本發(fā)明涉及一種用于檢測電連接到主要裝置的輔助裝置的定向的方法和系統(tǒng)，其中所述輔助裝置可在多個定向上連接到所述主要裝置。本發(fā)明特別涉及從主要裝置對輔助裝置充電，且涉及具有可與充電裝置在多個不同定向上配合的多個對稱安置的電接點的裝置的充電。
背景技術(shù)：
：便攜式電子裝置常需要電連接到其它電裝置，以便再充電且以便交換數(shù)據(jù)(例如，軟件更新或使用數(shù)據(jù))。通常，在一組電接點上傳送數(shù)據(jù)，且在另一組電接點上傳送電力。為了確保進行正確的電連接，使得一個裝置上的數(shù)據(jù)接點與另一裝置上的數(shù)據(jù)接點配合，且類似地，一個裝置上的電力接點與另一裝置上的電力接點配合，先前系統(tǒng)已依賴于機械方式來防止不正確的連接。這意味著裝置可僅在一個定向上連接，這可能困難且引起對終端用戶的激怒。本發(fā)明的目標為允許兩個裝置上的電力和數(shù)據(jù)接點正確地配合在一起，而不需要機械方式來將兩個裝置加力到相對于彼此的一個特定定向上。技術(shù)實現(xiàn)要素：在第一方面中，提供一種系統(tǒng)，其包括主要裝置和輔助裝置，所述主要裝置具有被配置以嚙合所述輔助裝置上的電接點以允許電力和數(shù)據(jù)在所述主要裝置與所述輔助裝置之間交換的電接針，其中所述主要裝置具有n個電接針，其中n為大于二的正整數(shù)，且其中所述主要裝置和所述輔助裝置被建構(gòu)以使得所述主要裝置的所述電接針可在多個不同的所允許相對定向上嚙合所述輔助裝置的所述電接點，所述多個所允許相對定向包括m個相異電定向，其中m為小于n的正整數(shù)，且其中所述主要裝置被配置以通過比較在所述輔助裝置上的至少m個不同電接點對之間測量的電壓與存儲于所述主要裝置中的存儲器中的電壓記錄來確定所述輔助裝置相對于所述主要裝置處于所述m個電定向中的哪一個上。所述主要裝置和所述輔助裝置可被建構(gòu)以使得物理上允許的相對定向的數(shù)目大于m。在一個實施例中，n等于五。所述輔助裝置也可具有五個電接點。所述電接點中的每一個可跨越所述輔助裝置的殼體的兩個鄰邊。因此在五個電接點的情況下，所述輔助裝置可具有十個邊的殼體，其中每一接點跨越所述殼體的兩個邊。所述五個接點可包括電力接點、電接地接點、數(shù)據(jù)發(fā)射接點、數(shù)據(jù)接收接點和連接到電接地的冗余接點。所述輔助裝置可具有外殼，所述外殼具有呈正多邊形的形狀的橫截面，其中在所述多邊形的至少一個邊上具有突起。在一個實施例中，所述多邊形為十邊形。所述主要裝置可包括插口，其中所述電接針設(shè)置于所述插口中，且其中插口被成形以允許所述輔助裝置到所述插口內(nèi)以在所述多個所允許相對定向上嚙合所述電接針。所述主要裝置可包括在所述插口外的支承表面，其中所述支承表面被配置以嚙合所述輔助裝置且防止在所述主要裝置的所述接針與所述輔助裝置的所述接點之間的一些相對定向。在一個實施例中，所述支承表面為從所述插口的邊緣延伸的具有所述插口的一半的形狀的表面，且被配置以當其與所述插口嚙合時支撐所述輔助裝置。在一個實施例中，m等于三。所述多個不同的所允許相對定向可由五個所允許相對定向組成。所述主要裝置可包括被配置以將電流施加到不同電接針對的控制器，且包括存儲所述電壓記錄的非易失性存儲器，且所述控制器可被配置以比較所述不同電接針對之間的測量的電壓與所述電壓記錄。通過使用所述主要裝置中的電源和測量跨所述多個接針對的電壓降以確定所述主要裝置與所述輔助裝置的所述相對定向，不需要來自所述輔助裝置內(nèi)的電力。因此即使所述輔助裝置不具有可用功率(例如，因為所述輔助裝置中的電池已變得完全放電)，所述系統(tǒng)仍可操作?？墒褂萌魏魏线m的開關(guān)，但在一個實施例中，所述開關(guān)中的每一個為晶體管。所述主要裝置可為被配置以對所述輔助裝置中的二次電池充電的充電裝置。所述主要裝置中的所述控制器可被配置以在充電操作前響應(yīng)于所述輔助裝置的所述所確定定向來閉合所述開關(guān)中的多個。所述主要裝置可進一步包括與電流限制開關(guān)并聯(lián)地連接于電源與所述裝置上的所述電接點之間的電流限制電阻器，其中所述控制器被配置以在定向操作期間保持所述電流限制開關(guān)斷開。這確保在所述定向操作期間只將有限的電流傳遞到所述輔助裝置接點，但在充電操作期間可將較大的電流傳遞傳遞到所述輔助裝置。有利地，所述輔助裝置包括連接于所述輔助裝置上的多個接點對之間的保護二極管。所述輔助裝置可為電操作吸煙裝置，且可被定大小以近似為常規(guī)香煙的大小。所述主要裝置可為充電器裝置或適配器，其允許所述輔助裝置連接到再一裝置且與所述再一裝置交換電力和數(shù)據(jù)。舉例來說，所述主要裝置可為用于所述輔助裝置的USB適配器。所述輔助裝置可為電操作吸煙系統(tǒng)。在第二方面中，提供一種配置被配置以與輔助裝置嚙合的主要裝置中的電接點的方法，所述主要裝置具有被配置以嚙合所述輔助裝置上的電接點以允許電力和數(shù)據(jù)在所述主要裝置與所述輔助裝置之間交換的電接針，其中所述主要裝置具有n個電接針，其中n為大于二的正整數(shù)，其中所述主要裝置具有允許不同接針連接到所述主要裝置內(nèi)的測量組件和電接地的多個開關(guān)，且其中所述主要裝置和所述輔助裝置被建構(gòu)以使得所述主要裝置的所述電接針可在多個不同的所允許相對定向上嚙合所述輔助裝置的所述電接點，所述多個相對定向包括m個相異電定向，其中m為小于n的正整數(shù)，包括當所述輔助裝置與所述主要裝置嚙合時：依序閉合來自所述多個開關(guān)的不同開關(guān)對以將所述輔助裝置上的至少m個不同的電接點對連接到所述主要裝置中的所述測量組件，和比較由所述測量組件測量的電壓與存儲于所述主要裝置中的存儲器中的電壓記錄。閉合來自所述多個開關(guān)的不同開關(guān)對的步驟可將所述主要裝置中的電力供應(yīng)器連接到所述輔助裝置上的不同接點。所述控制器可被配置以響應(yīng)于所述輔助裝置的所確定定向來閉合所述開關(guān)中的多個。以此方式，所述主要裝置中的所述電接點的功能可被配置以取決于所述輔助裝置的定向而匹配所述輔助裝置的所述電接點的功能。與一個方面有關(guān)的任何特征可按照任何適當組合應(yīng)用于其它方面。明確地說，方法方面可應(yīng)用于設(shè)備方面，并且反之亦然。此外，一個方面中的任一、一些或所有特征可以任何適當組合應(yīng)用于任何其它方面中的任一、一些或所有特征。還應(yīng)了解，在本發(fā)明的任何方面中描述和定義的各種特征的特定組合可獨立地實現(xiàn)或供應(yīng)或使用。附圖說明從參看下列圖描述的下列示范性實施例，所述設(shè)備的這些和其它方面將變得顯而易見，其中：圖1為示范性輔助裝置的透視圖示；圖2為圖1的輔助裝置的示意性圖示；圖3a為在圖2的輔助裝置的端面上的電接點的布局的圖示；圖3b為覆疊于圖3a的圖示上的在圖1的主要裝置上的電接點的布局的圖示；圖4a為示范性主要裝置的透視圖；圖4b為耦合到輔助裝置的圖4a的主要裝置的示意性圖示；圖5為輔助裝置相對于主要裝置的所允許定向的示意性圖示；圖6為用于確定輔助裝置的定向的第一布置的圖示；圖7為用于確定輔助裝置的定向的第二布置的圖示；以及圖8說明在主要裝置內(nèi)的開關(guān)的布置。具體實施方式圖1展示輔助裝置100的一個實施例的透視圖。此實例中的輔助裝置100是適于收納包括煙霧劑形成基質(zhì)的吸煙物品的電加熱煙霧劑產(chǎn)生裝置。裝置102細長，且分別包括兩個對置的多邊形端面102和104。如可看出，裝置100的外殼分別包括在耦合線108、110和112處接合的四個部分。四個部分分別為附接到第一中心部分116的第一錐形端部分114、附接到第二中心部分118的第二錐形端部分120。將按鈕106設(shè)置于殼體上突出部分中，其作為限制輔助裝置可嚙合主要裝置的可能定向的數(shù)目的鍵控特征。輔助裝置示意性地說明于圖2中。輔助裝置102包括可再充電電池126、輔助控制電子器件128和電接點130。如上所述，輔助裝置102的可再充電電池126被配置以在電接點130與主要裝置100的電接點110接觸并且蓋處于閉合位置中時接收來自一次電池106的電力的供應(yīng)。輔助裝置102進一步包括被配置以收納煙霧劑產(chǎn)生物品101的腔室132。呈(例如)葉片加熱器形式的加熱器134設(shè)置于腔室132的底部。在使用中，用戶啟動輔助裝置102，且經(jīng)由控制電子器件128將電力從電池126提供到加熱器134。加熱器被加熱到標準操作溫度，所述溫度足以從煙霧劑產(chǎn)生物品104的煙霧劑形成基質(zhì)產(chǎn)生煙霧劑。輔助裝置102的組件容納在殼體136內(nèi)。按鈕106也說明于圖2中。圖4a展示主要裝置400。在此實例中的主要裝置400為用于圖1和圖2中說明的類型的輔助裝置的充電單元。主要裝置400為被配置以連接到個人電腦的USB端口的USB充電裝置。主要裝置包括由纜線442連接到主要裝置的殼體440的USB連接器444。通過USB連接將電力供應(yīng)到主要裝置。主要裝置包括充電器電路、控制電子器件和被配置以當輔助裝置與電接點連接時將電力從充電器電路提供到輔助裝置(如將描述)的電接點。圖4b展示具有與其嚙合的輔助裝置的主要裝置的橫截面。如可看出，主要裝置上的電接針402、404、406設(shè)置于插口450內(nèi)。插口450與開口446一起被配置以收納輔助裝置100。支承表面452支撐輔助裝置。支承表面被成形以與輔助裝置的表面的一半或插口的一半(即，十邊形的一半)對應(yīng)。支承表面的上部范圍由點線454指示。當輔助裝置與主要裝置電嚙合時，輔助裝置的殼體的扁平表面擱置于支承表面452上。但主要裝置上的支承表面452與輔助裝置上的按鈕106的交互防止輔助裝置在一些定向上與電接針嚙合。主要裝置被配置以將電力供應(yīng)到輔助裝置，且與輔助裝置通過接針交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)連接被配置以從輔助裝置下載數(shù)據(jù)，例如，使用統(tǒng)計、操作狀態(tài)信息和類似者。此外，數(shù)據(jù)連接被配置以將數(shù)據(jù)(例如，操作協(xié)議)從主要裝置上傳到輔助裝置。操作協(xié)議可包含當將電力從二次電源供應(yīng)到加熱器時待使用的電力供應(yīng)簡檔。數(shù)據(jù)可從輔助裝置100傳達到主要裝置400，且存儲于(例如)主要裝置中的控制電子器件中。然后可經(jīng)由USB連接器將數(shù)據(jù)傳達出主要裝置400。可在不同配置之間切換主要裝置，使得主要裝置中的接針執(zhí)行不同配置中的不同功能，如將描述。圖3a展示輔助裝置100的多邊形端面102。如可看出，在此實施例中的多邊形為十邊形。按鈕106突出超出基本十邊形形狀。圖3a展示端面102具有五個電接點302、304、306、308和310，每一者跨越十邊形殼體的兩個鄰邊。按旋轉(zhuǎn)對稱圖案圍繞輔助裝置的中心軸線安置電接點。電接點適于與主要充電裝置400中的接針連接。接點302為電力輸入接點，接點304為電接地接點，接點306為數(shù)據(jù)發(fā)射接點，接點308為也連接到電接地的冗余接點，且接點310為數(shù)據(jù)接收接點。圖3b展示輔助裝置的端面，其中主要裝置的電接針的位置重疊。存在對應(yīng)于輔助裝置上的五個電接點的五個接針402、404、406、408、410?？煽闯觯俞樦械拿恳粋€與輔助裝置上的不同電接點接觸。圖3b也按點線輪廓展示用于輔助裝置的接點上的接針的另一可能位置，其相對于按實線輪廓展示的接針的位置逆時針旋轉(zhuǎn)36度。可看出，說明的兩個位置機械上不同，但電相同。主要裝置被建構(gòu)以取決于主要裝置中的輔助裝置的定向，允許五個接針中的每一個連接到以下中的每一個：來自充電系統(tǒng)的電力輸出、電接地和主要裝置中的CPU的數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)射端口。終端用戶可在任何機械可能的定向上將輔助裝置插入到主要裝置中的插口內(nèi)，而不需要擔心正確的電配置。在此實例中，存在五個機械允許的定向(標注為P1、P2、P3、P4和P5)，這是因為通過按鈕與支承表面的交互來防止五個定向。圖5說明所允許定向。展示電接點302、304、306、308、310中的每一個，且線360表示按鈕的位置。按鈕不能在水平線下方，這是因為在那些位置中，其將干擾支承表面。針對每一配置展示主要裝置上的接針402、404、406、408和410中的每一個的位置?？煽闯觯鍌€機械允許的定向包括僅三個相異電配置。在電性上，P1等效于P2，且P3等效于P4。因此，主要裝置需要能夠在三個不同電配置之間切換。為了正確地配置主要裝置中的接針，主要裝置必須首先能夠確定輔助裝置的定向?qū)?yīng)于三個可能的電配置中的哪一個。也可看出，在所有五個配置中，接針406或408中的一個連接到接地接點308或304中的一個，且電力接點302始終連接到接針410、402和404中的一個。圖6說明允許主要裝置確定輔助裝置的定向的第一布置。在此第一布置中，檢測來自輔助裝置中的電池的電壓。圖6為連接到輔助裝置100上的接點的在主要裝置上的接針402、404、406、408、410的示意性圖示。到輔助裝置中的電池的電力輸入線連接到的接點410、402和404各由開關(guān)610連接到分壓器。分壓器包括電阻器602和604。主要裝置中的CPU606被配置以讀取兩個電阻器之間的電壓。接針406和408通過開關(guān)612接地。在此實施例中，開關(guān)610和612為由CPU606控制的晶體管。定向檢測過程繼續(xù)進行以確定接針410、402和404中的哪一個連接到輔助裝置的電池。在第一階段S1，假定輔助裝置在定向P1或P2上，使得與接針410和406相關(guān)聯(lián)的開關(guān)閉合。然后記錄來自分壓器的電壓。然后，在階段S2中，假定定向P3或P4，且與接針402和408相關(guān)聯(lián)的開關(guān)閉合且記錄分壓器處的電壓。最后，在階段S3中，假定定向P5，且與接針404和406相關(guān)聯(lián)的開關(guān)閉合，且記錄在分壓器處的電壓。將記錄的電壓與閾值比較，且作為比較的結(jié)果，給定高值或1或低值0。下表1展示取決于輔助裝置的實際定向的所得電壓。實際定向S1值S2值S3值P1或P2100P3或P4010P5001表1可看出，對應(yīng)于相對于主要裝置的輔助裝置的一或多個特定定向的每一相異電配置具有來自階段S1、S2和S3的唯一結(jié)果。CPU可比較記錄的結(jié)果與存儲于存儲器中的數(shù)據(jù)庫以推導出用于電接針的正確電配置。在描述主要裝置配置電接針的方式前，將參看圖7描述替代性定向檢測方法。在此實例中，因為主要裝置為充電器，所以輔助裝置將不具有電力是可能的。因此，如果檢測定向過程使用主要裝置中的電源而非輔助裝置中的電源來執(zhí)行檢測，那么這是有利的。在圖7中展示的系統(tǒng)中，所檢測的是在輔助裝置上的接地接點的位置。主要裝置中的電壓源605通過電阻器608、通過相應(yīng)的開關(guān)610連接到接針410、402和404中的每一個。接針406和408通過相應(yīng)的開關(guān)612接地。開關(guān)610和612為由CPU606控制的晶體管。CPU被配置以當接針410、402和404連接到電壓源605時測量在其中的每一個處的電壓。再次，將電壓與低閾值比較以給予其二進制值。當輸出電壓為零時，CPU必須連接到輔助裝置上的接地接點。如前，依序閉合開關(guān)對以提供由CPU記錄的電壓序列。將記錄的電壓序列與存儲于存儲器中的序列數(shù)據(jù)比較以允許待推斷的輔助裝置相對于主要裝置的定向。如前，根據(jù)階段S1、S2及S3對開關(guān)進行開關(guān)。表2展示由CPU記錄的所得值。實際定向S1值S2值S3值P1或P2101P3或P4110P5011表2再次，可看出，主要裝置與輔助裝置之間的電性相異相對定向中的每一個提供唯一電壓序列。一旦輔助裝置相對于主要裝置的定向已知，那么主要裝置必須接著配置到接針以將其連接到主要裝置內(nèi)的正確功能。圖8為展示允許達成正確配置的主要裝置中的開關(guān)的布置的簡化圖。取決于輔助裝置的定向，由Vcc指示的電源可需要連接接針40、402和404。因此，提供開關(guān)610以選擇性地將Vcc連接到這些接針中的一個。取決于輔助裝置的定向，所有接針402、404、406、408和410可能需要能夠連接到電接地。因此，將開關(guān)612設(shè)置于接針中的每一個與電接地之間。由Tx指示的數(shù)據(jù)發(fā)射線可能需要連接到接針410、402或408。數(shù)據(jù)接收線Rx可能需要連接到接針404、406或408。提供第一三態(tài)開關(guān)802以選擇性地將Tx連接到接針410或402，或不連接到任一個。提供第二三態(tài)開關(guān)804以將Rx連接到接針404或406。還提供第三三態(tài)開關(guān)806以將接針408連接到Tx或Rx，或不連接到任一個。在此實例中，開關(guān)610和612中的每一個為MOSFET。每一開關(guān)的操作由主要裝置中的CPU控制。主要裝置可針對輔助裝置的每一所確定定向?qū)㈤_關(guān)610、612、802、804和806的正確配置存儲于非易失性存儲器中。CPU可然后從存儲器查找開關(guān)配置且相應(yīng)地控制開關(guān)。還提供電流限制電阻器810以確保僅有限的電流用于定向檢測過程中。提供也是晶體管的短接開關(guān)812，用于在充電過程期間使電流限制電阻器短路。短接開關(guān)也由CPU控制。描述的實施例只是可實施本發(fā)明的許多可能實施例的一個實例。當然，應(yīng)理解，說明書并不希望限于僅通過實例描述的以上實施例的細節(jié)。雖然已關(guān)于包括吸煙裝置和充電裝置的電加熱吸煙系統(tǒng)描述本發(fā)明，但應(yīng)清楚，可使用在不同電接點上交換電力和數(shù)據(jù)的任何主要裝置與輔助裝置來實施本發(fā)明。當前第1頁1 2 3