无线人机交互设备的自动显示切换装置 【技术领域】
本发明涉及电子技术领域，更确切地说是涉及一种实现台式电脑的无线主机显示卡输出信号与无线人机交互设备(无线显示器)输出显示信号的自动显示切换装置。背景技术
目前，使用台式电脑的用户一般都需正襟危坐在电脑前，尽管设置有显示器底座，可供使用者作适当的角度、距离上的调整，但受有线连接的长度限制，造成使用方式上的死板性及不方便性是不言而谕的，因此长时间使用必然会引起腰酸背痛。
比较理想的使用电脑的方式应该是可移动的，特别是让包括显示与输入输出部分地人机接口部分可移动，即台式电脑的主机部分可保持在原地，而将人机接口部分与主机部分从物理空间上完全分离，人机接口部分可随意移动到所需要的位置处，对主机部分作远距离的操作。
实现对远端主机部分操作的一种最有效的方法是使人机接口部分与主机部分以无线方式连接，通过对应设置无线收发电路单元和利用近距离的无线通讯协议进行通讯，此时的人机接口部分称之为无线人机交互设备，此时的台式电脑主机部分是无线主机。
无线人机交互设备不仅可以进行鼠标、键盘或触笔的无线方式输入，最关键的是可进行主机屏幕内容的远端显示，使无线人机交互设备充当台式电脑无线主机的无线显示器，构成无线人机交互设备。
当无线人机交互设备与无线主机相距很近时，人们就可将无线人机交互设备充当台式电脑的液晶显示器，坐在台式电脑前操作，如图1中所示的传统使用方式那样。图中11为台式电脑的无线主机，12为无线人机交互设备即无线显示器，13指示为台式电脑的无线主机显示卡输出。由于无线人机交互设备12内部一般都设有CPU以及显示输出电路单元，当作为台式电脑主机的固定液晶显示器时，无线人机交互设备12的液晶显示屏显示的是台式电脑主机显示卡的输出信号内容，即液晶显示屏与台式电脑的显示卡输出信号通过连线13从电气上直接连接。
当人们要离开台式电脑的无线主机11时，可以方便地将无线人机交互设备12与台式电脑的无线主机11分离，两者间通过近距离无线协议进行通讯。如图2所示，操作者可在远离无线主机11的地方通过无线人机交互设备12对远端的无线主机11进行操作。
当无线人机交互设备12与台式电脑无线主机11分离后，无线人机交互设备12的液晶显示屏所显示的内容虽然与上述方式下显示的内容完全相同，但从电气连接上，实际只形成无线人机交互设备内显示输出电路单元的输出与液晶显示屏相连，此时还需要从电气和结构上保证台式电脑主机输出的VGA显示信号能可靠地传送到无线人机交互设备12的显示输出电路单元上。
上述过程可进一步描述为：在人们坐在台式电脑无线主机及显示器前时，是台式电脑无线主机的显示卡信号以有线方式输出至无线显示器；而在无线显示器与台式电脑无线主机脱离任何有线连接关系后，应切换为由无线人机交互设备内部无线收发电路单元及显示输出电路单元的输出。
台式电脑主机的显示卡输出装置多为15针插针式结构，并以一根显示器延长线进行延长，在无线人机交互设备与无线主机分离时，如果还需要用户用手动方式将显示器延长线的接口从无线人机交互设备的接口上拆离，会给用户的使用造成不方便；另外，在分离的同时，还应自动的将液晶屏的输入信号切换为由内部无线收发电路单元及显示输出电路单元输入，不能有用户操作按键一类的干预，而且切换速度要高，至少不能让人眼主观感受到；此外，当用户将无线人机交互设备与无线主机重新以有线方式组接在一起时，还要求组装方便，并且能自动地切回由无线主机的显示卡输出。发明内容
本发明的目的是设计一种无线人机交互设备—无线显示器间的自动显示切换装置，以解决用户将无线人机交互设备与台式电脑无线主机在分离与组装时的使用不便问题，并在分离或组装的同时，快速进行显示信号的自动切换。
实现本发明目的的技术方案是这样的：一种无线人机交互设备的自动显示切换装置，对来自台式电脑无线主机显示卡的显示信号和来自无线人机交互设备中无线收发电路单元及显示输出电路单元的显示信号进行切换，其特征在于：包括底座、第一接口器件、可与第一接口器件对应连接的第二接口器件、自动显示切换电路及电源电路；所述的第一接口器件设置在底座中，所述的第二接口器件、自动显示切换电路及电源电路设置在无线人机交互设备上；自动显示切换电路的一路切换信号输入端连接所述的第二接口器件，自动显示切换电路的另一路切换信号输入端连接所述无线人机交互设备上的无线收发电路单元及显示输出电路单元，自动显示切换电路的输出端连接所述无线人机交互设备的VGA/LCD显示信号转换电路；所述的第一接口器件连接所述台式电脑无线主机显示卡的显示信号；所述第一接口器件的切换选择管脚接地电位，所述第二接口器件的切换选择管脚通过电阻接高电位。
所述的设置在无线人机交互设备上的电源电路是电源供电/充电电路，与所述无线人机交互设备上的第二接口器件连接；所述的设置在底座中的第一接口器件还连接直流电源适配器。
所述的电源供电/充电电路由充电电路、可充电电池、电池/外接直流电源切换电路和直流/直流转换电路连接构成，所述的直流电源适配器分别连接充电电路和电池/外接直流电源切换电路。
所述的自动显示切换电路是二选一电子开关，电子开关的切换选择端连接所述无线人机交互设备上第二接口器件的切换选择管脚。
所述无线人机交互设备上的第二接口器件与所述底座中的第一接口器件是成对设置的接插式器件，具有相同的接插端数目。
所述的设置在底座中的第一接口器件是多针/多孔接口器件，设置在无线人机交互设备上的第二接口器件是多孔/多针接口器件。
所述的底座上还设置有视频图形显示卡(VGA)接口，与所述台式电脑无线主机显示卡的输出延长线连接。
本发明的自动显示切换装置对来自电脑无线主机显示卡的显示信号与来自无线人机交互设备的显示信号进行选择切换，切换的选择信号则来自多孔/多针接口器件，在无线人机交互设备置于底座中或脱离底座时，利用切换选择信号的电平变化控制高速切换电路完成切换动作。此外，在无线人机交互设备置于底座中时，通过底座上的多针/多孔接口器件将外接直流电源适配器的电源供给无线人机交互设备，同时通过无线人机交互设备内部的充电电路对电池进行自动充电。
本发明的无线人机交互设备-无线显示器的自动显示切换装置，其中，切换的信号包括VGA显示信号的R，G，B(红、绿、兰)以及HSYNC，VSYNC，SDA，SCL(行同步、场同步、通讯口数据、通讯口时钟)信号。经多针/多孔接口器件交换的信号包括无线主机显示卡的R，G，B以及HSYNC，VSYNC，SDA，SCL显示信号，与无线人机交互设备的R，G，B以及HSYNC，VSYNC，SDA，SCL的VGA显示信号，还有地(GND)，切换选择信号以及外接直流电源的输入。
本发明的台式电脑无线主机与无线显示器间的自动显示切换装置，不仅从结构上提高了无线人机交互设备与电脑无线主机间进行连接与脱离时的方便程度，而且从电气上实现了连接与脱离时无线主机显示卡与无线人机交互设备显示信号间的显示自动切换，避免了用户的手动按键等干预操作。附图说明
图1是无线人机交互设备作为台式电脑显示器时的连接状态示意图；
图2是无线人机交互设备与台式电脑无线主机脱离后作为无线显示器时的连接状态示意图；
图3是本发明的自动显示切换装置与无线主机及无线人机交互设备的连接关系示意图；
图4是本发明显示信号切换装置的原理性结构框图；
图5是本发明底座接插件的电气连接图；
图6是本发明的高速显示切换电路的实施电路图；
图7是无线人机交互设备的电源供电/充电电路结构框图。具体实施方式
参见图3，图3中11是台式电脑无线主机，12是无线显示器，14是底座，无线显示器12置于底座14上时，作为台式电脑的液晶显示器使用；当无线显示器12脱离底座14后，对无线主机11作远距离操作。
参见图4，图4中用虚线框指示出本发明的显示自动切换装置的电气结构，及与电脑无线主机及无线显示器间的连接关系。主要包括底座31、接插件电路311、327和自动显示切换电路326。无线人机交互设备32中主要设置有电源供电/充电电路321、无线收发电路单元322、无线显示器自身的显示输出电路单元323、VGA/LCD(视频图形显示卡/液晶显示器)信号转换电路324、LCD显示屏325、自动显示切换电路326和第二接插件电路327。底座31内主要设置第一接插件电路311，连接直流电源33和来自电脑无线主机显示卡VGA信号输出34。在底座31中设置外接直流电源接口的目的是：当无线人机交互设备32放在底座31上充当台式电脑无线主机的液晶显示器时，底座31会将外接直流电源引入给无线人机交互设备32中电源供电/充电电路321的电池充电。底座中留有VGA接口(34)，可把台式电脑无线主机的显示卡输出通过延长线连到此接口上。接插件电路311、327互为多孔、多针结构，但分别设置在底座31、无线人机交互设备32上。
当无线人机交互设备32脱离底座31时，第一接插件电路311脱离第二接插件电路327，使第二接插件电路327输出触发信号，控制自动显示切换电路326切换为无线收发电路单元322及显示输出电路单元323输出，无线人机交互设备32以无线工作方式显示电脑无线主机的操作图形等；
当无线人机交互设备32置于底座31上时，第一接插件电路311接触第二接插件电路327，使第二接插件电路327输出触发信号，控制自动显示切换电路326切换为来自无线主机显示卡的VGA信号输出。
参见图5，由上下两图组成，上图中示出14芯接插件电路311或327的电路，CN4，CN3，CN2为无线人机交互设备部分的电路，其中CN2上管脚1至10连接接插件CN4，管脚11至14连接接插件CN3。管脚1接RRED B，管脚2空，管脚3接GGREEN B，管脚4接地GND，管脚5接BBLUE B，管脚6接切换选择SEL，管脚7接SDA I2C通讯口数据VGASDDCSDA B，管脚8接SCL I2C通讯口时钟VGASDDCSCL B，管脚9接HSYNC行同步信号VGASYSYNC，管脚10接VSYNC场同步信号VGASHSYNC B，管脚11接VCCDCIN外接直流电源输入VCC 12V，管脚12接VCCDCIN外接直流电源输入VCC 12V，管脚13接接插件CN3的地GND，管脚14连接接插件CN3及本无线人机交互设备的地。
参见图6，其上、下图构成本发明自动显示切换电路的实施电路，由两个二选一电子开关U44(74F267)、U43(PI5V330)组成，U43实现由RRED B、GGREEN B、BBLUE B或由RRED A、GGREEN A、BBLUE A至RRED-O、GGREEN-O、BBLUE-O的输入、输出切换，U44实现由VGASDDCSDA B、VGASDDCSCL B、VGASYSYNCB、VGASHSYNC B或由VGASDDCSDA A、VGASDDCSCL A、VGASYSYNC A、VGASHSYNCA至VGASDDCSDA-O、VGASDDCSCL-O、VGASYSYNC-O、VGASHSYNC-O的输入、输出切换。
在底座部分设有一个与图4中CN2接口定义相同、但结构与之相反的接插件，如一个为多孔结构，另一个则为多针结构，但底座部分接插件的第6脚(SEL切换选择)与地相连，而无线人机交互设备上接插件的第6脚(SEL切换选择)则通过电阻与高电平(VCC)相连接，如图5的下图所示。当无线人机交互设备插到底座上时，强制SEL信号为低电平，U44与U45的输出都为B路VGA信号，即为无线主机显示卡输出的VGA信号，此时的无线人机交互设备可以当台式电脑主机的液晶显示器；当将无线人机交互设备拔离底座时，该SEL被拉高到高电平，此时U43与U44的输出都为A路VGA信号，即为无线人机交互设备内部的显示信号，从而完成自动显示切换。
参见图7，为电源供电/充电电路321的结构框图，能在无线人机交互设备充当台式电脑的显示器时给无线人机交互设备供电，也能在无线人机交互设备脱离底座后给无线人机交互设备供电，提供12V、5V、3V、5VSB、3VSB几种系统电压；和在外接直流电源适配器时给电池充电。
包括充电电路71、可充电电池72、电池/外接直流电源切换电路73和直流/直流转换电路74。无线显示器既可利用电池供电，也可用外接的直流电供电。当用电池72供电时，外接的直流电源通过充电电路71对电池72充电。
本发明的自动显示切换装置，利用计算机底座和在底座上设置含有切换选择针/孔的接插件，不仅从结构上提高了无线人机交互设备与无线主机进行连接与脱离的方便性，而且在电气上简易实现了连接与脱离时，主机显示卡与无线人机交互设备的显示自动切换，无需用户按键操作进行手动干预。
本发明的技术方案不仅可用于主机屏幕内容的近、远端切换显示，还可以进行鼠标、键盘或触笔等的近、远端切换输入，完成任何无线人机交互设备信号的自动切换。