复式连接器互连系统的制作方法
【专利摘要】本发明主题涉及复式连接器互连系统。一种新的和有效的线性可更换单元(LRU)，其包括LRU壳体，其限定了用于容纳关键功能电路卡组件的内部隔间，并包括底板壁和相对的接口壁。至少一个关键功能电路板组件(CCA)容纳在LRU壳体中。关键功能CCA包括接近接口壁安装的输入输出连接器，和底板连接器。LRU包括底板CCA，其有效地连接到该至少一个关键功能CCA的每个底板连接器。底板CCA被配置并适用于在多个关键功能CCA之间提供有效通信。关键功能CCA可接近接口壁和底板壁地安装到LRU壳体，用以彼此机械地并电气地隔离，除了由底板CCA提供的连接以外。
【专利说明】 复式连接器互连系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及线性可更换单元，更特别地涉及用于线性可更换单元的互连系统。
【背景技术】
[0002]在该领域中，公知有多种用于将线性可更换单元(LRU)连接到其它系统的设备和系统。例如，航空器上的LRU连接到航空电子设备，用于控制和监测航空器的各种状况。典型的LRU被设计为易于与周围系统连接以及断开，例如，航空电子设备，以便于LRU的更换或升级。
[0003]这种传统的方法和系统，对于其预期的目的来说，一般被认为是符合要求的。然而，在该领域中，仍然存在允许改善LRU中可操作性的系统和方法的需求，包括增强的灵活性和可靠性以及降低的成本。该【技术领域】中，同样还存在简化制造和使用的该类系统和方法的需求。本发明提供一种针对这些问题的解决方案。
【发明内容】
[0004]本发明主题致力于一种新的和有效的线性可更换单元(LRU)，其包括LRU壳体，其限定了用于容纳关键功能电路卡组件的内部隔间，并包括底板壁和相对的接口壁。至少一个关键功能电路卡组件(CCA)容纳在LRU壳体中。关键功能CCA包括接近接口壁安装的输入输出连接器，和底板连接器。LRU包括底板CCk，其有效地连接到该至少一个关键功能CCA的每个底板连接器。底板CCA被配置并适用于在多个关键功能CCA之间提供有效通信。
[0005]依照本发明的一方面，上述用于LRU的电路卡组件包括带有装载的电子设备的关键功能CCA主体。例如，装载的电子设备可以被配置并适用于提供航空器系统的控制和监测或类似功能。输入输出连接器安装到关键功能CCA主体上，与装载的电子设备进行电气通信。底板连接器与装载的电子设备电气通信地安装到关键功能CCA主体。至少个底板连接器被配置并适用于将装载的电子设备电气连接到上述底板CCA，用于在多个关键功能CCA之间进行通信。
[0006]在某些实施例中，装载的电子设备和输入输出连接器被配置并适用于经由ARINC托架/连接器直接有效地连接到航空电子设备输入输出线路。该ARINC托架/连接器依次被配置并适用于收纳用于将输入和输出线路连接到关键功能CCA的ARINC托架线束。
[0007]另一方面，关键功能电路卡组件主体基本上呈平面状以限定卡平面。输入输出连接器具有与卡平面对齐的纵向尺寸，用于将多个关键功能电路卡组件与相应的卡平面彼此平行地紧密地嵌套在一起。输入输出连接器可以是d形连接器，或其它任何合适类型的连接器。输入输出连接器和底板连接器可反方向地彼此对齐。
[0008]依照某些实施例，可具有至少两个关键功能电路卡组件。关键功能电路卡组件接近接口壁和底板壁地安装到线性可更换单元壳体，用以彼此机械地并电气地隔离，除了由底板CCA提供的连接以外。关键功能CCA可包括第一和第二燃料水平监测CCk，其彼此电气地并机械地隔离。燃料水平监测CCA仅经由底板CCA有效连接以避免彼此干扰。[0009]对于所属领域的技术人员来说，根据以下与附图一并给出的优选实施例的详细说明，本发明主题的系统和方法的这些和其它特征将更加显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了所属领域的技术人员在不需要过度试验的情况下，将容易地理解怎样制造和使用本发明主题的设备和方法，参照特定附图，在下文中将详细地描述本发明的优选实施例，其中:
[0011]图1是依照现有技术构成的示例性的线性可更换单元(LRU)的示意图，示出了通过两个互连的CCA的方式，连接到ARINC连接器的各关键功能电路卡组件(CCA)；
[0012]图2是依照本发明构成的LRU的示例性实施例的示意图，示出了用于直接连接到航空电子设备的具有加固的d形连接器的关键功能CCA，和位于关键功能CCA的相对端部的底板CCA ；
[0013]图3是依照本发明构成的LRU的另一个示例性实施例的示意性局部透视图，示出了连接到底板CCA的六个关键功能CCA ；
[0014]图4是图3的底板CCA的示意性平面图，示出了用于连接关键功能CCA的连接器；
[0015]图5是依照本发明构成的LRU的另一个示例性实施例的透视图，示出了 d形连接器接口 ；
[0016]图6是图5中的LRU的底板正视图，示出了移除了底板CCA的关键功能CCA ；
[0017]图7是图5中的LRU的透视图；示出了安装在LRU内的底板CCA ；
[0018]图8是与图5的LRU —起使用的关键功能CCA的平面图，示出了左侧的d形连接器，并示出了右侧的底板连接器；
[0019]图9是与图5的LRU—起使用的ARINC托架接口的透视图，示出了用于连接到多个关键功能CCA的d形连接器的航空电子设备接口连接器；
[0020]图10是与图5的LRU—起使用的ARINC托架线束的透视图，示出了航空电子设备的束在一起的用于连接到LRU的输入输出线束；以及
[0021 ] 图11是ARINC托架接口和图5中的LRU的透视图，示出了在LRU内ARINC托架接口在与d形连接器配合时的排列。
具体实施例
[0022]现在将参照附图，其中相似的标记数字指代本发明主题相似的结构特征或方面。为说明以及图示而非限制的目的，图2示出了依照本发明的线性可更换单元(LRU)的示例性实施例的局部视图，并总体上由附图标记100指定。依照本发明的LRU的其它实施例或其各方面，在图3-11中提供，如将要描述的那样。本发明的系统和方法可用于在LRU配置中，改善灵活性和适应性，并提高可靠性。
[0023]首先参照附图1，典型的LRU，作为一个例子用于航空电子设备，包括容纳多个关键功能电路卡组件(CCA) 12的壳体10，该电路卡组件(CCA) 12包括用于监测和/或控制航空器的各方面的电路。来自航空器系统的各种航空电子设备的输入输出线路通过ARINC连接器14连接到LRU，例如ARINC600。ARINC连接器14连接到第一互连CCA16，其从ARINC连接器14向第二互连CCA18发送各种连接。第二互连CCA18从第一互连CCA向各个关键功能CCA12发送连接。
[0024]现在参考图2，依照本发明构成的LRU100除去了互连CCA。LRU100包括具有用于容纳四个关键功能CCA104的内部隔间的壳体102。每个关键功能CCA104包括其自身的输入输出d形连接器106，用于在来自航空器的航空电子设备输入输出线路与装载于每个相应的关键功能CCA104上的电子设备之间的直接电气连接。例如，装载的电子设备可以被配置和适用于提供航空系统的控制和监测或者类似功能。每个关键功能CCA104上与d形连接器106相对的是底板连接器108，其同样与相应的关键功能CCA104的装载的电子设备电通信。
[0025]输入输出连接器和底板连接器反方向地彼此对齐，而所属领域技术人员将容易理解，底板连接器108可以位于卡主体的边缘上，与输入输出连接器的方向呈90°定向，或者在不脱离本发明精神和范围的情况下，采用任何其它合适的定向或位置。底板CCAllO具有用于容纳底板连接器108和相关的装载的电子设备的连接器，以在关键功能CCA104之间提供通信。壳体102包括其中安装有d形连接器106的接口壁，以及靠近底板CCAllO的相对的底板壁。关键功能CCA104接近接口壁并接近底板壁地安装到LRU壳体102，用以彼此机械地并且电气地隔离，除了通过底板CCAllO提供的连接以外。相应的关键功能CCA104和d形连接器106与其它元件隔离。
[0026]现在参照图3，示出了另一个示例性的LRU150，移除了壳体152，以展示CCA的内部结构。该示例性的实施例包括三个关键功能CCA，每个带有两个连接器，因此在接口端部总共具有六个加固的d形连接器。图4示出了底板CCA160上的六个连接器162，用于接纳关键功能CCA164的相应的底板连接器168。图4中竖线描绘了相同CCA上功能之间的物理分隔。这些功能经由独立的专用d形连接器162通信。所属领域技术人员容易理解，竖直分隔是示例性的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，在合适的应用中，底板上竖线分隔不是必要的。
[0027]现在参考图5至8，示出了 LRU200的示例性实施例，其与上述的LRU150非常类似，但具有四个关键功能CCA204，其中的每一个使用两个d形连接器206和两个底板连接器208。图5示出了带有八个d形连接器206的接口壁，并且图7示出了与LRU200接口壁侧相对的LRU，其安装有底板CCA。在图6中，移除了底板壁和底板CCA，以示出四个关键功能CCA204的八个底板连接器208。在图8中，示出了单个关键功能CCA，其在卡主体上连接器206和208之间具有装载的电子设备。
[0028]继续参照图8，关键功能CCA204具有主体，其基本上呈平面以限定卡平面。每个输入输出连接器，即d形连接器206，具有与卡平面对齐的纵向尺寸，以用于将多个关键功能CCA与相应的卡平面彼此平行地紧密地嵌套在一起。换句话说，为了紧密性，关键功能CCA的连接器几何上相对是平坦的，因此多个关键功能CCA可以装配在相对紧凑的LRU壳体内。所属领域的技术人员容易理解，d形连接器仅是示例性的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，输入输出连接器可以是任何其它合适的几何形状或类型。此外，虽然此处采用特定数量的连接器来进行描述，但是所属领域的技术人员容易理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用任意合适数量的连接器。
[0029]现在参考图9至11，依照本发明构成的LRU可采用或不采用ARINC接口选择性地连接到航空电子设备系统。图9示出了 ARINC托架接口 214，其可安装至LRU200的壳体，采用八个连接器，八个连接器直接连接到图5中所示的LRU200的接口壁上的关键功能CCA的八个d形连接器。图10示出了航空电子设备输入输出线路在单个的ARINC托架线束216中束在一起，其整体可作为单个单元插入到ARINC托架接口 214中。图11示出了 ARINC托架接口 214从LRU200的壳体部分地拉出，八个ARINC连接器与关键功能CCA的八个d形连接器对齐。ARINC托架接口可选择性地省略，在这种情况下，航空电子设备线束可以直接连接到d形连接器。可选择地，线束本身也可以省略。
[0030]作为一个用于说明目的而非限制的示例，此处描述的LRU配置可以提高容纳用于燃料水平监测系统的CCA的航空电子设备LRU的可靠性和安全性，即燃料水平感测控制单元“FLS⑶”和相关的关键功能CCA。在如图1所示的传统的LRU配置中，多个CCA可专用于隔开航空器装载的各个燃料水平监测系统。由于燃料水平监测系统的输入输出线路必须通过两个互连CCA连接到达关键功能CCA，所以CCA彼此之间没有有效隔离的风险上升。例如在图1中的传统LRU中，互连CCA可以使得FLSCU之间出现串扰，或者甚至与其它非燃料相关的关键功能CCA发生串扰。这种或类似的错误可能会导致FLSCU功能异常。相反，如图2至11中所示的LRU系统提供了关键功能CCA彼此之间的电气地-机械地隔离，由于CCA仅是经由底板CCA进行有效连接，从而避免了彼此干扰。
[0031 ] 另外，由于靠近如图2-11所示的LRU接口壁处没有互连CCA，所以可更容易地关断单个关键功能CCA。替代或升级CCA仅需要连接到底板CCA。为了便于升级或者改进，底板CCA可配置为提供一种弹性的通信协议，因此替换/升级CCA可以在LRU中与其它CCA高效通信。底板CCA可提供数据总线和电源总线功能性。因此，如果需要更新的关键功能CCA，那么不必重新设计LRU。这些配置因此不仅显著地提高了安全性和可靠性，还提高了用于关键功能CCA替代和升级的灵活性和容量。依照本发明的LRU与传统的LRU相比被简化，其提供了降低的成本和重量以及提高的可靠性。减少互连CCA的数量有利地降低了成本。
[0032]虽然本文以底板CCA的形式例如底板CCAllO来示出并描述底板组件，然而所属领域技术人员容易理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以使用任何其他合适类型的底板组件。例如，在每个端部带有连接器的带状电缆可用作底板组件。
[0033]所属领域技术人员容易理解，燃料水平监测是示例性应用，且依照本发明的LRU系统可用于任何合适的航空电子设备系统。此外，所属领域技术人员容易理解，航空电子设备是示例性应用，并且本文描述的LRU系统，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以用在任何合适的应用中。
[0034]本发明的方法和系统，如上所述以及如图所示，提供的LRU具有优良的特性，包括提高的安全性和可靠性以及增加的灵活性和容量。虽然参照优选实施例已经展示和描述了本发明主题的装置和方法，但所属领域技术人员容易理解，在不脱离本发明主题精神和范围的情况下，可对其做出改变和/或改进。
【权利要求】
1.一种用于线性可更换单元的电路卡组件，包括: a)关键功能电路卡组件主体，其包括装载的电子设备； b)至少一个输入输出连接器，其安装到关键功能电路卡组件主体，与装载的电子设备电气通信；以及 c)至少一个底板连接器，其安装到关键功能电路卡组件主体，与装载的电子设备电气通信，该至少一个底板连接器被配置并适用于将装载的电子设备电气连接至底板电路卡组件，用以在多个关键功能电路卡组件之间进行通信。
2.如权利要求1所述的电路卡组件，其中装载的电子设备和输入输出连接器被配置并适用于经由ARINC连接器直接连接到航空电子设备输入输出线路，ARINC连接器被配置并适用于容纳ARINC托架线束。
3.如权利要求1所述的电路卡组件，其中关键功能电路卡组件主体基本上是平面的以限定卡平面，并且其中输入输出连接器具有与卡平面对齐的纵向尺寸，以将多个关键功能电路卡组件与相应的卡平面彼此平行地紧密地嵌套在一起。
4.如权利要求3所述的电路卡组件，其中输入输出连接器是d形连接器。
5.如权利要求1所述的电路卡组件，其中装载的电子设备被配置并适用于提供航空器系统的控制和监测中的至少一种。
6.如权利要求1所述的电路卡组件，其中输入输出连接器和底板连接器沿相反方向对齐。
7.—种线性可更换单元，包括: a)线性可更换单元壳体，其限定了内部隔间，用于容纳关键功能电路卡组件，并包括底板壁和相对的接口壁； b)至少一个关键功能电路卡组件，其容纳在线性可更换单元壳体内，关键功能电路卡组件包括接近接口壁安装的输入输出连接器，和底板连接器；以及 c)底板电路卡组件，其有效地连接到至少一个关键功能电路卡组件的每个底板连接器，其中底板电路卡组件被配置并适用于在多个关键功能电路卡组件之间提供有效通信。
8.如权利要求7所述的线性可更换单元，进一步包括ARINC连接器，其有效地直接连接到至少一个关键功能电路卡组件的每个输入输出连接器，其中ARINC连接器被配置并适用于容纳ARINC托架线束，以将输入输出线路连接到至少一个关键功能电路卡组件。
9.如权利要求7所述的线性可更换单元，其中每个关键功能电路卡组件基本上呈平面状以限定卡平面，且其中每个关键功能电路卡组件的输入输出连接器具有与卡平面对齐的纵向尺寸，以将多个关键功能电路卡组件与各个卡平面彼此平行地紧密地嵌套在一起。
10.如权利要求9所述的线性可更换单元，其中输入输出连接器是d形连接器。
11.如权利要求7所述的线性可更换单元，其中至少一个关键功能电路卡组件包括装载的电子设备，其被配置并适用于提供航空器系统的控制和监测中的至少一种。
12.如权利要求7所述的线性可更换单元，其中有至少两个关键功能电路卡组件，其中关键功能电路卡组件接近接口壁和底板壁地安装到线性可更换单元壳体，以彼此机械地并电气地隔离，除了底板电路卡组件提供的连接以外。
13.如权利要求7所述的线性可更换单元，其中每个关键功能电路卡组件的输入输出连接器和底板连接器沿相反方向对齐。
14.如权利要求7所述的线性可更换单元，其中至少一个关键功能电路卡组件包括第一和第二燃料水平监测电路卡组件，其彼此电气地并机械地隔离，仅可经由底板电路卡组件有效连接以避免彼此干扰。
15.一种用于线性可更换单元的电路卡组件，包括: a)关键功能电路卡组件主体，其包括装载的电子设备； b)至少一个输入输出连接器，其与装载的电子设备电气通信地安装到关键功能电路卡组件主体；以及 c)至少一个底板连接器，其与装载的电子设备电气通信地安装到关键功能电路卡组件主体，该至少一个底板连接器被配置并适用于将装载的电子设备电气连接至底板组件，以在多个关键功能电路卡组件之·间进行通信。
【文档编号】G06F13/40GK103577370SQ201310414784
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】R·W·霍尔 申请人:西蒙兹精密产品公司