用於模塊化移動電子設備的模塊對接的系統的製作方法

2023-07-30 14:42:01

本申請要求於2014年8月22日提交的美國臨時申請No.62/040,860的權益，其全部內容通過引用併入本文。

技術領域

本發明總體涉及移動電子器件領域，並且更具體地涉及用於移動電子器件領域中模塊化移動電子設備的模塊接口的新的和有用的系統。

背景技術：

當前移動電子設備的設計方法創建出在功能和設計方面都是靜態的設備。公司試圖通過生產各種具有不同功能和不同設計的設備來解決這個問題。結果，使用這種設備的用戶被迫做出讓步；他們無法自定義用戶行動裝置的功能和設計，來真正滿足用戶的需求和偏好。模塊化移動電子設備可以用於滿足用戶的需求和偏好；但是對於作為模塊化移動電子設備的一部分而工作的模塊，所述模塊必須能夠與模塊化移動電子設備對接。移動電子設備的典型模塊化附加件(add-on)的接口設計不盡人意；它們在附接時通常不固定、容易斷開並且被設計成不可重複連接和斷開。這些特性使用戶不太傾向於使用附加件，因此降低了附加件的價值。因此，在移動電子器件領域中需要創建用於模塊化移動電子設備的模塊對接的系統。本發明提供了這種新的和有用的系統。

附圖說明

圖1是本發明實施例的模塊接口的圖表視圖；

圖2是本發明實施例的模塊接口的模型視圖；

圖3是本發明實施例的模塊接口的模型視圖；

圖4A、4B、4C和4D是本發明實施例的模塊接口的示例視圖；

圖5是本發明實施例的模塊接口的數據接口的示意性視圖；

圖6是本發明實施例的模塊接口的數據接口的圖解視圖；

圖7是本發明實施例的模塊接口的數據接口的圖解視圖；

圖8是本發明實施例的模塊接口的電感耦合板的模型視圖；

圖9是本發明實施例的模塊接口的數據接口的圖解視圖；

圖10是本發明實施例的模塊接口的數據接口的導電耦合電路的示意性視圖；

圖11是本發明實施例的模塊接口的機械接口的EPM的模型視圖；以及

圖12是本發明實施例的模塊接口的EPM電路的圖解視圖。

具體實施方式

本發明實施例的以下描述不是為了將本發明限制於這些發明實施例，而是為了使本領域的任何技術人員能夠製造和使用本發明。

本發明實施例的模塊化移動電子設備的模塊接口的系統和方法用於便於將模塊機械耦合和電氣耦合到移動電子設備，同時在功能上促進模塊化移動電子設備的模塊交換、重組和自定義。通過使用用戶可移除模塊，可以創建和/或修改模塊化移動電子設備。當連接多個模塊時，模塊優選地被聯合以用作移動電子設備。通過這樣的聯合創建的移動電子設備優選地由聯合的模塊以及聯合的參數來表徵，聯合的參數優選地由聯合的模塊和實現模塊聯合的任何系統確定。被配置為用作智慧型手機的模塊化移動電子設備是可能的移動電子設備的示例。移動電子設備的其他可能示例包括被配置為用作平板電腦、膝上型電腦、媒體播放器、相機、測量設備、遊戲系統、車輛計算設備、機頂盒和電視的那些設備。

模塊優選地是可供用戶移除和替換的，使得用戶能夠創建具有高度變化的形式和功能的移動電子設備。例如，用戶可以將相機模塊、快閃記憶體模塊、處理器模塊、電池模塊和觸控螢幕LCD模塊連接到模塊化移動電子設備以創建體積小、重量輕的相機。之後，用戶可以添加蜂窩電話無線電模塊和麥克風/揚聲器模塊以創建相機電話。模塊優選地遵循開放和自由的標準，使得第三方開發者和實體能夠開發模塊。

優選地，由模塊聯合提供的靈活性允許出現多個有利的結果。用戶可以只購買他們需要的模塊，從而降低成本。用戶還可以選擇更換模塊或在以後添加其他模塊。結合起來，這兩個結果可以幫助增加遍及全世界的移動電子設備(以及在許多情況下，網際網路)的可訪問性，特別是對於現階段不傾向於購買智慧型手機或PC的人更是如此。例如，用戶可以在低價格點購買系統和基本模塊集，並且通過之後添加模塊的方式來轉換到更高級的電話。這兩個結果還有助於通過允許移動電子設備升級或修改而不是更換移動電子設備來幫助減少電子廢物的產生。此外，因為模塊化移動電子設備與高度變化形式和功能的模塊兼容，並且因為模塊優選地基於開放標準，所以模塊聯合可以允許小型或專業公司利用模塊發揮他們的優勢，而不需要設計整體的移動電子設備。

一些示例模塊類型包括傳感器模塊、處理器模塊、存儲模塊、通信模塊、顯示模塊和電力模塊。傳感器模塊的示例包括加速度計模塊、GPS模塊、相機模塊、深度成像模塊、指紋讀取器模塊、物測定模塊、麥克風模塊、數字/模擬輸入模塊、觸覺輸入模塊、紅外閃光模塊、計步器模塊、氣壓計模塊、磁力計模塊和陀螺儀模塊。處理器模塊的示例包括應用處理器模塊和圖形處理器模塊。存儲模塊的示例包括快閃記憶體模塊和隨機存取存儲器(RAM)模塊。通信模塊的示例包括無線區域網(Wi-Fi)無線電模塊、GSM/CDMA無線電模塊、HDMI連接器模塊、NFC模塊、藍牙無線電模塊和USB連接器模塊。顯示模塊的示例包括觸控螢幕LCD模塊、非觸摸圖形顯示模塊和電子墨水顯示模塊。電力模塊的示例包括電池模塊、太陽能電池板模塊和電池充電模塊。各種模塊優選地用於提供輸入、輸出、數據存儲、數據處理、通信、電力和計算設備的其他合適方面的各種選擇和組合。注意，這些示例模塊類型不是窮舉的或排他的；即模塊可以結合來自許多這些示例類型的功能或者完全不來自示例類型的功能，並且模塊可以附加地或替換地結合本文中未描述的合適的功能。

以下文字和附圖描述了用於實現和/或實施用於模塊化移動電子設備的模塊接口的系統和方法。優選地，模塊化移動電子設備是美國臨時申請No.61/976,173和/或美國臨時申請No.61/976,195的內容，其全部內容通過引用併入本文。模塊化移動電子設備可以附加地或替代地是任何合適的模塊化移動電子設備。

如圖1所示，模塊接口100包括數據接口110、電力接口120和機械接口130中的至少一個接口。模塊接口100優選地包括數據接口110、電力接口120和機械接口130；但是可以替代地包括前面三種接口類型中的僅一種或僅兩種接口。更具體地，如圖2所示，第一發明實施例的模塊接口100包括具有電容數據接口110和導電電力接口120的接口板，以及具有機械軌道和電永久磁體接口的機械接口130。如圖3所示，第二發明實施例的模塊接口100包括導電數據接口110、導電電力接口120和具有機械軌道的機械接口130；在該實施例中，導電接口110和120的引腳也有助於機械耦合。模塊和模塊化移動電子設備優選地具有互補的接口板；模塊優選地具有電永久磁體，而模塊化移動電子設備具有互補磁性附接點。當模塊滑入模塊化移動電子設備中時，機械軌道使得模塊能夠被引導到附接位置中，在該位置模塊和模塊化電子設備的接口板對準；然後，激活電永久磁體以將模塊固定在該位置。附加地或替代地，模塊化移動電子設備可以具有電永久磁體，而模塊具有互補磁性附接點。

模塊接口100用於實現模塊和模塊化移動電子設備和/或另一個模塊之間的可移除耦合(例如，數據耦合、電力耦合和/或機械耦合)。每個模塊和每個模塊化移動電子設備優選地具有至少一個模塊接口100。模塊和模塊化移動電子設備的模塊接口100優選地在取向和耦合機制上是互補的，但不一定相同(儘管它們可以附加地在取向和耦合機制之一上相同或兩者上都相同)。如圖4A所示，示例的一對模塊接口100在耦合機制和取向上是互補的，但這兩者並不相同。如圖4B所示，示例的一對模塊接口100在耦合機制和取向上是互補的，並且在耦合機制上是相同的，但在取向上不同。如圖4C所示，示例的一對模塊接口100在耦合機制和取向上是互補的，並且在取向上相同，但在耦合機制上不同。如圖4D所示，一對示例性模塊接口100在耦合機制和取向上是互補的，並且在取向和耦合機制上是相同的。

模塊的模塊接口100也優選地固定到模塊，但是可以附加地或替代地從模塊移除。同樣，模塊化移動電子設備的模塊接口100也優選地固定到模塊化移動電子設備，但是可以附加地或替代地從模塊化移動電子設備移除。

數據接口

數據接口110用於實現模塊到模塊化移動電子設備和/或其他模塊的數據耦合。數據接口110優選地使得模塊能夠向移動模塊化電子設備、另一個模塊和/或任何其他合適的系統的模塊通信網絡傳送數據或從其接收數據。如果數據接口110也是模塊的模塊接口的一部分，則數據接口110優選地從內部連接到模塊的電路，但是可以附加地或替代地以任何合適的方式連接到模塊。如果數據接口110也是模塊化移動電子設備的模塊接口的一部分，則數據接口110優選地從內部連接到模塊化移動電子設備的模塊通信網絡，但是可以附加地或替代地連接到模塊化移動電子設備。數據接口110優選地與導線內部連接，但是可以附加地或替代地以任何合適的方式內部連接。例如，數據接口110可以使用光學連接而內部連接。在該示例中，數據接口110可以包括光發送器和檢測器；光可以通過光纖，通過光背板或通過另一種類型的波導或光電路部件傳遞。或者，數據接口110可以包括光纖連接器，所述光纖連接器將來自內部光纖連接的光直接傳遞到數據接口110，而不轉換為電信號。

數據接口110優選地使通過電容耦合來進行數據耦合；模塊的數據接口110優選地可以電容耦合到模塊化移動電子設備和/或另一模塊的數據接口110。數據接口110可以附加地或替代地使通過其他類型的電耦合(例如電感，直接/導電)、光耦合、聲耦合或適於數據耦合的任何其它耦合方法實現數據耦合。數據接口110可以通過多種類型的耦合實現數據耦合；例如，數據接口110可以使用電感耦合傳輸一些數據，也可以使用電容耦合傳輸一些數據。

如圖5所示，如果數據接口110通過電容耦合實現數據耦合，則數據接口110優選地包括電容耦合板111和電容耦合電路112。

電容耦合板111用於電容耦合到另一模塊接口100上的電容耦合板。電容耦合板111優選地定位成使得當兩個模塊接口100對準(即，它們被定位成耦合)時，電容耦合板111在它們之間具有小的距離，從而在兩組電容耦合板111之間產生電容。該小距離優選地為大約0.5mm，但是可以附加地或替代地為任何距離。通過兩組電容耦合板111之間的空氣間隙實現電容耦合。電容耦合板111可以凹陷在模塊接口100中以產生該間隙。附加地或替代地(例如，如果電容耦合板111具有電介質塗層)，在電容耦合板111之間可以沒有間隙。

電容耦合板111優選地由導電材料(例如金屬)製成，但是可以附加地或替代地由任何合適的材料製成。在一個變型中，電容耦合板可以由塗覆有電介質材料的導電材料製成；電介質材料可以用於改變兩組電容耦合板111之間的電容，和/或保護電容耦合板111的表面。

電容耦合板111優選地為圓形，但是可以附加地或替代地具有任何形狀(例如，正方形、矩形、螺旋形、多邊形等)。電容耦合板111優選地具有均勻的厚度，但是可以附加地或替代地具有不均勻的厚度。

數據接口110優選地包括多個具有相同形狀的電容耦合板111，但是附加地或替代地可以包括不同形狀的電容耦合板111。電容耦合板111對於不同的信號頻率範圍可以具有不同的形狀。

電容耦合板111優選地分離適當的距離，以防止電容耦合板111之間的過度串擾。

電容耦合板111優選地通過導線或跡線連接到電容耦合電路112，但是可以附加地或替代地通過任何合適的方法連接。

電容耦合電路112用於將電容耦合板111處的電壓和/或經過電容耦合板111的電流轉換為可由模塊(如果數據接口110是模塊的)或模塊化移動電子設備(如果數據接口110是模塊化移動電子設備的)使用的電信號。具體地，電容耦合電路112優選地將由電容耦合板111接收的模擬AC信號轉換為數字AC信號。附加地或替代地，電容耦合電路112可以將信號從任何合適的接收信號類型轉換為可由模塊/模塊化移動電子設備使用的任何信號類型。電容耦合電路112優選地分離成發送器和接收器電路。如果電容耦合板111僅用於發送，則其可以僅連接到發送器電路；如果它僅用於接收，則其可以僅連接到接收器電路。如圖6所示，如果電容耦合板111用於發送和接收，則它可以包括開關發送和接收電路。

接收器電路優選地包括由比較器或另一基於滯後的接收器所實施的施密特觸發器(Schmitt trigger)，使得脈衝可以轉換為鎖存狀態。

在一個實施方案中，電容耦合電路112連接到模塊/模塊化移動電子設備中的低壓差分信號(LVDS)或可擴展低壓信號(SLVS)驅動器。在該實施方案中，發送電路包括連接到LVDS/SLVS驅動器的差分輸出端的兩個微帶發送線路和連接兩個線路的電阻器，如圖5所示。一個電容耦合板111連接到電阻器的每一側。接收器電路包括兩個微帶發送線路，連接到兩個微帶發送線路和電容耦合板111的施密特觸發器啟用的差分電壓收發器，以及連接兩個微帶發送線路的電阻器。然後將電阻器連接到LVDS/SLVS驅動器。

電容耦合電路112可以包括處理、轉化或轉換的在電容耦合板111處接收或發送信號的任何電路。這可以包括接收器、驅動器、放大器、緩衝器、轉化器或任何其它合適的信號處理組件，這些組件以任何合適的方式排布。

如圖7所示，如果數據接口110通過電感耦合實現數據耦合，則數據接口110優選地包括電感耦合板113和電感耦合電路114。

電感耦合板113用於電感耦合到另一個模塊接口100上的電感耦合板。電感耦合板113優選地定位成使得當兩個模塊接口100對準(即，它們被定位成耦合)時，耦合板113之間具有小的距離。當電流流過電感耦合板113中的一個時，在相對的電感耦合板113中電感出電壓。通過兩組電感耦合板113之間的空氣間隙實現電感耦合。電感耦合板113可以凹陷在模塊接口100以創建所述空氣間隙。附加地或替代地(例如，如果電感耦合板113具有電介質塗層)，則在電感耦合板113之間可以沒有間隙。

電感耦合板113優選地由導電材料(例如金屬)製成，但是可以附加地或替代地由任何合適的材料製成。在一個變型中，電感耦合板113可以由塗覆有介電材料的導電材料製成；介電材料可以用於改變兩組電感耦合板113之間的電感，和/或保護電感耦合板113的表面。

如圖8所示，電感耦合板113優選地具有平面月牙形電感器的形式，但是可以附加地或替代地具有平面螺旋電感器的形式、Halbach電感器的形式或任何其它合適的電感器的形式。電感耦合板113可以具有均勻的厚度(如在平面月牙形或螺旋形電感器的情況下)或不均勻的厚度(如在Halbach電感器的情況下)。數據接口110優選地包括具有相同形狀的多個電感耦合板113，但是附加地或替代地可以包括不同形狀的電感耦合板113。電感耦合板113對於不同的信號頻率範圍可以具有不同的形狀。

電感耦合板113優選地分離適當的距離，以防止電感耦合板113之間的過度串擾。

電感耦合板113優選地通過導線或跡線連接到電感耦合電路114，但是可以附加地或替代地通過任何合適的方法連接。

電感耦合電路114用於將橫跨電感耦合板113的電壓和/或經過電感耦合板113的電流轉換為可由模塊(如果數據接口110是模塊的)或模塊化移動電子設備(如果數據接口110是模塊化移動電子設備的)使用的電信號。具體地，電感耦合電路114優選地將由電感耦合板113接收的模擬AC和/或DC信號轉換為數字AC和/或DC信號。附加地或替代地，電感耦合電路114可以將信號從任何接收到的信號類型轉換為可由模塊/模塊化移動電子設備使用的任何信號類型。電感耦合電路114優選地在發送和接收電路中是相同的；附加地或替代地，電感耦合電路可以被分離成不同的發送和接收電路。

在一個實施方案中，電感耦合電路114連接到模塊/模塊化移動電子設備中的低壓差分信號(LVDS)或可擴展低壓信號(SLVS)驅動器。在該實施方案中，電感耦合電路114包括連接到LVDS/SLVS驅動器的差分輸出端的兩個微帶發送線路和連接兩個線路的電阻器。

電感耦合電路114可以包括處理、轉化或轉換的在電感耦合板113處接收或發送信號的任何電路。這可以包括接收器、驅動器、放大器、緩衝器、轉化器或任何其它合適的信號處理組件，這些組件以任何合適的方式排布。

如圖9所示，在本發明實施例的一個變型中，數據接口110包括電容耦合板111和電感耦合板113。在該變型中，耦合電路可以是電容耦合電路112和電感耦合電路114或任何其它合適的耦合電路的組合。相比於利用任一耦合類型單獨工作，使用電容和電感耦合的組合能夠在更大範圍的耦合頻率上耦合。

如果數據接口110通過導電耦合實現數據耦合，則數據接口110優選地包括導電耦合器。導電耦合器優選地可以是實現電導通的任何耦合器，包括彈簧引腳、引腳和插座和/或摩擦觸點。在一些情況下，導電耦合器可包括柔性金屬引腳，在「鎖存」到較低能量狀態前開始接觸時，所述柔性金屬引腳發生變形(彎曲柔性引腳以及克服部分由於彼此壓靠的引腳的增加的正壓力所產生的摩擦所需的能量有助於模塊固位)。這種導電耦合器的示例如圖3所示。這些引腳可以被認為是彈簧引腳和摩擦觸點的混合。

導電耦合器優選地由導電材料製成(例如金屬)，並且優選地通過導線或跡線連接到模塊/模塊化移動電子設備，但是可以附加地或替代地通過任何合適的方法連接。導電耦合器可以附加地或替代地通過導電耦合電路連接到模塊/模塊化移動電子設備，導電耦合電路可以包括處理、轉化或轉換在導電耦合器處接收或發送信號的任何電路。這可以包括以任何合適的方式排布的接收器、驅動器、放大器、緩衝器、轉化器或任何其它合適的信號處理組件。

在一個實施方案中，導電耦合電路可以包括喚醒/檢測電路，如圖10所示。喚醒/檢測電路優選地與指定的喚醒/檢測引腳一起使用以用信號通知模塊檢測和喚醒事件。在圖10的示例電路中，喚醒/檢測電路利用兩個模擬比較器來考慮在模塊化移動電子設備和/或模塊處的、可用於喚醒或檢測事件的多個不同的感測電壓。

例如，該設備可以默認將每個喚醒-檢測引腳上拉至1.8V。當模塊未耦合時，模塊可以默認將其喚醒-檢測引腳下拉至0V。當模塊首次耦合時，兩個喚醒-檢測引腳上的電壓將浮動到0.9V。該過渡可以用於用信號通知模塊插入事件。模塊可以通過將喚醒-檢測引腳暫時維持低電平(例如，1.285V)然後返回到0.9V來喚醒睡眠模塊。

如果數據接口110通過光耦合實現數據耦合，則數據接口110優選地包括光耦合器。光耦合器可以包括光纖耦合器、自由空間光耦合器或允許光通過數據接口發送或接收的任何其它耦合器。

電力接口

電力接口120用於實現模塊到模塊化移動電子設備和/或其它模塊的電力耦合。電力接口120優選地使模塊能夠向移動模塊化電子設備的模塊電力網絡、另一個模塊和/或任何其他合適的系統傳輸電力或從中接收電力。如果電力接口120是模塊的模塊接口100的一部分，則電力接口120優選地內部連接到模塊的電路，但是可以附加地或替代地以任何合適的方式連接到模塊。如果電力接口120是模塊化移動電子設備的模塊接口100的一部分，則電力接口120優選地內部連接到模塊化移動電子設備的模塊電力網絡，但是可以附加地或替代地以任何合適的方式連接到模塊化移動電子設備。電力接口120優選地與導線內部連接，但是可以附加地或替代地以任何合適的方式內部連接。

電力接口120優選地通過導電耦合實現電力耦合；模塊的電力接口120優選地可導電耦合到模塊化移動電子設備和/或另一模塊的電力接口120。電力接口120可以附加地或替代地通過其它類型的電耦合(例如電感、電容)、光耦合、聲耦合或適合於電力耦合的任何其它耦合方法實現電力耦合。電力接口120可以通過多種類型的耦合來實現電力耦合；例如，電力接口120可以使用電感耦合傳輸一些電力，並且使用導電耦合傳輸一些電力。

如果電力接口120通過導電耦合實現電力耦合，則電力接口120優選地使用彈簧引腳和互補板進行導電耦合，但是可以附加地或替代地使用引腳和插座、摩擦板或使用任何其它合適的方法進行耦合。電力接口120可以實現與針對數據接口110描述的導電耦合基本相似的導電耦合。電力接口120可以被排布為使得當電力接口120耦合到另一個電力接口時，首先進行接地連接，接著進行電力連接。例如，這可以通過具有比電力連接更大的板的接地連接來實現。或者，這可以通過以任何方式定位接地引腳和電力引腳以使得接地引腳在電力引腳之前被接觸來實現。如果電力接口120是包括數據接口110的模塊接口100的一部分，則電力接口120優選地在數據接口110耦合之前耦合，從而保護到數據接口110的連接。

如果電力接口120通過電容耦合實現電力耦合，則電力接口優選地包括電容耦合板和電容耦合電路。電容耦合板優選地基本上類似於電容耦合板111，但是可以附加地或替代地是任何合適類型的電容耦合器。特別地，用於電力傳輸的電容耦合板可以基本上大於用於數據傳輸的電容耦合板111。

電容耦合電路用於實現在電容耦合板上的電力發送。電容耦合電路優選地分離成發送器和接收器電路。如果電容耦合板僅用於發送，則其可以僅連接到發送器電路；如果它僅用於接收，則其可以僅連接到接收器電路。如果電容耦合板既用於發送和又用於接收，則其可以包括開關發送和接收電路。

發送器電路優選地用於將電力從可被模塊/模塊化移動電子設備使用的形式轉換為在電容耦合板上發送的AC電力信號；接收器電路優選地用於將電力從在電容耦合板上接收的AC電力信號轉換為可被模塊/模塊化移動電子設備使用的形式。

發送器電路可以包括將DC電力(例如，電池電力)轉換成可以在電容耦合板上發送的AC電力的串聯諧振轉換器電路或其他電路。接收器電路可以包括橋式整流器或其他電路，其將在電容耦合板上接收的AC電力轉換為可被模塊/模塊化移動電子設備使用的DC電力。

電容耦合電路可以包括處理、轉化或轉換的在電容耦合板處接收或發送的電力信號的任何電路。這可以包括接收器、驅動器、放大器、緩衝器、轉化器或任何其它合適的信號處理組件，這些組件以任何合適的方式排布。

如果電力接口120通過電感耦合實現電力耦合，則電力接口120優選地包括電感耦合板和電感耦合電路。

電感耦合板優選地基本上類似於電感耦合板113，但是可以附加地或替代地是任何合適類型的電感耦合器。特別地，用於電力傳輸的電感耦合板可以基本上大於用於數據傳輸的電感耦合板113。

電感耦合電路用於使得在電感耦合板上能夠發送電力。電感耦合電路優選地分離成發送器和接收器電路。電感耦合電路優選地包括在發送器和接收器調諧的LC電路中，以實現諧振電感耦合。發送器電路優選地用於將電力從可被模塊/模塊化移動電子設備使用的形式轉換為在電感耦合板上發送的振蕩電力信號；接收器電路優選地將電力從電感耦合板中感應的振蕩電力信號轉換成可被模塊/模塊化移動電子設備使用的形式。發送器電路和接收器電路優選地被調諧到相同的諧振頻率以實現高效電感電力傳輸；兩個電路可具有可調諧電容器或電感器以實現動態諧振調諧。

電感耦合電路可以包括處理、轉化或轉換的在電感耦合板處接收或發送信號的任何電路。這可以包括接收器、驅動器、放大器、緩衝器、轉化器或任何其它合適的信號處理組件，這些組件以任何合適的方式排布。

機械接口

機械接口130用於實現模塊到模塊化移動電子設備和/或其他模塊的機械耦合。機械接口130優選地基本上類似於美國臨時申請No.61/976,195的機械接口(具體地，模塊耦合器和互補模塊本體形狀)。如圖2和圖3所示，模塊化移動電子設備的機械接口130優選地包括與模塊形狀互補的機械軌道。這些軌道優選地保持模塊固定，但是也允許在需要時移除模塊。當模塊完全耦合以允許精確對準(例如，對準數據接口110和電力接口120的接觸板)時，軌道優選地基本上限制模塊移動，但是可以附加地或替代地允許某些模塊沿著某種自由度移動。機械軌道優選地通過摩擦幫助模塊固位。引導件優選地由具有幾何輪廓的腔限定，該幾何輪廓與如圖2所示的模塊的至少一部分輪廓互補。腔還包括開口部分，該開口部分使得模塊能夠沿著至少一個軸線插入；例如，模塊通過軸向運動和/或旋轉運動進入由腔限定的空間中。開口部分優選地將插入限制到單個軸線(即，模塊可以僅沿著一條線插入，如圖2所示)，但是可以附加地或替代地允許模塊在多個軸線上插入。開口部分可以進一步將插入限制在單個方向(如圖2所示)，或者可以允許在每個軸線的多個方向上插入(例如，可以從左側或右側插入模塊)。附加地或替代地，機械接口可以是能夠將模塊機械耦合到模塊化移動電子設備和/或另一個模塊的任何形狀和結構。

除了美國臨時申請No.61/976,195的機械接口之外，機械接口130可以包括電永久磁體(EPM)接口以輔助和/或實現機械耦合。

如果機械接口130包括EPM接口，則機械接口優選地包括EPM131和EPM電路132。EPM接口用於提供低電力、電子可控的手段，以將模塊牢固地附接到其他模塊和/或模塊化移動電子設備。EPM接口優選地具有兩個可選狀態：附接狀態和釋放狀態，對應於高的和低的磁力水平。當在附接狀態和釋放狀態之間切換時需要電力，但是優選地不需要用電力來維持任一狀態。EPM接口優選地在連接狀態下提供足夠的磁力(結合軟磁體、永磁體或另一模塊接口100的EPM)以防止模塊機械地去耦合；在釋放狀態下，EPM 131優選地提供輕微的固位力，允許模塊在小的施加力下被機械地去耦合。軟磁體優選地由軟磁性材料(例如，退火鐵，稱為Hiperco的合金)形成。附加地或替代地，EPM 131可以不提供固位力或者可以提供排斥力，潛在地允許模塊在沒有施加力的情況下被機械地去耦合。如果機械接口包括如前所述的機械軌道(或者以其他方式接受沿單個方向的模塊插入)，則EPM 131優選地在垂直於模塊化插入方向的表面上耦合到磁性材料，如圖2所示。在垂直於模塊化插入方向的表面上的耦合優選地減少在接口處經受的剪切力的大小，並因此增加耦合強度。附加地或替代地，EPM 131可在有助於模塊機械耦合的任何位置耦合到磁性材料。

在本發明實施例的變型中，機械接口130包括下沉到機械接口130的表面中的EPM。模塊具有用彈簧安裝到模塊的對應的磁性插入塊，使得在默認狀態下，彈簧將磁性插入塊保持在模塊的表面下方(即，磁性插入塊不伸出模塊)。當模塊位於EPM上方且EPM處於附接狀態時，EPM在磁性插入件上的磁力將磁性插入件拉動到機械接口130的表面上的EPM凹部中，從而防止模塊在與豎直方向(即，磁性插入件移動的方向)垂直的方向上移動。

如圖11所示，EPM 131用於結合軟磁體、永磁體或在另一模塊接口100上的EPM來提供磁力。在一個實施方案中，EPM 131由交替的N42SH(燒結釹-鐵-硼)磁體和被線圈包圍的鋁鎳鈷(alnico)磁體構成，由稱為Hiperco的合金分離。N42SH磁體在平行於EPM 131長軸的方向上被磁化，其中每個交替的N42SH磁體與前一N42SH磁體被相反地磁化。鋁鎳鈷磁體優選地以兩種狀態之一被一起磁化：在與相應的N42SH磁體相同的方向上(對應於附接狀態)被磁化，或者在與相應的N42SH磁體相反的方向上(對應於釋放狀態)被磁化。附加地或替代地，一些Alnico磁體在相反方向上被磁化，並且一些Alnico磁體在與相應的N42SH磁體相同的方向上被磁化，在附接和釋放狀態之間產生具有磁性保持力的狀態。

如圖12所示，EPM電路132用於將EPM 131從一個狀態切換到另一個狀態。EPM電路132優選地包括用於增加供電電壓的升壓電路和用於存儲電流的高值電容器。EPM電路132優選地對高值電容器充電，然後使其以高電流脈衝橫跨EPM 131的線圈放電，從而實現EPM狀態的改變。線圈可以單獨地或一起接收電流脈衝；此外，每個線圈可以使用多於一個電流脈衝來實現EPM狀態改變。

在一個實施方案中，EPM電路132使充電到28V的10微法的電容器放電22微秒，導致短的高電流脈衝。該高電流脈衝首先被放電到EPM 131的第一線圈中。在10毫秒的周期之後，高電流脈衝被放電到EPM 131的第二線圈中；在另一個10毫秒的周期之後，高電流脈衝被放電到EPM 131的第三線圈中。該三個脈衝周期被重複四次，以完全改變EPM 131的EPM狀態。

如本領域技術人員將從之前的詳細描述及從附圖和權利要求中認識到的，在不脫離所附權利要求中限定的本發明的範圍的情況下，可以對本發明的實施例進行修改和改變。