被安装在壳体的一侧或两侧。
许多这样的电子单元采用多种接口部件，包括开关、插头、插槽配置和通信端口，这些接口部件随后便用于多种通信标准和/或协议(例如并行、SCSI、固件(IEEE1934)、以太网等)的任何适当通信接口。典型地，这类专用通信端口增加了电子单元的组件成本和制造成本。另外，与这类接口器件相关的开口一般会造成电子单元的污染，比如水分或其他微粒会进入单元并在单元使用期间影响其性能。专用通信端口的可靠性随时间的推移也会受到影响。
某些设计诉诸不同的密封圈配置以减少这种污染。然而，这类垫圈配置需要定期检查和维护以保证在严峻环境(例如高湿度和高温。存在腐蚀性介质等)下的正常功能。
另外，这类单元有许多应用场合，在这些场合下，在配置时，它们相关的通信端口和电子部件可能暴露在高震动条件和加速度下(例如1000-4000g’s的加速度)。在这种程度下，确保通信端口的电气互联的要求也会增加，通过它可保护多种部件接口不受到由高级别加速度所引起的振动和震动损坏。这类机械振动一般会影响通信点连接的可靠性。因此，需要给通信端口的多种电气/机械触头予以充分的保护以使其不受到由高级别加速度所产生的振动和震动所带来的伤害。
同时，这类电子单元一般包括多种可替换电池配置，它具有在电子单元使用期间易受磨损和撕扯的电气/机械触头。例如，这类电池配置包括由蓄电池组电池组成的可再充电的电池组。一般当这样一个电池组的一个蓄电池组电池或一个蓄电池组电池耗尽时，可将它从主机单元上取下并替换以另一充满电的蓄电池组电池，而耗尽了的蓄电池组电池或蓄电池组电池被再充电或处置。这类电池组配置典型地包括密封的外壳，用来保护可再充电蓄电池组电池。当电池组被安装到电子装置上时，电池组外壳的外表面上的触头与电子装置上的触头或内部终端触头紧密相匹配。这类电池组可排列成两行或三行，这取决于整个电池组所需的容量、每个电池的容量和大小、以及类似的因素。对这些装置的电池进行充放电需要用到多个导电部件以在电池之间以及在成套终端和电池之间形成电气连接。这些导电部件一般会受到磨损和撕扯，这在电子单元的使用期间会影响其性能。
因此，需要克服上述与现有技术装置相关的缺陷。
发明内容
下面的说明给出本发明一个简单的概况以提供发明的一个或多个方面的基本理解。该概况不是本发明扩展的总览。它不旨识别本发明的关键或必要元件，也不旨在描述本发明的范围。而是，该概况的唯一目的是以简化形式给出本发明的某些概念并作为下文中给出的更详细说明的序幕。
本发明提供一种设备和方法，它提供通信端口作为给主机单元供电的电池组组件的一部分并内置于电池组组件。根据本发明的一个方面，电池组组件包括印刷电路板(PCB)，它用作将不同的电信号和/或数据传送给载有电池组的电子装置的CPU的部件。该印刷电路板包括基片，该基片上形成有电气地和/或机械地耦合于主机单元CPU的预设布线图案以及蓄电池组电池。这样，由于主机单元通过设置在其电池组内的端口与外部单元相互作用，则减少了主机单元采用与其CPU关联的专用端口(例如通信端口)的需要。这进一步减少了与主机单元的制造和设计相关的成本。
本发明另一方面提供带印刷电路板和蓄电池组电池的电池组。电池组内的蓄电池组电池被定位成与印刷电路板隔开，由此在印刷电路板和蓄电池组电池之间提供足够的空间以安装通信端口和充电端口。这类端口也与印刷电路板形成一体。
根据本发明一个方面，电池格包括顶盒和底盒，在它们之间具有可变形的锁定件以固定蓄电池组电池并响应操作者的动作以将蓄电池组电池从其壳体内取出。在本发明另一方面，印刷电路板基本平行于通过咬合连接而直接插入于此的蓄电池组电池而延伸。另外，正负接线端被设置在电路板上以与主机单元的CPU耦合。这类接头可包括多个可形变、有弹性、导电的区域和多种可形变、有弹性、非导电的区域，所述区域以交替方式结合从而形成一个堆。因此，在主机单元的使用期限内，每当电池组变化时，作为新电池组一部分的新连接触头替换与旧电池组相关的用旧的触头。这样，与主机单元间通信的可靠性得以增加。
根据本发明另一方面，在印刷电路板(PCB)的一侧提供有通信端口和充电触头以与外部单元和/或外围设备接口。同样，在功率和/或通信触头的印刷电路板接线端的相反侧设置有主机单元的CPU。这样，PCB用作将多种信号和/或数据从外围设备传送给CPU的路径。通过不同地设置，电池格的PCB用作将多种信号从外部单元传送到主机单元的CPU的组件。此外，PCB可以是柔性印刷电路，它包含粘结在铜箔或其他导体材料上的聚酰亚胺膜。
根据本发明另一方面，电池格可提供适当途径以将印刷电路板连接于后表面，或将印刷电路板和主机单元以多种电路配置连接于其他装置，如期望的那样。
为实现上述的和相关的方面，本发明包括将在下文中全面描述的特征。后面的说明和附图详细地展开了本发明某些示例性方面。然而，这些方面仅为采用本发明原理的多种方法中的一些的表示。当结合附图考虑时，通过后面对本发明的详细说明，本发明的其他方面、优点和新颖性特征将会变得更加明显。为方便对附图的理解，一些附图不根据另一或所给出的附图中的比例绘出。
图1示出根据本发明一个方面的包括电池组的主机单元的示意性框图；图2示出根据本发明一个方面的其上安装有通信端口的电池组的PCB的透视图；图3示出根据本发明一个方面的用作电池组部分的柔性印刷电路板的详图；图4示出根据本发明一个方面的用于密封PCB和蓄电池组电池的电池组盒；图5示出根据本发明一个方面的电池组组件的分解透视图；图6是多点连接于主机和外围设备的电池组的透视图；图7示出根据本发明的方法的流程图；图8示出根据本发明的承载电池组的终端单元结构的示意性框图；具体实施方式
现在参阅附图对本发明进行说明，其中相同的标号被用来表示相同的部件。在附图中，为了便于说明，对多种具体细节进行展开以提供对本发明的通篇理解。然而很明显的是，即使不通过这些具体特征也能实现本发明。在其他的例子中，公知的结构和装置以框图形式表示以便说明本发明。
本申请中所使用的术语“计算机组件”旨在表示与计算机相关的实体，诸如硬件、硬件和软件的结合、软件或执行软件。例如计算机组成可以是(但不局限于)运行在处理器上的处理、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。通过例示，运行在服务器上的应用和服务器也可以是计算机部件。一个或多个计算机部件可驻于执行的处理和/或线程上，而一个元素可以位于一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。
本发明在主机单元和外部单元之间通过电池组组件提供一条通信路径，该电池组组件包括其上耦合有通信端口的印刷电路板(PCB)。首先参阅图1，它示出一种采用根据本发明的电池组的电子单元的范例性示意框图。主机单元12从具有印刷电路板和蓄电池组电池10的电池组18中获得供电。电池组18可拆下地安装于主机单元12。主机单元12可以是任何具有可拆下电源的便携式电子单元，诸如便携式手持扫描单元或条形码阅读器、发送器、接收机、计算机、个人电子组织器、电子导航装置和任何具有带可拆下蓄电池组电池的辅助电源。操作系统11以及有关的CPU 14与数据存储组件17相互作用，其中各存储器根据1M位、2M位、8M位或类似的存储单元制造而成并作为易失性存储IC。这类存储单元可具有两种或多种对应于不同的阻抗电平的状态。这些状态是通过施加偏压而设定的，在施加另一反偏电压前，存储单元保持其各自的状态。因此，数据存储器17的各存储单元可被寻址或“读”、“写”和“擦除”信息。这些存储单元将信息维持在“断”、“通”状态(即存储限于2个状态)，被称为“0”和“1”。为了存储该信息，存储单元可包括电容结构，它能存储电荷以使存储单位保持单一的信息位。这类存储单元一般采用更新信号以保持电容器上的电荷和/或其信息。存储器17的一些例子是诸如动态随机存取存储器(DRAM)的存储装置，双数据速率存储器(DDR)、闪存、半导体金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)等。
根据本发明的一个方面，电池组组件18包括印刷电路板(PCB)，它充当将多种电信号和/或数据传送给主机单元的CPU 14的部件，该主机单元承载电池组18。印刷电路板包括基片，其上形成有电气地和/或机械地耦合于主机单元CPU的预设布线图案以及蓄电池组电池。因此，可减少对与主机单元12及其CPU相关的专用通信端口的需要。这进一步减少与制造和设计主机单元12相关的成本。
图2示出根据本发明一个方面的其上安装有通信端口的PCB的透视图。PCB20包括多个布线图案22以将多个数据和/或信号(例如来自外部设备的数据)传至主机单元的CPU。根据本发明一个方面，印刷电路板20基本平行于蓄电池组电池(未图示)而延伸，该蓄电池组电池通过接头24直接插入于此以提供与电池的电气接触。导体28连接于端接头24以在电池和接头24之间提供电气路径。多个“咬合”接点可应用于接头24，例如连接于电池导体的凸接头以及安装在电路板上的凹接头。一旦凸接头与凹接头啮合，即在电池和电路板20之间形成电路路径。另外，在安装在电路板上的接头和PCB不同部件之间可提供到外部单元的多种其他电气连接。此外，正负接线端17、26被设置在印刷电路板20的一侧以耦合于主机单元的CPU。这类接头还进一步包括可弯曲连接件，它具有平行设置并由一体形成的带基薄膜的薄片所支承。这种带基薄膜为连接件提供电绝缘性和隔热性。这样，连接件用作可靠的导电体。此外，由于该带基薄膜，这种连接件可灵活地弯曲并被有效地嵌入电池盒中。
同样，在印刷电路板20的相对侧设置有多种通信端口28和充电触头29以耦合于外围单元和外部设备。这些接头包括多个可形变的、有弹性的、导电区域和多种可形变的、有弹性的、非导电区域，所述区域以交替方式结合从而形成一个堆。这样，作为电池格一部分的PCB组件20用作将多种信号和/或数据从外围设备传送到主机单元CPU的路径。因此，在主机单元的使用期限内，用新电池组的新连接触头替换与旧电池组相关的用旧的触头。这样，与主机单元间通信的可靠性得以增加。
根据本发明另一方面，PCB 20可以是柔性电路板。参阅图3，其中示出柔性PCB 20部分的详细例示。其中电子部件36被安装于其上并在它们之间形成有凸起电极37。在本发明另一方面中，柔性印刷电路板20包括用作底部的带基薄膜30，带基薄膜30上有导电层34，导电层34上具有涂覆层35。带基薄膜33、导电层34和涂覆层35通过粘合剂(未图示)结合在一起。带基薄膜33可典型地由聚酰亚胺制成。同时导电层34被例示为单层，要理解也可提供以多个层。包括多个导电层34的整个柔性印刷电路板20的厚度变化取决于电子部件的类型和所需硬度。
根据本发明一个方面，电子部件36通过凸起电极37电气连接于柔性印刷电路板20的导电层35。可将这类电极37事先设置在电子部件侧或导电层34上。另外，可将电子部件36作为柔性印刷电路板20的一部分、以通过包封树脂38(例如环氧树脂或硅型树脂)包封的方式安装。此外，上加固板33作为额外加强件被设置在包封树脂38上。类似的加固板32也可被设置在电路板的下部。因此，尽管柔性印刷电路板20整体上具有灵活性，但可在印刷电路板20的期望部分(例如电子部件区)提供刚性并改善它们之间的连接。
参阅图4，其中示出了包封电池组组件的壳体，该壳体40由上壳体和下壳体组成。顶壳体和/或底壳体具有连接结构，所述连接结构的形式为将下壳体组装于上壳体的不同的锁定机制。多个这类互锁接头可分布于下壳体和/或上壳体连接区域的周缘上。典型地，这类互锁机构被设计成最小化其所占体积，同时提供可靠的连接以防止底壳体从上壳体脱落。在本发明另一方面，可变形锁定件46被设置在顶壳体和底壳体之间以固定蓄电池组电池(未图示)，并响应操作者的动作将蓄电池组电池从其壳体上拆下。经组装的壳体40沿其不同表面还包括多个触点48和/或开口以提供对印刷电路板路径、以及外围设备和CPU单元之间各连接的接触。例如，在本发明一个方面，点41为CPU提供通信端口接触。同样，点43用作电源触头以使电池组组件耦合于主机单元。此外，还提供由橡胶、发泡材料或任何其他弹性体构成的多种密封圈，它在操作上能充分地密封触点和/或开口。
图5示出根据本发明一个方面的电池组组件的若干部分的分解透视图。电池组组件55将电池组57保持在与印刷电路板50隔开的位置上，在印刷电路板50和电池组57之间提供足够的间隙以将电路部件在电池固定器和印刷电路板之间安装到印刷电路板50上。电路板包括内置通信端口50以将多种信号和/或数据传送给主机单元的CPU。PCB 50提供安装于印刷电路板50上的通信端口58和主机单元的CPU之间的连接路径。在本发明的一个方面中，PCB通过连接于通信端口58的缆线与外部设备接口。当与外部设备接口时，有关的应用查找通信端口58上的识别信号。
电池组57部分地通过固定一可变形的锁定机构55而在电池壳体内保持其位置。该锁定机构55响应操作者的动作，使顶壳体51从底壳体52中脱开并拆下电池组57。另外，底壳体52可设有允许访问PCB的访问门59和安装于其上或连接于它的多个其它接头或部件。可将类似的开口(未图示)设置在上壳体51中。另外，电池组组件55可提供有合适的接入路径以将印刷电路板连接于后表面。或者，壳体和印刷电路板可设有多种接头以根据需要以多种电路配置连接印刷电路板。
现在参阅图6，其中示出根据本发明另一方面的电池组60。该电池组60包括具有通信端口的印刷电路板以及包含锂离子(Li离子)、镍铬(Ni-Cd)、镍金属氢化物(NiMH)、密封铅酸(SLA)、锂聚合物(Li-Pol)的可再充电蓄电池组电池。该蓄电池组电池也可以是作为和电子装置中的电源单元部分组装在一起的蓄电池组电池阵列的一部分。该电池组60可包括边锁定特征62，它作为侧面结合/锁定机构的一部分以将电池组连接于主机单元。在边64上，电池组与外围和/或外部设备接口。典型地，对于这种接口，正负电池槽口通过外围单元的正负指状引脚的弹性触头部分而啮合。该指状引脚凸出于蓄电池组电池腔内并选择地耦合于电池组组件60的印刷电路板。例如，外围接头的这种弹性件被图示为构件69。主机的接线端内部接头66具有类似构件，以使电池组组件的PCB耦合于主机单元的CPU。
图7是示出根据本发明一个方面的动作/事件序列的流程图。尽管，为说明简单起见，该方法作为一系列动作被图示和说明，但要知道和理解的是本发明不局限于这些动作的顺序，根据本发明的一些动作可以不同的顺序发生和/或与这里表示和说明的其它动作同时发生。例如，将这种方法代替地表示成一系列相互联系的状态或事件(诸如状态图)是本领域内技术人员所能明白和理解的。另外，不是所有示出的动作都必须用于根据本发明的方法中。
在步骤70，电池组耦合于主机单元的CPU，通过连接于电池组通信端口的缆线与外部设备接口。当与外部设备接口时，与CPU关联的应用查找各通信端口上的识别信号。在步骤72，信号在耦合于电池组PCB的通信端口处被接收。这种信号可以是用于对数据、警报等进行通信的电波，它们一般需要由主机单元的CPU进行进一步处理。在步骤72，信号通过PCB互连而传送，其中电池组的PCB用作将信号和/或功率从主机单元外部传送到主机单元CPU的路径。在步骤74，信号从PCB传送到主机单元的CPU，这是通过它们之间的接口接头引线而实现的。接着在步骤76，主机单元的CPU接收信号并在步骤78对信号进行处理以待进一步的动作。这样，电池组组件的印刷电路板用作将多种电信号和/或数据传递给承载电池组的电子装置的CPU的部件。
现在转到图8，它示出根据本发明一个方面的示意性框图，其中处理器360用来控制便携式扫描装置350的总体操作，该扫描装置350采用如上所述的带内置通信端口的电池组组件。对处理器360编程以控制和操作扫描装置350中的不同部件，从而使其实现这里所描述的多种功能。处理器360(即CPU 360)可以是多种处理器中的任何一种，例如P24T、奔腾50/75、奔腾60/90以及奔腾66/100、奔腾PRO或奔腾2代，以及其它类似的和兼容的处理器或微控制器。另外也可采用诸如英特尔8位微控制器、8031、8051或8052这样的处理器。基于这里提供的说明，对处理器360进行编程以执行与本发明相关的功能的方法对本领域内技术人员而言是显而易见的。连接于处理器360的存储器370也能被包括在便携式扫描装置350中并用于存储由处理器360执行以实现扫描仪操作功能的程序代码。存储器370还用作存储介质以暂存诸如受理交易信息之类的信息。存储器370可存储将被显示的完整信息组。根据一个特定方面，存储器370具有足够的容量以存储多组信息，而处理器360可包括程序以在多组显示信息之间轮流出现或循环。
显示器380通过显示驱动系统390耦合于处理器360。可对显示器380进行操作以显示与便携式扫描仪350的普通操作相关的数据或其它信息。例如，显示器380可显示一组客户信息，客户信息被显示给操作者并在系统构架(未图示)间进行传送。另外，显示器380可显示控制便携式电子装置350的执行的多种功能。显示器380能显示文字数字和图形字母两者。另外如前所述，显示器380可以是能够接收用户信息以及显示信息的触摸屏。
可通过电池组400为构成便携式电子装置350的处理器360和其它部件供电，该电池组400包括内置通信端口。当电池组400出故障或从便携式电子装置350中断开时，辅助电源510向处理器360供电，辅助电源510是电气并联于电池400的超级电容器。在检测到电池故障的同时，手持终端350可进入耗电量最小的睡眠状态。
便携式电子装置350具有包括数据通信端口420的通信子系统410作为电池组400的一部分，该数据通信端口420被用来使处理器360接口于外部单元。便携式电子装置350可选地包括连接于处理器360的RF部分430。RF部分430包括RF接收器440，它通过例如天线450从主计算机接收RF传输并将信号解调以获得经调制的数字信息。RF部分430还包括RF发射机460，它以例如响应于籍由键盘的操作者输入465或交易的完成而将信息发送给主计算机。外围设备(例如打印机470、签名垫480、磁带读取器490、触摸板500)也能通过处理器360耦合于便携式扫描装置350。
尽管已就一些所例示的方面对本发明进行了表示和说明，但要理解对其它本领域内技术人员而言，在读懂说明书和附图的基础上，可作出多种等效的替换或修改。特别是关于由上述部件(组件、装置、电路、系统等)执行的多种功能，用来说明这些部件的术语(包括对“手段”的参照)旨在对应(除非另有表示)执行所述部件特定功能的部件(即功能上等效的)，即使不与所公开结构形成结构上等效，它实现这里所例示的本发明诸方面的范例中的功能。在这一点上，还能察觉的是本发明包括系统和计算机可读介质，它具有计算机可执行指令以执行本发明不同方法的动作和/或事件。
另外，尽管已就多个实施方式中的一个对本发明的具体特征进行了公开，根据需要并有利于任何给定的或特别的应用，该特征可与其它实施方式中的一个或多个其它特征进行组合。另外，术语“包括”、“包括有”、“具有”、“含有”及其多种表达方式被用于详细说明或权利要求中，这些术语旨在涵盖与术语“包含”类似的方式。
权利要求
1.一种为主机单元供电的电源电池组，包括电池组组件；印刷电路板；以及耦合于所述印刷电路板的端口，用于将信号和通信数据中的至少一种从外部单元传送到主机单元的CPU。
2.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述端口包含通信端口。
3.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述端口对蓄电池组电池组件进行充电。
4.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述端口与印刷电路板形成一体。
5.如权利要求1所述的电源，其特征在于，所述端口包括灵活连接件。
6.一种为便携式终端供电的电池组系统，包括封装在电池壳体内的印刷电路板，所述印刷电路板在外部单元和便携式终端之间传递信号；以及连接于印刷电路板的通信端口。
7.如权利要求6所述的电池组系统，其特征在于，所述印刷电路板包含柔性印刷电路板。
8.如权利要求7所述的电池组系统，其特征在于，所述柔性印刷电路板包含电极凸起。
9.如权利要求6所述的电池组系统，其特征在于，所述印刷电路板基本平行于电池组的蓄电池组电池而延伸。
10.如权利要求6所述的电池组系统，其特征在于，所述电池壳体包含顶壳体和底壳体。
11.如权利要求9所述的电池组系统，其特征在于，所述蓄电池组电池通过锁定件保持在相对于电路板隔开的位置上。
12.如权利要求6所述的电池组系统，其特征在于，所述通信端口被安装在所述印刷电路板的一侧上。
13.如权利要求6所述的电池组系统，其特征在于，所述信号包含通信数据。
14.如权利要求11所述的电池组系统，其特征在于，所述蓄电池组电池耦合于电路板。
15.如权利要求14所述的电池组系统，其特征在于，所述蓄电池组电池通过印刷电路板对便携式终端供电。
16.一种使带电池组的便携式终端与外部单元组件进行通信的方法，包括在耦合于电池组的印刷电路板的通信接口处接收来自外部单元的信号；将信号通过印刷电路板传送给便携式终端。
17.一种用于移动终端的电池组，包括安装在电池组的印刷电路板上的通信端口；以及将信号传送给便携式终端的装置。
18.一种移动终端，包括条形码阅读器；以及电池组格，所述电池组格容纳其中一体地形成有通信端口的电池组组件。
19.如权利要求19所述的移动终端，其特征在于，所述电池组组件还包括具有预设布线图案的印刷电路板，所述印刷电路板用作外部单元和主机单元之间的通信路径。
20.如权利要求19所述的移动终端，其特征在于，所述电池组组件还包括用于将电路板连接于后表面或外部设备的入口。
全文摘要
公开了一种提供与电池组组件一体形成的通信端口的系统和方法。该系统通过电池组的印刷电路板提供外部单元和主机单元之间的路径。电池组可包括安装在印刷电路板上的通信端口以与外部单元接口。印刷电路板还包括形成有电气地和/或机械地连接于主机单元CPU的预设布线图案以及蓄电池组电池。
文档编号H05K7/20GK1816881SQ200480018654
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年6月30日
发明者E·考甘, V·亚克尼奇 申请人:讯宝科技公司