CN110970754A - 电子模块安装系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子模块安装系统。电子模块安装系统包括基板，基板具有主壁、沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端以及在左端与右端之间延伸的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘。第一边缘和第二边缘沿Y轴间隔开。基板包括从主壁向外突出的第一通道并且包括从主壁向外突出并形成安装凹部的安装腿部。模块安装基座连接至基板并且包括位于安装凹部中的安装凸片。安装基座包括用于容纳并保持电子模块的前面和被定位成与前面相对的后面。通道凹部位于后面中且在安装基座的相对的左边缘与右边缘之间延伸。基板的通道位于通道凹部中。安装基座包括彼此对准且与通道凹部对准的第一电连接器和第二电连接器。紧固件在与通道凹部对准的位置处延伸穿过安装基座使得紧固件与基板的通道啮合。

Description

电子模块安装系统
技术领域
本发明涉及电子模块安装系统。
背景技术
用于安装用于工业自动化和其他应用的电子模块的系统是众所周知的并且被广泛使用。在一个典型的已知示例中，DIN导轨固定至安装结构，并且电子模块直接固定至DIN导轨或通过本身首先固定至DIN导轨的安装基座来固定至DIN导轨。通常，模块机械地串联互连以形成系统。模块通常还通过建立用于电子数据和电力的背板电路的背板连接器系统电连接至相邻的上游模块和/或下游模块。可以通过模块基座和/或通过连接至模块基座的模块建立背板电路。
虽然已知的DIN导轨安装系统通常是可接受的，但是已经确定需要克服某些已知的劣势和缺点的新型改进的电子模块安装系统。例如，某些已知的系统要求使用者通过手动将模块定位在具有沿三个垂直的X轴、Y轴、Z轴呈现的六个自由度(沿X轴为向左/向右，沿Y轴为向上/向下，沿Z轴为向前(向内)/向后(向外))的空间中而将电子模块安装在其操作位置中，并且还以适当的俯仰、横摆和侧倾在空间中手动定向模块。某些已知的系统提供了用于将每个模块引导至其适当安装的操作位置的引导结构，但是已经发现这些引导结构是次优的，这是因为它们难以在某些受限空间或其他情况下使用，并且如果电子模块以任何方式未对准，则在模块安装过程期间模块的引导结构或部件(例如背板连接器)可能容易损坏。
另外地，需要用于工业自动化或其他应用的现代电子模块来实现高频和复杂的数据通信协议，以用于沿当模块物理地互连和电互连时创建的背板传输数据。这些高速复杂背板电路要求电子模块的背板连接器是复杂的，具有多个引脚、触点以及必须精确对准和配合的其他结构，以防止干扰和其他通信错误。这些连接器是复杂的，并且如果安装的模块在安装过程中未正确对准，则在模块安装期间容易损坏。
此外，电子模块经常受到包括振动以及倾向于使模块相对于其安装基座、相对于DIN导轨和相对于相邻模块移动的其他物理力的苛刻的条件。由于相邻模块的配合连接器部分之间的相对移动，这些模块移动可能破坏背板通信电路。这些移动还可能使模块特别是对于其中模块安装系统不足以将模块操作固定在其操作位置的较大的重型模块至少部分地从其安装的操作位置移开。
已知的模块安装系统的另一缺点是终端使用者有时必须执行多个步骤以将模块固定在其操作位置和/或在模块与DIN导轨或其他安装结构之间建立可靠的接地连接。期望减少模块安装(和移除)以及建立适当的电接地路径所需的步骤的数目。
此外，期望提供便于安装邻近于安装模块的附件的安装系统。许多已知的系统不能为已知的附件例如附加的系统接地连接器、线缆屏蔽接地连接器、跨接连接器、线缆保持架等提供方便和有效的附件安装位置。
由于上述原因和其它原因，已经确定了对克服已知系统的上述劣势和缺点同时提供更好的整体结果的新型改进的电子模块安装系统的需求。
发明内容
根据本发明的一方面，一种电子模块安装系统包括基板，该基板具有包括相对的第一面和第二面的主壁以及沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端。基板还包括在左端与右端之间延伸并使左端与右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，并且第一边缘和第二边缘沿Y轴彼此间隔开。第一通道相对于主壁的第一面向外突出。安装腿部相对于主壁的第一面向外突出，并且相对于所述第一面布置成使得在安装腿部与第一面之间限定有安装凹部，并且安装腿部与基板的第一边缘间隔开。模块安装基座连接至基板并且包括从安装基座向外突出的至少一个安装凸片，并且安装凸片位于基板的安装凹部中。模块安装基座的前面适于容纳并保持相关联的电子模块，并且后面被定位成与前面相对并且被设置成邻近基板主壁的第一面。安装基座的后面包括位于其中的通道凹部，该通道凹部在安装基座的相对的左边缘与右边缘之间延伸，其中，第一通道位于通道凹部中。第一电连接器被定位成邻近安装基座的左边缘，并且第二电连接器被定位成邻近安装基座的右边缘。第一电连接器和第二电连接器彼此对准，并且第一连接器和第二连接器中的每一个的Y轴位置与通道凹部的Y轴位置至少部分地交叠。至少一个紧固件延伸穿过第一安装基座并且与通道凹部相交，所述至少一个紧固件与所述基板的第一通道啮合。
根据本发明的另一方面，一种电子模块安装系统包括基板以及连接至基板的第一模块安装基座和第二模块安装基座。基板包括具有相对的第一面和第二面的主壁以及沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端。基板还包括在左端与右端之间延伸并使左端与右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，并且第一边缘和第二边缘沿Y轴彼此间隔开。第一通道相对于主壁的第一面向外突出。安装腿部相对于主壁的第一面向外突出，并且相对于所述第一面布置成使得在安装腿部与第一面之间限定有安装凹部，并且安装腿部与基板的第一边缘间隔开。连接至基板的第一模块安装基座和第二模块安装基座各自包括从安装基座向外突出的至少一个安装凸片，并且安装凸片位于基板的安装凹部中。模块安装基座的前面适于容纳并保持相关联的电子模块，并且后面被定位成与前面相对并且被设置成邻近基板主壁的第一面。安装基座的后面包括位于其中的通道凹部，该通道凹部在安装基座的相对的左边缘与右边缘之间延伸，其中，第一通道位于通道凹部中。第一电连接器被定位成邻近安装基座的左边缘，并且第二电连接器被定位成邻近安装基座的右边缘。第一电连接器和第二电连接器彼此对准，并且第一连接器和第二连接器中的每一个的Y轴位置与通道凹部的Y轴位置至少部分地交叠。至少一个紧固件延伸穿过通道凹部并与所述基板的第一通道啮合。第一安装基座包括螺柱和狭缝中的邻近第一安装基座的右边缘的一个，并且第二安装基座包括所述螺柱和所述狭缝中的邻近第二安装基座的左边缘的另一个，并且一个基座的螺柱位于另一个基座的狭缝中并且相对于沿所述X轴的移动被捕获在狭缝中，使得第一安装基座和第二安装基座被限制成抵抗沿X轴的相对于彼此的移动。第二安装基座的第一连接器与第一安装基座的第二连接器机械地和电气地配合，使得配合的第一连接器和第二连接器被限制成抵抗沿所述X轴和所述Y轴两者的相对于彼此的移动。
根据本发明的另外的方面，一种安装电子模块安装基座的方法包括提供基板，该基板包括具有相对的第一面和第二面的主壁以及沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端。基板还包括在左端与右端之间延伸并使左端与右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，并且第一边缘和第二边缘沿Y轴彼此间隔开。第一通道相对于主壁的第一面向外突出。安装腿部相对于主壁的第一面向外突出，并且安装腿部相对于第一面布置成使得在安装腿部与第一面之间限定有安装凹部，其中，安装腿部与基板的第一边缘间隔开。第一模块安装基座连接至基板。第二模块安装基座连接至邻近第一模块安装基座的基板，并且第一模块安装基座和第二模块安装基座两者包括适于容纳并保持至少一个电子模块的前面。将第二模块安装基座连接至基板的步骤包括将第二模块安装基座的安装凸片插入基板的安装凹部中，并且使第二模块安装基座相对于第一模块安装基座绕位于安装凹部中的枢转轴朝向基板枢转，使得从第一安装基座和第二安装基座中的一个向外突出的螺柱容纳在形成于第一安装基座和第二安装基座中的另一个中的狭缝中。另外使第二模块安装基座相对于第一安装基座绕枢转轴朝向所述基板枢转直到：(i)第二安装基座的后面与基板邻接；(ii)基板的第一通道容纳在位于第二安装基座的后面的通道凹部中；以及(iii)所述第二模块安装基座的第一电连接器与第一安装基座的第二电连接器物理地和电气地配合，使得第一电连接器和第二电连接器限制所述第一安装基座和所述第二安装基座以及所述第一电连接器和所述第二电连接器沿X轴和沿Y轴的相对于彼此移动。
附图说明
图1提供了根据本发明的实施方式的包括基板和连接至基板的第一模块安装基座和第二模块安装基座的电子模块安装系统的等距视图；
图2是图1的系统的右侧视图，并且还示出了可操作地连接至安装基座之一的相关联的电子模块(电子模块以虚线示出)；
图3类似于图2但仅示出了相对于基板处于部分安装(或部分未安装)位置的第一安装基座；
图4是示出使用还建立在安装基座的印刷电路板(PCB)与基板之间的接地路径的螺钉将安装基座与基板对准并且可操作的固定至基板的截面视图；
图5是根据本发明的实施方式形成的安装基座框架的等距视图；
图6是部分地示出图5的根据本发明的实施方式的与第二安装基座框架可操作地配合的安装基座框架的等距视图；
图7是示出了与图6的第一安装基座的第二(下游)背板连接器可操作地配合的图6的第二安装基座的第一(上游)背板连接器的大幅放大的局部视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施方式的电子模块安装系统S。系统S包括基板P和至少一个但通常多个模块安装基座B例如所示出的可操作地连接至基板P上的第一安装基座B1和第二安装基座B2。基板P适于固定至相关联的安装结构例如机柜、壁、机器、机架等，并且因此包括延伸穿过基板P并适于容纳螺钉或用于安装基板的其他紧固件的多个安装孔PA。
图2是图1的系统的右侧视图，并且还示出了可操作地连接至第二安装基座B2的相关联的电子模块M(电子模块以虚线示出)。相关联的电子模块M可以是各种不同的电子模块例如控制器模块、电力供应模块、通信模块、输入/输出模块或其中包括一个或更多个电子部件的任何其他模块中的任意一个，并且这意味着系统S不限于任何特定类型的模块M或模块功能。
在所示出的实施方式中，基板P优选地包括单件式金属导电结构例如挤制铝材等。基板P可以可替选地包括多件式结构，该多件式结构包括互连以形成基板P的多个金属和/或聚合物结构。如本文所示，基板包括具有如图2和图3所示的挤压型特征的单件式挤制铝材结构。基板P可以可替选地使用任何其他合适的材料例如金属和/或聚合物材料以及/或者使用任何合适的技术例如挤压、注射或其他模制/成型工艺、机械加工、冲压或其他金属成型技术、增材制造技术诸如3-D印刷，或者任何其他合适的聚合物或金属制造材料和技术来制造。
基板P包括主壁10，主壁10包括第一面或前面12和相对的第二面或后面14。多个安装孔PA延伸穿过主壁10并且适于容纳螺钉或其他紧固件以用于将基板P安装至相关联的支撑结构，其中主壁10的后面14与支撑结构邻接并且主壁10的前面12向外远离支撑结构。
基板P可以在其相对的左端20与右端22之间具有任意期望的长度。基板还包括第一(上)纵向延伸边缘24和第二(下)纵向边缘26。第一边缘24和第二边缘26被布置成相对于彼此平行且相对于基板P的纵向轴线(或挤出轴线)LX平行。第一边缘24和第二边缘26相对于彼此间隔开，并且它们各自在基板P的相对的左端20与右端22之间延伸并且使基板P的相对的左端20与右端22互连。基板P可以沿任意期望的方向安装在相关联的支撑结构上，但在本文中描述的是，其中第一边缘24垂直地位于第二边缘26上方，使得第一边缘24可以被称为上边缘并且第二边缘26可以被称为下边缘。
还参照图3，基板P包括相对于前面12向外突出的第一通道30，该第一通道30沿其在左端20与右端22之间的全长延伸。第一通道30包括远离主壁10向外突出并且平行于纵向轴线LX延伸的第一间隔开的侧壁30a和第二间隔开的侧壁30b。在侧壁30a与侧壁30b之间限定有第一开口狭缝34(图3)。侧壁30a、30b的相对的内面可选地包括有助于螺钉在狭缝34中的螺纹啮合的纵向延伸的肋和/或沟槽30g。第一通道30被定位为相对于第二边缘26较靠近第一边缘24。如本文所示，第一通道30被定位成邻近第一边缘24，其中第一通道30的第一侧壁30a限定第一边缘24，但是第一通道30可以可替选地向内与第一边缘24间隔开较靠近第二边缘26。
第一通道30的侧壁30a、30b中的任一个或两个可选地包括在外面上的纵向延伸的肋30r，该纵向延伸的肋30r远离另一侧壁30a、30b取向，即在被定位成与开口狭缝34相对且为开口狭缝34的外侧的一侧上。如下面进一步详细描述的，肋30r通过模块安装基座B的与基板P连接以向模块安装基座B提供搭扣配合保持特征的相应配合肋、尖端或其他突出130r(参见图2和图3)而啮合。如下所述，当安装基座B安装在基板上时，肋30r、130r的搭扣配合啮合还为使用者提供触觉反馈，以当模块安装基座B完全可操作地安装在基板P上时向使用者指示。
类似地，所示出的基板P还包括可选的第二通道40，该第二通道40沿其在左端20与右端22之间的全长延伸。第二通道40类似于第一通道30并且包括远离主壁10向外突出并且平行于纵向轴线LX延伸的第一间隔开的侧壁40a和第二间隔开的侧壁40b。在侧壁40a与侧壁40b之间限定有开口狭缝44。侧壁40a、40b的相对的内面可选地包括有助于螺钉在狭缝44中的螺纹啮合的纵向延伸的肋和/或沟槽40g。如本文所示，第二通道40被定位成邻近第二边缘26，其中第二通道40的第二侧壁40b限定第二边缘26，但是第二通道40可以可替选地向内与第二边缘26间隔开较靠近第一边缘24。第二通道提供用于使用在开口狭缝44中啮合的螺钉或其他紧固件将任何期望的相关联的结构安装至基板P的位置。例如，可以使用与第二通道40的狭缝44螺纹配合或以其他方式配合的紧固件沿X轴在任意期望的位置处将诸如线缆屏蔽接地、线缆夹/引导件/支撑件、标签保持器或其他标记的附件或者任何其他期望的附件固定地固定至基板P。
基板P还包括从主壁10的前面12向外突出的安装钩50。安装钩50被定位成与第一边缘24相比较靠近第二边缘26并且完全地在左端20与右端22之间平行于纵向轴线LX延伸。在所示出的实施方式中，钩50位于第一通道30与第二通道40之间，并且被定位成邻近第二边缘26且邻近第二通道40。安装钩50包括从主壁10的前面12和/或相对于主壁10的前面12向外突出并且向外延伸至外端54的安装腿部52。安装腿部52的至少一部分相对于主壁10朝向基板P的第一边缘24弯曲和/或成角度和/或以其他方式布置，使得开口安装狭缝或安装凹部56限定在至少安装腿部52的外端54与主壁10的前面12之间。安装凹部朝向基板P的第一边缘24开口。凹部56在腿部外端54与主壁10之间开口，并且适于在其中容纳并保持安装基座B中的安装凸片MT，如下面进一步详细描述的。
本文参照由位于基板P的主壁10的平面中并且平行于纵向轴线延伸的X轴、位于基板P的主壁10的平面中并且相对于X轴垂直定向的Y轴以及相对于X轴和Y轴两者垂直定向的Z轴限定的三维空间描述模块安装基座B与基板P的连接。如下所述，本文描述的本模块安装系统S将模块安装基座B以下述方式定位在基板P上：连续地消除模块安装基座沿这三个轴的移动，使得模块安装基座的移动自由度逐渐消除，直至模块安装基座B可操作地定位在基板P上并且相对于所有三个轴X、Y、Z固定就位。
尽管安装基座B(B1，B2)可以在就可以与其配合的模块M的类型方面和就安装基座B的某些特征的结构和操作方面相对于彼此变化，但是不同的安装基座B各自包括根据本发明形成的并且包括主体或框架BF的下部LP，主体或框架BF包括如本文所述的使得每个安装基座B能够如本文所述可操作地安装在基板P上的安装特征。每个安装基座B还包括连接至下部LP并且适于容纳各种电子模块M、接线端子块和系统S的其他部件的上部UP。
每个安装基座B还包括连接至下部LP和/或上部UP的第一电连接器C1和第二电连接器C2，所述第一电连接器C1和第二电连接器C2使得相邻的安装基座B(B1，B2)能够物理地和电气地可操作地互连以构成通过连续互连的相邻安装基座B行进的背板数据/电力传输电路BK(图1)。这些连接器C1、C2在下面进一步详细描述。
安装基座B各自还包括位于主体BF的相对侧或边缘上的左侧边缘120和右侧边缘122，并且还各自包括位于主体BF的相对的第一侧和第二侧上的第一或上边缘124和第二或下边缘126。第一安装基座边缘124和第二安装基座边缘126被布置成彼此平行并且间隔开，并且各自在左边缘120与右边缘122之间延伸并使左边缘120与右边缘122互连。每个安装基座B还包括：后面RF，其当安装基座B可操作地安装在基板P上时朝向基板P定向；以及前面FF，其被定位成与后面RF相对并且当安装基座B可操作地安装在基板P上时远离基板P定向，前面FF被配置成与相关联的电子模块M和其他相关联的部件配合。
每个安装基座B包括至少一个安装凸片MT，所述至少一个安装凸片MT从安装基座B向外突出并且适于容纳在基板P的安装凹部56中。如图5和图6所示，所示出的实施方式的每个安装基座B的框架BF包括多个分开的、均匀间隔开的安装凸片MT，其中，安装凸片MT的至少一部分位于框架的中心轴线CX与左侧边缘120之间，并且相同或不同的安装凸片MT的至少一部分位于中心轴线CX与右侧边缘122之间。将安装凸片MT的至少一部分设置在中心轴线CX的两个相对的横向侧上确保安装基座B与基板P适当地啮合，如下所述。可替选地，安装凸片MT由优选地跨中心轴线CX延伸的单个连续的突出提供。
如图3所示，当安装基座B位于第一安装位置处使得安装基座B的框架BF限定了在其自身与基板P的主壁10之间并且其顶点位于安装凹部56中的锐角A时，每个安装凸片MT适于被容纳并保持在限定在安装钩50与基板P的主壁10之间的安装凹部56中。每个安装凸片MT包括弯曲的外表面，该弯曲的外表面对应于由钩50限定并且位于安装凹部56中的弯曲的内表面，使得当安装凸片MT放置在安装凹部56中时，安装基座B相对于基板P沿第一方向D1和第二方向D2可枢转。
应该认识到，如图3所示，当安装凸片MT完全放置在安装凹部56中时，确定并最终确定模块安装基座B在Y轴上的位置。因此，当安装凸片MT完全放置在安装凹部56中时，模块安装基座B适当地定位在Y轴上，但仍然可以在安装凹部56中沿X轴滑动并且也可以在Y-Z平面中沿第一方向D1和第二方向D2旋转。
每个安装基座B还包括通道凹部130，该通道凹部130位于后面RF上在被定位成与安装凸片MT间隔开的位置处并且在安装基座B的左边缘120与右边缘122之间连续延伸。如图2所示，当安装基座B可操作地固定至基板P时，通道凹部130适于容纳基板P的第一通道30，其中具有最小间隙。如上所述，第一通道30的侧壁30a、30b中的任一个或两个可选地包括在远离另一侧壁30a、30b定向的外面上即位于开口狭缝34的外侧的一侧上的纵向延伸的肋30r。如图4所示，每个模块安装基座B优选地包括一个或更多个模制的聚合物弹性夹130r，当第一通道30完全容纳在通道凹部130中时，所述一个或更多个模制的聚合物弹性夹130r通过搭扣配合与基板第一通道30的相应的肋30r啮合，以提供模块安装基座B相对于基板P的保持特征。如下所述，当安装基座B安装在基板P上时，肋30r与夹130r的搭扣配合啮合还向使用者提供触觉反馈，以当模块安装基座B完全可操作地安装在基板P上时向使用者指示。
如图3所示，为了将安装基座B安装在基板P上，需将安装基座B移动至安装位置，并且将安装基座B的安装凸片MT完全插入安装凹部56中。然后使安装基座B沿Y-Z平面中的第一(安装)方向D1枢转，直到基板P的第一通道30完全放置在通道凹部130中(参见图2)，其中通道凹部130中的突出130r通过搭扣配合与基板第一通道30的相应突出30r完全啮合。如上所述，基板P的第一通道30装配在安装基座B的通道凹部130中，其中在通道腿部30a、30b与安装基座B的限定通道凹部130的相邻侧壁130a、130b之间具有最小间隙，使得安装基座B沿Y轴在任一方向上基本上不可移动。当基板P的第一通道30完全放置在安装基座B的通道凹部130中时，安装基座B通过啮合的突出130r、30r可移除地保持在基板P上，并且通过安装凸片MT啮合在安装凹部56中并通过基板P的第一通道30放置且紧密地容纳在安装基座B的通道凹部130中来防止安装基座B沿Y轴上的任一方向进行移动。同样地，当使安装基座B沿安装方向D1完全枢转直到基板第一通道30完全放置在通道凹部130中时，安装基座B的后面RF与基板P的主壁10邻接并且安装基座B沿Z轴的位置也被确定并固定。
安装基座B还包括至少一个或多个如本文所示的紧固件FS，其中紧固件的数目可根据安装基座B的尺寸和与安装基座B连接的模块M的重量而变化。每个紧固件FS延伸穿过安装基座B的前面FF和后面RF，并且以其头部可接近的邻近前面并且其柄部从后面RF向外突出而定向。每个紧固件FS沿与Z轴重合或平行且与通道凹部130相交的紧固件轴线FSX延伸并且绕紧固件轴线FSX旋转。如本文所示，紧固件FS包括具有螺纹柄的紧固螺钉。每个紧固件FS优选地被捕获到安装基座B中。如图2所示，当安装基座B安装在基板P上的操作位置处时，每个紧固件FS前进到第一通道30的开口狭缝34中并与第一通道30的开口狭缝34螺纹啮合或以其它方式啮合，以将安装基座B固定地固定至基板P上。所示出的紧固件FS以螺纹啮合与第一通道30的狭缝34啮合，但可以可替选地通过诸如直角转动闩锁、搭扣配合、摩擦配合或任何其他合适的机械啮合的闩锁连接与狭缝34啮合。
如上所述，侧壁30a、30b包括用于与螺纹或者紧固件FS的其他部分啮合的可选的肋或沟槽30g。还参照图4，当紧固件FS与基板P啮合时，它在安装基座B与基板P之间提供电接地路径，基板P本身连接至底盘接地或其他接地路径。在所示出的实施方式中，金属环FSR围绕每个紧固件FS同轴定位，并且在印刷电路板PCB与基板P的第一通道30之间被压缩或捕获，以将印刷电路板PCB电连接至基板P，以提供所需的接地路径。
现在另外参照图5和图6，安装基座B各自包括用于当安装基座B可操作地固定至基板P时固定第一安装基座B1和第二安装基座B2相对于彼此沿X轴的位置的结构。特别地，每个安装基座B包括位于其相对的第一侧边缘120和第二侧边缘122上的突出螺柱D和狭缝T。第一侧边缘120和第二侧边缘122中的一个包括突出螺柱D(在所示出的实施方式中为第一边缘120)，并且第一侧边缘120和第二侧边缘122中的另一个包括狭缝T(在所示出的实施方式中为第二边缘122)。螺柱D和狭缝T在上边缘124与下边缘126之间彼此对准，并且它们被定制成尺寸和形状为使得当第一安装基座和第二安装基座连续地连接至基板P时，螺柱D可容纳在狭缝T中。
更具体地，螺柱D包括相对于中心轴线CX垂直延伸的柄部D1。每个螺柱D还包括位于柄部D1的外端处的与安装基座左边缘120间隔开的扩大头部D2。每个狭缝T包括适于容纳螺柱D的柄部D1的狭窄的第一部分T1和适于容纳螺柱的扩大头部D2的较宽的第二部分T2。螺柱D的扩大头部D2不适合穿过狭缝T的狭窄的第一部分T1。在其中狭缝T位于安装基座B的第二侧边缘122上的所示出的实施方式中，狭缝的第一部分T1和第二部分T2开口通过第一安装的“上游”安装基座B(本文中示为安装基座B1)的前面FF，使得当使下游安装基座B2沿安装方向D1枢转到其操作位置时，从相邻的第二“下游”安装基座B(本文中示为安装基座B2)的第一侧边缘120向外突出的螺柱D通过前面FF中的开口可滑动地容纳在狭缝T中，以设置成与先前安装的上游安装基座B1相邻。螺柱D的扩大头部D2相对于沿系统S的X轴的横向移动被捕获在狭缝T中，狭缝T将第一安装基座B1和第二安装基座B2相对于X轴移动连接或捕获在一起，使得它们不能彼此被拉开。如果螺柱D和狭缝T的位置颠倒，则狭缝T将通过下游安装基座B的后面FR开口，以容纳先前安装的上游安装基座B的螺柱D。在任一情况下，狭缝T被定位成当下游安装基座B2相对于先前安装的上游安装基座B1在Y-Z平面中沿安装方向D1枢转时容纳螺柱D，从而将第一安装基座B1和第二安装基座B2相对于沿X轴的移动连接在一起，以确保相邻安装的安装基座B1、B2的相应侧边缘122、120保持彼此邻近，并且不能沿X轴彼此间隔开。当相邻的第一安装基座B1和第二安装基座B2的螺柱D和狭缝T啮合时，安装基座B1、B2除了在Y-Z平面中相对于彼此旋转之外在所有方向上相对于彼此都固定就位。本发明并不旨在限于在所示出的实施方式中公开的螺柱D和狭缝T的形状，并且可以可替选地使用实现相同结果的其他形状。
如上所述，每个安装基座B还包括第一电连接器C1和第二电连接器C2，所述第一电连接器C1和第二电连接器C2将相邻的上游安装基座B1和下游安装基座B2物理地连接和电连接在一起，以建立穿过可操作地互连以构成通过连续互连的相邻安装基座B行进的背板数据/电力传输电路BK(图1和图7)的相邻安装基座B的背板电路BK(图7)。图7提供了示出与第一(上游)安装基座B1的第二连接器C2物理地和电气地配合的第二(下游)安装基座B2的第一连接器C1的大幅放大的视图。如本文所示，第一连接器C1被定位成邻近每个安装基座B的第一侧边缘120并且第二连接器C2被定位成邻近每个安装基座B的第二侧边缘122，但是在替选实施方式中这些位置可以颠倒。连接器C1、C2包括当第一连接器C1和第二连接器C2如图7所示配合时而配合的相应的电触头K。第一连接器C1和第二连接器C2沿X轴彼此间隔开，并且在它们沿Y轴和Z轴的相应位置方面彼此对准。第一连接器C1和第二连接器C2也在Y轴位置处与通道凹部130的交叠对准，并且与在Y轴位置方面与紧固件FS对准，即，紧固件FS的旋转轴线FSX与通道凹部130相交并且每个连接器C1、C2的Y轴位置与通道凹部130的Y轴位置至少部分地交叠或重合。垂直于Y轴并且包括紧固件FS的旋转轴线FSX的参考平面RP(图2)将与通道凹部130、第一通道30的狭缝34以及第一连接器C1和第二连接器C2都相交。将基板P的第一通道30至通道凹部130中的紧密配合容纳以及紧固件FS和第一通道30的啮合与第一通道30、通道凹部130、紧固件FS以及第一连接器C1和第二连接器C2之间的对准进行结合有助于使第一连接器C1和第二连接器C2相对于基板P以及相对于与第一连接器C1和第二连接器C2配合的任意相邻连接器的任何不期望的移动最小化。
第一连接器C1和第二连接器C2成形为且将尺寸定制成使得当第二下游安装基座B2相对于先前已经安装在基板P上的上游安装基座B1枢转时，它们可以通过在Y-Z平面中相对于彼此的移动而配合或分离，但是第一连接器C1和第二连接器C2被构造成使得它们不能彼此分离或通过沿X轴或Y轴的相对移动而脱离。当第一连接器C1和第二连接器C2如图7所示可操作地配合时，第一连接器C1和第二连接器C2(以及它们分别连接的安装基座B2、B1)相对于沿X轴和Y轴的移动相对于彼此固定就位。
一般而言，通过形成具有下述相应结构的第一连接器C1和第二连接器C2来实现该结果：当连接器C1、C2配合时第一连接器C1和第二连接器C2彼此啮合以防止第一连接器C1与第二连接器C2之间沿X轴或Y轴的相对移动，但允许第一连接器C1与第二连接器C2之间沿Z轴的相对移动以及它们在Y-Z平面中相对于彼此旋转时的相对移动。在所示出的实施方式中，该结果和这些配合结构通过以下方式获得：将第一连接器和第二连接器中的一个(如本文所示的第一连接器C1)形成为具有从连接器主体C1B在沿Y轴的相反方向上向外突出的至少一个并且优选地第一凸缘CF和第二凸缘CF；以及将第一连接器和第二连接器中的另一个(如本文所示的第二连接器C2)形成为具有从连接器主体C2B向外突出并且适于通过第一连接器C1和第二连接器C2在Y-Z平面中的相对移动容纳并保持相应的连接器凸缘CF的相应数目的连接器钩CH。当第一连接器C1和第二连接器C2配合时，每个连接器凸缘CF被捕获在连接器钩CH的狭缝CS中，使得第一连接器C1和第二连接器C2可能只能通过Y-Z平面中的旋转运动彼此脱离。
在使用中，第一或上游安装基座B1通过首先将其安装凸片MT插入安装凹部56中并且然后使安装基座B沿安装方向D1枢转直到基板P的第一通道30完全放置在安装基座B1的通道凹部130中而连接至基板P。将螺钉或其他紧固件FS引入至第一通道30的狭缝34中以将安装基座固定至基板P并且可选地完成接地路径(或者可以延迟该紧固件固定步骤直到所有安装基座B安装在基板P上)。将第二或下游安装基座B2以相同的方式安装成邻近先前安装的第一或上游安装基座B1，并且使得第二或下游安装基座B2的突出螺柱D容纳在上游或第一安装基座B1的狭缝T中(或者，在螺柱D和槽T的位置颠倒的情况下，使得上游或第一安装基座B1的突出螺柱D容纳在第二或下游安装基座B2的狭缝T中)并且使得第二/下游安装基座B2的第一连接器C1与第一/上游安装基座B1的第二连接器C2物理地和电气地配合。一旦螺柱D在狭缝T中啮合，第二模块B2仅在Y-Z平面中沿第一旋转方向D1和第二旋转方向D2可移动。如上所述，紧固件FS与基板P啮合，以将安装基座B1、B2固定至基板，并且确保每个安装基座B1、B2与基板P电接地。
本安装系统S因此提供了一种当安装基座B安装在基板P上时逐渐消除每个安装基座B的移动自由度的结构和方法，首先通过当安装凸片MT与安装钩50啮合时固定Y轴位置，以及接下来通过当螺柱D与其对应的狭缝T啮合时固定X轴位置，以及最后通过当安装基座与基板P完全啮合并且与基板P邻接时固定Z轴位置。此外，如上所述的第一电连接器C1和第二电连接器C2的物理互连确保了通过连接器C1、C2的触头K的电力和/或数据的可靠连接，以提供可靠的背板电路BK。
在前面的说明书中，已经参照附图描述了各种实施方式。然而，明显的是，在不脱离如在所附权利要求书中阐述的本发明的较宽范围的情况下，可以对各种实施方式进行各种修改和改变，并且可以实现另外的实施方式。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种电子模块安装系统，包括：
基板，其包括：
主壁，其包括相对的第一面和第二面；
沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端；
在所述左端与所述右端之间延伸并使所述左端与所述右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘沿Y轴彼此间隔开；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的第一通道；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的安装腿部，所述安装腿部相对于所述第一面布置成使得在所述安装腿部与所述第一面之间限定有安装凹部，所述安装腿部与所述基板的所述第一边缘间隔开；连接至所述基板的模块安装基座，所述安装基座包括：
从所述安装基座向外突出的至少一个安装凸片，所述安装凸片位于所述基板的所述安装凹部中；
前面，其适于容纳并保持相关联的电子模块；
后面，其被定位成与所述前面相对并且被设置成邻近所述基板主壁的所述第一面，所述安装基座的所述后面包括位于其中的通道凹部，所述通道凹部在所述安装基座的相对的左边缘与右边缘之间延伸，其中，所述第一通道位于所述通道凹部中；
被定位成邻近所述安装基座的所述左边缘的第一电连接器；
被定位成邻近所述安装基座的所述右边缘的第二电连接器；
所述第一电连接器和所述第二电连接器彼此对准，并且所述第一连接器和所述第二连接器中的每一个的Y轴位置与所述通道凹部的Y轴位置至少部分地交叠；
延伸穿过所述第一安装基座并且与所述通道凹部相交的至少一个紧固件，所述至少一个紧固件与所述基板的所述第一通道啮合。
2.根据权利要求1所述的电子模块安装系统，其中，所述至少一个紧固件绕平行于被设置成与所述X轴和所述Y轴两者垂直的Z轴的旋转轴旋转，并且其中，所述第一连接器和所述第二连接器沿所述X轴彼此间隔开并且相对于所述Y轴和所述Z轴彼此对准，使得被设置成垂直于所述Y轴并且包括所述紧固件旋转轴的参考平面将与所述通道凹部、所述第一通道的所述狭缝以及所述第一连接器和所述第二连接器都相交。
3.根据权利要求2所述的电子模块安装系统，其中，所述模块安装基座还包括印刷电路板，并且其中，所述模块安装基座还包括围绕所述至少一个紧固件同轴定位的套环，其中，所述套环被捕获在所述基板的所述第一通道与所述印刷电路板之间，使得所述套环提供在所述印刷电路板与所述基板之间的电接地路径。
4.根据权利要求1所述的电子模块安装系统，其中，所述基板包括单件式金属结构，并且其中，所述第一通道包括间隔开的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁从所述主壁向外突出并且平行于所述X轴延伸，使得在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间限定有第一开口狭缝，其中，所述至少一个紧固件的一部分位于所述第一开口狭缝中。
5.根据权利要求4所述的电子模块安装系统，其中，所述第一通道的所述第一侧壁和所述第二侧壁包括彼此远离取向的相应外面，其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个的外面包括从所述外面向外突出的肋，所述模块安装基座包括弹性夹，所述弹性夹与所述肋啮合以将所述安装基座可释放地捕获到所述基板。
6.根据权利要求5所述的电子模块安装系统，其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁的外面包括从所述外面向外突出的相应的第一肋和第二肋，并且其中，所述第一模块安装基座包括第一弹性夹和第二弹性夹，所述第一弹性夹和所述第二弹性夹分别与所述第一肋和所述第二肋啮合以将所述安装基座可释放地捕获到所述基板。
7.根据权利要求1所述的电子模块安装系统，其中，所述基板的所述安装腿部被定位成与所述第一边缘相比较靠近所述基板的第二边缘，并且其中，所述第一通道与所述安装腿部间隔开并且被定位成较靠近所述基板的所述第一边缘。
8.根据权利要求1所述的电子模块安装系统，其中，所述模块安装基座还包括从所述左边缘和所述右边缘中的一个向外突出的螺柱，并且包括被定位在所述左边缘和所述右边缘中的另一个中的狭缝，其中，所述螺柱适于与第一相关联的相邻模块安装基座啮合，并且所述狭缝适于与第二相关联的相邻模块安装基座啮合。
9.根据权利要求1所述的电子模块安装系统，其中，所述第一电连接器和所述第二电连接器中的一个包括至少一个凸缘并且所述第一电连接器和所述第二电连接器中的另一个包括至少一个相应的钩，使得所述第二连接器适于与第一相邻的相关联的连接器物理地和电气地配合并且所述第一连接器适于与第二相邻的相关联的连接器物理地和电气地配合，并且其中，所述第一电连接器和所述第二电连接器分别适于通过包括所述Y轴和所述Z轴两者的Y-Z参考平面中的相对移动与所述第二相邻的相关联的连接器和所述第一相邻的相关联的连接器连接。
10.一种电子模块安装系统，包括：
基板，其包括：
主壁，其包括相对的第一面和第二面；
沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端；
在所述左端与所述右端之间延伸并使所述左端与所述右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘沿Y轴彼此间隔开；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的第一通道；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的安装腿部，所述安装腿部相对于所述第一面布置成使得在所述安装腿部与所述第一面之间限定有安装凹部，所述安装腿部与所述基板的所述第一边缘间隔开；
连接至所述基板的第一模块安装基座和第二模块安装基座，所述第一安装基座和所述第二安装基座中的每一个包括：
从所述安装基座向外突出的至少一个安装凸片，所述安装凸片位于所述基板的所述安装凹部中；
前面，其适于容纳并保持相关联的电子模块；
后面，其被定位成与所述前面相对并且被设置成邻近所述基板主壁的所述第一面，所述安装基座的所述后面包括位于其中的通道凹部，所述通道凹部在所述安装基座的相对的左边缘与右边缘之间延伸，其中，所述第一通道位于所述通道凹部中；
被定位成邻近所述安装基座的所述左边缘的第一电连接器；
被定位成邻近所述安装基座的所述右边缘的第二电连接器；
所述第一电连接器和所述第二电连接器彼此对准，并且所述第一连接器和所述第二连接器中的每一个的Y轴位置与所述通道凹部的Y轴位置至少部分地交叠；
与所述通道凹部相交的至少一个紧固件，所述至少一个紧固件与所述基板的所述第一通道啮合。
其中，所述第一安装基座包括螺柱和狭缝中的邻近所述第一安装基座的所述右边缘的一个，并且所述第二安装基座包括所述螺柱和所述狭缝中的邻近所述第二安装基座的所述左边缘的另一个，并且其中，所述第一安装基座和所述第二安装基座中的一个的所述螺柱位于所述第一安装基座和所述第二安装基座中的另一个的所述狭缝中，并且相对于沿所述X轴的移动被捕获在所述狭缝中，使得所述第一安装基座和所述第二安装基座被限制成抵抗沿所述X轴的相对于彼此的移动；并且
其中，所述第二安装基座的所述第一连接器与所述第一安装基座的所述第二连接器机械地和电气地配合，使得所述配合的第一连接器和第二连接器被限制成抵抗沿所述X轴和所述Y轴两者的相对于彼此的移动。
11.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，对于所述第一模块安装基座和所述第二模块安装基座两者，所述至少一个紧固件绕平行于被设置成与所述X轴和所述Y轴两者垂直的Z轴的旋转轴旋转，并且其中，所述第一连接器和所述第二连接器沿所述X轴彼此间隔开并且相对于所述Y轴和所述Z轴彼此对准，使得被设置成垂直于所述Y轴并且包括所述紧固件旋转轴的参考平面将与所述通道凹部、所述第一通道的所述狭缝以及所述第一连接器和所述第二连接器都相交。
12.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，所述基板包括单件式金属结构，并且其中，所述第一通道包括间隔开的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁从所述主壁向外突出并且平行于所述X轴延伸，使得在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间限定有第一开口狭缝，其中，所述第一安装基座和所述第二安装基座中的每一个的所述至少一个紧固件的一部分位于所述第一开口狭缝中。
13.根据权利要求12所述的电子模块安装系统，其中，所述第一通道的所述第一侧壁和所述第二侧壁包括彼此远离取向的相应外面，其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个的外面包括从所述外面向外突出的肋，所述第一模块安装基座和所述第二模块安装基座包括相应的弹性夹，所述相应的弹性夹被定位成邻近所述通道凹部并且与所述基板的所述肋啮合。
14.根据权利要求13所述的电子模块安装系统，其中，所述第一侧壁和所述第二侧壁的外面包括从所述外面向外突出的相应的第一肋和第二肋，并且其中，所述第一模块安装基座和所述第二模块安装基座各自包括第一弹性夹和第二弹性夹，所述第一弹性夹和所述第二弹性夹被定位成邻近所述通道凹部并且分别与所述基板的所述第一肋和所述第二肋啮合。
15.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，所述基板的所述安装腿部被定位成与所述第一边缘相比较靠近所述基板的第二边缘，并且其中，所述第一通道与所述安装腿部间隔开并且被定位成较靠近所述基板的所述第一边缘。
16.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，所述第一连接器和所述第二连接器中的一个包括钩，并且所述第一连接器和所述第二连接器中的另一个包括凸缘，并且其中，所述配合的第一连接器和第二连接器通过所述钩与所述凸缘的啮合而被限制成抵抗沿所述X轴和所述Y轴两者的移动。
17.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，所述第一连接器和所述第二连接器中的一个包括第一钩和第二钩，并且所述第一连接器和所述第二连接器中的另一个包括第一凸缘和第二凸缘，并且其中，所述配合的第一连接器和第二连接器通过所述第一钩和所述第二钩与所述第一凸缘和所述第二凸缘的相应啮合而被限制成抵抗沿所述X轴和所述Y轴两者的移动。
18.根据权利要求16所述的电子模块安装系统，其中，当所述第二安装基座的所述至少一个紧固件仅通过使所述第二安装基座绕位于所述安装凹部中并且平行于所述X轴延伸的枢转轴枢转而从所述基板脱离时，所述第二安装基座相对于所述第一安装基座选择性地可手动移动。
19.根据权利要求10所述的电子模块安装系统，其中，当所述第二安装基座的所述至少一个紧固件仅通过使所述第二安装基座绕位于所述安装凹部中并且平行于所述X轴延伸的枢转轴枢转而从所述基板脱离时，所述第二安装基座相对于所述第一安装基座选择性地可手动移动。
20.一种安装电子模块安装基座的方法，所述方法包括：
提供基板，所述基板包括：
主壁，其包括相对的第一面和第二面；
沿X轴彼此间隔开的相对的左端和右端；
在所述左端与所述右端之间延伸并使所述左端与所述右端互连的相对的间隔开的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘沿Y轴彼此间隔开；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的第一通道；
相对于所述主壁的所述第一面向外突出的安装腿部，所述安装腿部相对于所述第一面布置成使得在所述安装腿部与所述第一面之间限定有安装凹部，所述安装腿部与所述基板的所述第一边缘间隔开；
将第一模块安装基座连接至所述基板；
将第二模块安装基座连接至邻近所述第一模块安装基座的所述基板，其中，所述第一模块安装基座和所述第二模块安装基座两者包括适于容纳并保持至少一个电子模块的前面；
将所述第二模块安装基座连接至所述基板的步骤包括：
将所述第二模块安装基座的安装凸片插入所述基板的所述安装凹部中；
使所述第二模块安装基座绕位于所述安装凹部中的枢转轴朝向所述基板枢转，使得从所述第一安装基座和所述第二安装基座中的一个向外突出的螺柱容纳在形成于所述第一安装基座和所述第二安装基座中的另一个中的狭缝中；
另外使所述第二模块安装基座绕所述枢转轴朝向所述基板枢转直到：(i)所述第二安装基座的后面与所述基板邻接；(ii)所述基板的所述第一通道容纳在位于所述第二安装基座的所述后面的通道凹部中；以及(iii)所述第二模块安装基座的第一电连接器与所述第一安装基座的第二电连接器物理地和电气地配合，使得所述第一电连接器和所述第二电连接器限制所述第一安装基座和所述第二安装基座以及所述第一电连接器和所述第二电连接器沿所述X轴和沿所述Y轴的相对于彼此移动。
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