КОМПЬЮТЕР СО ВСТРОЕННОЙ ПОЛКОЙ ДЛЯ МЫШИ Российский патент 2002 года по МПК H05K5/00 G06F1/16 G06F3/33 

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам ввода для компьютеров, в частности к встроенной полке для мыши, образующей рабочее пространство, в котором можно пользоваться мышью в качестве устройства ввода.

Предпосылки создания изобретения
В течение более трех десятилетий постоянно велись разработки по созданию различных координатно-указательных устройств, с помощью которых осуществляется доступ к программным функциям, таких как мышь, шаровой манипулятор, сенсорный планшет и световое перо.

Использование в качестве устройств ввода координатно-указательных устройств, а также клавиатуры становится особенно важным при работе с операционной системой в многозадачном режиме с помощью графического интерфейса пользователя (ГИП).

Среди различных координатно-указательных устройств по удобству и эффективности выполнения операций ввода наиболее популярным в персональных компьютерах оказалась мышь. Поэтому совершенно естественным для настольных компьютеров стало наличие в них мыши. Мышь обычно располагается сбоку от настольного компьютера, как правило, на плоской поверхности.

На такую плоскую поверхность обычно кладется коврик для мыши, по которому в соответствии с движениями пользователя перемещается мышь, осуществляя при этом ввод соответствующих данных в компьютер. В свое время было разработано несколько устройств, позволяющих располагать мышь определенным образом относительно компьютера.

Так, например, в патентах US 5805139 и US 5861873 описаны способы сопряжения координатно-указательных устройств с компьютерами.

Между тем быстро растущим сегментом рынка персональных компьютеров (ПК) стали промышленные ПК, используемые для управления различными электронными системами.

Промышленный ПК, предназначенный для управления электронной системой, в частности системой безопасности, часто размещается в стойке, занимая в ней относительно небольшое место. В этом случае для управления промышленным ПК стандартной мышью, являющейся координатно-указательным устройством, необходимо в стойке, лишенной обычной плоской поверхности, напоминающей стол, иметь специальное рабочее пространство для мыши.

Кроме того, необходимо учитывать и тот факт, что промышленные ПК, управляющие различными машинами, обычно работают в пыльной среде и что попадание пыли в мышь может ухудшить характеристики управляемого мышью компьютера до критического уровня.

Краткое изложение сущности изобретения
Исходя из изложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача - разработать такой компьютер, в частности промышленный компьютер, используемый для управления различными машинами, который был бы свободен от упомянутых выше ограничений.

В соответствии с этим еще одной задачей изобретения является разработка компьютера с встроенной полкой для мыши, образующей рабочее пространство, в котором можно манипулировать мышью.

Другой задачей настоящего изобретения является разработка компьютера, в котором имелось бы специальное место для хранения мыши, когда она не используется.

Таким образом, в изобретении предлагаются компьютер со встроенной полкой для мыши и способ пользования ею.

Компьютер со встроенной полкой для мыши, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, состоит из базового вычислительного устройства, имеющего в передней части корпус для хранения мыши, и выдвижную полку для размещения мыши в корпусе.

Компьютер, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, имеет, кроме того, поворотную крышку с петлей, защищающую полку от возможного попадания пыли.

Выдвижную полку для мыши, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, можно выдвинуть из корпуса базового вычислительного устройства на достаточно большое расстояние и использовать плоскую поверхность полки в качестве рабочей поверхности для перемещения мыши, при этом полка имеет стопорное устройство, удерживающее ее в выдвижном положении.

Кроме того, выдвижную полку для мыши, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, в том случае, когда мышь не используется, можно убрать и вдвинуть в корпус, изолировав ее тем самым от запыленной внешней среды.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения встроенная полка выполнена в виде выдвижного ящика с размещенной в нем мышью, которую можно перемещать по плоской поверхности нижней стенки ящика.

При этом высота выдвижного ящика должна исключать возможность извлечения из него мыши.

В другом предпочтительном варианте настоящего изобретения предлагаемая в нем встроенная полка для мыши может поступательно перемещаться в корпусе в прямом и обратном направлении.

В этом случае для перемещения полки можно использовать упругую силу пружины, возвращающую полку в исходное положение, или усилие, создаваемое электродвигателем.

Краткое описание чертежей
Другие особенности настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительных, но не ограничивающих объем изобретения вариантов выполнения компьютера со встроенной полкой для мыши со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1А и 1Б - схематичное изображение первого варианта выполнения предлагаемого компьютера со встроенной полкой для мыши,
на фиг. 2А и 2Б - схематичное изображение второго варианта выполнения предлагаемого компьютера со встроенной полкой для мыши,
на фиг.3А-3Д - изображение отдельных деталей второго варианта выполнения компьютера со встроенной полкой для мыши,
на фиг. 4А и 4Б - схематичное изображение третьего варианта выполнения компьютера со встроенной полкой для мыши,
на фиг. 5А и 5В - схематичное изображение выполненных в соответствии с настоящим изобретением предпочтительных вариантов встроенной полки для шарового манипулятора, сенсорного планшета и джойстика.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения
Ниже со ссылкой на соответствующие чертежи приведено подробное описание настоящего изобретения.

На фиг.1А и 1Б схематично изображен первый вариант выполнения компьютера со встроенной полкой для мыши. На фиг.1А показан корпус 10А, расположенный в передней части базового вычислительного устройства 10.

Корпус 10А выполнен в виде отдельного блока, расположенного внутри компьютера вне его основного блока. При этом корпус 10А отделяет основной блок компьютера от окружающего пространства и препятствует попаданию в него пыли.

Геометрия корпуса 10А требует тщательной проработки, чтобы при его минимальных габаритах в нем можно было бы свободно манипулировать мышью. Для перемещения мыши М в корпус 10А базового вычислительного устройства 10 встроена выдвижная полка 12, которую можно выдвинуть из корпуса для получения доступа к расположенной в ней мыши.

Предпочтительно в качестве материала для изготовления полки 12 использовать пластмассу. В одном из предпочтительных вариантов настоящего изобретения для защиты от поломок базового вычислительного устройства 10, причиной которых может служить трение скольжения часто выдвигаемой полки 12, предлагается использовать соответствующее направляющее устройство.

На передней части полки 12 целесообразно предусмотреть ручку. Целесообразно также, чтобы высота полки 12 не превышала высоты входного отверстия корпуса 10А.

При этом высота полки должна выбираться с учетом простоты и удобства манипуляций с расположенной в ней мышью М. В более предпочтительном варианте высота полки выбирается с учетом толщины уложенного в нее коврика мыши.

Глубина полки 12, однако, должна быть меньше 10 мм. В соответствии с настоящим изобретением электрическое соединение мыши М с базовым вычислительным устройством осуществляется через внутреннее пространство полки 12.

Для этого предпочтительно используется расположенный непосредственно в задней части корпуса 10А порт ввода для электрического соединения мыши, а проходящий к ней провод никак не влияет на другие элементы компьютера. Полку 12 и основные блоки компьютера целесообразно защитить от внешнего воздействия, в частности от попадания в них пыли, используя для этого специальную откидную крышку, закрепленную с помощью петли на корпусе компьютера.

Основные блоки компьютера могут включать любое из устройств ввода-вывода, в том числе дисководы 11. В предпочтительном варианте крышка 13, снабженная направляющим устройством и петлей, имеет достаточно большие размеры и закрывает основные блоки компьютера.

На фиг.1Б в увеличенном масштабе показано поперечное сечение петли полки для мыши, выполненной в соответствии с настоящим изобретением. В предлагаемой полке для открытия крышки 13 используется направляющее устройство 15.

Направляющее устройство 15 работает вместе с очерченной по дуге окружности петлей 14. На одной стороне петли 14 имеется стопор 24, а на другой - фиксатор 14А, имеющий форму полукруглой канавки.

В направляющем устройстве 15 расположены шарик 25 и пружина 26, закрытые заглушкой 27. Нагруженный пружиной шарик 25 создает соответствующее усилие, приложенное к петле 14.

При наличии на заглушке 27 резьбы можно регулировать усилие, создаваемое пружиной и приложенное через шарик 25 к петле.

В закрытом или вертикальном положении крышка удерживается шариком 25, попадающим в фиксатор 14А петли. Для перемещения крышки в горизонтальное положение ее необходимо открыть достаточно широко до упора стопора 24 в одну из сторон направляющего устройства 15.

Пользователь манипулирует мышью при широко открытой крышке 13 и вытянутой из корпуса полкой 12. Закончив работу с мышью на полке, пользователь может вдвинуть полку 12 в корпус и закрыть крышку 13, повернув ее в вертикальное положение таким образом, чтобы после этого пыль не могла попасть внутрь корпуса.

На фиг. 2А и 2Б схематично показан второй вариант выполнения компьютера со встроенной полкой для мыши.

На фиг. 2А схематично показана встроенная в компьютер полка 210, полностью выдвинутая из базового вычислительного устройства 10.

Встроенную в компьютер полку 210 вместе с мышью можно путем ее поступательного перемещения выдвинуть из корпуса 200 в открытое положение или вдвинуть в него в закрытое положение.

На фиг.2В схематично показана встроенная в компьютер полка 210 с мышью, расположенная внутри корпуса 200. Усилие, необходимое для перемещения встроенной в компьютер полки 210, может быть создано возвращающей ее в исходное положение пружиной или электрическим двигателем.

На фиг. 3А-3Г схематично показаны отдельные детали второго варианта выполнения встроенной в компьютер полки с запорным устройством, фиксирующим вдвижную в корпус полку относительно корпуса и удерживающим ее в этом корпусе. На фиг.3А показан вид сверху встроенной полки 210, выдвинутой из корпуса 200, с которым она соединена пружиной 230.

На задней стороне полки 210 расположен фиксирующий палец 221, служащий для фиксации в корпусе вдвинутой в него полки 210. Кроме того, на вертикальной стенке внутри корпуса 200 расположена защелка 220, в которую входит фиксирующий палец 221 и которая удерживает в корпусе вдвинутую в него полку.

Усилие, стремящееся вытолкнуть полку 210 из корпуса 200, создается в этом варианте возвращающей ее в исходное положение пружиной 230, соединяющей полку 210 с корпусом 200.

На фиг. 3Б, на которой схематично показана полка в виде снизу, поясняется, каким образом в соответствии с настоящим изобретением происходит перемещение встроенной в компьютер выдвижной полки. В предпочтительном варианте настоящего изобретения для перемещений полки 210 используется направляющая рейка 260, которая закреплена на нижней стенке полки.

Направляющая рейка 260 используется в качестве направляющего устройства выдвижной полки 210 вместе с вращающимся устройством, которое находится в зацеплении с направляющим устройством полки и обеспечивает поступательное движение полки, в качестве которого служат вращающие ролики 250, закрепленные на корпусе 200. В предпочтительном варианте рабочая поверхность направляющей рейки 260, расположенной в корпусе 200, образована зубьями треугольного профиля.

Кроме того, в этом предпочтительном варианте вращающиеся ролики выполнены в виде шестеренок с зубьями треугольного профиля. При этом к боковой стороне корпуса 200 прикреплена пружина 230, огибающая ролик 240 и соединенная другим концом с полкой 210.

Возвращающее полку в исходное положение усилие, создаваемое этой пружиной 230, используется при перемещении выдвижной полки 210 в прямом и обратном направлениях.

На фиг.3В схематично показан вид сбоку полки, выдвинутой из корпуса 200. Как показано на фиг.3В, полка 210 выходит из корпуса 200 за счет возвращающего полку в исходное положение усилия, создаваемого пружиной 230, при этом наличие блока 240 не позволяет полке полностью выйти из корпуса 200.

В этом варианте пользователь управляет работой компьютера с помощью мыши (не показана), расположенной в выдвинутой из корпуса 200 полке. В предпочтительном варианте во избежание резкого перемещения полки под действием достаточно большого усилия пружины 230 вращающееся устройство содержит соответствующее демпфирующее устройство, препятствующее мгновенному освобождению выдвигаемой из корпуса полки из защелки.

На фиг.3Г и 3Д схематично показана соответственно в виде сверху и сбоку полка, полностью вдвинутая в корпус 200. По окончании работы с мышью пользователь для того, чтобы вдвинуть полку 210 внутрь корпуса 200, должен нажать на нее и приложить к ней определенное усилие в направлении оси B-В'.При этом усилие, приложенное к полке, должно быть больше усилия пружины 230, выталкивающего полку из корпуса 200.

Пользователь вдвигает полку 210 внутрь корпуса с усилием, действующим в направлении оси В-В', до тех пор, пока закрепленный на задней стенке полки фиксатор не войдет в закрепленную на корпусе 200 защелку 220. Вошедший в защелку фиксатор надежно удерживает полку, нагруженную возвращающим ее в исходное положение усилием пружины, внутри корпуса 200.

Защелку 220 предпочтительно выполнить в виде подпружиненного разрезного пальца, который может выдерживать выталкивающее полку из корпуса усилие пружины и надежно удерживать полку 210 внутри корпуса. В этом случае выталкивающее полку из корпуса усилие создается за счет удлинения пружины 230 и воспринимается соединенными между собой защелкой 220 и фиксатором 221.

Для работы с компьютером с расположенной на полке мышью пользователь для того, чтобы вытолкнуть полку из корпуса в направлении оси В-В' должен приложить к ней несколько большее усилие. Под действием этого усилия фиксатор 221 выходит из защелки 220, и под действием выталкивающей силы пружины 230 полка 210 выходит из корпуса 200.

В предпочтительном варианте в качестве защелки 220 и фиксатора 221 предлагается использовать соответствующие детали тумблера.

На фиг. 4А и 4Б схематично показан третий вариант выполнения настоящего изобретения. Если во втором варианте, показанном на фиг.3А и 3Б, для перемещения полки используется возвращающее полку в исходное положение усилие пружины, то в этом варианте для этой цели используется электродвигатель.

На фиг.4А показаны электродвигатель 340, служащий для перемещения полки 310 в направлении оси С-С', и кинематическая схема 330 механизма привода полки. Крутящий момент от электродвигателя 340 передается через зубчатую передачу 350 с зубьями треугольного профиля на закрепленную на одной из сторон выдвижной полки 310 направляющую зубчатую рейку 360.

При нажатии на кнопку 325 включателя, расположенную на передней стенке полки 310, электрический сигнал через шину 324 привода полки поступает в схему 330 управления двигателем. При срабатывании этой схемы электродвигатель 340 включается и создает в зубчатой передаче 350 с треугольными зубьями крутящий момент, под действием которого полка 310 выходит из корпуса 300.

Для перемещения полки из корпуса 300 используется направляющая зубчатая рейка 360. В такой конструкции во избежание полного выхода полки 310 из корпуса 300 необходимо использовать стопорное устройство, которое выключает электродвигатель при достижении полкой определенного положения.

В предпочтительном варианте в качестве такого устройства используется концевой выключатель 321 и упор 323. Когда выдвигаемая из корпуса полка 310 доходит до определенной точки, установленный на полке 310 концевой выключатель 321 упирается в упор 323, закрепленный на корпусе 300. Поскольку концевой выключатель 321 установлен на полке, которая электродвигателем 340 с помощью направляющей зубчатой рейки 360 выдвигается из корпуса наружу, он вместе с полкой 310 движется в направлении оси С-С'.

Концевой выключатель 321 вместе с упором 323 исключают возможность недопустимого перемещения полки из корпуса вправо и работает как защитное устройство, срабатывающее в тот момент, когда выдвигаемая из корпуса 300 полка 310 окажется расположенной в определенном положении.

При замыкании упирающегося в упор концевого выключателя 321 происходит отключение питания от электродвигателя, приводящего полку в движение. Отключенный от линии питания двигатель 349 перестает создавать момент, приложенный к зубчатой передаче 350, и в этот момент выдвигаемая из корпуса 300 полка 310 останавливается.

Такой же принцип, основанный на использовании концевого выключателя 321 и упора 323 и отключении питания от электродвигателя 340, может быть использован и при обратном движении полки внутрь корпуса 300.

В этом случае двигатель останавливается после того, как полка 310 полностью войдет в корпус 310. Если пользователь, закончив работу на компьютере, хочет оставить мышь на полке 310, он просто нажимает на кнопку 325, расположенную на передней части полки 310.

В этот момент схема 330 управления двигателем 340 подает на него напряжение и двигатель 340 создает момент, под действием которого через зубчатую передачу и направляющую зубчатую рейку 360 происходит перемещение полки 310 налево в обратном направлении вдоль оси С-С'.

По достижении полкой определенной точки, когда другой концевой выключатель 320 доходит до упора 322, происходит срабатывание выключателя. При срабатывании концевого выключателя схема 330 управления двигателем 340 отсоединяет его от линии питания, в результате чего двигатель останавливается, останавливая соединенную с ним через зубчатую передачу и движущуюся внутрь корпуса полку.

На фиг.5А-5В схематично изображен еще одни вариант выполнения встроенной полки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.5А показан расположенный на плоской поверхности полки шаровой манипулятор 410 управления курсором. На фиг.5Б показан расположенный на полке для мыши сенсорный планшет 420 управления курсором. Кроме того, на фиг.5В показан джойстик 430.

Для специалистов в данной области очевидно, что в рассмотренные выше конкретные варианты реализации настоящего изобретения могут быть внесены изменения с исключением или добавлением тех или иных узлов или деталей, не выходя при этом за объем изобретения. Иными словами, настоящее изобретение не ограничено рассмотренными выше конкретными вариантами, а включает и все другие возможные варианты, соответствующие объему формулы изобретения.

Изобретение относится к устройствам ввода для компьютеров, в частности к встроенной полке для мыши и предназначено для использования в промышленных компьютерах, работающих в условиях, когда нет возможности использовать для мыши открытую плоскую поверхность. Техническим результатом является разработка компьютера со встроенной полкой, образующей рабочее пространство, в котором можно манипулировать мышью, а также хранить мышь, когда она не используется. Устройство может быть выполнено в виде выдвигаемого вручную ящика или в виде выдвижной полки, перемещаемой электродвигателем. 4 с. и 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Промышленный компьютер, смонтированный в стойке вместе со многими другими блоками и имеющий корпус, расположенный на лицевой стороне системного блока компьютера и предназначенный для размещения в нем мыши, расположенную в этом корпусе полку, на которой находится мышь, соединенная внутри компьютера с его системным блоком, причем эта полка с помощью направляющего устройства имеет возможность поступательного перемещения вперед и назад под действием возвращающего ее в первоначальное положение усилия пружины, которая соединяет корпус с полкой, которая имеет стопорное устройство, удерживающее ее в корпусе в выдвинутом положении, и расположенную на лицевой стороне корпуса крышку, которая защищает полку и внутренние элементы системного блока компьютера от воздействия окружающей атмосферы и которая открывает и закрывает полку мыши при повороте с помощью очерченной по дуге окружности направляющей с канавкой, которая проходит через направляющее устройство с пружиной, которая создает усилие, удерживающее крышку в закрытом положении, воздействуя на шарик, который входит в канавку очерченной по дуге окружности направляющей. 2. Промышленный компьютер по п. 1, в котором полка выполнена в виде выдвижного ящика, высота которого выбирается таким образом, чтобы в нем можно было хранить мышь без опасности ее повреждения. 3. Промышленный компьютер, смонтированный в стойке вместе со многими другими блоками и имеющий корпус, расположенный на лицевой стороне системного блока компьютера и предназначенный для размещения в нем мыши, расположенную в этом корпусе полку, на которой находится мышь, соединенная внутри компьютера с его системным блоком, причем эта полка имеет возможность поступательного перемещения по направляющему устройству вперед и назад приводящим ее в движение электродвигателем и с помощью двух стопорных устройств может быть остановлена либо в полностью выдвинутом из корпуса положении, либо в полностью вдвинутом в корпус положении, и крышку, расположенную на лицевой стороне корпуса, которая защищает полку и внутренние элементы системного блока компьютера от воздействия окружающей атмосферы и которая открывает и закрывает полку мыши при повороте с помощью очерченной по дуге окружности направляющей с канавкой, которая проходит через направляющее устройство с пружиной, которая создает усилие, удерживающее крышку в закрытом положении, воздействуя на шарик, который входит в канавку очерченной по дуге окружности направляющей. 4. Промышленный компьютер, смонтированный в стойке вместе со многими другими блоками и имеющий корпус, расположенный на лицевой стороне системного блока компьютера и предназначенный для размещения в нем мыши, расположенную в этом корпусе полку, на которой находится мышь, соединенная внутри компьютера с его системным блоком, и которая имеет возможность поступательного перемещения в корпусе вперед и назад, пружину, соединяющую корпус с полкой и создающую усилие, под действием которого происходит перемещение полки, направляющее устройство, которое используется для поступательного перемещения полки в корпусе, вращающееся устройство, которое находится в зацеплении с направляющим устройством полки и обеспечивает поступательное движение полки, стопорное устройство, удерживающее в корпусе находящуюся в выдвинутом положении полку, и запорное устройство, фиксирующее вдвинутую в корпус полку относительно корпуса и удерживающее ее в этом корпусе. 5. Промышленный компьютер по п. 4, в котором направляющее устройство полки выполнено в виде зубчатой рейки с зубьями треугольного профиля, которая входит в зацепление с установленным в корпусе вращающимся устройством. 6. Промышленный компьютер по п. 4, в котором запорное устройство состоит из фиксатора, закрепленного на задней стенке полки, и защелки, закрепленной на корпусе. 7. Промышленный компьютер по п. 4, в котором вращающееся устройство содержит демпфирующее устройство, препятствующее мгновенному освобождению выдвигаемой из корпуса полки из защелки. 8. Промышленный компьютер, смонтированный в стойке вместе со многими другими блоками и имеющий корпус, расположенный на лицевой стороне системного блока компьютера и предназначенный для размещения в нем мыши, расположенную в этом корпусе полку, на которой находится мышь, соединенная внутри компьютера с его системным блоком, причем эта полка имеет возможность поступательного перемещения в корпусе вперед и назад, двигатель, создающий движущее усилие для поступательного перемещения полки, направляющее устройство с расположенными спереди зубьями треугольного профиля, которое обеспечивает возможность поступательного движения полки, вращающееся устройство, выполненное в виде зубчатого колеса с зубьями треугольного профиля, которое находится в зацеплении с направляющим устройством полки и приводится во вращение моментом, создаваемым двигателем, схему управления двигателем, стопорное устройство, которое срабатывает при движении полки вперед и управляет схемой управления двигателем, и останавливает выдвигаемую из корпуса полку в определенном положении, и которое состоит из упора, установленного в корпусе, и концевого выключателя, установленного на полке, который срабатывает при соприкосновении с упором, отключая схему управления двигателем в тот момент, когда полка дойдет до определенного места в корпусе, стопорное устройство, которое срабатывает при движении полки назад и управляет схемой управления двигателем, останавливая вдвигаемую в корпус полку в определенном положении, и которое состоит из упора, установленного в корпусе, и концевого выключателя, установленного на полке, который срабатывает при соприкосновении с упором, отключая схему управления двигателем в тот момент, когда полка дойдет до определенного места в корпусе, и выключатель, при срабатывании которого полка приходит в движение. 9. Промышленный компьютер по п. 8, который также имеет расположенную на лицевой стороне корпуса крышку, которая защищает полку с мышью от воздействия окружающей атмосферы и которая имеет возможность поворота с помощью очерченной по дуге окружности направляющей с канавкой, которая проходит через направляющее устройство с пружиной, которая создает усилие, удерживающее крышку в закрытом положении, воздействуя на шарик, который входит в канавку очерченной по дуге окружности направляющей.