CN101207987B - 用于接插印刷电路板的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将带有第一连接器的第一电子电路板与带有第二连接器的第二电子电路板对准和接插或卸除的设备。该设备包括带有连接到安装板的连杆机构的导板。将第一电子电路板固定于安装板。将导板插入包括容纳导板的导引机构的底架中。该导引机构将要容纳在第二连接器中的第一连接器对准。通过将定位柄移位来致动连杆机构。连杆机构将移动转移到与定位柄的移位方向大体相垂直的方向上。沿大体垂直的方向平移安装板，然后将第一连接器容纳在第二连接器中。可以使该操作反向，以从第二连接器移除第一连接器。

Description

用于接插印刷电路板的设备和方法

技术领域

本发明涉及电子设备中的印刷电路板安装。更具体地，本发明提供了一种用于将印刷电路板精确地接插在受限空间中的设备和方法。

背景技术

可拔插组件在计算机系统中已变得很常见。计算机系统通常使用共同被称为子卡的可拔插存储器、硬盘驱动器以及各种硬件。许多维护、修理或升级操作可能涉及在计算机已打开并且正在运行时移除硬件或插入硬件或二者皆有。

在服务器机架或底架中，紧密相邻地贮存有许多计算机组件。通常，这些机架具有许多电子电路板。这些电子电路板可以以组(bank)为单位彼此上下或左右对齐。这些电子电路板可以为系统提供存储器，或执行计算机系统内的特定的其它操作。

传统上，通过以下操作来实现对电子电路板的更换：移除盖，通过将先前的电子电路板从管座(header)拔出来而移除该先前的电子电路板，然后通过将新的电子电路板直接插入管座而接插该新的电子电路板。然而，经常按照使得难以实现精确且小心地接插电子电路板的机械优势的配置安装计算机组件。如果在关注空间的情况下需要插拔电子电路板，那么可能必需从相邻插槽中移除一个或多个电子电路板。该过程可能要求关闭整个系统。

计算机系统连续运行是相当普遍的。因此，优选的是，在不干扰相邻电路板的操作的情况下通过热拔插来实现组件的安装、移除或替换。这必然意味着用户要操纵通电系统的组件。期望有一种在没有损害用户或组件的风险的情况下插入或移除电子电路板的手段。

由于不均匀地施加力或未对齐子卡与连接器插槽，使得在将诸如子卡的印刷电路板插入连接器或管座的过程中，可能会损坏印刷电路板。理想的是，将卡小心地放置于连接器之上并与连接器平行，然后缓慢且稳固地正对着连接器按压该卡，直到进行了成功的连接。急率(haste)和不可达性仅仅是可能使理想连接根本不会发生的许多因素中的两个因素。

因此，需要一种即使在非常紧凑的空间中也使对电子电路板进行安全、有效且简单的插入和移除容易的设备。

发明内容

本发明提供了一种设备，该设备包括：选择性地可固定在相邻于第一电子连接器的位置处的导板；与所述导板大体平行放置的安装板，其中将所述安装板垂直可滑动地固定于所述导板；耦接在所述导板与所述安装板之间的机械连杆机构；以及固定地耦接到所述安装板的电子电路板，该电子电路板具有可与所述第一电子连接器选择性地紧密配合的第二电子连接器，其中对所述机械连杆机构的致动使所述安装板和电路板相对于所述第一电子连接器垂直移动足以插入和移除所述第二电子连接器的距离。

在一个实施例中，本发明提供了一种方法，该方法包括以下步骤：将带有第一连接器的第一电子电路板固定于链接到导板的安装板上；将所述导板插入包括带有第二连接器的第二电子电路板的底架中；将所述第一连接器与所述第二连接器对准；施加与将所述导板插入所述底架中的方向大体平行的力；将所述力转换到与将所述导板插入所述底架中的方向大体垂直的方向上；沿与将所述导板插入所述底架中的方向大体垂直的方向移位所述安装板；以及将所述第一连接器容纳在所述第二连接器中，或者，可替换地，从所述第二连接器移除所述第一连接器。

根据对如附图所示的本发明的优选实施例的以下更具体的描述，本发明的以上和其它目的、特征以及优点将变得清楚，在附图中，类似的附图标记表示本发明的类似部分。

附图说明

图1和2是通过平行四边形连杆机构耦接的导板和安装板的透视侧视图，其中该安装板分别位于下部位置和上部位置中。

图3是固定于安装板并且固定在上部位置中的子卡的透视图，其中该子卡连接器与第二连接器对准。

图4是固定于安装板并且固定在下部位置中的子卡的透视图，其中该子卡连接器插入到该第二连接器中。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的导板10和平行四边形连杆机构的透视图。该平行四边形连杆机构包括多个枢轴臂12、14、连杆臂16以及两个定位臂18、20。这些臂在枢轴接合点22、24处枢轴地相互耦接，并且在枢轴耦接点26、28处枢轴地耦接到导板10。这些臂优选地由诸如金属的刚性材料制成，以在拉伸和压缩时均保持其刚性。

连杆臂16具有足够的长度以将具有相同长度的枢轴臂12、14保持为大体平行的结构。由于这些臂在枢轴接合点22、24处不能全部位于同一平面中，因此导板10可能包括齿状区域30以容纳位于枢轴臂12、14后的连杆臂16。将定位臂18、20示于枢轴臂12、14的前方，使得这些定位臂与导板10相隔一短距离(约等于枢轴臂12、14的厚度)。如将参照图1B更详细地讨论的，该平行四边形连杆机构还可以包括构成定位臂20的一部分并用以对该连杆机构进行致动的定位柄32。

定位臂18、20在枢轴接合点22、24与固定并支撑安装板38(出于图示的目的而被示为透明的)的枢轴耦接点34、36之间具有相等的距离。在安装板38受到从枢轴耦接点34、36到定位臂18、20的垂直支撑的同时，由从安装板穿过导板10中的一对垂直插槽42而延伸的一对销40横向约束安装板38。尽管一个插槽和销可能就足够了，但是使用两个和更多个平行的垂直插槽42和销40是优选的。插槽42应当沿着将子卡安装到连接器中的方向延伸。

安装板或，可选地，导板还可以包括一个或更多个滑块44，以用作低摩擦间隔物并使安装板在大体平行于导板平面的平面中的移动稳定。滑块44可以是安装板或导板上的突起物(tab)，以分别接触导板或安装板。滑块可以是小塑料突出物或可以保持导板与安装板之间的均匀托起高度(standoff)而不限制或干扰安装板的移动的任何其它材料。再者，导板10还可以包括柄46以使得易于在不接触子卡(未示出)的情况下操作整个装配件。可选的是，该柄可以由诸如橡胶的非导电材料制成或保护，以保护用户不被意外电击。

如图1所示，已(优选地，沿箭头56的方向)将导板10滑动地插在固定于母板52的一个或多个下部导引机构48与固定于底架部件(未示出)的一个或多个上部导引机构50之间。可替换地，可以将上部导引机构和下部导引机构都固定于底架部件，只要可以将子卡连接到连接器54并与其通信即可。在任一情况下，导板10的前沿应当在导板被正确对准以将子卡直接插入连接器54中的位置处与阻挡物58接合。可以将阻挡物58固定于底架(未示出)或者置于导板的下边沿处，并可将阻挡物58形成为连接器54本身的一部分，以进一步避免对准误差。

图2是图1的导板10和平行四边形连杆机构在被致动时的透视图。已将构成定位臂20的一部分的定位柄32(沿箭头60的方向)从导板10横向拉离开。沿相对于导板10的同一方向(沿箭头60的方向)移位连杆臂16和连杆接合点22、24。枢轴臂12、14使连杆臂16和连杆接合点22、24向上移位，这是由于它们在耦接点26、28处枢轴地耦接到导板10。连杆臂16的向上移位导致板定位臂18、20相对于导板10向上移位。然后，由于板定位臂18、20在耦接点34、36处枢轴地耦接到安装板38，因此相对于导板向上拉安装板本身。如先前已说明的，安装板销40穿过导板插槽42延伸，以便将安装板限制于大体直的路径，如垂直路径。优选地，销停止于防止销被拉出插槽的凸起物。

应当认识到，定位柄32沿箭头60的方向和箭头56的方向的交替移动将使安装板分别在“上”位置与“下”位置之间移动。此外，该向上和向下移动是在导板或安装板没有任何横向移动的情况下发生的。以此方式，可以通过定位柄32的致动而将安装于安装板的子卡小心地并且精确地插入连接器54和从连接器54移除。

图3是由与底座76(见图2)相耦接的螺钉74在拐角处固定于安装板38的第一电子电路板或子卡70的透视图。子卡70可以具有许多功能结构，包括示于子卡70的下沿处的第一连接器72。在该图中，将定位柄32示为被横向移位，并且子卡70处于如图2所示的“上”位置处。

图4是图3的设备的透视图，其中子卡处于“下”位置处。在将导板10完全插入导引机构48、50并靠着阻挡物58并且(如图1中那样)横向地拉回定位柄32的情况下，子卡70现在处于“下”位置处，在该位置处由第二连接器54容纳第一连接器72。

因此，本发明还包括一种方法：将带有第一连接器的第一电子电路板与带有用于容纳第一连接器的第二连接器的第二电子电路板安全地接插或卸除。初始时，将包括第一连接器的第一电子电路板固定于链接到导板的安装板。可以将第一电子电路板用螺杆固定于、夹在或以确保它将与安装板一致移动的任何方式固定于安装板上。可以可移除地固定或永久地固定第一电子电路板。

将导板插入包括导引机构的底架中。导引机构可以将导板容纳在轨道上、凹槽中、间隔中或允许容纳底架容纳导板的任何其它装置中。第一连接器与底架内的第二电子电路板上的第二连接器对准。这可以利用传感器或指示第一连接器与第二连接器已对准的任何其它方法，由在手动插入导板时限制导板移动的导引机构来实现。

施加与将导板插入底架中的方向大体平行的力。可以由用户使用柄、电机或使得施加力的任何装置来施加该力。该力被转移到与施加方向大体垂直的方向上。可以通过机械装置(如通过使用平行四边形连杆机构)和限制导板或安装板的移动的插槽来实现该转移。

经转移的力被施加于安装板。沿与将导板插入底架的方向大体垂直的方向移位安装板。固定于安装板的第一电子电路板与安装板一致移动。然后，将第一连接器容纳在第二连接器中，或者，可替换地，从第二连接器移除第一连接器。

应当将如在此用于权利要求和说明书中的术语“包括”、“包含”和“具有”视为表示可以包括未指出的其它组成要素的开放组。应当将术语“一”和单数形式的单词视为包括同一单词的复数形式，使得这些术语意思是提供了一个和更多个东西。术语“一个”或“单个”可以用于表示意指一个并且仅一个东西。类似的是，当意指特定数量个东西时，可以使用诸如“两个”的其它特定整数值。术语“优选地”、“优选的”、“优选”、“可选地”、“可以”以及类似的术语用以表示所指的项目、条件或步骤是本发明的可选(非必要)特征。

尽管针对有限数量个实施例对本发明进行了描述，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解：可以构思出其它实施例而不脱离如在此所公开的本发明的范围。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种用于对电子电路板进行插入和移除的设备，包括：

固定在相邻于第一电子连接器的位置处的导板；

与所述导板平行放置的安装板，其中将所述安装板垂直滑动地固定于所述导板；

耦接在所述导板与所述安装板之间的机械连杆机构；以及

固定地耦接到所述安装板的电子电路板，该电子电路板具有与所述第一电子连接器选择性地紧密配合的第二电子连接器，其中对所述机械连杆机构的致动使所述安装板和电路板相对于所述第一电子连接器垂直移动足以插入和移除所述第二电子连接器的距离。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述机械连杆机构包括：

具有枢轴地耦接到所述导板的第一端的一对平行的枢轴臂；

枢轴地耦接到所述枢轴臂的第二端的连杆臂；

一对平行的定位臂，每一个定位臂都有枢轴地耦接到所述连杆臂的第一端和枢轴地耦接到所述安装板的第二端；以及

耦接到枢轴臂、所述连杆臂或定位臂的定位柄。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述导板还包括：

传送柄。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述柄包括非导电材料。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括：

设置在所述安装板与导板之间的一个或更多个稳定滑块。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述安装板具有滑动地容纳在所述导板中的垂直于所述电子电路板的插槽中的一个或更多个销。

7.根据权利要求2所述的设备，其中所述定位柄被耦接到定位臂。

8.根据权利要求1所述的设备，其中在将所述第一连接器与第二连接器横向地对准的位置处，所述导板滑动地插入在固定于底架的上部引导通道和下部引导通道中。

9.根据权利要求8所述的设备，该设备还包括：

阻挡部件，用于限制所述导板的插入并且在轴向上将所述第一连接器与第二连接器对准。

10.根据权利要求9所述的设备，其中对所述连杆机构进行致动以在已将所述第一连接器与第二连接器在轴向和横向上对准之后将所述第一连接器垂直地放置于与所述第二连接器进行电子通信的位置中。

11.一种用于对电子电路板进行插入和移除的方法，该方法包括以下步骤：

将带有第一连接器的第一电子电路板固定于链接到导板的安装板上；

将所述导板插入包括带有第二连接器的第二电子电路板的底架中；

将所述第一连接器与所述第二连接器对准；

施加与将所述导板插入所述底架中的方向平行的力；

通过使用机械装置和限制所述导板的移动的插槽来将所述力转换到与将所述导板插入所述底架中的方向垂直的方向上；

沿与将所述导板插入所述底架中的方向垂直的方向移位所述安装板；以及

将所述第一连接器容纳在所述第二连接器中，或者，从所述第二连接器移除所述第一连接器。

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