CN102695975B - 以插件板为基础的安装组件和维修系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种底板与插件板组件，该组件包括：底板，所述底板具有光和电连接器；多个插件板，所述多个插件板中的每个都包括光接收器和电连接器，以便安装在所述底板中以经由所述底板获得操作的光和电连接；以及自动维修单元，该自动维修单元包括被构造为用于从所述底板移除并更换插件板的夹持臂。在底板上一起具有光连接器和电连接器两者允许夹持臂相对简单的移动以移除和更换插件板。

Description

以插件板为基础的安装组件和维修系统

技术领域和背景技术

本发明在其一些实施方式中涉及以插件板为基础的安装组件和维修系统，具体（但不排他）地涉及一种支撑插件板的底板等，并且更具体（但不排他）地涉及基于这种组件的通信设备。

底板是电路板，通常是将多个连接器并联地彼此连接的印刷电路板，以使得每个连接器的每个销连接至所有其它连接器的相同的相关销，形成计算机总线。其用作用于将多个印刷电路板连接在一起以组成完整的计算机系统的中枢（backbone）。

由于底板具有更大的可靠性，因此通常优先于缆线使用所述底板。在有缆线的系统中，每当将插件板添加到系统或从系统移除时都需要使缆线弯曲；并且该弯曲最终造成机械故障。底板不会遭遇这个问题，因此其使用寿命仅由其连接器的寿命限定。例如，取决于它们的质量（quality），用在VME总线系统中的DIN 41612连接器可以承受50至500次的插入与移除（称作配合周期）。

底板也已经成为了用于包括电话交换机以及磁盘封装、磁盘阵列和服务器等通信切换机的平常用品。电话交换机，特别是局域交换机伴随的一个问题是，这些电话交换机在地理上要分布在设有电话服务设施的各种场所附近或周围。即使是最琐碎性质的维修，通常也要求将工程师送到现场。

非常期望的是，这种以底板为基础的切换系统能够自动维修，以便节省出动工程师的需要。然而出现了一个难题，在现代通信方式中很多通讯信息都经由光纤通过。当今的底板不包括光连接器且安装在底板上的插件板需要具有用于任何光连接的独立连接器。当在维修操作中更换插件板时需要移除这些连接器。移除光连接器需要人工干预，并且因此对于维修操作来说不可能是自动的。

美国专利第7,418,165号教导了一种柔性光连接器以及制造该光连接器的方法，所述光连接器适于用在用于将光电路板相互连接的光底板中。该柔性光连接器包括两个或多个级别上的多个导波器，所述导波器提供允许光电路板之间的光通信的多个光路。光连接器可以独立于底板单独地制造并且此后安装在底板上。底板还可以具有用于可移除地保持和定位光电路板的安装结构，并且任选地，能够可选择地包括用于提供电路板之间的电相互连接的电痕迹。然而所提供的底板没有优化成允许自动维修。

发明内容

本发明的实施方式提供了一种用于电插件板和光插件板的安装组件，该组件通过可以由机器手处理的简单移动而允许插件板在组件内被移除和更换。

根据这里提供的本发明一些实施方式的一个方面，底板与插件板组件包括：

底板，该底板具有光连接器和电连接器；

多个插件板，每个插件板均包括安装在所述底板中的光接收器和电触头，以便经由所述底板提供操作的光和电连接；以及；

自动维修单元，该自动维修单元包括构造为从所述底板移除和更换插件板的夹持臂。

在一个实施方式中，所述插件板包括第一边缘，该第一边缘被构造为具有有用于配合到所述底板的相应连接器中的第一连接器，所述第一连接器包括所述光接收器和电触头两者。

在一个实施方式中，所述插件板包括第二边缘，该第二边缘包括用于连接到也安装在所述底板上的开关装置的第二连接器，所述开关装置提供与相邻插件板的备份连接，所述第二边缘垂直于所述第一边缘并且所述第二连接器被构造为滑动连接器，以允许沿着平行于所述第二边缘的方向滑动，以移除或更换插件板。

在一个实施方式中，所述第一连接器和所述相应的底板连接器被构造为接受或释放沿着垂直于所述底板的平坦平面滑动的插件板。

在一个实施方式中，所述夹持臂被构造为通过沿着垂直于所述底板的平坦表面的所述方向将运动施加到相应的插件板来移除或更换插件板。

在一个实施方式中，所述夹持臂位于安装件上，所述安装件被构造为平行于所述底板的平坦表面移动以定位需要维修的插件板。

在一个实施方式中，所述维修单元还包括第二夹持臂。

在一个实施方式中，所述多个插件板包括处理器并且所述底板还包括用于提供制冷剂至所述处理器的管。

在一个实施方式中，所述多个插件板是包括通信开关、电处理器、微线插件板、记忆插件板、计算机添加插件板及其组合的组中的任一个。

根据本发明的第二个方面，提供了一种插件板与开关组件，其包括：

相对的两行安装开关，每个开关均与来自相对行的相应的开关配对以形成一对开关；

多个插件板，多个插件板中的每个都包括光接收器和电连接器，其经由连接器装配在相应对的开关之间，以经由所述开关提供到所述连接器的可操作的光和电连接；以及；

自动维修单元，该自动维修单元包括被构造为从所述开关之间移除和更换插件板的夹持臂。

在一个实施方式中，所述插件板包括沿着第一边缘的用于连接到所述对的第一开关的第一滑动连接器和沿着第二相对边缘的用于连接到所述对的第二开关的第二滑动连接器，每个滑动连接器均允许沿着平行于所述第一和第二边缘滑动，以移除或更换所述开关之间的相应的插件板。

根据本发明的第三个方面，提供了一种用于在底板与插件板组件中并排（alongside）布置操作性插件板的开关插件板，该开关插件板连接到所述底板并且从那里沿着第一方向向外延伸，并且包括沿着所述开关插件板的边缘的滑动连接器，所述边缘沿着所述第一方向，所述连接器可滑动地连接至操作插件板，所述操作插件板连接在所述底板上的所述开关插件板旁边，使得所述操作插件板电连接到所述开关插件板并且所述操作插件板是通过沿着所述第一方向滑动可移除的，所述电连接提供与附近操作插件板的连接。

根据本发明的第四个方面，提供了一种用于底板和插件板组件的具有第一表面和第二表面的插件板，该插件板包括：

沿着所述插件板的第一轴线的第一边缘，所述第一边缘具有用于连接至所述底板的第一连接器，所述第一连接器包括至少一个电触头和光连接，其中所述电触头延伸到所述第一表面上并且所述光连接延伸到所述第二表面上；

所述第一连接器被构造为安装到所述底板中的相应的连接器中并且通过沿着所述插件板的垂直于所述第一轴线的第二轴线的移动从那里移除，从而允许通过自动夹持臂从所述底板移除所述插件板。

除非另有定义，否则这里使用的所有技术和/或科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与这里描述的这些类似或等同的方法与材料可以用在本发明实施方式的实践或测试中，但下面描述了示例性的方法和/或材料。在冲突的情形中，包括定义的本专利说明书将会进行控制。此外，材料、方法和实例仅是示意性的并且不旨在必要的限定。

本发明的实施方式的该方法和/或系统的实施可以包括手动地、自动地或者手动和自动组合地执行或者完成选定的任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的实施方式的实际设备与装置，通过硬件、通过软件、或通过固件或者通过其组合利用操作系统可以执行几项选定的任务。

例如，根据本发明实施方式的用于执行选定任务的硬件可以实施为芯片或者电路。作为软件，根据本发明实施方式的选定的任务可以实施为由计算机利用任何合适的操作系统执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施方式中，根据这里描述的方法和/或系统的一个或多个任务都被数据处理器（诸如用于执行多个指令的计算机平台）执行。可选择地，数据处理器包括可变存储器和/或非可变存储器，所述可变存储器用于存储指令和/或数据，所述非可变存储器例如为用于存储指令和/或数据的磁性硬盘和/或可移除介质。可选择地，还提供网络连接。选择性地，还提供显示器和/或诸如键盘或鼠标的用户输入装置。

附图说明

这里参照附图仅通过实例来描述本发明的一些实施方式。现在具体地详细参见附图，应该强调的是所示出的细节仅是作为实例并且目的是用于示意性描述本发明的实施方式。在这个方面，结合附图给出的描述使得本领域中的技术人员更加明白可以如何实施本发明的实施方式。

在附图中：

图1是示出了根据本发明第一实施方式位于底板上的插件板的简化框图，示出了用于更换插件板的夹持臂；

图2是图1的变型，其中插件板在底板上成角度；

图3A和图3B是示出了根据本发明实施方式的插件板的上侧和下侧的简化图表，其具有电部件与光部件并且其中电连接与光连接是经由底板的；

图4A是横跨底板的横截面视图，示出了根据本发明一个实施方式的的插件板和附接到所述插件板的两个开关装置；

图4B是关于图4A的一个变型，示出了根据本发明另一个实施方式的插件板和两个直接连接的开关装置，并且因此消除了对底板的需要；

图5是示出了底板的插件板槽的前视图和后视图的简化框图，所述底板被改进以便接收电连接器和光连接器两者；以及；

图6是示出了根据本发明一个实施方式具有滑动连接器的开关装置的简化框图。

具体实施方式

本发明在其一些实施方式中涉及用于插件板（所述插件板诸如需要电连接和光连接两者的插件板）的安装组件，并且更具体（但不排他）地，本发明涉及一种诸如基于底板的安装组件。

在本实施方式中，在底板上提供电连接和光连接并且在插件板的连接侧上提供相应的连接。通过移动来移除和/或更换所述插件板，所述移动大致沿着（平行于）安装有插件板的平面，所述平面通常（但并非必须）垂直于所述底板。用于移除与更换的移动是能够由机器臂提供的移动，因此能够远程地处理，而不需要在现场的工程师。

在详细地描述本发明的至少一个实施方式之前，应该理解的是，本发明不必将其应用局限于下面描述中阐述的和/或在附图中示出的部件和/或方法的构造和布置的细节。本发明能够是其它的实施方式，或者以多种方式实践或实施本发明。

现在参照附图，图1示出了根据本发明第一实施方式的底板和插件板组件。如下文中将要说明的，底板10具有光连接器和电连接器。

插件板12.1...12.n每个均包括光接收器和电连接器，下面将更加详细地说明，并且所述连接器安装到底板10中以便在插件板与底板之间提供操作的光连接和电连接。自动维修单元14包括构造为用于从所述底板移除和更换插件板的夹持臂16。通常地，夹持臂位于安装单元18上，所述安装单元沿着轨道20在由双箭头22指示的方向上移动。在实践中轨道20通常是双轨的并且安装单元18包括缆线以允许其接收电力（power，功率）和信号。

插件板可以沿着由箭头24指示的方向，即沿着垂直于底板10的平面的方向从底板移除。

可替换地，底板可被设计为适应于插件板的有角度安装，诸如图2中示出的。与图1中相同的部件被给予相同的附图标记并且除非对于理解本实施方式是必需的，否则不再描述。底板10上的插件板安装件是成角度的，但是插件板是通过类似的移动被插入和移除的，不过这次是沿着箭头26的方向。

现在参见图3A，图3A示出了根据本发明一个实施方式构造的插件板的一个侧面。插件板30具有包括多路调制器32、集成电路34和磁体36的电部件。这些具体的电部件是通信开关的某些部件并且仅为了说明的目的而示出。在实践中这些部件可能根据应用而不同。此外，电部件可以任意地或者另外地分布在插件板的两个侧面之间。一系列销38形成连接器的电零件并且配合在底板10中的孔中。

图3B示出了插件板30的正面侧。示出了通信开关插件板的其它部件40。两个光学夹套（optical ferrule）42形成连接器的光学零件并且也配合到底板10中的相应孔中。应该注意的是电销和光学夹套都是是相同连接器的零件并且位于插件板的相同边缘上。

构成电销和光学夹套的连接器可以配合在底板的相应连接器中。

现在参照图4A，图4A是示出了横跨底板10的平面且沿着插件板的平面的横截面的简化视图。

插件板50安装在底板10上且包括沿着第二边缘54的第二连接器52。第二连接器是可滑动连接器，该可滑动连接器连接至开关装置56，该开关装置也安装在相同的底板10上。开关装置可以提供例如与附近插件板的备份连接。滑动连接器允许插件板沿着平行于第二边缘54的方向（即沿着箭头58的方向）的滑动，以便在无需移除开关装置56的情况下就能移除或更换插件板。第二开关装置60可设置在具有类似滑动连接器的另一侧上。

也就是说，插件板上的底板连接器、和连接至开关的滑动连接器、以及相应的底板连接器均被配置且构造为接收或者释放沿着箭头58的方向滑动的插件板，该方向可能通常是沿着垂直于底板10的平坦表面的方向。

图4B是图4A的附图的变型。在图4B的变型中，插件板50经由连接器62在插件板自身的顶部和底部处直接地连接到开关装置60。因此不需要底板连接器，尽管如此，但可以提供机械支撑。

现在参照图5，图5示出了用于容纳根据本发明的实施方式的插件板的底板槽的相应的前视图和后视图。底板的后侧70允许经由电连接器72和功率连接器74连接外部缆线总线。底板的前部76允许插件板和开关装置插入槽中。电触头连接到插座78中并且光学夹套通过槽80连接。开关装置连接到连接器82和84中。

现在参照图6，图6是示出了用于本实施方式的开关插件板的简化框图。开关90在边缘92处安装到底板10的插座82或84中。电连接器94可滑动地安装到插件板12.n的相应的连接器中，开关96在微控制器98的控制下将信号传送到众多的附近插件板处。

返回到图1，并且夹持臂16通过沿着箭头58的方向将运动施加到具体的插件板而移除或更换插件板。如已说明的，夹持臂16位于安装件18上，并且安装件18沿着轨道20行进。安装件使得臂平行于底板移动以相对于需要维修的插件板使臂定位。轨道可装备有细丝（thread，螺纹）并且安装件简单地沿着所述细丝前进。

可以远程地控制夹持臂以执行维修。在插件板故障的情形中，开关装置56和60允许附近的插件板取代故障插件板。然而也就是说在控制中心，故障被注意到。然后在来自控制中心的远程控制下，可以使用夹持臂执行故障插件板的更换。一些用户可以立即地更换故障的插件板。另一些用户可以在故障之前根据故障统计资料的平均时间更换插件板，又一些用户可以在故障之后根据作为更换件而接入的附近插件板的故障统计资料的平均时间更换插件板。

在一个实施方式中，维修单元包括第二夹持臂，该第二夹持臂用于在第一夹持臂故障的情形中使用。

上面的描述集中在通信开关上。然而本发明实施方式与设置在多插件板组件中的任何类型的插件板均相关，所述插件板包括通信开关、电处理器、微线插件板、包括闪存插件板的记忆插件板、以及用于不同装置的附加插件板。在电处理器的情形中底板还可以包括用于将制冷剂提供到处理器的管道。还可以提供这些不同插件板的组合。

在一个实施方式中不使用像这样的底板，而是将插件板固定在开关组件中的开关装置的两个平行的行之间。在这种情形中电连接器与光连接器部分地由与任一侧上的开关连接的滑动连接器构成。

可以预期的是，在从该申请得到的专利的有效期限内，将会开发出许多相关的底板和插件板以及通信开关装置，并且在描述中提及的这些以及其它特征的相应术语的范围旨在包括所有这些推理出来的新技术。

术语“包括”、“包括有”、“包含”、“含有”、“具有”和它们的词形变化意味着“包括但不限于”。该术语包括术语“由......组成”以及“基本由......组成”。

当用在文中时，除非上下文中清楚地另有指明，否则使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指代。

可以理解的是，为了清楚起见而在独立实施方式的背景下描述的本发明的一些特征还可以组合提供在单个实施方式中。相反地，为了简化而以单个实施方式的背景描述的本发明的多个特征也可单独地或者在任何适合的子组合中或者在本发明的任何其它描述的实施方式中提供。在多个实施方式的范围内描述的一些特征不被认为是这些实施方式的关键特征，除非没有这些元件该实施方式便不能操作。

尽管已经结合本发明的具体实施方式描述了本发明，但应明白的是许多替换、修改和变型对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明旨在包括落入所附权利要求的精神和宽范围内的所有的这些替换、修改和变型。

在本说明书中涉及的所有公开、专利和专利申请通过引用的方式在此整体结合到本说明书中，结合到好像每个独立公开、专利或专利申请均具体地并且单个地指示为通过引用结合于此的相同程度。此外，在本申请中的任何引用的引文或者证明都不应被认为允许该引用能够作为本发明的现有技术。对于使用的部分标题来说，它们不应被解释为是必要的限定。

Claims (12)

1.一种底板与插件板组件，所述组件包括：

底板，所述底板具有光连接器和电连接器；

多个插件板，所述多个插件板中的每个均包括光接收器和电触头，安装在所述底板中以经由所述底板提供操作性的光连接和电连接；以及

自动维修单元，所述自动维修单元包括被构造为用于从所述底板移除和更换所述插件板的夹持臂。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述插件板包括第一边缘，所述第一边缘被构造成具有用于配合到所述底板的相应的连接器中的第一连接器，所述第一连接器包括所述光接收器和电触头两者。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述插件板包括第二边缘，所述第二边缘包括用于连接至同样安装在所述底板上的开关装置的第二连接器，所述开关装置提供与相邻插件板的备份连接，所述第二边缘垂直于所述第一边缘并且所述第二连接器被构造为滑动连接器以允许沿着平行于所述第二边缘的方向滑动，以移除或更换插件板。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述第一连接器和相应的底板连接器被构造为用于接收或释放沿着垂直于所述底板的平坦表面的方向滑动的插件板。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述夹持臂被构造为通过沿垂直于所述底板的所述平坦表面的所述方向对相应的插件板施加运动而移除或更换插件板。

6.根据权利要求4所述的组件，其中，所述夹持臂位于安装件上，所述安装件被构造为平行于所述底板的所述平坦表面移动以定位需要维修的插件板。

7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述维修单元还包括第二夹持臂。

8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述多个插件板包括处理器并且所述底板还包括用于给所述处理器提供制冷剂的管。

9.根据权利要求1所述的组件，其中，所述多个插件板是包括通信开关、电子处理器、微线插件板、存储插件板、计算机附加插件板及其组合的组中的任一个。

10.一种插件板与开关组件，所述组件包括：

两个相对行的安装开关，每个开关均与来自相对行的相应的开关配对以形成一对开关；

多个插件板，所述多个插件板中的每个都包括光接收器和电连接器，经由连接器安装在相应对的开关之间，以经由所述开关向所述连接器提供操作性的光连接和电连接；以及

自动维修单元，所述自动维修单元包括被构造为从所述开关之间移除和更换插件板的夹持臂。

11.根据权利要求10所述的插件板与开关组件，其中，所述插件板包括沿着第一边缘的用于连接至所述对的第一开关的第一滑动连接器以及沿着第二相对边缘的用于连接至所述对的第二开关的第二滑动连接器，每个滑动连接器均允许沿着平行于所述第一边缘和所述第二相对边缘的方向滑动，以移除或更换所述开关之间的相应的插件板。

12.一种用于底板和插件板组件的具有第一和第二表面的插件板，所述插件板包括：

沿着所述插件板的第一轴线的第一边缘，所述第一边缘具有用于连接至所述底板的第一连接器，所述第一连接器包括至少一个电触头和光连接，其中所述电触头延伸到所述第一表面上并且所述光连接延伸到所述第二表面上；

所述第一连接器被构造为安装到所述底板中的相应连接器中并且通过沿着所述插件板的垂直于所述第一轴线的第二轴线的移动从那里移除，从而允许通过自动夹持臂从所述底板移除所述插件板。