电气化吊顶框架下侧的连接器.pdf

一种用于将低压设备与电气化吊顶框架连接的电连接器。该连接器包括连接器主体和附连在连接器主体上的导电构件。该导电构件包括接触部分，其被构造成提供与电气化吊顶框架的导电表面的电接触。该连接器还可配置在第一位置和第二位置上。第一位置允许将连接器的一部分插入电气化吊顶框架上的开口。第二位置接合电气化吊顶框架以向连接器和可能与之附连的设备提供电连接和机械支撑。

1.  一种用于将低压设备与电气化吊顶框架连接的电连接器，其包括：
连接器主体；和
附连在连接器主体上的导电构件，所述导电构件具有依从性偏压的接触部分，所述接触部分被构造成提供与电气化吊顶框架的导电表面的电接触。

2.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电构件以可旋转的方式附连在连接器主体上。

3.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电构件以可缩回的方式沿着离开连接器主体的方向延伸。

4.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电构件还包括具有突出部的导电表面，所述突出部以可旋转的方式接触所述导电表面。

5.  如权利要求4所述的电连接器，其特征在于，所述突出部能够去除所述导电表面上的氧化物、污垢或灰尘。

6.  如权利要求4所述的电连接器，其特征在于，所述突出部沿一个方向延伸。

7.  如权利要求4所述的电连接器，其特征在于，所述突出部沿多个方向延伸。

8.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述连接器一体地形成在电气设备中。

9.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述连接器还包括用于与电气设备附连的电线接头。

10.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电构件包括选自由铝、铜、黄铜、磷青铜、铍铜、不锈钢、金镀层、锡镀层、镍镀层、银镀层及其组合构成的组的材料。

11.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述导电构件包括导电部分和非导电部分。

12.  如权利要求11所述的电连接器，其特征在于，所述非导电部分被构造成接合所述电气化吊顶框架的至少一个表面。

13.  如权利要求12所述的电连接器，其特征在于，所述非导电部分提供充分的接合以支撑电气设备。

14.  如权利要求1所述的电连接器，其特征在于，
具有依从性偏置的所述接触部分被构造成具有机械偏压以在接触所述导电表面期间提供额外的作用力。

15.  一种用于将低压设备与电气化吊顶框架连接的电连接器，其包括：
连接器主体；和
附连在连接器主体上的导电构件，所述导电构件能够被构造成在相对于连接器主体的第一位置和第二位置上，
其中第一位置使得导电构件具有能够插入电气化吊顶框架上的开口的几何形状；以及
其中第二位置接合电气化吊顶框架的至少一个表面。

16.  一种电气化吊顶框架系统，其包括：
包括导电表面的电气化吊顶框架；
位于所述导电表面的至少一部分附近的连接器，所述连接器包括：连接器主体；和附连在连接器主体上的导电构件，所述导电构件具有接触部分，所述接触部分被构造成提供与电气化吊顶框架的导电表面的电接触。

17.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导电构件以可旋转的方式附连在连接器主体上。

18.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导电构件以可缩回的方式沿着离开连接器主体的方向延伸。

19.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导电构件还包括具有突出部的导电表面，所述突出部分以可旋转的方式接触所述导电表面。

20.  如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述突出部能够去除所述导电表面上的氧化物、污垢或灰尘。

21.  如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述突出部沿一个方向延伸。

22.  如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述突出部沿多个方向延伸。

23.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述连接器一体地形成在电气设备中。

24.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述连接器还包括用于与电气设备附连的电线接头。

25.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导电构件包括选自由铝、铜、黄铜、磷青铜、铍铜、不锈钢、金镀层、锡镀层、镍镀层、银镀层或其组合构成的组中的材料。

26.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述导电构件包括导电部分和非导电部分。

27.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述非导电部分被构造成接合电气化吊顶框架的至少一个表面。

28.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述非导电部分提供充分的接合以支撑电气设备。

29.  如权利要求16所述的系统，其特征在于，受依从性偏置的接触部分被构造成具有机械偏压以在接触所述导电表面期间提供额外的作用力。

电气化吊顶框架下侧的连接器
技术领域
本发明涉及用于在导电元件之间形成电连接器，尤其涉及用于提供与可从吊顶格栅框架下方连接的设备电连接的连接器。
背景技术
将美国的电厂、传输线和变电所与家庭、商业设施和工厂相连的电网几乎全部都是在高压交流电(AC)范围内工作的。然而，在存在于这些建筑物中的设备中，有越多越多的设备实际上是在低压直流电(DC)下工作的。这些设备包括、但不限于数字显示器、遥控器、触敏控制器、发射器、接收器、计时器、发光二极管(LED)、音频放大器、微型处理器和实际上所有采用可充电电池的产品。
采用低压DC的设备的安装通常受到其中从电压源处引出一对电线的位置的限制。低压DC部件的安置和供电通用性希望得到提高。具体而言，越来越期望在吊顶环境中拥有电功能性(诸如功率和信号传输)，而同时不存在已知吊顶系统的缺陷，包括来自电压源的一对接线的缺陷。
普通吊顶栅格框架包括沿吊顶长度延伸的主栅格元件和位于其间的交叉栅格元件。主元件和交叉元件将吊顶形成具有多边形开口的栅格，诸如吊顶砖、灯具、扬声器等功能设备可以插入其中并且支承于其中。栅格框架和吊顶砖系统会在生活或工作空间与安装在头顶上的基础结构系统之间产生视觉障碍。
已知的向吊顶部件(诸如灯)提供电气化的系统在吊顶栅格框架上方的通风空间中使用安装电缆盘和电接头。这些已知系统存在以下缺陷，即：复杂的电线网络占据了吊顶栅格上方的有限空间，且难以维护或重新布置。
在已知的利用轨道系统的系统中，连接设备具有向设在轨道中的导体提供电连接的终端。这些轨道具有以下缺陷，即：它们通常需要从吊顶栅格框架上方的通风空间进行布线和机械支撑。另外，轨道系统通常可从室内空间中看到并且不美观。此外，已知的轨道系统通常采用较高电压的AC功率和连接以AC为动力的设备，因而需要专业的安装和维护。
需要这样一种吊顶系统，其提供可从栅格框架平面下方进出的低压功率连接，同时又不存在已知吊顶系统的缺陷。本发明满足这些需求并且提供额外的优点。
发明内容
提供了一种用于将低压设备与电气化吊顶框架连接的电连接器。该连接器包括连接器主体和附连在连接器主体上的导电构件。该导电构件包括依从性偏压的接触部分，其被构造成提供与电气化吊顶框架的导电表面的电接触。该导电构件可以以可旋转的方式安装到连接器主体上，或者导电构件可以以可缩回的方式从连接器主体上延伸。
本发明的另一方面包括可构造在第一位置和第二位置上的连接器。第一位置允许将连接器的一部分插入电气化吊顶框架上的开口。第二位置接合电气化吊顶框架以向连接器和可能与之附连的设备提供电连接和机械支撑。
本发明的又一方面包括用于从电气化吊顶框架向低压设备提供功率的方法。提供了具有盒体部分的电气化吊顶框架，该盒体部分包含开口。该盒体部分还包括与低压功率源形成电连接的至少一个导电材料。还提供了连接器主体，其具有以可旋转的方式与之附连的导电构件。该导电构件包括接触部分，其构造成提供与电气化吊顶框架的导电表面的电接触。该连接器主体的一部分被插入电气化吊顶框架的盒体部分上的开口。旋转该导电构件以提供与导电材料的电接触。该旋转还可以接合电气化吊顶框架表面中的一个或多个以向连接器和可能与之附连的设备提供机械支撑。
本发明的电连接器的优点在于合适的电接触是借助连接器的旋转获得的。可以利用连接器的机械偏压进一步改善物理和/或电接触。
本发明的电连接器的另一优点在于可能存在于所要接触的电导体上的灰尘、污垢和/或氧化物的去除和/或穿透。
本发明的电连接器的又一优点是能够灵活设置正极性和负极性的导电表面从而允许连接更多种类的低压设备。
本发明的电连接器的又一优点在于连接器可以借助与吊顶支撑构件的机械联结支撑电气设备的重量。
本发明的其它特征和优点将从下列结合附图的对优选实施例的更详细的描述中变得显而易见，其中所述附图以举例的方式示出了本发明的原理。
附图说明
图1示出了具有根据本发明实施例的电气化吊顶的室内空间的透视图；
图2示出了根据本发明实施例的栅格框架的一段的透视图；
图3示出了根据本发明实施例的连接低压设备的连接器结构的透视图；
图4示出了根据本发明实施例的连接器的透视图；
图5示出了根据本发明的图4的连接器的透视图，其中导电构件处于替换位置上；
图6示出了根据本发明实施例的连接器的透视图；
图7示出了根据本发明的连接器的实施例的剖面图；
图8示出了根据本发明的连接器和支撑构件的替换实施例的剖面图；
图9示出了根据本发明的连接器的另一实施例的剖面图；
图10示出了根据本发明的连接器的另一实施例的剖面图；
图11示出了根据本发明的连接器的又一实施例的剖面图；
图12示出了根据本发明的连接器的又一实施例的剖面图。
尽可能地，在所有附图中用相同的参考数字指示相同或相似的部件。
具体实施方式
本发明包括用于与电气化吊顶一同使用的连接器。图1示出了室内空间101，其具有由吊顶栅格框架105支承的吊顶103。吊顶103可以包括装饰砖、吸音砖、绝缘砖、灯、采暖通风与空气调节(HVAC)通风口、其它吊顶元件或覆盖物及其组合。借助该电气化吊顶可以使用低压设备107，诸如发光二极管(LED)灯、扬声器、烟或一氧化碳探测器、无线接入点、静照相机或者摄像机、或者其它低压设备。低压设备107的功率由放在吊顶栅格框架105上的导体201(参见图2)提供。
图2示出了从上方观察的吊顶栅格框架105的一段的透视图，其中吊顶103的一部分被除去。吊顶栅格框架105包括交叉支撑构件203，其具有下盒体303。下盒体303包括其上布置导体201的表面。下盒体303的几何形状不限于所示出的几何形状，并且可以包括具有可将导体201布置于其上的表面的替换形状。例如，下盒体可以构造成这样的横截面，其具有圆形几何形状、矩形几何形状、梯形几何形状或者能够支撑吊顶103和提供适于容纳导体201的内表面的任意其它几何形状。支撑构件203还包括从下盒体303伸出的腹板204，其可以通过使用与建筑物结构(未在图2中示出)相连的金属丝或其它合适支撑设备而被附连到建筑物结构上。
导体201被安装在下盒体303的表面上。然而，导体201也可以安装在包括任何可与电气设备电连接的表面在内的其它表面上，所述其它表面包括、但不限于竖直表面和与凸缘表面205相对的下凸缘表面。导体201包括导电材料，其在发生接触时提供足以给低压电气设备提供功率的电连接。合适的导电材料包括、但不限于铝及其合金、铜及其合金、黄铜、磷青铜、铍铜、不锈钢或者其它导电材料或其组合。另外，导电材料可以包括镀层，其包括、但不限于镍、锡、铅、铋、银、金镀层或其它导电材料镀层或者其组合。
如图2所示，适于容纳导体201的表面包括、但不限于支撑构件203的下盒体303的水平和竖直内表面。导体201可以具有正极性或负极性。具有正或负极性的导体201可以被设置在当连接器310(未在图2中示出)被布置时允许完成电路的位置上。导体201可以暴露在大气中，或者部分或全部涂覆导电或非导电材料或保护涂层。导体201可以通过任何合适的方法被安装到吊顶栅格框架105上，其中所述方法包括、但不限于粘合或机械连接。另外，导体201可以直接安装在吊顶栅格框架105的表面上，或者在导体201和吊顶栅格框架105之间具有绝缘材料，诸如是德国Wilmington的E.I.Du Pont De Nemours and Company Corporation的联邦注册商标，其具有本领域公知的聚酯成分。另外的合适绝缘材料包括、但不限于聚酯、丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯、硅酮、环氧树脂、或其它绝缘成分或者其组合。吊顶103可以包括通常可购买到的部件，诸如可以直接布置到导体201上的吊顶砖。在优选实施例中，吊顶103包括由绝缘材料(诸如纸板)制成的吊顶砖。
图3示出了与电气设备300电连接的支撑构件203的一部分的透视图，该支撑构件203的几何形状是图2示出的支撑构件203的几何形状的替换。图3中的支撑构件203包括上盒体或管壳301和延伸至下凸缘表面205的腹板204。通过经由连接器310与导体201形成电接触的一对电线307给电气设备300提供功率。电线307电连接至导电构件315。导电构件315以可旋转的方式安装在连接器主体313上并且支撑连接器310。导电构件315的结构不限于图3中示出的结构，而是可以包括以可旋转的方式附连在连接器主体313上的整块导电材料，或者导电构件315可以包括以可旋转的方式附连在连接器主体313上的导电部分401(参见图4)和非导电部分403(参见图4)。
在本发明的示例中，支撑性的非导电部分403包括连接器310的导电构件315的至少一部分，其中非导电部分403优选被设置在下盒体303表面上以向可附连在连接器310上的设备(诸如电气设备300)提供机械支撑。机械支撑包括承受或承载重量或作用力的能力。与导电构件315一起使用的合适导电材料包括、但不限于铝及其合金、铜及其合金、黄铜、磷青铜、铍铜、不锈钢或其它导电材料或者其组合。另外，导电材料可以包括镀层，其包括、但不限于镍、锡、铅、铋、银、金镀层或其它导电材料镀层或者其组合。与导电构件315一起使用的非导电材料可以包括聚合物(诸如尼龙或聚酯)或者陶瓷(诸如玻璃或耐火材料)。
连接器310借助导电构件315和至少一个导体201之间的物理接触提供电连接。优选地，导电构件315进一步与电线或电气设备电连接，其能够与导体201形成电路以向诸如电气设备300这样的设备提供功率。导电构件315优选包括机械偏压。机械偏压为提供于表面上的作用力，尤其是形成和/或维持电连接的作用力。机械偏压优选来自于导电构件315的材料特性以在连接器310的重量或任何其它作用力提供装置作用下借助材料弹性、材料记忆在导电构件315和导体201之间提供连续物理接触以接触导体201和保持与导体201接触。
在本发明的另一实施例中，连接器310一体地形成在电气设备300中。在本发明的这个实施例中，一体的连接器310既向设备300提供功率，又机械地支撑该设备。
连接器310的导电构件315优选构造成能够在第一位置上插入开口305，以及在第二位置上电连接导体201并且优选靠在下盒体303表面上。当正被放在第二位置上时，导电构件315旋转并接触一个或多个导体201，并且提供在整个导体201表面上的旋转运动以提供足够的物理接触来形成电连接。旋转运动的擦抹和刮擦优选除去任何可能存在于导体201的接触面801(参见图8)上的污垢、灰尘、氧化物或者非导电性涂层或保护涂层。
图4示出了处于第一位置上的根据本发明实施例的连接器310的结构。如图4所示，导电构件315以可旋转的方式安装在连接器主体313上。导电构件315包括由导电材料制成的导电部分401和由非导电材料制成的非导电部分405。导电部分401优选包括沿着在接合支撑构件203时提供与导体201接触的方向伸出导电构件315的突出部。在图4所示的第一位置上，导电构件315位于凸台(tab)405附近，提供与开口305的几何形状相对应的连接器310上部的横截面以允许将导电构件315插入开口305。连接器310的几何形状不限于图4所示的几何形状，并且可以包括、但不限于以下几何形状，其包括细长矩形的几何形状、圆柱形的几何形状、截头圆锥形的几何形状、梯形的几何形状和允许支撑可旋转的导电构件315的任意其它几何形状。
图5示出了处于第二位置上的图4的连接器310。导电构件315被定位成使得非导电部分403接合下盒体303表面，并且支撑连接器310和任何可能与之附连的设备。另外，在第二位置上，导电部分401旋转到与导体201(未在图5中示出)形成接触的位置。
在本发明的另一实施例中，连接器310可以具有在图5中示出的结构，其中导电构件315以可缩回的方式伸出连接器主体313。该实施例可以包括可旋转的导电构件315或者不相对于连接器主体313旋转的导电构件315。利用安装在连接器主体313内的弹簧701(参见图7)或其它作用力提供设备来实现导电构件315的可缩回的延伸。这种延伸足以形成这样的几何形状，即：它可以以提供与下盒体的至少一个表面的接合和与导体201的电接触的方式插入下盒体303。在一个实施例中，该延伸包括远离连接器主体313的运动，其中连接器310被插入下盒体303并且被转动和允许沿朝向连接器主体的方向缩回。优选地，凸台405在开口305内对准，其中导电构件315的缩回用于在开口305内定位和接合凸台。该旋转和缩回使连接器310机械接合下盒体303的至少一个表面，并且借助在导体201上的擦抹或刮擦旋转运动提供电连接。
虽然连接器310已被示出和描述成具有可旋转的导电构件315和可以以可缩回的方式延伸的导电构件315，但也可以采用任何允许导电构件315接合下盒体303的至少一个表面和提供与导体201的电连接的导电构件315的几何形状或附连方式。
图6示出了与导体201电接触的连接器310。如图6所示，导电构件315优选相对于连接器主体313围绕轴线旋转，其提供与导体201的擦抹或刮擦接触。在本发明的一个实施例中，导电部分401可以包括机械偏压以在导电部分401和导体201之间提供依从性接触力。“受机械偏压”指的是导电部分401可以被构造成在连接器310重量和构造、或任何其它作用力提供装置作用下借助材料弹性、材料的几何形状在导电部分401和导体201之间提供连续物理接触以接触导体201和保持与导体201接触。
图7示出了根据本发明实施例的连接器310的剖面图。连接器310包括导电构件315，其具有导电部分401和非导电部分403。导电构件315被设置成在连接器主体313内旋转。可以采用任何合适的使导电构件315旋转的结构使导电构件315在连接器主体313内旋转。弹簧701提供将导电构件315推向连接器主体313的作用力，并且允许导电构件315发生旋转。虽然弹簧701被示出是利用弹性材料特性来提供作用力的线圈，但是任何作用力提供设备均可被使用。例如，可以使用螺纹结构、定位销、夹子或任何其它作用力提供设备。然而，虽然图7-12示出了作用力提供设备(例如弹簧701)，但是连接器310并不要求具有作用力提供设备。如图所示，导电部分401伸入连接器310，直至到达电线接头703。电线接头703提供适于连接电连接器、特别是给低压设备提供功率的电连接器的导电表面。可以借助任何已知的设备(其包括、但不限于夹子、插头、螺栓、焊料或任何其它已知电连接件)将电线接头与电气设备300连接。
图8示出了置于支撑构件203的下盒体303内的图7的连接器310。下盒体303包括水平的上表面803、竖直的侧面804和水平的下表面805。在图8所示的实施例中，导体201被放置在竖直的侧面804上。非导电部分403接合下盒体303的下表面800。非导电部分403的接合提供了足够的支撑以将连接器310保持在合适位置上和支撑任何可能与之附连的设备300。弹簧701还可以在连接器310和支撑构件203之间提供额外的夹紧支撑。另外，导电部分401具有沿着远离导电构件215的方向突出并且接合导体201的接触表面801的部分。导电部分401优选与导体201形成充分接触以提供电连接，从而给与电线接头703电连接的电气设备300提供功率。此外，对导电部分401进行偏压以提供与导体201的依从性接触力。导电部分401可以被构造成悬臂梁、简支梁、扭杆，或者可以通过另一弹簧(诸如螺旋压缩弹簧或扭簧)提供偏压。
图9示出了连接器310的替换实施例。连接器310包括关于图7示出和描述的导电构件315、导电部分401、非导电部分403、弹簧701、连接器主体313和电线接头703。在此实施例中，导电部分401被构造成偏转插入件901。插入件901优选具有允许借助导电部分401的材料弹性发生偏转并且同时保持接触导体201的几何形状。导电部分401可以以适应插入件901的表面几何形状的方式偏转以提供在其上偏转停止且导电部分401的额外偏转被阻止的表面。通过插入件901的受控偏转允许导电部分401反复偏转，同时提供与导体201的充分、可重复的电接触。
图10示出了连接器310的替换实施例。连接器310包括关于图7示出和描述的导电构件315、导电部分401、非导电部分403、弹簧701、连接器主体313和电线接头703。在该实施例中，导电部分401被构造成提供与位于下盒体303的水平下表面805(参见图8)上的导体201的接触。图10的结构提供导电构件315的旋转的擦抹或刮擦运动，同时在连接器310处于支撑构件203的下盒体303内的位置上时，另外在导体201上提供来自连接器310的重量、电气设备300(参见图3)的重量和弹簧701的偏压的附加作用力。
图11示出了连接器310的替换实施例。连接器310包括关于图7示出和描述的导电构件315、导电部分401、非导电部分403、弹簧701、连接器主体313和电线接头703。在该实施例中，导电部分401被构造成具有突出部以提供与位于下盒体303的水平上表面803(参见图8)上的导体201的接触。图11的结构提供导电构件315的旋转的擦抹或刮擦运动，同时另外允许电接触位于下盒体303的水平上表面上的导体201。在下盒体303的水平上表面上提供导体201允许将导体201设置在下盒体303内的替换位置上，其可以提供更易于加工或改造的构造。
图12示出了连接器310的替换实施例。连接器310包括关于图7示出和描述的导电构件315、导电部分401、非导电部分403、弹簧701、连接器主体313和电线接头703。在该实施例中，导电部分401被构造成具有突出部以提供与位于水平上表面803、竖直侧面804和水平下表面805或其组合上的导体201的接触。在图12中示出的结构为导电部分401提供了与导体201额外的可接触的表面，从而提高电接触的充分性，并且可以允许下盒体303内的导体201的替换构造以允许更容易地加工、改造或者将连接器310安装到各种具有不同构造的支撑构件203中。
根据本发明的连接器310可以单独使用、或者与另外的连接器310结合使用。系统还可以提供连接器310以提供对设备300(诸如监视器屏幕、会议桌、灯具或其它低压设备)的机械支撑，其中通过另外的连接器310向设备300提供功率。
虽然已经关于优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将理解的是，可以进行各种改变和对其元件进行等同替代而同时不脱离本发明的范围。另外，根据本发明的教导可以进行大量修改以适应具体情况或材料，而同时不脱离本发明的基本范围。因此，期望本发明不限于作为本发明的最佳实施方式公开的具体实施例，而是期望本发明将包括落在所提交的权利要求书的范围内的所有实施例。