专利名称：用于设备单元保护换接的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及设备单元的保护换接，更确切地说，涉及在设备单元保护换接时将用户设备遭受的破坏减小到最低限度的方面。
采用备用的设备单元诸如插座、电路块之类来提高产品的可靠性，业已付诸实践。这种产品可靠性的提高，是根据对运行中的设备单元一旦发生故障时所进行的探测或根据对运行中设备单元由设备构架中的接插件上拆除时所进行的探测，而将可控的换接装置切换到备用的设备单元上来实现的。
已知的现有设备单元的保护换接装置，明确的目标是在开始设备单元的保护换接之前，根据该设备单元与其接插件完成脱离来撤换此设备单元的。设备单元在其接插件中的任何移动，均将引起有可能影响用户设备的传输误差。这在具有较高数字比特率的传输设备中是特别现实的。
在这些现有的设备单元保护换接装置中，影响设备单元的保护换接所需要的时间，直接取决于该设备单元由其接插件上拆除时的速度。如果设备单元拆除得快，则此保护换接要比设备单元拆除慢时发生得快一些。然而无论如何，在完成设备单元的保护换接之前的这段时间间隔，仍显得太长。在减小为完成设备单元的保护换接所需要的时间方面现有的尝试，主要目标是采用综合故障探测和分离算法。现有的这些算法均要求大量的处理时间和处理资源。
已知的现有设备单元保护换接装置的所有这些以及其它一些难题和局限性，根据本发明，通过可控地在运行中的设备单元从其接插件中拆除之前采取措施，以在该设备单元于其接插件中出现任何移位之前引发设备单元保护换接来加以克服。
在本发明的一个实施例中，一种设备单元锁紧装置及相关联的换接装置，有利于被用来产生一种指示，以表明运行中的设备单元正准备由其接插件上拆除。一旦此锁紧装置按引发设备单元拆除方式被移动，则相关联的开关便提供一个设备单元拆除指示信号，该信号被利用来引发从运行中的设备单元到闲置的备用设备单元的保护换接。此设备单元保护换接算法的操作，是使运行中的设备单元意于从其接插件上脱离而发生任何移位之前，接通对闲置的备用设备单元的保护换接。
在本发明的具体实施例中，诸如包括一个红外发射器及相关探测器的光传感器换接装置，可被用作相关联的开关。
本发明技术上的优点在于，从运行中的设备单元到备用的设备单元的保护换接，是在正被拆除的设备单元于发生任何移位之前完成的，因此，实际上被拆除的只是不再运行的设备单元。
在附图中，
图1为插入设备构架中的设备单元的剖面图;
图2为正准备从设备构架中拆除的设备单元的另一剖面图;
图3以简略的形式表示面板锁紧装置的一部分及相关联的换接装置电路图;
图4以简略形式表示采用了本发明的系统结构;
图5为说明利用本发明所采取的步骤的流程图，以及图6图示说明图5中步骤施加影响时的时间间隔。
图1表示可有利地被本发明所采用的设备单元锁紧装置及连带的换接装置的设备单元的剖面图。在该实例中所示的设备单元100，包括电路板101、面板102、锁紧装置103、锁紧夹104、调整块105、光发射器106和光探测器107。此外，电路板101在其一端包括多个适于插在由设备构架支承的相应接插件(图中未表示)中的接头(未示出)。锁紧装置103，譬如可经由过肩铆钉108以枢转形式安装在电路板101上的一枢转点处。所表示的设备构架的部分，包括其上带有U形凹槽110的上搁板109。锁紧夹104被固定在调整块105上，随后调整块105再被安装在电路板101上。锁紧夹104及调整块105的被安置成当设备单元100完全插入设备构架时，锁紧装置103处在关闭位置处。这对于在产生设备单元拆除指示信号中防止本发明的非故意性操作是特别重要的。本发明的这种非故意性操作，可能会由振动之类原因引起。
锁紧装置103包括第一操纵杆111，用来施加一个通常是由人手或手指施加的转动力。第二操纵杆112被表示为钩形，并且包括所谓的“靠模锁入”表面114及“靠模脱出”表面115。当设备单元100插入设备构架中时，靠模锁入表面114同U形凹槽110的后表面啮合;当设备单元100从设备构架中拔出时，靠模脱出表面115同U形凹槽110的前表面啮合。图1表示当设备单元100完全插入设备构架时，靠模锁入表面114和靠模脱出表面115间的相对位置。U形凹槽110在搁板109上的空间位置以及表面114和115间间隔的尺寸，对于带有包括光发射器106及光探测器107在内的相关换接装置的锁紧装置103的操作，是至关重要的，以便根据本发明可控地在运行中的设备单元100被拆除之前采取措施。
锁紧装置103还包括所谓的锁紧装置肋条116，在本实例中的实际规格及安置，是当设备单元100完全插入设备构架时，使由发射器106发出的光受屏蔽，即被阻挡而不为探测器107所探测到。这就是说，当锁紧装置103处在关闭位置时。值得注意的是，探测器107必须装在这样的位置，以使杂散光或不是由发射器106发出的光不能被探测到。对这种杂散光的探测，可能会引起非故意性的错误的设备撤换指示信号的产生，而且是特别不希望的。在本发明的这个实施例中，对于发射器106和探测器107优先采用的结构装置相应为红外发射器和红外探测器。再者，U形凹槽110、锁紧装置操纵杆112、靠模锁入表面114、靠模脱出表面115以及锁紧装置肋条116的尺寸规格定为，当设备单元100完全插在设备构架中时，正好使设备单元拆除指示信号的产生被阻止。应当注意，靠模脱出表面115的内表面和U形凹槽110的前表面之间的间隔，取决于操纵杆112，因而允许锁紧装置的肋条116有适当的移位，以便根据本发明的一个方面，让来自发射器106的光，在设备单元100于设备构架中出现任何移位之前就被探测器107探测到。
图2表示正准备从设备构架中拆除的设备单元100一部分的剖视图。再者，对以上涉及图1描述过的那些相同的元件，采用相同的编号，并不再作仔细描述。图2清楚地示出，U形凹槽110的尺寸规格及其在设备构架的搁板109上的位置，以及包括有靠模锁入表面114和靠模脱出表面115的操纵杆112的尺寸规格，是允许操纵杆111因而也允许锁紧装置的肋条116有足够的位移，以便根据本发明的一个方面，在设备单元100于设备构架中出现移位之前产生设备单元撤换指示信号。在本实例中的设备单元撤换指示信号，是靠探测器107探测到的从发射器106发出的光201来产生的。再参见图1，靠模脱出表面115的内表面与U形凹槽110的相邻前表面之间的距离，是容许锁紧装置的操纵杆111因而也容许锁紧装置的肋条116有适当的位移，是使设备单元撤换指示信号的产生能出现在设备单元100于设备构架中出现任何移位之前。
图3以简略的形式表示锁紧装置操纵杆一部分的细节以及相关联的换接装置电路图，该装置在本实例中被利用来产生设备单元撤换指示信号，以根据本发明实现设备单元的保护换接。具体说来，图中所表示的是包括锁紧装置肋条116在内的操纵杆111的一部分、光发射器106和光探测器107。在本实例中，当设备单元100完全插入设备构架及其接插件中时，光发射器106按某种方式接在电源上面，以便按公知的方式连续发出(红外)光。探测器107也经由电阻301接电压源及接参考电位，例如地电位。因而，探测器107的安排，是当它探测到来自发射器106的光时，一种电位跃迁阶跃即设备单元撤换指示信号，经缓冲放大器302被提供作为输出。缓冲放大器302具有滞后的传输功能，当锁紧装置的肋条116穿过探测器107的交叉点移动时，用来防止所谓的判定抖动。此设备单元撤换指示信号，例如可被提供给控制器之类以完成所需要的设备单元保护换接动作。正如前面指出过的那样，设备单元撤换指示信号的产生，是当锁紧装置的操纵杆111进而当锁紧装置的肋条303一开始移动到足够距离时，能够根据本发明的一个方面使来自发射器301的光通到探测器302。如下所述，控制器响应设备单元撤换指示信号，以便根据本发明，为从请求撤换的现行的(即运行中的)设备单元转换至其相关的备用设备单元传输来的换接信号产生适当的保护换接算法指令。
图4以简化方框图的形式示出采用本发明实施例的结构。图中所表示的是控制器401、正运行的设备单元402-A、403-A、404-A以及相应的备用设备单元402-S、403-S、404-S。在现行的设备单元拆除之前，需要由现行的(即运行中的)设备单元到备用的设备单元的换接，通过利用本发明使其在现行的设备单元于设备构架中出现任何位移之前进行。这在图4的系统中，是根据本发明由包括锁紧装置及相关的换接装置在内的每一个设备单元402-A、403-A、404-A、402-S、403-S、404-S来实现的。当锁紧装置意于试图拆除设备单元而进行任何移动时，在该设备单元由对应的设备构架(更确切地说，是由其中的接插件)上出现任何移位之前，相关联的换接装置优先产生一个设备单元撤换指示信号。来自每个设备单元402-A、403-A、404-A、402-S、403-S和404-S的设备单元撤换指示信号，分别经过电路通路405至410适当地提供给控制器401。接下去，控制器401经过总线405同每一个设备单元402-A、403-A、404-A、402-S、403-S和404-S相联。总线405向每个设备单元提供信号，并接收来自每个设备单元的表示换接是否打算进行以及/或它是现行的还是备用的设备单元的信号。应当注意的是，在启动设备单元保护换接时，合适的备用单元为“现行的”单元，而且早先的现行单元处在备用的或者不再使用的状态。因此，当接收到来自现行设备单元的设备单元撤换指示信号时，控制器401将触发一套设备保护换接算法指令，从而使信号的传输从请求撤换的运行设备单元转换至其对应的备用设备单元。举例来说，如果运行的设备单元403-A将一个设备单元撤换指示信号提供给控制器401，则控制器401将使正被提供给设备单元402-A和404-A的信号从设备单元403-S中选取，而不从设备单元403-A选取。而来自设备单元403-A的信号，将在设备单元402-A和404-A处被适当地阻塞。
图5为表示本发明操作步骤的流程图。具体说来，步骤500表示需要撤换设备单元。这种撤换是如步骤501中所示靠提起锁紧装置来触发的。步骤502表示连带的换接装置产生出设备单元撤换指示信号，该实例中的换接装置包括有光发射器106及光检测器107。如步骤503中所示，响应于所接收的设备单元撤换指示信号，控制器在相应的设备单元撤除之前采取措施，促成到适合的备用设备单元的保护换接。步骤504表示这种保护换接通常在较短的时间间隔内完成。在本实例中，设备的保护换接通常在约5ms内完成。步骤505表示请求撤换的设备单元现在是不起作用的。步骤506表示请求撤换的设备单元现在首先开始在设备构架中(因而在其被插入的相应的随意接插件上)移动。步骤507表示完成所要求的设备单元由其构架上拆除。随后步骤508表示，设备的实际撤换对运行无影响，而且拆除时无传输误差。
图6表示时间图，说明图5中这些步骤发生时的近似时间间隔。具体说来，锁紧装置的开始移动，发生在0时。设备单元的撤换指示信号大约在50ms点被提供给控制器;而且设备单元的保护换接，通常在约55ms点上起作用。请求撤换的原先运行中的设备单元，现在也是不起作用的。从约55ms之后的这个时间点开始，控制器要考虑的是要求撤换的设备单元被撤除，并对实际撤换时引起的任何相关误差忽略不计。一般说来，在约150ms点处目前不起作用的运行单元开始在其接插件中移动。在约400ms点处，要求撤换的设备单元与其接插件电切断。因此，按照这种方式可作到由运行中的现行单元到不运行的备用单元的设备的保护换接，而没有运行中的设备单元在其接插件中移动可能引起的传输误差。而且，这可以靠优先采用本发明，在要求撤换的设备单元于其构架中(因而在其对应的接插件中)出现任何移位之前，完成设备单元的保护换接来实现。
当然，上面描述的结构仅用来说明本发明原理的应用。其它一些结构也可由本领域的技术熟练人员得出，而不离开本发明的精神和范畴。虽然在所公开的实施例中采用了中央控制器，然而非常明显，在该设备单元中同样也可以采用一些单个的控制器。进一步说来，很明显，光传感器装置的其它位置也可以采用。例如，可以使用整体性的光发射器-探测器结构，其中由发射器来的光，通常被锁紧装置组件上或电路板上的表面反射而被提供给探测器。那么设备单元撤换指示信号，将由锁紧装置的移动而使来自发射器的光无法提供给探测器来产生。此外，在其它一些应用中，机械开关、磁开关、霍尔效应开关之类，通过移动锁紧装置组件同样可以使其导通或阻塞。非常明显的是，此换接装置还可以装在电路板或设备构架上的其它位置，以实现所需要的设备单元撤换指示信号的产生。而且值得注意的是，在这些附加实例的每个实例中，设备单元撤换指示信号的产生，必须发生在锁紧装置组件移动后的适当时刻，但在设备单元于其构架中根据本发明的一个方面出现任何位移之前。
权利要求
1.为实现从被撤换的设备单元(由其所插入的设备构架上拆除)到备用的设备单元的设备单元保护换接用的装置，此设备单元包括按规定插在设备构架中的接插件上的电路板，以及安装在上述电路板上用于将该设备单元固定在设备构架中的锁紧装置，该装置的特征在于上述锁紧装置的实际尺寸规格，是当试图从设备构架中拆除上述设备单元时，让锁紧装置由其关闭位置作指定的初始移动，发生在该电路板于其设备构架中的接插件上作任何移动之前；同上述锁紧装置相联的装置，能对上述锁紧装置的所述初始移动进行响应，以产生出设备单元撤换指示信号，用来在上述电路板于其接插件中出现任何移动之前触发该设备单元的保护换接，以及对于上述设备单元撤换指示信号进行响应以实现保护换接用的装置。
2.如权利要求1的装置，其特征在于所述的锁紧装置被安装为，当设备单元完全插入设备构架且上述锁紧装置处在关闭位置时，能够阻塞上述产生设备单元撤换指示信号的装置，使其不能产生上述设备单元撤换指示信号。
3.如权利要求2的装置，其特征在于所述的产生设备单元撤换指示信号的装置，包括换接装置。
4.如权利要求3的装置，其特征在于所述的换接装置，包括光响应换接装置。
5.如权利要求4的装置，其特征在于所述的光响应换接装置，包括光发射器和光探测器。
6.如权利要求5的装置，其特征在于所述的光发射器，包括红外光发射器;所述的光探测器，包括红外光探测器。
7.如权利要求5的装置，其特征在于所述用来产生设备单元撤换指示信号的装置，进一步包括同上述光探测器处在一个电路中的放大器装置，用来提供上述设备单元撤换指示信号作为输出，而且所述放大器装置具有滞后的传输功能。
8.如权利要求2的装置，其特征在于所述的锁紧装置包括第一操纵杆，用来施加一个力以使上述锁紧装置能绕上述枢转点转动;而且包括第二操纵杆，杆上有一个表面，当给上述第一操纵杆加力趋于从设备构架中拆除设备单元时，此表面适于同该设备构架的指定部分啮合;当该设备单元完全插入设备构架时，被安排来同设备构架指定部分啮合的上述表面，适于相对设备构架的上述指定部分实际定位，致使上述锁紧装置能从上述关闭位置作充分的移动，以使设备单元撤换指示信号的产生，发生在锁紧装置趋于从设备构架中拆除设备单元时而上述表面同设备构架的上述指定部分啮合之前，但必须在电路板上的接触部分于设备构架上的接插件中出现任何移位之前。
9.如权利要求8的装置，其特征在于所述的第一操纵杆，当上述锁紧装置处在关闭位置时，被安排来阻止上述动作引发信号的产生。
10.如权利要求9的装置，其中所述的用来产生设备单元撤换指示信号的装置，包括换接装置。
11.如权利要求10的装置，其特征在于所述的换接装置，包括光响应换接装置。
12.如权利要求11的装置，其特征在于所述的光响应换接装置，包括光发射器和光探测器。
13.如权利要求12的装置，其特征在于所述的用来产生设备单元撤换指示信号的装置，进一步包括同上述光探测器处在一个电路中的放大器装置，用来提供上述设备单元撤换指示信号作为输出，而且所述放大器装置具有滞后的传输功能。
14.如权利要求12的装置，其特征在于所述的光发射器，包括红外光发射器;所述的光探测器，包括红外光探测器。
15.如权利要求12的装置，其特征在于所述的光发射器和光探测器，彼此以予定的空间关系并相对上述锁紧装置的所述第一操纵杆安装在电路板上;其中上述锁紧装置的所述第一操纵杆，包括一个元件，当设备单元完全插入设备构架且锁紧装置处在关闭位置时，被安排来阻塞上述光发射器发出的光使其不能到达上述光探测器;并在上述锁紧装置的第一操纵杆移动到预定距离以触发该设备单元由其构架中拆除时，使上述光探测器能够探测到来自上述光发射器的光，但需在该设备单元于其构架中出现任何移动之前。
16.如权利要求15的装置，其特征在于所述第一操纵杆的上述元件，包括一个具有预定尺寸规格的凸出元件，且当设备单元完全插入其构架且锁紧装置处在关闭位置时，实际上被安置来阻挡上述发射器发出的光，使其不能到达上述光探测器;并在上述锁紧装置第一操纵杆上的凸出元件移动至预定距离以触发该设备单元由其构架中拆除时，使上述探测器能够探测到来自上述光发射器的光，但需在该设备单元于其构架中出现任何移位之前。
17.一种用来实现设备单元保护换接用的系统，至少包括定为现行设备单元的第一设备单元以及定为备用设备单元的第二设备单元，所述设备单元中的每一个，均定为插在设备单元构架中，而且每个设备单元都包括有定为插在设备构架中的接插件上的电路板，并且锁紧装置以枢轴形式安装在所述电路板上，以将该设备单元固定在其构架中，该系统的特征在于所述每个设备单元中的上述锁紧装置，其实际尺寸规格是当试图将对应的设备单元由其构架中拆除时，允许其由关闭位置所作的预定初始移动，是在相应的电路板于其设备构架上的接插件中出现任何移位之前;在上述每个设备单元中与上述锁紧装置相关联的装置，可对上述锁紧装置的初始移动响应以产生设备单元撤换指示信号，用来在相应设备单元中的上述电路板于其接插件中出现任何移位之前，引发该设备单元的保护换接;对上述设备单元撤换指示信号响应的装置，以便实现从现行的被撤换的设备单元到上述备用设备单元的保护换接。
18.如权利要求17的系统，其特征在于所述每个设备单元中的上述锁紧装置，当相应的设备单元完全插入其构架且上述锁紧装置处在关闭位置时，被安排来使上述设备单元撤换指示信号产生装置不能产生该信号。
19.如权利要求18的系统，其特征在于所述的设备单元撤换指示信号产生装置，包括换接装置。
20.如权利要求19的系统，其特征在于所述的换接装置，包括光响应换接装置。
21.如权利要求20的系统，其特征在于所述的光响应换接装置，包括光发射器和光探测器。
22.如权利要求21的系统，其特征在于所述的设备单元撤换指示信号产生装置，进一步包括同上述光探测器处在一个电路中的放大器装置，用来提供上述设备单元撤换指示信号作为输出，上述放大器装置具有滞后的传输功能。
23.如权利要求21的系统，其特征在于所述的光发射器，包括红外光发射器;所述的光探测器，包括红外光探测器。
24.如权利要求18的系统，其特征在于所述每个设备单元中的上述锁紧装置，包括第一操纵杆，用于加力以使上述锁紧装置能绕上述枢转点转动;包括第二操纵杆，带有一个表面，当在上述第一操纵杆上加力用于从设备构架中撤换对应的设备单元时，适于同设备构架的预定部分啮合;当相应的设备单元完全插入其构架时，被安排来同该设备构架的预定部分啮合的上述表面，适于相对该预定部分实际定位而使上述锁紧装置能从上述关闭位置作充分的移动，以使上述设备单元撤换指示信号的产生，能在该锁紧装置趋于从设备构架中拆除上述对应的设备单元移动时，发生在上述表面同上述预定部分啮合之前，但需在相应设备单元上的电路板接头件于其设备构架上的接插件中出现任何移位之前。
25.如权利要求24的系统，其特征在于所述的第一操纵杆，当上述锁紧装置处在关闭位置时，被安排来阻止上述动作引发信号的产生。
26.如权利要求25的系统，其特征在于所述的设备单元撤换指示信号产生装置，包括换接装置。
27.如权利要求26的系统，其特征在于所述的换接装置，包括光响应换接装置。
28.如权利要求27的系统，其特征在于所述的光响应换接装置，包括光发射器和光探测器。
29.如权利要求28的系统，其特征在于所述的用来产生设备单元撤换指示信号的装置，进一步包括同上述光探测器处在一个电路中的放大器装置，以便提供上述设备单元撤换指示信号作为输出，所述放大器装置具有滞后的传输功能。
30.如权利要求28的系统，其特征在于所述的光发射器，包括红外光发射器;所述的光探测器，包括红外光探测器。
31.如权利要求28的系统，其特征在于所述的光发射器及光探测器，彼此按预定的空间关系相对上述锁紧装置的所述第一操纵杆，被安装在相应的上述设备单元之一的电路板上;其中所述锁紧装置的所述第一操纵杆，包括一个元件，当此相应的设备单元完全插入设备构架且此锁紧装置处在关闭位置时，被安排来阻止上述光发射器发出的光，使其不能到达上述光探测器;当上述锁紧装置的第一操纵杆移动到预定距离触发相应的设备单元由其构架中拆除时，使上述光探测器能够探测到来自上述光发射器的光，但需在相应的设备单元于其构架中出现任何位移之前。
32.如权利要求31的系统，其特征在于所述第一操纵杆上的上述元件，包括具有预定规格的伸出去的元件，当相应的设备单元完全插入其构架且锁紧装置处在关闭位置时，实际上被安置来阻挡上述发射器发的光使其不能到达上述光探测器;当上述锁紧装置第一操纵杆上伸出的元件移动到预定距离触发该设备单元由其构架中拆除时，使上述光探测器能够探测到来自上述光发射器的光，但需在该设备单元于其构架中出现任何位移之前。
全文摘要
一种由运行中的设备单元至备用的设备单元的保护换接，是在运行的设备单元正准备从其所插入的设备构架上拆除而出现任何移位之前实现的。这可通过优先安装有用于产生设备单元撤换指示信号的装置来达到，以使控制器能在设备单元由其构件中撤除之前实现。为此，该设备单元利用一个设备单元锁紧装置及一个相关联的开关来产生设备单元撤换指示信号。锁紧装置的初始运动，使设备单元撤换指示信号能够在此设备单元于其所插入的构架中出现任何位移之前产生。
文档编号H01H35/00GK1071282SQ9211062
公开日1993年4月21日 申请日期1992年9月21日 优先权日1991年9月27日
发明者R·C·布罗克韦, P·S·迪茨, L·C·阮 申请人:美国电话电报公司