TWI765211B

TWI765211B - 集線轉接裝置

Info

Publication number: TWI765211B
Application number: TW109100558A
Authority: TW
Inventors: 劉宏偉
Original assignee: 威眾企業股份有限公司
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202143005A

Abstract

本發明係一種應用於連接工具機一主控制器與二個或二個以上人機介面之集線轉接裝置，該主控制器具有二個或二個以上之人機介面連接埠，本發明的特色在於該集線轉接裝置包含有一第一編解譯模組、一第二編解譯模組及一訊號導線，其中該第一、二編解譯模組分別包含有一具編譯及解譯封包資料功能之編解譯電路，且該編解譯電路連接有二個或二個以上之人機介面連接埠，使得該第一編解譯模組可以串接該主控制器之不同人機介面連接埠，而該第二編解譯模組可以供二個或二個以上之人機介面選擇性插接，藉以可利用該集線轉接裝置連接工具機之主控制器及二個或二個以上不同之人機界面如顯示螢幕、滑鼠、鍵盤及/或手動多軸移動控制器。

Description

集線轉接裝置

本發明係隸屬一種工具機之技術領域，具體而言係指一種集線轉接裝置，藉以能減少主控制器與人機界面間的訊號線，除了可增進佈線的簡便性及成本外，也可以降低維修檢測的時間與成本。

按，如第一、二圖所示，一般數值工具機在機體內會有一用於執行各項程式、訊號、指令及功能作為主控端(Host)之主控制器(100)〔Main Control Unit〕，而為了能讓操作人員能有效透過該主控制器(100)操控及監視該工具機的各項功能的執行，該主控制器(100)通常會連接作為裝置端(Device)之至少一人機界面(200)〔Human Machine Interface〕，如螢幕、滑鼠、鍵盤或手動操作器等不同，這些人機界面(200)通常係設於工具機機體外部之操作平台上，而該些人機界面(200)係透過不同的訊號線與主控制器(100)的通訊埠連接，如用於螢幕之VGA、HDMI、DVI或DP，用於滑鼠之USB或PS2，用於鍵盤之USB或PS2，又或用於手動操作器之COM Port等；

而由於近年來工具機的體積越來越大，因此設於機體內的主控制器(100)與設於外部操作平台的人機界面( 200)距離越來越遠，也使得前述各項人機界面(200)的訊號線所需要的長度越來越長，而非一般規格長度的訊號線能支持，因此工具機廠商需要另外特別製作符合長度的訊號線，其不僅麻煩、且製作成本也很高，再者佈線時為了考量操作轉動時訊號線扭曲甚至斷線，而造成訊號不良或斷訊的狀況，因此需要特別注意其佈線裕度，也造成佈線上的困擾與不便，且當訊號線有所損壞時，在查檢及維修上也會有極大的不便；

換言之，現有的工具機人機界面(200)與主控制器(100)間因訊號線的長度太長，而造成其在製作、佈線及維修上的困擾，而如何解決此一問題，係本發明所欲探討者。

緣是，本發明人乃針對現有工具機之人機界面在佈線上所面臨的問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，且經不斷努力之研究與試作，終於成功的開發出一種集線轉接裝置，其能克服現有水面上太陽能系統難以定向所造成的不便與困擾。

因此，本發明之主要目的在於提供一種集線轉接裝置，藉以能減少主控制器與不同人機界面間的訊號線，使佈線更為簡便、且迅速，從而能降低製作、佈線及維修的成本。

又，本發明之再一主要目的係在提供一種集線轉接裝置，其在佈線時因線徑較大，不易扭曲損壞或斷裂，而具有較高的可靠性。

據此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現前述的目的與效能：應用於連接工具機一主控制器與二個或二個以上人機介面之集線轉接裝置，該主控制器具有二個或二個以上之人機介面連接埠，而該集線轉接裝置包含有；

一第一編解譯模組，其包含有一具編譯及解譯封包資料功能之編解譯電路，且該編解譯電路連接有二個或二個以上之人機介面連接埠，使得該第一編解譯模組可以串接該主控制器之不同人機介面連接埠；

一第二編解譯模組，其包含有一具編譯及解譯封包資料功能之編解譯電路，且該編解譯電路連接有二個或二個以上之人機介面連接埠，使得該第二編解譯模組可以供二個或二個以上之人機介面選擇性插接；以及

一訊號導線，其可連接該第一編解譯模組與該第二編解譯模組，供傳送封包資料；

藉以可利用該集線轉接裝置連接工具機之主控制器及二個或二個以上不同之人機界面如顯示螢幕、滑鼠、鍵盤及/或手動多軸移動控制器，可增進其實用性，從而有效提升其附加價值，增進其經濟效益。

且本發明並利用下列的技術手段，進一步實現前述之目的及功效，以增加其附加價值，有效提升產品的競爭力與經濟效益；諸如：

所述之主控制器、該第一編解譯模組及該第二編解譯模組之人機介面連接埠可以選自連接顯示螢幕之視訊連接埠。

所述之主控制器、該第一編解譯模組及該第二編解譯模組之人機介面連接埠可以選自連接滑鼠或鍵盤之序列介面〔PS/2〕。

所述之主控制器、該第一編解譯模組及該第二編解譯模組之人機介面連接埠可以選自連接滑鼠或鍵盤之通用序列匯流排〔USB〕。

所述之主控制器、該第一編解譯模組及該第二編解譯模組之人機介面連接埠可以選自連接手動多軸移動控制器之序列埠〔Serial Port〕。

所述之集線轉接裝置之該第一編解譯模組及該第二編解譯模組可以分設有一供該訊號導線連接之傳輸元件。

所述之傳輸元件可以選自有線之序列埠、乙太網路連接器、光纖連接器或無線之WiFi傳輸器、藍芽傳輸器。

所述之傳輸元件可以選自有線之序列埠，而該訊號導線可以是多芯訊號線。

所述之集線轉接裝置之第一編解譯模組可以佈局設計成一可插設於該主控制器內部之通信介面卡。

所述之集線轉接裝置之第一編解譯模組可以佈局設計成一可插設於該主控制器內部之通信介面卡，而該第一編解譯模組與該第二編解譯模組可以是滙流插拔之快速外部連接器【Peripheral Component Interconnect Express，PCIe】之通信。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠依據本說明書具體實施。

(100)‧‧‧主控制器

(200)‧‧‧人機界面

(500)‧‧‧集線轉接裝置

(51)‧‧‧第一編解譯模組

(52)‧‧‧編解譯電路

(53)‧‧‧人機介面連接埠

(532)‧‧‧視訊連接埠

(534)‧‧‧序列介面

(536)‧‧‧通用序列匯流排

(538)‧‧‧序列埠

(54)‧‧‧傳輸元件

(55)‧‧‧第二編解譯模組

(56)‧‧‧編解譯電路

(57)‧‧‧人機介面連接埠

(572)‧‧‧視訊連接埠

(574)‧‧‧序列介面

(576)‧‧‧通用序列匯流排

(578)‧‧‧序列埠

(58)‧‧‧傳輸元件

(59)‧‧‧訊號導線

(600)‧‧‧主控制器

(601)‧‧‧人機介面連接埠

(602)‧‧‧視訊連接埠

(604)‧‧‧序列介面

(606)‧‧‧通用序列匯流排

(608)‧‧‧序列埠

(800)‧‧‧人機界面

(801)‧‧‧顯示螢幕

(802)‧‧‧滑鼠

(803)‧‧‧鍵盤

(805)‧‧‧手動多軸移動控制器

第一圖：係工具機的立體外觀示意圖。

第二圖：係習式工具機之主控制器與人機界面間的佈線架構示意圖。

第三圖：係本發明集線轉接裝置較佳實施例的使用架構示意圖。

第四圖：係本發明集線轉接裝置較佳實施例的佈線架構示意圖。

第五圖：係本發明集線轉接裝置另一較佳實施例的佈線架構示意圖。

第六圖：係本發明集線轉接裝置另一較佳實施例之使用狀態的局部外觀示意圖。

第七圖：係本發明集線轉接裝置再一較佳實施例之架構示意圖。

第八圖：係本發明集線轉接裝置又一較佳實施例之架構示意圖。

本發明係一種集線轉接裝置，隨附圖例示本發明之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

本發明係一種集線轉接裝置，如第三圖所示，該集線轉接裝置(500)係應用於一作為主控端(Host)之工具機〔如第一圖所示〕的一主控制器(600)〔Main Control Unit〕及作為裝置端(Device)之二個或二個以上人機界面(800)〔Human Machine Interface〕之間，其中該人機界面(800)可以包含有一顯示螢幕(801)、一滑鼠(802)、一鍵盤(803)及/或一手動多軸移動控制器(805)，又用於執行各項程式、訊號、指令及功能之該主控制器(600)具有至少一人機介面連接埠(601)，而該人機介面連接埠(601)可以包含是供連接顯示螢幕(801)之至少一視訊連接埠(602)、供連接滑鼠(802)或鍵盤(803)之至少一序列介面(604)〔PS/2〕及/或至少一通用序列匯流排(606)〔USB〕、以及/或供連接手動多軸移動控制器(805)之至少一序列埠(608)〔Serial Port，如RS232〕，其中該視訊連接埠(602)可以選自VGA、HDMI、DVI或DP等，而本發明之視訊連接埠(602)以HDMI為主要實施例，而本發明之特色在於二個或二個以上之人機界面(800)可以利用該集線轉接裝置(500)與該主控制器(600)之相對應人機介面連接埠(601)連接；

又該集線轉接裝置(500)之詳細構成，則係如第三、四圖所示，其具有一第一編解譯模組(51)、一第二編解譯模組(55)及一連接該第一編解譯模組(51)與該第二編解譯模組(55)之訊號導線(59)；

其中該第一編解譯模組(51)具有一編解譯電路(52)，供編譯生成封包資料及解譯封包資料，且該編解譯電路(52)連接有二個或二個以上之人機介面連接埠(53)，其中該人機介面連接埠(53)包含可以相對插接前述主控制器(600)不同人機介面連接埠(601)之視訊連接埠(532)、序列介面(534)、通用序列匯流排(536)及/或序列埠(538)，其中該主控制器(600)人機介面連接埠(601)之視訊連接埠(602)、序列介面(604)、通用序列匯流排(606)及序列埠(608)與該第一編解譯模組(51)人機介面連接埠(53)之視訊連接埠(532)、序列介面(534)、通用序列匯流排(536)及序列埠(538)可以是公母組合、母母或公公組合，其中如係母母或公公配合時可以利用另一具公公連接埠或母母連接埠之連接線串接〔典型連接方式，圖中未示〕，又該編解譯電路(52)並連接有一傳輸元件(54)，該傳輸元件(54)可以是有線之序列埠、乙太網路連接器、光纖連接器或無線之WiFi傳輸器、藍芽傳輸器等等，供相對前述之第二編解譯模組(55)進行封包資料之傳送與接收；

另該第二編解譯模組(55)具有一編解譯電路(56)，供編譯生成封包資料及解譯封包資料，且該編解譯電路(56)並連接有一傳輸元件(58)，該傳輸元件(58)可以是有線之序列埠、乙太網路連接器、光纖連接器或無線之WiFi傳輸器、藍芽傳輸器，供相對前述之第一編解譯模組(51)之傳輸元件(54)進行封包資料之傳送與接收，且該編解譯電路(56)連接有二個或二個以上之人機介面連接埠(57)，其中該人機介面連接埠(57)包含可以供不同人機界面(800)相對插接之視訊連接埠(572)、序列介面(574)、通用序列匯流排 (576)及/或序列埠(578)，其中該該第二編解譯模組(55)人機介面連接埠(57)之視訊連接埠(572)、序列介面(574)、通用序列匯流排(576)及序列埠(578)與該人機界面(800)之顯示螢幕(801)、滑鼠(802)、鍵盤(803)及手動多軸移動控制器(805)可以是母公組合、母母或公公組合，其中如係母母或公公配合時可以利用另一具公公連接埠或母母連接埠之連接線相互串接〔典型連接方式，圖中未示〕；

再者，該訊號導線(59)可以是多芯訊號線如RS232、網路線如RS45或光纖線，且該訊號導線(59)可連接該第一編解譯模組(51)與該第二編解譯模組(55)之傳輸元件(54、58)，且如該集線轉接裝置(500)之第一編解譯模組(51)與第二編解譯模組(55)之傳輸元件(54、58)如選自無線之WiFi傳輸器、藍芽傳輸器，則該集線轉接裝置(500)即無訊號導線(59)之設計。另根據某些實施例，該訊號導線(59)兩端亦可直接一體連接於相對應之該第一編解譯模組(51)與該第二編解譯模組(55)傳輸電路上。

藉此，可利用該集線轉接裝置(500)連接工具機之主控制器(600)及二個或二個以上不同之人機界面(800)如顯示螢幕(801)、滑鼠(802)、鍵盤(803)或手動多軸移動控制器(805)，而組構成一集線轉接裝置者。

而本發明於實際使用狀態，則請參照第三、四圖所示，係利用該訊號導線(59)連接該第一編解譯模組(51)與該第二編解譯模組(55)之傳輸元件(54、58)，而形成該集線轉接裝置(500)，而當該工具機之主控制器(600)與操作平台之至少二個人機界面(800)如顯示螢幕(801)、滑鼠(802)、鍵盤(803)及/或手動多軸移動控制器(805)距離較遠時，可以使用該集線轉接裝置(500)之第一編解譯模組(51)的各該人機介面連接埠(53)如視訊連接埠(532)、序列介面(534)、通用序列匯流排(536)及/或序列埠(538)插接該主控制器(600)之相對應視訊連接埠(602)、序列介面(604)、通用序列匯流排(606)及/或序列埠(608)。且在完成該集線轉接裝置(500)於該主控制器(600)與該操作平台之人機界面(800)間的佈線後，可將操作平台上不同人機界面(800)如顯示螢幕(801)、滑鼠(802)、鍵盤(803)及/或手動多軸移動控制器(805)插接至該第二編解譯模組(55)之相對應的視訊連接埠(602)、序列介面(604)、通用序列匯流排(606)及/或序列埠(608)上；

操作上，當主控制器(600)由人機介面連接埠(601)送出不同人機界面(800)如顯示螢幕(801)或手動多軸移動控制器(805)所需之資料時，可經該集線轉接裝置(500)之第一編解譯模組(51)中相對應的人機介面連接埠(53)傳送至該編解譯電路(52)，且經該編解譯電路(52)編譯成封包資料後，透過傳輸元件(54)及訊號導線(59)傳送至該第二編解譯模組(55)之傳輸元件(58)，且該第二編解譯模組(55)在該編解譯電路(56)解譯後由相對應之人機介面連接埠(57)傳送至相連接之人機界面(800)如顯示螢幕(801)或手動多軸移動控制器(805)。

反之，當操作人員操控不同人機界面(800)如滑鼠(802)、鍵盤(803)或手動多軸移動控制器(805)，則可經該人機界面(800)插接之該集線轉接裝置(500)的第二編解譯模組(55)中相對應的人機介面連接埠(57)傳送至該編解譯電路(56)，且經該編解譯電路(56)編譯成封包資料後，透過傳輸元件(58)及訊號導線(59)傳送至該第一編解譯模組(51)之傳輸元件(54)，且該第一編解譯模組(51)在該編解譯電路(52)解譯後由相對應之人機介面連接埠(53)傳送至相連接之主控制器(600)人機介面連接埠(601)如序列介面(604)、通用序列匯流排(606)或序列埠(608)，使該主控制器(600)與遠端操作平台之人機界面(800)可以相互通信傳輸資料。

再者，本發明另有一實施例，其係如第五、六圖所示，該集線轉接裝置(500)之第一編解譯模組(51)可直接佈局設計〔Layout〕成一通信介面卡，使得該形成通信介面卡之第一編解譯模組(51)能直接插設於該主控制器(600)內部，且該第一編解譯模組(51)與該第二編解譯模組(55)之傳輸元件(54、58)可以佈局設計成滙流插拔之外部連接器(Peripheral Component Interconnect，PCI)、快速外部連接器【Peripheral Component Interconnect Express，PCIe】或工業電腦互連器〔Compact PCI〕。

又，本發明再一實施例，其係如第七圖所示，該集線轉接裝置(500)之第一編解譯模組(51)可以一網路連接埠〔RJ45〕取代，使裝置端(Device)之各該人機界面(800)而能利用安裝於該主控制器(600)之遠端操控軟體來操作及取得資訊。

再者，如第八圖所示，係本發明又一實施例，其中如該主控端(Host)之主控制器(600)的人機介面連接埠(601)可以選自多工的USB 4.0之規格，且裝置端(Device)之各該人機界面(800)也選自多工的USB 4.0之規格時，則本發明之集線轉接裝置(500)的接口為多工的USB 4.0之規格。

透過前述的設計，本發明集線轉接裝置(500)能使該主控制器(600)與操作平台上之至少二個不同的人機界面(800)僅具有一訊號導線(59)，而無需佈置多種不同、且超出規格長度的訊號線，使主控制器(600)與操作平台之不同人機界面(800)間更為簡化單純，同時可降低製備及佈線成本，且對日後的線路查檢及維修也更為簡單且省時，同時也能有效降低查檢及維修的成本，再者該集線轉接裝置(500)之單一訊號導線(59)線徑大於傳統不同人機界面(800)之訊號線，而能承受較大的轉動扭曲，故能減少該訊號導線(59)損壞及斷線的問題，有效延長其使用壽命，大幅增進其實用性。

綜上所述，可以理解到本發明為一創意極佳之發明創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

(500):集線轉接裝置

(51):第一編解譯模組

(52):編解譯電路

(53):人機介面連接埠

(532):視訊連接埠

(534):序列介面

(536):通用序列匯流排

(538):序列埠

(54):傳輸元件

(55):第二編解譯模組

(56):編解譯電路

(57):人機介面連接埠

(572):視訊連接埠

(574):序列介面

(576):通用序列匯流排

(578):序列埠

(58):傳輸元件

(59):訊號導線

(600):主控制器

(601):人機介面連接埠

(602):視訊連接埠