专利名称：计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，属于计算机硬磁盘进行切换或转换的技术领域。
传统上的计算机的硬磁盘驱动器对于特定的系统设置是唯一并常驻不变的。一旦硬磁盘在计算机内安装设置完毕，操作系统的设置将保持不变，直到重新安装或换装新的硬磁盘。由于涉及打开机箱拆除及重新连接各种电缆，安装硬磁盘是一件很烦琐的工作。
出于各种需要，很多现代计算机使用多于单个硬磁盘有时是用于数据备份，有时是用于大容量文件的可移动性存储介质，有时是用于硬磁盘测试目的。也有越来越多的用户在同一计算机内使用复数硬磁盘执行不同的任务，如运行不同操作系统，使用不同的语言环境，运行某些专用程序等。当数名使用者共用一台计算机时，每人专用的硬磁盘可以保证私密性，方便每个使用者各自专有的系统设置及应用程序搭配，也可以避免某一使用者误操作造成软件设置混乱而导致系统不能工作。所有以上这些应用都需要方便有效地实现不同硬磁盘之间的切换。
美国专利5563767介绍了一种抽屉型硬磁盘适配器，通过可移动支架抽出并交换硬磁盘。使用者只需要在安装适配器时一次开机箱和内布线，以后每次拆装或交换硬磁盘就可通过抽出或插入专用的硬磁盘盒来实现。这种装置适合于单一内置硬磁盘撤除和交换方式。在此方式下备用硬磁盘物理脱离计算机，并于再次插入计算机之前不能使用。除数据备份应用外，这种交换方式对于其他前述应用所要求的方便而频繁的内置复数硬磁盘之间的切换或转换并不适用。而且，上述交换使适配器还有插接键在长期使用后磨损而造成硬磁盘误操作的可能。一旦磨损发生，整个适配器必须废弃换装。
中国专利94206530提出了一种多磁盘选择器，其特征是使用电子隔离负载电路和继电器对连接于一个IDE界面的复数硬磁盘之一实现选择启动。这种选择器只考虑了有效使用内置复数硬磁盘多种可能性中最简单的一种情况。而且，该专利使用相对复杂的电子方式及电子元器件增加了装置实现的技术难度和成本，从而限制了方案的可行性。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关。以在不打开机箱及不抽离备用硬磁盘的条件下实现计算机复数内置硬磁盘的切换或转换，对计算机内置复数硬磁盘的有效使用提供一组全面的、简单易行的解决方案。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到本实用新型提供一组开关装置，用以在不打开机箱及不抽离备用硬磁盘的条件下实现计算机内置复数硬磁盘的使用状态切换或转换。根据本实用新型采取的实现方式，该开关装置包括至少一个系统接口，以通过IDE电缆连接到计算机的IDE介面；复数硬磁盘接口，以通过IDE电缆以并联方式连接到计算机内装的各个硬磁盘；处于工作状态的系统接口及硬磁盘之间的导通开关；以及把该开关安装于计算机前面板或后部接线区的固定件。
本实用新型所称的“切换”是指选择启动连接于单一IDE界面的复数内置硬磁盘中的一个进入工作状态而使其余硬磁盘置于休止状态；“转换”是指连接于两个IDE界面的两个工作状态的硬磁盘之间的连接交换和功能交换。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到本实用新型中连接系统和硬磁盘接口及引向开关的电缆包括接往数据接口的IDE数据电缆和接往电源接口的四线电源电缆。根据不同的实现方式，可以实施两种不同的开关机制。电源开关机制可用于选择和启动复数硬磁盘之一作为工作盘而其他盘置于休止状态。在此实现方式下系统和所有内置硬磁盘的数据接口由一条IDE电缆并联连接，系统和所有硬磁盘电源接口的接地端由电源电缆中的两条接地线并联连接。电源电缆中的另外两条供电线经由一个双通道多路开关连接系统和硬磁盘电源接口的供电端。该开关用于实现由系统电源接口引出的供电线与由选定唯一的硬磁盘电源接口引出的供电线之间的电气连通。当开关进入一种连接状态时，向选定硬磁盘供电线提供电源的电路形成回路，由系统电源接口供应的电流通过开关装置流向选定唯一的硬磁盘使之进入工作状态。在这种电源开关机制下，计算机的IDE界面在IDE电缆并联连接的复数硬磁盘中只辨认被供电而进入工作状态的选定唯一操作盘。其他并联于IDE电缆的硬磁盘被计算机系统旁路通过，不起作用。
上述电源开关机制实现方式中的开关器件可以是简单的双通道多位滑动或旋转开关，特制的电子开关或双通道多位导通型连接器插件。其中，导通型连接器插件构成分体式开关器件的机外部分，其作用是在插入时接通作为开关机内部分的插座件上预设的断路。该导通型连接器可通过导通位置的适当编码实现对每一特定硬磁盘的专有硬件钥匙功能，即每一硬磁盘只能被唯一的导通组合启动。该功能可用于计算机的授权标识，提供对于特定硬磁盘中重要数据的保护及防止对于特定硬磁盘的非授权使用。
如果需要将上述休止硬磁盘之一被计算机的另一IDE界面识别和控制而成为数据记录或备份盘，则需使用全通道数据开关机制。在这一开关模式下，所涉及的内置硬磁盘电源接口由四线电源电缆并联连接于系统电源接口并均等供电。数据线的转换通过每对特定系统接口和硬磁盘接口组合的40线IDE数据电缆间的一对一导通来实现。对于普通计算机中可用的两个IDE界面，每一特定时刻需要两对全通道导通连接器来完成IDE界面与复数内置硬磁盘中任意两个的电气连接。在实用可行的实现方式中，每一IDE-硬磁盘数据线对之间可使用八十通道导通连接的卡式或插头式开关器件，或特殊设计的具有八十通道滑动或旋转开关。
为了避免在计算机系统工作时硬磁盘开关装置的误操作引起硬磁盘损伤和功能失调，本实用新型使用安全自锁装置保证当计算机电源未关闭之前硬磁盘开关器件不可操作。该自锁装置是一个优先级别高于硬磁盘开关器件的附加系统电源开关。它保证硬磁盘开关装置的每次动作在系统电源关闭后实施。一种方便的实现方式是罩在硬磁盘开关器件上的门形翻转盖板。当盖板合上时，接通自锁开关及与之串接的系统电源，使硬磁盘开关器件的当前状态有效。当盖板打开时，自锁开关断路同时切断系统电源，计算机处于关机状态，可以安全切换硬磁盘。为了实现更有效的自锁，可以使用由电磁力驱动的自锁销钉在系统电源开启后将盖板机械锁定。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是电源开关机制实现方式的线路图。用于切换连接于一个IDE界面的3个硬磁盘。
图3是图2中所描述实现方式的安装图。显示一个IDE界面对两个内置硬磁盘的连接和部件构成，以及位于计算机前面板5.25英寸扩展槽盖板和后部接线区卡式扩展槽金属盖片上的开关器件。
图4是图2中所描述实现方式的安装图。显示一个IDE界面对两个内置硬磁盘的连接和部件构成，以及位于前面板5.25英寸扩展槽盖板上的卡式跳线型连接器开关器件，包括插座和专属于硬磁盘之一的特定编码插卡。
图5是数据开关机制实现方式的线路框图。用于实现两个IDE界面和两个硬磁盘之间的转换。
图6是图5中所描述实现方式的安装图。显示布线分配卡上的连接和部件构成及位于计算机前面板5.25英寸扩展槽盖板上的转换插座-插件组合及其工作状态图示。
图7是门形翻转盖板式电源自锁装置和电磁驱动的自锁销钉的装配和原理图。
本实用新型下面将结合附图作进一步说明如图1所示本实用新型涉及的装置包括复数硬磁盘接口1和单个或两个系统接口2。这些接口接往布线分配卡3，其延长线连接到开关4。开关4是一个多通道导通连接器，用于导通指定的系统和磁盘接口。开关4可由自锁装置6实现自锁，以防止计算机通电时开关4的误操作。开关4启动指示灯5以示明当前工作的硬磁盘。开关4可由传统的机械方式，如滑动或旋转开关构成，也可由电子开关电路构成。开关4也可以采取插件式分体开关形式如插座和印制版导通卡7，其作用是在插入时导通指定的系统和磁盘进口。指示灯可采用普通发光二极管。
如图2所示本实用新型实际可行的实现方式之一使用电源开关机制的切换型开关装置的线路图。该装置包括三个硬磁盘接口1A，1B，1C及一个系统接口2。每一接口由数据接点和电源接点组成。数据接点及数据电缆8为普通的IDE电缆，将三个硬磁盘数据接口并接于IDE界面数据接口。电源电缆和接点通过系统电源接口11连接于供电插头10以向硬磁盘提供电力。由电源接口11引出的电源电缆由两条分别为+5伏和+12伏的双动力线12和双接地线13组成。
本实现方式的开关功能由开关4实现，该开关通过其双通道导通连接器18上的导通接点使通往选定盘的供电电路选择性接通。在实际电路中，每一硬磁盘电源接口的双接地线13通过系统电源接口11以并联方式连接于机内供电插头10。通往硬磁盘电源接口的双动力线14连接于开关4上的选择接点组16。来自系统电源接口的双动力线15连接于开关4上的公共接点组17。当切换选定硬磁盘为工作盘时，双通道导通连接器18使通往硬磁盘电源接口的双动力线14和来自系统电源接口的双动力线15导通从而对该盘供电。指示灯19及其驱动电路串接于双动力线14中的+5伏动力线，当系统对选定切换硬磁盘供电时发光显示。
如图3所示表明了一种切换型，电源开关机制下实际可行实现方式的构成。布线分配器20用于整齐地排布和固定各动力线对。由系统接口2引出的双接地线13通过布线器20以并联方式连接硬磁盘1A和1B，而由系统接口2引出的双动力线12A和12B及通往硬磁盘1A，1B的双动力线15A和15B经布线器20定位后连接至普通的滑动开关4。由系统接口2引出的双动力线15的延长线连接于滑动开关4的公共端，通往硬磁盘1A，1B的双动力线的延长线连接于滑动开关的两个选择端。滑动开关4在每一特定时刻只能将系统电源双动力线15选择接通至硬磁盘1A或1B的双动力线12A或12B二者之一。开关4串接对应于两个硬磁盘的两个发光二极管指示灯19用于指示当前工作的硬磁盘。作为用户界面，开关4和发光二极管19安装在5.25英寸扩展槽盖板21上，开关4穿过方孔22，发光二极管19穿过各自的圆孔23。它们也可以安装在计算机后部接线区卡式扩展槽金属盖片24上。当选定硬磁盘1A或1B的电源线与系统电源双动力线15连接时，其串联发光二极管发光显示。
如图4所示表明了一种使用卡式开关插件的实现方式。在这一实现方式中，使用导通接点对数多于可能控制状态数的插接件组合代替前段所述的滑动开关。当可能控制状态为系统接口连接至两个硬磁盘接口之一时，开关插件组合可使用导通接点多于二对的印制条状导体及PCB插座，或使用普通九针插头插座组合。图2中所描述的开关4上的双通道导通连接器18由分体式的导通连接部件如PCB卡或九针插头25代替。因为插座件上的导通接点对数大于控制状态数，动力线与导通接点的连接可以取多种组合。在图示实例中导通连接器27上接点28的连线29必须与插座件24上设定的连接组合相匹配才能接通系统接口至选定硬磁盘接口的供电电路。对于每一硬磁盘可在插座件上设定其专有的连线组合，则与之唯一匹配的插头件可用作该硬磁盘的标识开关。为了保持其独特性和专有性，插头件上的连线组合29应予加密和固化。图中的PCB卡27上的连线29由塑料片或环氧树脂26永久封装。插座件24也可以采用双卡形式，其预置或缺省硬磁盘可由一片常驻薄型卡上的连接组合接通。当需要切换工作硬磁盘时，在常驻卡和插座件接触簧片之间插入选定硬磁盘的标识卡使预置或缺省连接断开并由标识卡接通新的选定硬磁盘的供电电路。
如图5所示根据本实用新型原理使用全通道数据开关机制的转换型开关装置框图，用于实现操作系统盘与数据盘之间的功能转换。该开关装置包括两个硬磁盘接口1A和1B及两个系统接口2A和2B，由IDE数据电缆直接或经由布线器连接至转换插座4。转换插座4和转换插件7有平行或交叉两种不同的连接状态。在平行连接时，硬磁盘系统接口1A连接系统接口2A或IDE1，硬磁盘系统接口1B连接系统接口2B或IDE2。在交叉连接时，上述连接组合交换成为硬磁盘系统接口1A连接系统接口2B或IDE2，硬磁盘系统接口1B连接系统接口2A或IDE1。由于IDE1是计算机的预置或缺省启动盘界面，上述连接交换实现了启动盘的转换。通过适当电路，转换插件7可以启动指示灯5显示当前启动盘名。转换插座也可置于自锁保护之下。
如图6所示一种全通道数据开关机制的转换型开关装置及其实际可行实现方式的构成。硬磁盘接口1A，1B和系统接口2A，2B通过硬磁盘接口插座31A，31B和系统接口插座32A，32B连接于布线板30。通过布线板上的印制电路，31A和接点阵列33A的每一对应接点连通，31B和接点阵列33B的每一对应接点连通。作为一种实用的实现方式以上连通可由利用四十线IDE数据电缆及对应连接件完成。布线板安装在5.25英寸扩展槽盖板型固定件34上并置于计算机前面板。固定件34上开有为转换插座4准备的通孔35及为指示灯36准备的通孔37。在通孔37的两端各留一缺口38，用于安装微动开关39和40，并为转换插件的插入定位。在布线板30的另一面插座41A，41B，42A，42B分别为硬磁盘接口插座31A，31B和系统接口插座32A，32B的延长端。43A，43B为接点阵列33A，33B的延长端，与41A，41A呈交叉位置，41AB，42AB和43AB插座组合组成转换插座4。转换插件7由插接件阵列45组成，它可以插入插座列41AB，42AB，43AB中的任意两列，其八十通道导通连接器46接通该两列数据回路。当插接件阵列45位于插入状态时，其一端的突出部47通过缺口38压下微动开关39和40之一，接通当前启动盘指示灯。插接件阵列的一侧是一电气无效插件48用于转换插件7的插入定位和未连接插座列的保护。盖板49是塑料或环氧树脂封装形成的转换开关保护外壳。
图6右下角的示意图对转换型开关装置的工作状态进行了描述。当转换插件7按照左侧的取向插入转换插座4时，转换开关装置进入平行连接。多路导通连接器46使左侧两列插座列，即41A到42A和41B到42B的电路接通，使之成为1A(硬磁盘1〕-31A-41A-46-42A-32A-2A(IDE1〕的完整数据回路。此时硬磁盘1连接于IDE1而成为启动盘。转换插件的突出部47触发微动开关39使启动盘指示灯在硬磁盘1位置发光显示。在同样过程下硬磁盘2连接于IDE2而成为数据盘或备份盘。当转换插件7旋转一百八十度按照示意图右侧的取向插入转换插座4时，转换开关装置进入交叉连接。多路导通连接器46使右侧两列插座列，即42A到43A和42B到43B的电路接通。因为33A，33B的所有接点分别与31A，31B的所有接点一对一连接，故完整数据回路成为1A(硬磁盘1〕一33A(31A〕-43A-46-42B-32B-2B(IDE2〕。此时硬磁盘1连接于IDE2而成为数据盘或备份盘。在同样过程下硬磁盘2连接于IDE1而成为启动盘。转换插件的突出部47触发微动开关40使启动盘指示灯在硬磁盘2位置发光显示。上述的转换插座和插件可采用普通的IDE连接器件或其他多通道导通连接器件如旋转开关。这些连接器件必须具有同时接通八十线路通道的能力。
本实用新型所涉及的切换型及转换型开关装置都是意图在计算机关机时实施切换或转换功能。硬磁盘供电状态下的开关误操作可能组成数据流失或硬磁盘损坏。为了防止这种误操作的发生，上述各种实现方式都可采用安全自锁装置。该自锁装置的作用是在硬磁盘切换或转换动作发生前将硬磁盘或整个计算机系统的电源关闭。换言之，只有当系统电源关闭时硬磁盘切换或转换开关才可操作，而当系统供电时硬磁盘切换或转换开关自动闭锁。
如图7所示描述一种实际可行的安全自锁装置实现方式。该装置由安装在装有开关或转换插座4的基板凹入部50上。透明翻转盖板51可通过轻提把手53沿旋转轴52向上打开。在与凹入部侧壁相接触的盖板底54上开有定位孔55和锁定孔56。凹入部底面的下部装有串联于系统电源和电磁销锁59的微动开关57，其接触顶杆58通过一小孔伸出凹入部底面。由图7a所示，当盖板打开时，微动开关接触顶杆58处于释放状态，系统电源断路。电磁销锁59的销钉60由于重力作用退至凹入部侧壁平面以下。当盖板闭合时，微动开关接触顶杆58被盖板底顶压处于闭合状态，系统供电电路处于可开通状态。在系统未供电前，与系统电源开关串接的电磁销锁59无电流通过，销钉60由于重力作用仍退至凹入部侧壁平面以下(图7b)。此时盖板底54由安装于凹入部底侧壁的弹簧滚珠组件61和定位孔55定位，并可随时再度打开。图7c示明，在系统供电后，与系统电源开关串接的电磁销锁59有持续电流通过，销钉60由于电磁力作用上升至凹入部侧壁平面以上并插入锁定孔56。此时盖板处于自锁状态，不能被打开。除非电源关闭，销钉60将一直保持锁定位置，以保证硬磁盘切换或转换开关装置的不可操作性。
所提供的附图仅具图示作用，并不定义本实用新型的局限或范围。
本实用新型相此已有技术比较具有以下有益效果1〕为有效利用计算机内置复数硬磁盘提供了全面可供选择的解决方案；2〕为通过复数内置硬磁盘有效利用和共享计算机硬件资源提供了新的解决方案；3〕提出了一种简单易行的用户识别和授权方案；4〕实现方式基于简单的机械装置，显著提高了方案的技术经济可行性。
权利要求1.计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，包括各系统接口，硬磁盘接口和开关器件之间数据电缆或电源电缆的连接，其特征在于该装置由下列部分组成单一或复数系统接口，包括数据和电源连接器并用于连接至系统IDE界面及系统电源电路；复数硬磁盘接口，包括数据和电源连接器并用于连接至内置硬磁盘的IDE插口和电源插口；安装于计算机前面板或后部接线区的可以方便操作的切换或转换开关器件。
2.基于权项要求1的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于系统接口连接于计算机的IDE1界面接口，其复数硬磁盘接口连接于同样数目的内置硬磁盘；系统接口和复数硬磁盘接口由数据电缆和电源电缆的接地线并联连接；由系统电源接口引出的双动力线连接于多位双通滑动开关的公共端，并通过开关位的切换选择性地连接至开关选择端上的选定工作硬磁盘的双动力线，从而接通对该盘的供电电路；所述滑动开关安装于计算机前面板扩展槽盖板或后部接线区卡式扩展槽金属盖片，可由使用者方便地操作。
3.基于权项要求1的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于一个系统接口连接于计算机的IDE1界面接口，复数硬磁盘接口连接于同样数目的内置硬磁盘；系统接口和复数硬磁盘接口由数据电缆和电源电缆的双接地线并联连接；由系统电源接口引出的双动力线连接于具有多位常开接点的PCB或针式插座件上的两个指定接点，由各个硬磁盘电源接口引出的双动力线一一连接于插座件其他指定接点；系统电源的双动力线接点通过分立PCB卡或针式插头上与上述连接组合相匹配的双通道连线选择性地连接至选定工作硬磁盘的双动力线接点，从而接通对该盘的供电电路；由于分立插件上的双通道连线对应于任一硬磁盘是独有的和唯一的，该插件成为该硬磁盘的标识硬件钥匙，其持有人成为唯一受权使用者；所述插口安装于计算机前面板扩展槽盖板或后部接线区卡式扩展槽金属盖片上，可由使用者方便操作。
4.基于权项要求1的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于两个系统接口连接于计算机的IDE1和IDE2界面接口，两个硬磁盘接口连接于两个内置硬磁盘；由系统接口引出的两条数据电缆连接于转换插座背端三排六组接点中的中间排两组；由硬磁盘接口引出的两条数据电缆连接于转换插座背端三排六组接点中的两端两排四组，其中一排是另一排以接点组为单位的位置互换；以同时导通两排四组接点的全数据通道导通连接器插件在两个IDE界面和两个硬磁盘间以既定的方式实现连接；每当插件改变位置时，计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关IDE界面与硬磁盘的搭配改变，从而实现每一硬磁盘由启动盘到数据盘的功能转换。
5.基于权项要求1或4的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于两个系统接口连接于计算机的IDE1和IDE2界面接口，两个硬磁盘接口连接于两个内置硬磁盘；由系统接口引出的两条数据电缆连接于全数据通道双位旋转开关的三排六组接点中的公共端一排两组；由硬磁盘接口引出的两条数据电缆连接于旋转开关三排六组接点中的选择端两排四组，其中一排是另一排以接点组为单位的位置互换；全数据通道双位旋转开关同时导通两排四组接点，在两个IDE界面和两个硬磁盘间以既定的方式实现连接；每当开关转动至两种选择之一时，IDE界面与硬磁盘的搭配改变，从而实现每一硬磁盘由启动盘到数据盘的功能转换。
6.基于权项要求2至5的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于切换或转换状态由计算机前面板或后部接线区固定件上安装的LED指示灯显示。
7.基于权项要求2至5的计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关，其特征在于切换或转换器件由安全自锁装置保护，以防止在系统通电状态下的误操作；自锁装置特指包括关闭时触发微动开关以接通系统供电电路的的透明盖板，以及系统通电后锁定透明盖板的电磁销锁。
专利摘要计算机复数内置硬磁盘的切换或转换开关,属于计算机硬磁盘进行切换或转换的技术领域。其特征是单一或复数系统接口,包括数据和电源连接器并用于连接至系统IDE界面及系统电源电路;复数硬磁盘接口,包括数据和电源连接器并用于连接至内置硬磁盘的IDE插口和电源插口;安装于计算机前面板或后部接线区的可以方便操作的切换或转换开关器件。其结构简单易行,可有效利用计算机内置复数硬磁盘、共享计算机硬件资源。
文档编号G06F3/00GK2399770SQ9924143
公开日2000年10月4日 申请日期1999年11月1日 优先权日1999年11月1日
发明者戴义生 申请人:戴义生