CN103072699B - 用于合并平移底板以便于电线分离的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种在飞机（200、300）内互连电子设备的方法。该方法包括在飞机（200、300）内安置多维底板（320、400），该底板（320、400）包括安装在其上的多个连接器（380、410），与连接器（380、410）关联的触头通过在底板（320、400）内形成的导电体互连，将舷侧配线（340、342、344、346）附连到底板（320、400）上的连接器（380、410）的第一部分，以及将电子设备的电连接器附连到底板（320、400）上的相应连接器（380、410）。

Description

用于合并平移底板以便于电线分离的方法和系统

技术领域

本发明的领域一般涉及例如在复杂系统中分离信号以解决电磁干扰问题，更具体地涉及合并平移底板以促进电线分离的方法和系统。

背景技术

在例如可能存在于飞机内的极为拥挤的区域中难以实现物理电线分离的需求。物理上位于设备配线接口附近的狭窄结构和/或设备封装增加了这种物理电线分离的挑战。

过去已经使用WIPS（电线集成板）和/或复杂的配线束以在空间上整合飞机内的配线。在一些涉及空间约束的狭窄空间内，已经难以实现最小电线分离，并且在一些情况下还未实现。在无法实现最小电线分离的空间中，通常排除此类空间作为设备的候选位置。

添加电线集成板和/或由于体积限制而排除候选设备位置不是理想的解决方法，尤其对于新式飞机设计来说，其中的体积、重量和成本目标特别具有挑战性。

发明内容

在一方面，本发明提供一种在飞机内互连电子设备的方法。该方法包括在飞机内安置多维底板，该底板包括安装在其上的多个连接器。连接器通过在底板内形成的一个或更多个导电体、光波导、气动管路和/或液压管路互连。舷侧配线被附连到底板上的连接器的第一部分。设备的连接器被附连到底板上的相应连接器。

在另一方面，本发明提供一种多维底板，其包括多个复合层、多个柔性电路层以及附连到底板的多个连接器，其中柔性电路层包括在其上的导电体，且柔性电路层被设置在多个复合层之间。连接器包括触头、连接器的第一部分以及连接器的第二部分，触头被配置为接合导电体中的特定导电体，连接器的第一部分可操作以便附连到与舷侧配线关联的配套连接器，连接器的第二部分可操作以便附连到与将被部署到航天器上的电子设备关联的配套连接器。

在再一方面，本发明提供一种用于为飞机布线的方法。该方法包括：在多个体积内安置多个设备，其中所述体积由飞机的一个或更多个结构构件和壁体限定；安置横穿所述多个体积的至少一部分延伸的底板，其中该底板包括多个连接器；将多个设备连接到底板上的第一多个连接器；以及将舷侧配线连接到底板上的第二多个连接器。

在又一方面，本发明提供一种飞机，其包括由飞机的一个或更多个结构构件和壁体限定的多个体积、设置在所述多个体积内的多个电子设备物件以及设置在所述多个体积内的一个或更多个体积内的底板。底板可操作以将舷侧配线和与安置在飞机上的电子设备的电连接器关联的触头电互连。

本发明的一方面涉及一种在飞机内互连设备的方法。该本方法包括：在飞机200、300内安置多维底板320、400，其中底板320、400包括安装在其上的多个连接器380、410，连接器380、410通过在底板320、400内形成的下列部件中的一个或多个进行互连：导电体、光波导、气动管路和液压管路；将舷侧配线340、342、344、346附连到底板320、400上的连接器380、410的第一部分；以及将设备的连接器附连到底板320、400上的相应连接器380、410。

在一个示例中，在飞机200、300内安置多维底板320、400包括横穿与飞机200、300关联的多个框架隔间304、306、308、310安置多维底板320、400。

在一个变体中，横穿多个框架隔间304、306、308、310安置多维底板320、400包括下列步骤中的至少一个：穿过分离框架隔间304、306、308、310的穿孔框架350、352排布底板320、400，以及围绕分离框架隔间304、306、308、310的缺口框架排布底板320、400。

在一个替代实施例中，在飞机200、300内安置多维底板320、400包括将与多个飞机设备物件关联的电子设备配线接口330平移到邻近的框架隔间304、306、308、310内，以便与舷侧配线340、342、344、346交接。

在另一个示例中，在飞机200、300内安置多维底板320、400包括安置沿着飞机200、300的外壁302的轮廓的底板320、400。

在另一个变体中，安置沿着飞机200、300的外壁302的轮廓的底板320、400包括安置沿着外壁302的轮廓从乘客隔间后面向下经过地板360并进入飞机200、300的货舱370的底板320、400。

在另一个可选实施例中，在飞机200、300内安置多维底板320、400包括安置提供电子设备的物件和舷侧配线340、342、344、346中的至少一个与多个电子设备物件之间的系统分离的底板320、400。

本公开的另一个方面涉及一种多维底板320、400，其包括：多个复合层420；包括在其上的导电体的多个柔性电路层430，其中柔性电路层430被设置在多个复合层420之间；以及附连到底板320、400的多个连接器380、410。连接器380、420包括触头，所述触头被配置为接合导电体中的特定导电体，其中连接器的第一部分可操作以便附连到与舷侧配线340、342、344、346关联的配套连接器，并且连接器的第二部分可操作以便附连到与将被部署到航天器（ship）上的电子设备关联的配套连接器。

在一个示例中，多个复合层420和多个柔性电路层430包括三维形状。

在一个变体中，底板320、400被配置为横穿与飞机200、300关联的多个框架隔间304、306、308、310安置。

在一个替代实施例中，底板320、400被配置为将与多个飞机设备物件关联的电子设备配线接口330平移到邻近的框架隔间304、306、308、310内，以便与舷侧配线340、342、344、346交接。

在另一个示例中，底板320、400被配置为沿着飞机200、300的外壁302的轮廓。

在另一个变体中，底板320、400被配置为沿着飞机200、300的外壁302的轮廓从乘客隔间后面向下经过地板360并进入飞机200、300的货舱370。

在另一个替代实施例中，底板320、400被配置为安置在一个或更多个体积内，所述一个或更多个体积在空间上受到其中将要部署底板320、400的结构的一个或更多个尺度以及部署在该结构内的设备的体积限制。

本公开的再一个方面涉及一种为飞机200、300布线的方法。该方法包括：在多个体积中安置多个设备，其中所述体积由飞机200、300的一个或更多个结构构件和壁体限定；安置横穿多个体积的至少一部分延伸的底板320、400，其中底板320、400包括多个连接器380、410；将多个设备连接到底板320、400上的第一多个连接器380、410；以及将舷侧配线340、342、344、346连接到底板320、400上的第二多个连接器380、410。

在一个示例中，安置底板320、400包括安置可操作以便提供与多个设备和舷侧配线340、342、344、346相关联的至少两个信号之间的分离的底板320、400。

在一个变体中，安置底板320、400包括安置包含形成三维形状的多个复合层420和多个柔性电路层430的底板320、400。

本公开的又一个方面涉及一种飞机200、300，其包括：由飞机的一个或更多个结构构件和壁体限定的多个体积；设置在多个体积内的多个电子设备物件；以及设置在多个体积内的一个或更多个体积内的底板320、400。底板320、400可操作以将舷侧配线340、342、344、346和与安置在飞机上的电子设备的电连接器关联的触头电互连。

在一个示例中，底板320、400被配置为提供与多个电子设备和舷侧配线340、342、344、346相关联的至少两个信号之间的分离。

在一个变体中，底板320、400被配置为沿着飞机200、300的一个或更多个结构构件和壁体302的轮廓。

已经讨论的特征、功能和优势可以在不同实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中进行组合，这些实施例的更多细节可以通过参考以下描述和附图来理解。

附图说明

图1是飞机生产和维修方法的流程图。

图2是飞机的方框图。

图3示出沿着飞机外壁的名义设备安置。

图4示出在图3的设备安置中可能用到的三维底板类型。

图5是图4的三维底板的分解图。

具体实施方式

在不同实施例中，底板通常被用于提供二维或三维结构，以便简化运输工具配线和管路可更换设备（linereplaceableequipment）之间的接口。在这样的实施例中，以二维或三维形式使用底板，从而将配线接口远离安置管路可更换设备的空间受限区平移至较为宽敞但可能无法容纳管路可更换设备或电线集成板的区域，以便促进运输工具内的电线集成，例如飞机中的舷侧配线。这样的实施例在空间约束可能以其他方式阻止设备的安置或者期望减少建造流程中的劳动时间的情况下尤其有用。当设备配线接口被平移穿过底板远离设备和/或结构而进入非拥挤区域时，更易于满足电线分离的需求。

在一个实施例中，在此描述的方法、系统和计算机可读媒体的技术效果包括以下至少一种：（a）在飞机内安置多维底板，该底板包括安装在其上的多个连接器，与连接器关联的触头通过在底板内形成的导电体互连，（b）将舷侧配线附连到底板上的连接器的第一部分，以及（c）将电子设备的电连接器附连到底板上的相应连接器。

如本文所用，以单数形式叙述的和用单词“一”或“一个”修饰的元件或步骤应被理解为不排除复数元件或步骤，除非明确地详述这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”或“示例性实施例”的引述并不希望被解读为排除也包括所述特征的其他实施例的存在。

更具体地参考附图，本公开的实施例可以在图1所示的飞机制造和维修方法100以及图2所示的飞机200的背景下进行描述。在预生产过程中，飞机制造和维修方法100可以包括飞机200的规格和设计102以及材料采购104。

在生产过程中，进行飞机200的部件和子组装件制造106和系统集成108。之后，飞机200将通过认证和交付110，以便投入使用112。在客户使用飞机200的同时，定期安排飞机200进行常规的维护和维修114（其也可以包括修改、重组、翻新等）。

飞机制造和维修方法100的每个过程可以由系统综合供应商、第三方和/或操作者（例如，客户）来执行或实施。为了本说明书的目的，系统综合供应商可以包括但不限于任何数量的飞机制造商和主要系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的供货方、分包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。

如图2所示，由飞机制造和维修方法100生产的飞机200可以包括具有多个系统204和一个内部206的飞机框架202。系统204的示例包括推进系统208、电力系统210、液压系统212和环境系统214中的一个或更多个。在该示例中可以包括任何数量的其他系统。尽管示出了航空示例，但是本发明的原理可以被应用到其他产业，例如汽车制造业和其他类型的交通工具。

在飞机生产和维修方法100的任何一个或更多个过程中，可以采用本文具体描述的设备和方法。例如但非限制地，对应于部件和子组装件制造106的部件和子组装件可以以与飞机200在投入使用时所生产的部件或子组装件相似的方式被加工或制造。

同样，例如但非限制地，通过极大地加快飞机200的组装或减少其成本，可以在部件和子组装件制造106和系统集成108期间使用一个或更多个装置实施例、方法实施例或其组合。类似地，例如但非限制地，当飞机200在使用时，一个或更多个装置实施例、方法实施例或其组合可以被使用，并且在系统集成108和/或维护和维修114期间，维护和维修114可以被用于判定零件是否相互连接和/或配套。

为了图解和描述的目的，给出了不同有利实施例的描述，其并不意味着是穷举的或限制于被公开的实施例形式。许多修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。此外，不同的有利实施例与其他有利实施例相比可以提供不同的优点。所选的一个或多个实施例被选择和描述是为了最好地解释实施例的原则和实际应用，并且能够使本领域技术人员理解本公开，因为具有不同修改的不同实施例适用于预期的特定用途。

图3是飞机300的一部分的示意图，其描述沿着外壁302横穿飞机300的多个框架隔间304、306、308和310的名义设备安置。各种飞机设备（在图3中显示为LRM#1至LRM#8）有时被称为“航空电子设备”或“黑盒子”，其被安置在隔间306内，同时多层底板320将与每件飞机设备关联的设备配线接口330平移到邻近的框架隔间304、308内，以便与舷侧配线340、342、344、346交接。如在此所用，舷侧配线是指用于在飞机300内互连设备的导电体（例如，电源导体和/或信令导体）、光波导、气动管路和/或液压管路的任何集合。底板320可包括舷侧配线的任何组合。

在各种实施例中，底板320能够穿过用于分离框架隔间304、306、308的穿孔框架350、352或者围绕缺口框架平移至邻近的隔间。在额外的实施例中，如图3所示，底板320沿着外壁302的轮廓从后面（例如，吊挂的储物箱）向下经过地板360进入货舱370。通过将配线接口平移至邻近的空闲框架隔间，连接器380（图3中仅标出部分连接器）可以立即提供所需的必要系统分离，从而直接与舷侧配线340、342、344、346交接。类似的安置概念可以被应用于安置在地板横梁和/或在空间上受到结构和/或设备体积限制的任何其他体积之间的设备。在示例性实施例中，每个连接器380对应于各自耦合的舷侧配线。例如，通常连接器380可以包括带有一个或更多个导体的电连接器，所述导体被配置为承载来自底板320内的导电体的电功率和/或电信号。

作为另一个示例，图3示出强制风室/充气室（airplenum）390。在示例性实施例中，风室390被耦合到底板320内的气动管路。如本领域技术人员所认知，所描述的实施例针对替换通常具有关联的冷却措施的传统设备机架。所述实施例的一个方面是底板320能够平移以便与风室390或其他风室配置兼容。如在此所用，风室390指代专用的“传统”冷却室和/或复合结构内的工程化空隙集成，从而引导冷却介质遍及底板320，其中底板320允许将冷却空气输送至被配置为接收冷却空气的各种飞机设备。另外，或者可替换地，类似于风室390，液压流体室（未示出）可以被耦合到底板320内的液压管路。

图3还示出光连接器384。在示例性实施例中，光连接器384被耦合到底板320内的一个或更多个光波导（例如，光纤）。此外，在一些实施例中，光连接器384包括光电转换器，其被配置为将由底板320中的（若干）光波导携带的信号转换成由与飞机设备关联的导电体携带的电信号，反之亦然。

图4示出三维底板400，其可以被用在类似于关于图3所述的应用中。图5是底板400的分解图。如图所示，底板400包括多个连接器410（等效于图3所示的连接器380），所述连接器具有与其关联的多个触头，其与底板400内的导电体结合起来与飞机的一部分内的各种飞机设备（例如，类似于LRM#1至LRM#8的设备）互连。虽然在下面描述了导电体和电连接器，但是预期该系统可以包括导电体、光波导、气动管路和/或液压管路的任何组合以及相应的连接器。

参考图5，底板400包括如上所述的连接器410以及多个复合材料层420。此类复合材料层420包括预浸材复合材料层、玻璃纤维层或蜂窝复合层420中的一个或更多个。底板400还包括多个柔性电路层430和合适的通孔440，这些通孔用于安装连接器410（以及与连接器410关联的触头）并且提供至电连接的通道。在形成底板400时可以使用模具450。当应用于飞机中时，底板通常提供一种二维方法，其通过将配线接口远离空间受限区域而平移至较为宽敞的区域来简化舷侧配线与管路可更换设备之间的接口，以便促进飞机内的电线集成。

当前使用的电线集成板形成专用的体积，其中手工排布的电线、附加连接器以及电线编接被用于实现电线分离和设备至舷侧配线的集成。在此描述的多维底板320、400通过不再需要连接器、电线和编接的自动化过程在底板内实现相同的功能。在示例性实施例中，底板320包括40层电底板分布。底板内的布线使得每个连接器的插脚末端已经被配置为易于进行飞机集成。作为替换，底板320可以包括能够使底板320实现在此描述的功能的任何数量的层。

多维底板（例如底板320、400）能够使设备被放置在先前无法支持飞机电线集成的区域内。通过使用一个或更多个在此描述的底板类型将配线接口物理平移至先前未使用的空间，飞机生产实体能够实现更紧密的装配密度。底板320、400还消除了电线集成板所需的重量、成本及附加体积，同时还减少了与组装复杂的配线束和配线板关联的重复劳动时间。通过消除与电线集成板关联的额外电线编接、连接器及配线段，还提高了整体系统的可靠性。

虽然在此描述的实施例是以飞机为背景进行描述，但是这些实施例不应被解释为局限于此，因为此类实施例可以在非航空器应用中实施，其中非航空器应用包括但不限于陆地交通工具、航海交通工具、太空交通工具以及包含通过配线互连的多个可移除部件的其他复杂系统。

该书面说明书使用示例公开了包括最佳模式的不同实施例，从而能够使本领域技术人员实施那些实施例，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何合并方法。可取得专利权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员可想到的其他示例。如果其他示例具有不异于权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元件，那么此类其他示例被确定为在权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种在飞机内互连设备的方法，所述方法包括：

横穿与所述飞机(200、300)关联的多个框架隔间(304、306、308、310)在所述飞机(200、300)内安置多维底板(320、400)，所述底板(320、400)包括安装在其上的多个连接器(380、410)，所述连接器(380、410)通过在所述底板(320、400)内形成的下列部件中的一个或更多个进行互连：导电体、光波导、气动管路和液压管路；

将舷侧配线(340、342、344、346)附连到所述底板(320、400)上的所述连接器(380、410)的第一部分；以及

将所述设备的连接器附连到所述底板(320、400)上的相应连接器(380、410)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中横穿多个框架隔间(304、306、308、310)在所述飞机(200、300)内安置所述多维底板(320、400)包括下列步骤中的至少一个：穿过分离所述框架隔间(304、306、308、310)的穿孔框架(350、352)排布所述底板(320、400)，以及围绕分离所述框架隔间(304、306、308、310)的缺口框架排布所述底板(320、400)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述飞机(200、300)内安置多维底板(320、400)包括将与多个飞机设备物件关联的电子设备配线接口(330)平移到邻近的框架隔间(304、306、308、310)内，以便与舷侧配线(340、342、344、346)交接。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述飞机(200、300)内安置多维底板(320、400)包括安置沿着飞机(200、300)的外壁(302)的轮廓的底板(320、400)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中安置沿着飞机(200、300)的外壁(302)的轮廓的底板(320、400)包括安置沿着所述外壁(302)的轮廓从乘客隔间后面向下经过地板(360)并进入所述飞机(200、300)的货舱(370)的底板(320、400)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述飞机(200、300)内安置多维底板(320、400)包括安置提供电子设备的物件和舷侧配线(340、342、344、346)中的至少一个与多个电子设备物件之间的系统分离的底板(320、400)。

7.一种多维底板(320、400)，其包括：

多个复合层(420)；

多个柔性电路层(430)，其包括在其上的导电体，所述柔性电路层(430)被设置在所述多个复合层(420)之间；以及

附连到所述底板(320、400)的多个连接器(380、410)，所述连接器(380、420)包括触头、所述连接器(380、420)的第一部分和所述连接器(380、420)的第二部分，所述触头被配置为接合所述导电体中的特定导电体，所述连接器(380、420)的第一部分可操作以便附连到与舷侧配线(340、342、344、346)关联的配套连接器，并且所述连接器(380、420)的第二部分可操作以便附连到与将被部署到航天器上的电子设备关联的配套连接器。

8.根据权利要求7所述的多维底板(320、400)，其中所述多个复合层(420)和所述多个柔性电路层(430)包括三维形状。

9.根据权利要求7所述的多维底板(320、400)，其中所述底板(320、400)被配置为横穿与飞机(200、300)关联的多个框架隔间(304、306、308、310)安置。

10.根据权利要求7所述的多维底板(320、400)，其中所述底板(320、400)被配置为将与多个飞机设备物件关联的电子设备配线接口(330)平移到邻近的框架隔间(304、306、308、310)内，以便与舷侧配线(340、342、344、346)交接。

11.根据权利要求7所述的多维底板(320、400)，其中所述底板(320、400)被配置为沿着飞机(200、300)的外壁(302)的轮廓。

12.根据权利要求11所述的多维底板(320、400)，其中所述底板(320、400)被配置为沿着飞机(200、300)的外壁(302)的轮廓从乘客隔间后面向下经过地板(360)并进入所述飞机(200、300)的货舱(370)。

13.根据权利要求7所述的多维底板(320、400)，其中所述底板(320、400)被配置为安置在一个或更多个体积内，所述一个或更多个体积在空间上受到其中将要部署所述底板(320、400)的结构的一个或更多个维度以及部署在所述结构内的设备的体积限制。