CN1046056A

CN1046056A - 插接组件

Info

Publication number: CN1046056A
Application number: CN90101194.0A
Authority: CN
Inventors: 马修·阿林森·赫伦; 丹·威尔基
Original assignee: Dynabook Technologies Corp
Current assignee: Dynabook Technologies Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1990-10-10
Also published as: US5030128A; AU5196690A; CA2011426A1; WO1990011628A2; WO1990011628A3

Abstract

一个插接组件有利于便携式计算机在L-T模式和台式模式间相互转换，它可使计算机同时与多个连接器连接，从而不需要用电缆将计算机与每个外部设备逐个连接起来。用于将插接组件固定到计算机底座上去的肘节锁定器包含弹性偏置锁定器，该锁定器可发出一种音响信号以表示在插接组件与计算机相对表面的辅助连接器已完成了正确排列，从而保证当肘节锁定时不会损坏连接器。

Description

本发明涉及一种个人计算机装置，更具体地说，本发明涉及一种常被称作膝端计算机（以下简称LT计算机）的便携式计算机装置。

LT计算机的特点在于它的设计要求与个人计算机或其它传统设计计算机相比是很独特的，最重要的是除了经久耐用外，它们还必须结构紧凑以使它们的尺寸足够的小，重量足够的轻，从而使它们成为便于携带、便于固定、便于操作而实现可放在膝盖上使用，另外，由于该装置的便携性，必须注意到计算机应该满足不同的位置要求和恰当的操作要求，而且还希望这种装置足以满足设计多用途的要求以使其也可作为合式计算机使用。所以该装置必须很容易地从一种用途转变成为另一种用途。

本发明涉及一个能使便携式计算机与其一个或多个辅助设备很方便地进行电气连接的装置。该装置能改善便携式计算机作为台式计算机的使用情况。

个人计算机具有台式工作模式和L-T工作模式双重功能是众所周知的。这样的计算机结构可参见1986年2月18日授与D.C.Paulsen等人的美国专利NO.4，571，456，然而，这种个人计算机结构存在着不足之处，即当它从一种用途转变为另一种用途时，需对每个辅助设备，如CRT显示器，调制解调器等，逐个连接至计算机上或从计算机上分离，使用这些辅助设备，计算机可在台式模式下工作。实现计算机与辅助设备间连接的相应连接器的分离式元件，不仅费时费力，而且还可能在一个连接器组装或拆卸时引起相应连接器的损环。

本发明的提出正是为了解决上述问题。

这里描述了一种膝端计算机装置。该设计所具有的特点同时体现在下列专利申请内，这些申请材料现已合订在一起递交给受托人。这些申请包括：

扭力杆和带式制动器，专利申请号为USSN 319，157;

条形带至挠性套筒接触联接器，专利申请号为USSN 319，156;

可分离式显示器组件的锁定机构和支架，专利申请号为USSN 319，178;

蓄电池组锁定装置，专利申请号为USSN 319，179;

三位置闭合壳板，专利申请号为USSN 319，180;

显示器固定杆，专利申请号为USSN 319，199。

依据本发明，存在一种用来连接计算机与一个或多个辅助设备的插接组件，该插接组件包含：一个壳式结构，这种结构适用于安装到在一个连接面上具有多个辅助电气连接器的计算机，在计算机连接面上的匹配接触器数目及布置与实施该装置与外部辅助设备连接的另一连接器连接面上的接触器数目与布置是一一对应的一种锁紧器件;当进行所述辅助电气连接器与所述匹配连接器间连接时该器件锁紧所述装置与计算机;对辅助电气接触器与匹配接触器的排列进行调节的器件。

插接组件有利于有关个人计算机实现在膝端模式（L-T）和台式模式下的转换，而不必逐个将台式模式下使用的相应外部设备连接至计算机上或从计算机上分离。采用上述装置，来自相应外部设备的相应部件上的电缆连接器可集中与插接组件的一侧连接。而另一侧则适合于连接安装在计算机底座上的相应连接器。从而实现计算机与相应外部设备的电气连接，因此只要将每个外部设备与插接组件连接一次即可。当希望计算机脱离外部设备而作便携式用途时，仅需将计算机底座与插接组件分离。同时相应的外部设备与插接组件保持物理连接。因此，当进行L-T方式与台式工作方式的转换时，仅需进行一次插接或分离。

为实现此目的，插接组件的输入端的布置必须与计算机底座的输入端一致，另一方面，输出端具有与输入端对应的，但方向相反的连接器。这些连接器也具有与计算机底座上的连接器相反的方向。这些插接组件的对应端相应的连接器的电气连接，使得仅依靠计算机与插接组件简单的物理连接就可同时实现计算机与外部设备各部件的连接。

所述装置与肘节锁定机构协调动作。该锁定机构只需进行简单的手工操作，以增大的配合力就可有效地连接插接组件和CPU底座。反过来，该锁定机构可轻松地将插接组件从CPU底座中分离，并且这样的锁定机构当相应连接器排列好后允许在不引起任何连接器或连接器销钉损坏而对肘节锁定器进行调节时，可发生音响信号。

在一对连接器中的每一个所述辅助连接器和所述匹配连接器相对于连接面可移动的安装。该装置的安装结构包含有一个在所述连接面上形成的开口，该连接面与所述连接器配合来限制周向延伸的间隙;一个可变形元件，它布置在所述连接器和所述开口之间，以及使所述连接器相对于所述连接面固定的器件。该装置中的所述固定器件包含一个螺钉和相应螺母，用它们将所述连接器固定在连接面上，所述可变形元件包含一个可变形材料制成的垫圈;该垫圈被固定在所述连接面上的所述螺钉和螺母之间。所述固定器件包含有在所述连接器上形成台肩的器件，该器件用来啮合所述连接面使连接面处在所述开口附近的相对面上，在所述连接面一边上形成器件的台肩包含多个可变形的侧架，这些侧架在所述的连接器和安装面之间。所述锁紧器件包含布置在所述盒式结构相对端的肘节锁紧机构，它适合于紧密啮合所述计算机和所述肘节锁紧机构上的器件，用该器件可在所述连接器被适当排列并在所述机构锁紧前发出音响信号。该装置包含有在所述计算机上形成的凹槽，并用该凹槽与肘节锁紧机构夹紧啮合的器件，所述的肘节锁紧机构包含一个具有用于与所述凹槽夹紧啮合的凸台锁紧钩，以及用以使所述锁紧钩偏置并与所述凹槽连接啮合的器件，所述偏置器件将发出一个足够大的偏置力作用在所述锁紧钩上，当所述凸台进入凹槽时发出一音响信号。所述凹槽与所述计算机连接面有一定距离，以便仅当每对匹配的连接器正确布置时，所述凹槽与锁紧钩凸台相啮合。成对出现的所述连接器包含有管脚式插头和插孔式插座，所述凹槽仅当管脚式插头上的所有插头都插入到插孔式插座上对应的插孔里时才能使所述凹槽与所述锁定钩相啮合。所述每个肘节锁紧装置包含一个与所述插接组件外壳转动连接的肘节杆，一个和所述肘节杆转动连接的锁定钩以及用以对肘节杆施加偏置力使其处于锁定或非锁定位置的弹簧元件。所述肘节杆包含成一定角度设置的凸表面，该凸表面与所述弹簧元件啮合以偏置肘节杆使其处于锁定或非锁定位置。所述弹簧元件包含一片弹簧、该片弹簧的一端固定在所述壳式结构中，而其自由端用以和一个或另一个肘节杆凸表面相啮合。所述片弹簧是一组合弹簧，该弹簧具有一自由端以分别偏置所述肘节杆和所述锁定钩。所述锁定装置包含，布置在所述壳式结构相对端的肘节锁定机构，该机构具有与所述计算机底座上配合凹槽相匹配的元件，用该机构可交替地将插接组件组装到计算机底座上和从计算机底座上脱离。所述安装和拆卸装置包含一锁定钩，该锁定钩具有一个凸表面和一个承接面，其凸表面在操作杆沿某一方向上执行时夹紧啮合所述凹槽的一边，而其承接面则在操作杆沿另一方向上执行时与所述凹槽的相对的另一端相啮合，这里的承接面面对所述凸表面。所述装置包含设置在所述壳体和所述钩上的凸台和从动元件，用上述凸台和从动元件可以使所述的钩在所述操作杆的作用下从所述凹槽中侧向向外。

为了对本发明及使用所获得的操作便利性，专门用途有更好的理解，请参照所附的附图和最佳实施例的说明。

附图的简要说明：

图1是本发明所涉及到的个人计算机装置的立体图;

图2是图1中的计算机装置在封闭状态下的立体图;

图3是图1中的个人计算机装置分解成主要组件后的分解立体图;

图4是在后盖板关闭状态下的计算机底座的后视图;

图5是类似于图4但后盖板处于打开状态，即后盖板是水平时的后视图;

图6是计算机显示器的分解立体图;

图7是计算机显示器在其后盖被部分剖去后立体图;

图8是图3中的显示器外壳按指示线8-8的局部放大剖视图;

图9是显示器外壳的局部平面视图;

图10是图3中的显示外壳按指示线10-10的局部放大剖视图;

图11是去掉后盖后的显示器底座和外壳的局部平面视图;

图12是用于计算机的环状条形联接器的放大立体图;

图13是图12中的环状条形联接器的局部平面视图;

图14是图13中的环状条形联接器（按指示线4-14）的局部剖视图;

图15是在显示器外壳封闭状态下，环状条形联接器的类似于图14的局部剖视图;

图16是计算机显示器在分离后自由状态下的立体图。

图17是分离的计算机显示器的侧视图;

图18是计算机显示器底座的正视图;

图19是图18中的显示器底座按指示线19-19的局部剖的侧视图;

图20是用于表示计算机显示器联接到底座上的局部剖的放大侧视图;

图21是图20中按指示线21-21的剖视图;

图22是蓄电池组件的顶视图;

图23是蓄电池组件的侧视图;

图24是计算机底座的底视图;

图25是表示蓄电池组件锁定机构的放大的局部剖视图;

图26是图25中的锁定机构的局部顶视图;

图27是锁定机构调节滑块的立体图;

图28是计算机装置后端抬起时的局部后视图;

图29是计算机装置后端抬起时的局部侧视图;

图30是计算机底座和封闭壳板后侧的局部的侧剖视图;

图31是图30中按指示线31-31的局部平面视图;

图32是插接组件的正视图;

图33是插接组件的后视图;

图34是插接组件的平面视图，该图上已剖去部分零件以显示肘节锁紧机构;

图35是用来表示用于图32的插接组件的肘节锁紧机构的主要元件的分离状态立体图;

图36是图32中按指示线36-36所示的局部剖视图用以突出表示其中的一种插接件的接口;

图37是图32中按指示线37-37所示的局部视图用以突出表示另外一种插接件的接口;

图38-41是表示各安装阶段的插接组件和计算机底座的局部平面视图。

参见图1和图2，所示的计算机装置10特别适合用作便携式，即所谓的LT计算机或用作台式计算机。该计算机的构成包括4个主要组件，即中央处理器（CPU）12，显示器14，蓄电池组件16及插接组件18。显示器14可相对于CPU12绕其一边转动，如图2所示，在封闭状态下它成为计算机内部结构的一部分。正如后面将要作详细介绍的那样，包括显示器14，蓄电池组件16及插接组件18在内的每个组件都是可从CPU12分离的，以便实现计算机装置10的多种用途。

中央处理器（CPU）

中央处理器（CPU）12包含：一个构成底座或称外壳20的金属壳结构，许多元件都配置在这一底座上，其中大部分元件都与本专利无关。例如数据处理装置（如，一个或多个微处理器或微型机的芯片）;小型随机存取存储器以及与计算机各设备电气连接的装置。计算机的电源在LT模式下由蓄电池组件16提供，而在台式模式下由室内电源提供。

底座20通常为矩形框架，其前后为22和24，左右壁为26和28，上下壁为32和30，上述各壁相互连接，如图1所述。上壁32是一台阶式结构，在其前部有一键盘34，在其后部稍高一点的地方有一显示器14。磁盘存取孔设在右壁28上，并与可压式磁盘释放元件38相邻。

底座20（如图4所示）的后壁24有一安装在枢轴上的单极电源开关40，该开关接近左壁26！和该开关相邻并被闭合盖42封闭的是区域44，在该区域内设置有各种外部设备的接口。这些接口，即各种插座46至54，有多个管脚，用于连接外部设备的各个部分的对应连接器，或有具有这种接口的组件，如插接组件18，其详细内容见后。

在CPU12的底面34上配置一组具有弹性的脚22，用以当蓄电池组件被分离后在底座20与支承面之间起缓冲作用。

显示器

众所周知，这种装置上的显示器14为操作人员提供计算机图形的输出结果。在所述的系统中显示器14是一种液晶显示设备，它嵌在显示器外壳60中。显示器外壳60通过能和CPU断开的基底或侧壁62与CPU的上壁32的后部相连接。显示器外壳60与基座62的连接可使显示器外壳60在图2所示的处于基本水平的位置转动，以便通过绝缘环61有效地将计算机上壁32封闭，保护键盘34。显示器外壳60为了显示图形可从初始的水平位置旋转到最大可达位置，如图1所示，这一角度约为135°。正如以后所要描述的那样，位置控制装置可使显示器外壳60保持在水平位置和最大可达位置之间的任何角度下的位置。每个都有联动元件66的扣式弹簧锁64都被固定在左右壁26和28上，以便扣住显示器外壳使其处于闭合状态。

参照图6，显示器外壳60包含一组相对设置的由铸铝或镁合金组成的金属壳板，其中有前壳板68和后壳板70，夹在壳板68和壳板70之间的为正向设置的液晶显示板（LCD）72和其后的电子发光壳板74。在LCD板72的周围是矩形布置的印刷电路板76，该板实现对CPU12和显示器14的部分电气连接。由板72和印刷电路板76构成的组件被通常为U形的减震器78弹性缓冲，U形减震器牢固地安装在上述组件的交叉拐角处;并能插入到整体形成在前壳板68内表面上的插座80。

构成显示器外壳60的壳板68和壳板70通过配合连接以装配方法固定，该配合连接由相对的配合面82和84配合而成（如图81所示）。上述的配合面可以延伸到构成显示器14上边或自由边的相应壳板的纵向边缘。这种配合连接进一步包含沿着显示器外壳60其余三个边，位于前后壳板68、70的内表面上的纵向交错布置的凸台86和凹槽88的。整体形成在后壳板70上的凸台86面朝里并沿着钩形壳板边缘90，而在前壳板68上的凸台86和从壳板边缘向内布置的条形构件92组成配合组件，上述条形构件直立在壳板上，而凸台86面向条形板92布置。

在相应壳板上凸台86交替布置，并当壳板以装配关系组合在一起时，相互配合固定。对应于凸台86的凹槽88，在一组壳板上轴向布置以形成细长孔，便于细长的固定销94插入。该销94的直径正好与凹槽88所形成的细长孔相匹配;该销的后端有螺纹95，螺纹可以使它们与有关元件（图中未标出）相连，该元件使它们在插入相应的细长孔时，可以转动，可转动的插入方式有利于将固定销插入细长孔。为了进一步有利于固定销94插入，销的导向端可以制成如图9中97所示的锥形。

为了改进销94端部附近的组件的外观，可安装一个闭合套96来盖住销94的螺纹端，该闭合套96与在壳板上所扩的孔的壁面弹性配合。每个闭合套的尺寸正好与相应的扩在壳板上的孔98相匹配，每个闭合套都位于显示器外壳60的相应边缘上的底端，同时还位于外壳的底端或转动端。

正如图示的那样，上述扩在壳板上的孔由相应壳板68和70的半圆形开口组成。当壳板装配起来时，相应的孔就形成了！

当想拆开外壳60时，上述闭合套96要首先从相应的孔98抽出，对前面提到的用螺纹将其与相应固定销94连接起来的元件，也可以从它所在的孔中抽出。抽出销94以后，通过分离配合面82和84可将壳板68和70分开。

显示位置控制器

显示器外壳60可以以基座或侧壁62为轴旋转，侧壁包含轴100和102的整体金属铸件，轴100和102布置在对应两端。侧壁还包含金属盖63（图11中无标出），它用来封闭上述铸件。在轴100中，旋转轴104固定在显示器外壳60上，并从一侧端开始延伸作为转动轴，该轴104具有定向连接-可变环状条形联接器106的辅助功能，该可变环状条形联接器106为CPU12和显示器14提供电气连接，连接的详细内容见后。在轴104的另一端，显示器14的外壳60借助于可转动套筒108在轴102上转动，该套筒108成为设备109的一部分用来控制显示器外壳60相对于基底62的角度位置。这个位置控制装置109包含：一细长圆杆110，该杆由弹簧钢制作而成，其两端延伸到显示器的外侧，落座在插座112上，该插座112形成在与固定销94相邻的显示器外壳板上，该销用来固定壳板68和70的下边。在杆110的一端包含垂直偏置端头114，该端头落座在插座116上，插座116由前壳板68边缘处的各个间隔布置的凸台形成。在杆110的另一端有垂直偏置端头120（如图6所示），该端头与偏置端头114的偏离角大约为80°。端头120适合于落座在铸造凸台形成的基座62上（如图11所示）。值得注意的是，杆110的相应偏置端头114和120都被用来固定杆110与显示器外壳60和基座62的相应端，从而当显示器外壳相对于基座62转动时使杆产生的扭曲应力。

杆110应被设计成能承受所需要的扭曲应力的杆件，只有这样，当显示器外壳60的位置偏离其相对于CPU12上壁32的垂直位置10°左右时杆的扭曲应力才能基本上为零。当显示器外壳60在其相应边相对于该边向前或向后偏转时，杆在一方向或另一方向所产生的扭曲应力抵消了显示器的重力效应，从而可以减轻它本身的有效重量，这将为显示器14的手工操作提供方便，同时也可减少用于保持显示器在任何角度位置下稳定而需要的制定力，这将在后面详细叙述。因此，通过确定稍微超出外壳垂直位置的零应力位置，应力图就会是这样的当锁定器64用于将外壳60从底座20的边侧脱离时，外壳会自动弹到比底座上端面稍高一点的位置上。这将有利于使用时的手动操作。

正如图6、7所示，杆110可采用重叠方式座落在偏置端头120附近的套筒108上。套筒108当和杆110装配在一起后，可以延伸至显示器壳板68，70的端部以外，并座落在由基座62提供的轴122上。套筒108被盖63固定在相应的位置上，它本身又构成了另一根显示器的转动轴。

显示器60在各种角度位置下的固定由带状锁定器130来实现。带状锁定器130由弹性材料制成，例如弹簧钢，并有一构件132为圆柱的一部分，它环绕转动套筒108的3/4，锁定器还有一个延伸端134，该端从构件132延伸而成。当受到显示板68和78装配组件的限制时，上述延伸端使构件132与转动套筒108摩擦啮合。

由带条状锁定器130产生的摩擦力有效地固定显示器60处在初始的略微抬高的非锁定位置和其最大开度位置之间任何位置，从而可以对这些位置之间的任何角动位置进行调节。显示器能够固定在各种角动位置主要是由于开口套筒式锁定器130上的构件132在套筒108上产生的摩擦力所致，扭力杆110除了用作减少显示器14的重力和移动它所需力以外，还和开口套筒式锁定器130一起大幅地减少为固定显示器开口式套筒锁定器所产生的必要的摩擦力。因此，固定显示器相应元件的尺寸就可缩小，从而使得显示器外壳也较小。

环状条形连接器

CPU12和显示器14之间的电子内部连接受窄平的可变形的环状条形连接器106的影响。这一环状条包含若干电导体。如图11所示，环状条形连接器106有一端与设置在显示器14上的基座62中间位置的多管脚插头138电气连接，插头138用于和其相匹配的插头（图中未示）相连接，该匹配的插头可穿过孔140，该孔处在可压式偏置弹性封闭盖142所覆盖的CPU12上壁32上。在其另一端，环状条106和一块或多块印刷电路板76相连。

如图所示，环状条形连接器106包含有一对并行的支撑元件142和144以及一连接元件146。其中元件144从端口插头138开始一直延伸到连接元件146处，并且固定在通道148中。该通道148形成在基座62组件上的基座上;而元件142从与电路板76相连的端口开始一直延伸到连接元件146处，并固定在壳板68和70之间。所述壳板68、70组成显示器外壳60。当元件在基座62附近转动时，它能带动外壳一起转动。

为了固定环状条形连接器106，以使它们相应的元件142和144也能可靠地固定，即前者固定在静态基座62上，后者固定在显示器上，并能相对于基座62转动，还有一挠性衬套150，用它可限制转动轴104。挠性衬套150是由两部分组成的一个整体。这两部分分别是圆柱形部分152和通常是矩形的固定部分154，它们被直径较大的凸缘156隔开，衬套150和设置在壳板上铸造插座中的矩形部分154都被卡在显示器外壳板68和70之间，从而，衬套在转动时相对于显示器外壳60保持静止。衬套的圆柱形部分152从外壳的一个开口中向外延伸，同时其本身又被装在轴瓦100中，用于转动。这里的轴瓦100形成在铸件中。该铸件可以限制显示器基座62。上述开口与衬套上的凸缘156紧密配合从而使开口能有效地关闭。值得注意的是衬套还可以为显示器14构成另外一个转动轴。

如图12所示，衬套150沿着环状条形连接器106的连接元件146横向延伸，以便基本沿着元件142的纵向轴卡住环状条形带连接器106。用这种方法卡住环状条形带连接器106是通过下面的结构实现的，即衬套体包含一纵向槽157，该槽由和挠性连接带158相连的对开部分形成，这里连接带的对开部分可相互重叠。由于这种结构，与环状条形连接器106相连接的部分通过相应的对开部分以折叠方式固定在衬套150上。衬套150本身的圆柱形部分152可作为一个凹槽。如160处所示，该凹槽两端用台肩定位。在该凹槽中，当显示器14转动导致衬套在轴100中转动时，环状条形连接器中的连接元件146的暴露部分被缠住。图14，15完整地描述了由连接元件146引起的环状条形连接器106的动作。在上述图中可明显地注意到，足够的松驰，可以促使环状条形连接器在基本纵向上产生波动，从而允许在不需对环状条形连接器施加过度压力就可以使衬套150在轴100上旋转大约135°。

通过对图的观察还可以明显地注意到，在衬套150随着显示器14转动的同时，环状条形连接器106中的连接元件146环绕在部件152周围。部件152处在衬套中，其直径较小，上述连接元件本身由台肩160定位。该台肩160形成在凹槽的对应端上。借助于这种结构，当显示器14相对于基座62转动时，上述连接元件也随之作可控制的运动，从而防止环状条形连接器的乱缠情况的发生。否则可能会导致部件损坏或破裂，甚至会引起系统故障。

可分离显示器

为了进一步保证所述计算机设备实现多用途，特别是当它处于台式工作模式下，包含外壳60和基座62的显示器14可以完全与CPU底座20脱离，使其成为独立的整体。这种理想的特性可以通过与基底62相邻的相对端上的机构来实现，这种机构是与操作杆164紧密固定在一起的锁定凸轮162！如图16，17所示，这个结构是这样的，当显示器14从CPU12脱离时，具有锁定凸轮162的操作杆164可以充分作为整套装置的支架;锁定凸轮162可作为相对于后端向上抬高前端的支脚。利用这种方法，可以使显示器外壳产生较大的倾斜，从而不仅容易观察图形，而且还通过向后移动重心的方法提高整套设备的稳定性。这种结构的特性在图11、18至20中进行了描述。图11和图18分别是含有锁定凸轮162的基座62的平面图和后视图。可以看出，凸轮162包含一平行且有点细长的线性边缘166和一近似于圆形的端部168。凸轮整体形成在相应的操作杆164的一端。整套装置为了转动，通过偏弹性固定器163与形成基座62的铸件相连。当操作杆164处于其外伸位置，并在基座62的纵向轴上处于正常情况时，则凸轮162的边缘166要与基轴平行。从这一位置，操作杆164可以转动90°，以落座在形成基座62的开口上。在其上面，凸轮162的边缘166被安置在基轴的垂直位置上，以形成锁定状态，这一点以后详述。

参照图3，20和21，可以看到，在与其后端相邻的底座20的上壁32上包含有三个孔。在中央设置的为插头孔140，在中央孔140的相对一侧设置的为孔172，如上面所述，中央孔140为基座62内侧的插头138提供插座。值得注意的是当显示器14直接与计算机底座20安装在一起时，插头138就需与底座20上的对应插座相配合。但是当显示器14与计算机底座20相脱离时，就需要一细长的电气连接器（在图16中示为174）与上述各插座相连。电气连接器174可以附带一部件175以便当显示器与计算机12脱离时，作为一支架，以稳定显示器。

可以看到，每一个孔172在形状上都是矩形，并由平盖板176封闭，该平盖板是以支臂方式固定在基座178上。上述基座具有许多孔，这些孔沿着一对悬浮式套筒支柱180进行移动，并借助弹簧182向上偏移。这里的弹簧设置在支柱顶端和沿其移动的基座之间。为使显示器14与CPU底座20相连，操作杆可以沿着垂直于基轴的方向移动，使其达到其外伸位置。这个位置确定了锁定凸轮162及其边缘166。这些边缘与基轴平行并与在底座20上表面32中的孔172相连接，基座62需向下移动以趋近底座上壁32，从而才能同时使凸轮162和插头138分别插入孔172和140。通过转动盖142，将孔140打开，让插头138插入其对应的插座内。当锁定凸轮162用来对板176施加压力并降低板至最低限位置时，相应的操作杆164就旋转并移动到显示器基座62上的细长孔169中。这一动作使锁定凸轮162旋转90°凸轮的细长边缘166用来横向延伸，使其越过孔172的最短边，以防止凸轮从孔中回缩。当凸轮顶端表面185旋转时，借助于表面部分使其与底座上壁32的内表面强制啮合，从而保证显示器14与CPU12的连接。

蓄电池组件

计算机装置10配有一组经过特别设计的蓄电池组件，该蓄电池组件脱离出可它与CPU12相连的辅助机构式，以便对蓄电池进行充电或作为它用。蓄电池组件16包含一组可充电电池（图中不可见），这组蓄电池装配在高度很小的矩形容器186中，该容器的上下两平行壁188、190与矩形布置的前后左右壁内接。前后左右壁分别为192、194、196、和198。由一组弹性接触元件组成的接触装置199位于后壁194和侧壁196互连的拐角附近。接触装置199的接触元件199a与设置在底座下壁34上的接触元件199b弹性啮合（如图24所示）接触元件19ab在其锁闭工作位置时，可采取重叠方式与电池组16中的接触装置相连。

直立在上壁188上的是一组钩式固定元件200，在图中可看到4个这种元件及其它们的布置关系，其中两个分别沿着相应侧壁196和198布置，而另外两个分别设置在拐角的邻近处。如图22所示，固定元件200由基本上平直的构件组成，每一个平直构件本身都有一个与相邻电池组件侧壁平行的纵向轴。元件200要适应一定要求使其能插入到由CPU12底座20下壁32所提供的凹槽201中。凹槽201具有与元件200剖面形状相对应的形状，但在纵向上稍为长一些，并且还有面对电池组件后壁194的钩形孔202。

固定元件200的特殊形状要求：当电池组件16装到底座20的下壁34上，或从底座20的下壁34取出时，电池组件186上的接触元件199a和底座下壁34的对应接触元件199b之间有相对滑动接触，这样在相应的接触中可避免具有破坏性的氧化物的积聚。

通常标为203的扣式锁定机构被用来锁定电池组件16和CPU12的底座20。锁定机构203包含-可压式卡销204，该卡销可与底座下壁34中相应的凹槽205相插接，它本身与操作臂206整体铸造而成。这里的操作臂206上有一对应的形状，用此形状不仅可以使该臂固定在电池组件中，以便转动;而且还可以使该臂具有偏置弹性，同时还可作为在限制空间内的凸轮。如图所示，操作臂206由位于电池组件框架铸件208内的一薄金属构件构成。借助于该薄金属构件，卡销204随着操作臂的转动而外伸和回缩。为了转动，操作臂206的一端和基本园形的旋转构件210铸成一体，这里的构件210位于与铸件208成为互补的可转动座槽212中。在操作臂206的另一端，臂本身包含一纵向延伸的构件214。构件214底部与一弹簧216相啮合。该弹簧位于铸件208中的弹簧座218之中，并且在正常偏置情况下与臂端向上啮合，在其中间集团，臂206具有-凸表面220;该表面沿着卡销204的方向上升，并且能承接在调节器滑块224上的可移动凸台222。

如图26和图27所示，调节器滑块224包含两个侧置的构件226和228，构件228与连接器227啮合。构件226和228以及连接器227之间的空间应能使调节器滑块224在电池组件框架上纵向滑动时保持稳定。含有凸台222的构件226也含有一支柱232，弹簧234的一端就固定在其上面。弹簧234的另一端固定在铸件208上的支柱236上，从而，调节器滑块224在正常偏置情况下和凸台222一起可偏离到其回缩位置。这里凸台222位于构成凸表面220的下凹部的最低处，因此卡锅204处于其垂直外伸位置。调节器构件228设在电池组件的外部，提供链式或粗糙表面以便手工操作。

要将电池组件16从CPU12的底座20中取出，调节器滑块224以手动方式象图22，25和26所示的那样移至右边，以便转动并压迫操作臂206，从CPU12底座20的相应槽205中抽出卡销204。从相应槽205中抽出卡销204可以使电池组件16和固定元件200向后移动，这样元件就可从槽201中脱离。相对于底座20的电池组件的纵向移动影响电池组件上的接触元件199a和底座上的接触元件199b之间的滑行动作，从而有效地擦除积聚在相应接触表面上的金属氧化物。

值得注意的是，要将电池组件安装在CPU12底座20上，可使卡销204在底座表面和电池组件互相紧压的时候，向操作臂206施加抵抗弹簧216的下压力。当固定元件200设在底座下臂的槽201中，并且电池组件16向前移动时，卡销204借助于弹簧216作用而发生向上偏转，自动进入槽205，以保护电池组件与底座相连，电池组件16上的构件186的表面188包含凹槽230，偏凹槽用来提供与在计算机底座20上的下壁34上的相应支承脚229之间的间隙。

底座封闭壳板

如图5和28所示，在后壁24上的区域44内，CPU12的底座20上安装了各种上述电气连接器，其中主要包括外伸的总线连接器46，视频连接器48，打印机或类似装置的连接器25，调制解调器连接器52和键盘连接器54。此外还能提供其它连接器，如鼠标器连接器53和与其它兼容设备连接的连接器插孔55。在后壁24上设置了计算机电源开关40，启动开关就可打开计算机，它既可以通过蓄电池也可以通过外部电源为计算机供电。

在后壁上的区域44上装有相应的电气连接器46至55，该区在制作时相对于后壁侧端下凹，即形成凹槽。用于盖住下凹区44的是一块闭合壳板42，它由盖板246构成，盖板246的外表面基本与后壁的相邻部分在同一平面内。盖板246是用转动销钉248安装的，销钉248安装在壳板下部的相对两端，并与下凹区44的相对的边转动连接。盖板246可在180°范围转内转动，即从垂直向上的位置如图4和30所示，用于关闭和盖住区域44，转动到垂直向下的位置如图28、29所示，在此位置盖板246作为一个支架用于支承底座20的后壁。因此，如果需要的话，可将CPU12倾斜安放。如图5所示，盖板246也可以处在第三个位置，即在前两个位置之间，基本上与CPU底座20的底板32平行。在此位置，盖板246有利于使基本处于水平位置的底座20接近底座后壁24上的区域44中的各种连接器。

这里提供一种机构以有效地保证盖板246到达三个位置中的每一个，这个机构包含一个通常标记成252的凸面，该凸面位于与转动销钉248相邻的盖板246的每个相对端，它有四个矩形布置的面，其中用254、256、258表示的三个面是与一个受弹簧偏压的从动件260啮合的凸面。每个从动件260包含一个承压底座262、一个扩大的台肩264将它与导向柱266分开。每个从动件上的承压底座262适用于通过底座后壁24的孔268延伸，以便接近252面。从动件260由弹簧270向外偏压，弹簧270围绕着导向柱266，并在台肩264和一个弹簧承座272之间伸缩，该弹簧承座272整体形成并直立在底座下壁32的内表面上。承压底座262的移动由直立于底座下壁32内表面的一对弹簧承座272引导。

如图30所示，盖427上的凸面252的边254通过从动件260的承压底座262与处于垂直位置的闭合板246相啮合，由弹簧270施加在从动件260上的弹力约为50磅，以固定盖板246在选定的位置。随着盖板246被移动到其它位置，从动件260被压向弹簧270。当盖板被移动使一个或其它面处于垂直于承压底座的位置时，凸面252与凸面256或258处于啮合状态。

凸面252的布置方式有助于允许盖板246在垂直位置和平行于底座下壁32的中间位置之间较容易完成转换动作。这种动作之所以比较容易是因在面254和256的交界面处有一个下凹的面274。这种下凹面可由两个交接面之间的一个曲面形成，或由两面间45°的倒角面形成。

同样如图30所示，凸面252上的面256和面258的交界处基本上成直角。这是为了增大需要推动从动件260的力和增大使盖板246在中间和标准位置之间动作的力。更重要的是，这个机构增大了使盖板246从标准位置回到中间位置的反向力，以便当底座支起时，减小底座20后端支撑倒塌的危险。

因此，值得注意的是，凸面252与从动件260的布置方式将允许闭合盖板246较容易地从接近底座下壁24的下凹区44的位置转动到打开的位置。凸面252的布置方式还使得盖板246不会意外地从垂直向下的位置变成水平位置，因为在垂直向下的位置，如果支撑突然倒塌会损坏计算机设备。

插接组件

如图32至34所示，插接组件18的作用是实现计算机底座20和各种辅助设备零件的连接，而不需要进行单独的电缆连接，因此有助于计算机在其LT操作模式和台式操作模式之间的转换。如图，插接组件18包含一个金属外壳283，该外壳由上盖284、下盖286、前盖288和后盖290组成。插接组件的两相对面292和294是由相互垂直的偏置板构成的，如偏置板286a和286b是从上盖284和下盖286延伸的。肘节锁定机构296被安装在相应的面292和面294上，并由拱形保护隔板295与插接组件内区分开。每个机构主要包含一个锁定钩300和一个肘节杆302，它们用刚性材料制成。由于在相应的肘节锁定机构296之间的唯一结构上的区别是锁定钩300上凸台304的相对布置，这里只对一个肘节锁定机构进行描述：

如图35所示，肘节杆302大致上是U形构件，它包含一个由相对的两个杠杆308和310组成的构件306。与导向端相邻的杠杆308和310包含轴向排列的插孔312，它用于承接销钉314，销钉314分别相对着地形成在上盖284和下盖286上。在杠杆308和310之间的空间中安装锁定钩300，该钩由一个转动销钉316与肘节杆320连接，并在此形成钩状凸台304。

每个肘节锁定机构被一个片弹簧组件318弹性偏压，该片弹簧组件被固定在凹槽320的一端，凹槽320被整体形成在构件322上，而构件322又被整体铸在上盖284和下盖286上。每个片弹簧组件318包含一个中心簧片324，它的自由端成角度偏置状，适用于啮合钩300的后端382上的凸轮326，同时该自由端还能用于向外推压后端328，因此包含凸台304的导向端被向内顶住。

骑在中心簧片324上的是一杠杆簧片330，该簧片的自由端适合于交替啮合成一定角度布置的凸面332和334，而凸面332和334被固定在凸台336上，凸台336整体形成在杠杆308和310之间延伸的肘节杆体306上。在凸台336上，凸面332和334是这样布置的，它们与杠杆簧片330配合将杠杆302交替地保持在成一定角度向外或放松的位置和成一定角度向内或锁定的位置。

肘节机构296和298的布置是为了将插接组件380固定到计算机底座20上，其方法是与锁定钩300上的凸台304配合，而钩300位于固定在计算机后底座20的左、右侧壁26和28的凹槽340中（如图29所示），该凹槽用于夹住凸台304，以便将插接组件18和计算机底座20拉向一起，并确保它们连在一起。

肘节机构296和298上的相应凹槽340的位置是这样的，当固定在相应的锁定钩300上的导向端的凸台304进入它们相应的凹槽340时，这些装置启动发出一个音响信号，以说明插接组件18和计算机底座20上的所有辅助连接器都被恰当地安排好，并允许肘节杆302启动将相应的设备拉在一起，进而将插头上的管脚插入插座而对连接器没有任何损害。钩300上的中心簧片324的压力不但能将凸台304向内偏压使之与凹槽340成相嵌状态，并能产生一个音响信号，其作用与前述的相同。

作为插接组件外壳结构的布置，在前盖288的表面上安装连接器，这些连接器补充了安装在底座20后壁上的连接器46至55。为了有助于连接相应的辅助连接器，那些连接器安装在前盖288上，在图上用带“，”的相同符号表示，这些符号指定了它所连接的CPU12上的连接器，这些辅助连接器适用于通过相应连接器上略微大的插孔，而使它们之间有一定的间隙。因此将自动定向特性传给有关的连接器。

图36和37是插接组件中典型连接器的两个例子。与图36中的连接器55′相类似的多管脚连接器适用于插入尺寸略大、形状一致的安装孔344中。连接器55′包含一个用于插入在相对侧端上的螺钉347的构架346。为了安装连接器，安装孔344具有相互隔开的侧向凹槽348，凹槽内插入一个弹性垫圈350，垫圈在凹槽内紧密配合，它环绕并与管状螺母352同圆心。垫圈350和螺母352被沿着凸缘354的孔插入凹槽348，以便插入螺钉347。

图37所示另一种形式由塑性材料构成的电气连接器358，连接器主体360的一端有一个向外伸出的凸缘362，它适于啮合内向凸缘364的一个面，而该凸缘沿前盖288上安装孔366的外周延伸，在凸缘362向后的空间有多个弹性爪368，该爪368的握持面与凸缘362相对，它适用于啮合凸缘364的相对面。与构件360相对的插孔366的适当尺寸可使连接器358在插接组件18的水平和竖直方向都具有有限的活动余地，因此将自调能力传给连接器。

一对销钉370使底座20上的电气连接器和插接组件18上的电器连接器的排列一致，该销钉通过一个弹簧或其它弹性连接装置被弹性安装在前盖288上。销钉370在前盖上最好被按侧向倾斜间隔布置，并从那里的面向前延伸，被安装在底座后壁24的匹配孔372中。

当插接组件18被有效地固定在计算机底座上时，为使底座后壁24上电源开关40与插接组件18的后盖290更接近，一个推杆连接器374包含一个可以从插接组件后面接近的启动杆376和一个通过前盖上的孔伸出以约束CPU底座20上的开关40上的操纵杆378。安装每个启动杆376和操纵杆378是为使其在下盖286前后边直立的转动销钉380和382上转动，一个连接装置384在相应杆的相应杠杆之间延伸，并将相应杠杆内部连接起来，这样施加在启动杆376上的力将直接传给操纵杆378，然后传给计算机底座上的电源开关40。

上述插接组件18的操纵过程如下：在典型的应用中，插接组件18将被放在某处的一个支撑面上，在此处将使计算机在台式模式下工作。插接组件18的后壁290上电器插头的布置基本上与计算机后壁24上的布置方式相同。因此，每个连接器是由一个相应带有（“）符号来加以辨别的。准备在计算机10上使用的辅助设备是通过适当的电缆连接到后盖290上每个连接器的。这样的设备可以包含一个视频设备，一个打印机，一个调制解调器等。值得注意的是电缆一旦与插接组件连接在一起，那么最好将它基本上是永久地连接而不考虑计算机10是否与插接连接。

安装在前盖288上的电气连接器用作补充并与后盖290上的电气连接器连在一起。它们也补充了计算机底座后壁24上的电连接器。因此，计算机底座20上的连接器与插接组件上的连接器的匹配连接将有效地将计算机10和所有设备连接。这些设备上的电缆与插接组件后盖290上的连接器相连。这样做的结果大大有利于计算机从便携式操作模式到台式模式的转换，反之也成立。因为这样就不用单独地与附在计算机上的各种设备连接或断开，而只需将计算机插接组件18做一次连接就同时实现所有的连接。

为了使插接组件18插入计算机底座20，杠杆302处在打开的位置如图38所示，插接组件的正面和底座的反面被放在相对的位置，插接组件上的插头370要插入计算机底座20中相匹配的插孔372中（如图39所示）。此后计算机底座20和插接组件18与肘节机构304上的锁定钩300上的凸台304更加靠近，肘节机构与凹槽340的壁面滑动地联接。

一旦相应的匹配连接器上的插头或其它凸出部分对准并插入相应的辅助连接器的相应插孔，那么插接组件18和计算机底座20之间的间隙就会使锁定钩300上的凸台304进入底座侧壁26和28中的凹槽340中;因为锁定钩300被中心簧片304弹性偏压，所以凸台304在足够大的力的作用下进入凹槽340。如图40所示，这个力能产生一个可听见的信号，表明所有连接器已进入合适的位置，可以启动肘节杆302将底座20和插接组件18拉靠到最紧状态，而不必担心损坏任何一个连接器（图41）。

利用图示的肘节锁定机构296，作用在杠杆302上5磅的启动力将在凸台304和凹槽340间产生大约达80磅的压力。当杠杆302处于基本平行于插接组件侧面的锁定位置时，在相应凸台336表面334上的杆杠弹簧330之间的弹簧力使杠杆就位，因此，计算机的使用是通过启动推杆连接器274来启动电源开关40而开始的。

为了将插接组件18与CPU底座20分开，将杠杆302从其图41的锁定位置放松，并在弹簧330的作用下返回到打开的位置，锁定钩300的尖端303和底座20的凹槽340的邻边间产生的反作用引起插接组件底座少量后移。为了将凸台304和凹槽340分开，在前盖288的凸面305和锁定钩300的从动件307的作用下，将杠杆302从打开位置略微向前移动，将从动件307从凹槽侧面向外推动，以便使插接组件与计算机最终分开。

应进一步理解的是，虽然这项专利的最佳实施例已在此说明，但还可对上述布置进行改变和修改，而不离开权利要求范围。

Claims

1、一种连接计算机与一种或多种辅助设备的插接组件装置，其特征是，该装置包含有，一个壳式结构，这种结构适合于安装到在一个连接面上具有多个辅助电气连接器的计算机，在计算机连接面上的匹配接触器数目和位置与实施该装置与外部辅助设备连接的另一连接器连接面上的接触器数目和布置是一一对应的；一种锁紧器件，当进行所述辅助电气连接器与所述匹配连接器间连接时，该器件锁紧所述装置与计算机；对辅助电气接触器与匹配接触器的排列进行调节的器件。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是，在一对连接器中的每一个所述辅助连接器和所述匹配连接器相对于连接面可移动的安装。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征是，该装置的安装结构包含有一个在所述连接面上形成的开口，该连接面与所述连接器配合来限制周向延伸的间隙;一个可变形元件，它布置在所述连接器和所述开口之间，以及使所述连接器相对于所述连接面固定的器件。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征是，该装置中的所述固定器件包含一个螺钉和相应螺母，用它们将所述连接器固定在连接面上，所述可变形元件包含一个可变形材料制成的垫圈;该垫圈被固定在所述连接面上的所述螺钉和螺母之间。

5、根据权利要求3所述的设置，其特征是，所述固定器件包含有在所述连接器上形成台肩的器件，该器件用来啮合所述连接面使连接面处在所述开口附近的相对面上，在所述连接面一边上形成器件的台肩包含多个可变形的侧架，这些侧架在所述的连接器和安装面之间。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述锁紧器件包含布置在所述盒式结构相对端的肘节锁紧机构，它适合于紧密啮合所述计算机和所述肘节锁紧机构上的器件，用该器件可在所述连接器被适当排列并在所述机构锁紧前发出音响信号。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是，该装置包含有在所述计算机上形成的凹槽，并用该凹槽与肘节锁紧机构夹紧啮合的器件，所述的肘节锁紧机构包含一个具有用于与所述凹槽夹紧啮合的凸台锁紧钩，以及用以使所述锁紧钩偏置并与所述凹槽连接啮合的器件，所述偏置器件将发出一个足够大的偏置力作用在所述锁紧钩上，当所述凸台进入凹槽时发出一音响信号。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征是，所述凹槽与所述计算机连接面有一定距离，以便仅当每对匹配的连接器正确布置时，所述凹槽与锁紧钩凸台相啮合。

9、根据权利要求8所述的设置，其特征是，成对出现的所述连接器包含有管脚式插头和插孔式插座，所述凹槽仅当管脚式插头上的所有插头都插入到插孔式插座上对应的插孔里时才能使所述凹槽与所述锁定钩相啮合！

10、根据权利要求9所述的装置，其特征是，所述每个肘节锁紧装置包含一个与所述插接组件外壳转动连接的肘节杆，一个和所述肘节杆转动连接的锁定钩以及用以对肘节杆施加偏置力使其处于锁定或非锁定位置的弹簧元件。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征是，所述肘节杆包含成一定角度设置的凸表面，该凸表面与所述弹簧元件啮合以偏置肘节杆使其处于锁定或非锁定位置。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征是，所述弹簧元件包含一片弹簧、该片弹簧的一端固定在所述壳式结构中，而其自由端用以和一个或另一个肘节杆凸表面相啮合。

13、根据权利要求11所述的装置，其特征是，所述片弹簧是一组合弹簧，该弹簧具有一自由端以分别偏置所述肘节杆和所述锁定钩。

14、根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述锁定装置包含，布置在所述壳式结构相对端的肘节锁定机构，该机构具有与所述计算机底座上配合凹槽相匹配的元件，用该机构可交替地将插接组件组装到计算机底座上和从计算机底座上脱离。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征是，所述安装和拆卸装置包含一锁定钩，该锁定钩具有一个凸表面和一个承接面，其凸表面在操作杆沿某一方向上执行时夹紧啮合所述凹槽的一边，而其承接面则在操作杆沿另一方向上执行时与所述凹槽的相对的另一端相啮合，这里的承接面面对所述凸表面。

16、根据权利要求15所述的装置，其特征是，所述装置包含设置在所述壳体和所述钩上的凸台和从动元件，用上述凸台和从动元件可以使所述的钩在所述操作杆的作用下从所述凹槽中侧向向外。