CN101369173A - 便携式电子计算机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种便携式电子计算机，显示屏(2)设置在主机(1)上，键盘(3)设置在屏盖(2)上，省去了显示屏外壳的造价和厚度空间。主机(1)与屏盖(4)之间采用滑件(15)与滑槽(16)连接，或支杆连接，使主机可便捷地打开斜立在屏盖上内，以及与屏盖便捷地叠合在一起。利用立起时的外壳壁传热效果最佳，以及主机内的烟筒抽吸作用，提高散热效果，使主机的厚度有效地减薄。屏盖可便捷地从主机拆下和装上，在屏盖上设置电池(14)，并可便捷更换，大大地方便了用户。

Description

便携式电子计算机
所属技术领域
本发明涉及便携式电子装置，特别是包括由平板显示屏、CPU或GPU芯片、硬盘和键盘所组成的便携式计算机。
背景技术
人们对便携式计算机(笔记本式计算机)的要求越来越高，不仅性能要高，重量要轻，特别是厚度要更薄(目前笔记本式计算机厚度一般都不低于30mm)，使之真正成为“本本”。半导体集成技术以及电子制造加工技术的提高，目前已使笔记本式计算机中的主板和其上的芯片(包括CPU、GPU、内存等)与元器件所占的空间(面积和厚度)大大地减小，固态硬盘的出现，又将大大地减小硬盘的尺寸(特别是厚度)，进一步减小便携式计算机厚度的障碍已不是主板和硬盘厚度的减小，而是因为CPU或GPU芯片散热以及其他部件和元件的散热问题而导致的尺寸(特别是厚度)的限制。而现笔记本式计算机的结构不符合散热原理。
现笔记本式计算机的基本结构是：开机使用时，显示器立起，主机平卧，键盘在主机上表面。主板、电池、硬盘等，除显示屏外，计算机所有的部件和元件都设置在主机内，也就是说绝大部分发热器件都在主机内。从自然对流原理来说，平卧的板块，散热效果最低，由于计算机常常是在导热性能低的木质桌面上工作，有时可能放置在导热性能更低的纺织品上，因而不能利用主机下壳壁作为散热面。现笔记本式计算机都采用风扇，再配以散热肋片，强迫对流散热，这就带来了风扇本身所占的空间，为保证风扇进气和排气畅通的风道所占的空间(厚度)。围绕着散热、整机厚度、性能、制造成本，这些相互矛盾的因素，计算机设计制造者必须作出艰难的选择。另外，现笔记本式计算机，用户不可选配、更换不同容量大小的电池。
发明内容
本发明从有利于散热出发，提出一种新结构的便携式计算机，将主机和显示器合在一起，利用树立放置时利用机壳壁的辐射传热和空气对流(自然对流)传热效果最佳，减小CPU或GPU芯片散热器的尺寸(特别是厚度)，甚至可省掉风扇以及相应的散热肋片，有效提高计算机整体散热，合理利用整机的空间，有效减小计算机厚度及制造成本，并且用户可以方便地选配和更换不同容量的电池。
本发明的技术方案是：计算机包括有：主机、屏盖、键盘，主机呈板状，上有平板式显示屏，内有主板、硬盘，主板上有CPU或GPU芯片。本发明的特征在于：键盘设置在屏盖内侧；主机和屏盖通过连接装置连在一起；主机立起时，屏盖平卧，主机斜立在屏盖内侧面上内(主机的下端立在屏盖内侧面上的内部，使主机的重心垂线在屏盖内，不像现笔记本式计算机，立起的显示器下端与主机的边缘连接)。
依据传热学，壁面树立时，壁面自然对流传热效果最佳，再由于树立时壁面前无遮挡物，壁面的辐射传热效果也最佳，一个26×30cm2的垂直壁面，传热温差为30℃时，其散热量可达二十多瓦。将主机和显示器合在一起，开机工作时，主机立起，主机背面的外壳壁就是一非常有效的散热面。如果CPU或GPU芯片以及主板上的其它元件发热量不到20w，则可以考虑省掉风扇以及相配的散热肋片。当CPU或GPU芯片以及主板上的其它元件发热量更高时，由于外壳壁承担了相当的散热量，因而就大大地减小了风扇以及相配的散热肋片所占的空间(特别是厚度)，这样的结果是主机的厚度大大地减薄。
主机立起放置带来的优点还有：一、主机内的空置空间，可以利用起来产生像烟筒那样的空气抽吸作用，提高主机内的对流，将主机内的热量排出，增加主机内其它部件和元件的散热。
二、散热进气畅通，进气口不易被封堵。现笔记本式计算机，主机平卧，若散热进气口开在外壳下壁上，则非常容易被封堵，如果开在侧壁上，虽不易被封堵，但空气进入到风扇(都采用离心式风扇)，空气通道有90°直弯，进气流动损失大，进气通道的存在又增加了主机的厚度，主机上侧有键盘，不宜专门开设进气口，常利用键盘，每个按键开进气小孔，这样的结构，一是要增加厚度，以保证有足够大的风扇进气通道，同样有90°直弯，进气损失大；二是若有水滴到键盘上，容易进入机内，可能导致部件损毁。本发明中，主机立起，进气口开在主机外壳背面壁上，不易被封堵，风扇可贴在外壳壁上，风扇的进气口和外壳壁上的进气口重叠，无进气通道，省去了进气通道所占的厚度方向尺寸，无进气弯角，进气流动损失小。
显示屏和主机合在一起，一、省去了显示屏的外壳，以及显示屏和其外壳之间必须留有的空间(如显示屏驱动电路所占的厚度空间)，厚度方向尺寸减小，显示屏外壳必须要有足够的强度，因而造价高，省去了其外壳，也就降低了成本；二、显示屏和主机之间的电连接线所带来的问题也就不存在了。
键盘设置在屏盖上，一、整体结构紧凑；二、键盘下为实体，不存在键盘因操作用力过大引起凹变形的问题；三、键盘不用承担进气散热的作用，则键盘结构可有多种选择，如超薄的薄膜按键结构、整块的导电橡胶按键结构，不仅成本低，厚度也薄。
主机斜立是为了操作者看显示屏有良好的视角。带有显示屏的主机要比单一显示屏要重得多，主机立起时，重心高，就必须解决主机立起时的稳定性问题，本发明利用屏盖作为主机立起时的底座，主机立在屏盖内侧上内，主机的重心垂线在屏盖内，这就解决了主机立起时的稳定性问题。
屏盖通过连接装置与主机连在一起，如采用支杆连接结构或滑件与滑槽连接结构，可以便捷地将主机斜立在屏盖内侧上内，又可非常便捷地将主机和屏盖收叠在一起，屏盖盖在显示屏上，整体非常紧凑。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一种采用支杆连接和支撑结构的本发明的，示意特征结构的视图。
图2是一种采用支杆连接和支撑结构的本发明的，示意特征结构剖面图。
图3、6、8分别是三种采用滑件与滑槽连接结构的本发明的，示意特征结构的视图。
图4、10分别是两种滑件与滑槽连接结构的，示意特征结构的局部剖面图。
图5是一种弹性导电碰接结构的，示意特征结构的局部剖面图。
图7是图6的A向视图。
图9是一种采用滑件与滑槽连接结构的本发明的特征结构剖面示意图。
图11是一种凹凸导电插接结构的，示意特征结构的局部剖面示意图。
图中：1、主机，2、显示屏，3、键盘，4、屏盖，5、支杆，6、出气口，7、表示空气流动，8、主板，9、CPU或GPU芯片，10、外壳，11、散热肋片，12、风扇，13、进气口，14、电池，15、滑件，16、滑槽，17、立边，18、弹性电极片，19、电极，20、凸起，21、光驱，22、热管，23、销轴，24、滚动轴，25、连杆，26、凹电极，27、凸电极。
具体实施方式
图1示出了一种采用支杆连接和支撑结构的本发明，有两根支杆5，分别在计算机的两侧边，将主机1和屏盖4连接在一起。支杆5的一端连在主机1上中部位置，另一端连在屏盖4的一端，主机1斜立在屏盖4内侧面(图中为上侧面)上内，屏盖4成为主机1立起时的底座，使主机1斜立时，主机1的重心垂线在屏盖内，这样保证主机立起时稳定。主机斜立使显示屏2朝上倾斜，使用户有良好的视角。虚线所示的主机1表示主机与屏盖4叠合在一起，键盘3设置在屏盖4的内侧(也就是图中的上侧)，屏盖4将显示屏2遮挡，成为显示屏2的保护盖，这样结构紧凑，用户可便捷地将主机打开立起，或将主机和屏盖叠合在一起。如果将支杆5设计制造成可伸缩，或支杆5在主机1上的连接点可以滑动或有多个连接点，则主机斜立时的角度可以调整，方便用户调整显示屏的视角。主机和屏盖之间的电连接，可通过在支杆5上设置导线，直接从屏盖4连接到主机1内，或采用插接连接方式，如支杆5和主机1之间为插接连接，插头在支杆5上，插孔在主机1上，这种结构可实现主机与屏盖便捷地拆分开，用户可方便地更换屏盖。如果显示屏带触摸屏，拆去屏盖后的主机就成了平板式计算机，更加轻便，用户更多选择。
图2中所示的本发明，也采用了支杆连接和支撑结构，但支杆5在中部，一个支杆就可承担支撑主机立起来。图中示出有主板8，主板8上的CPU或GPU芯片9上设置有散热器，散热器的风扇12的进气口正对着主机外壳10壁上的进气口13，空气从机外直接进入风扇12，无进气通道，进气流动损失小，厚度薄；散热器上的散热肋片11紧贴在外壳10壁上，这样CPU或GPU芯片9上的热量可通过散热肋片11传导到外壳10壁上，因而CPU或GPU芯片的散热不仅有风扇12和散热肋片11组成的强迫对流散热，还有外壳10壁的自然对流和辐射散热。计算机可设计成，散热器的散热为备用，只有当外壳壁的散热不够，CPU或GPU芯片工作温度过高时，才启动风扇，这样可减少风扇工作时间，减小风扇噪音。图中，CPU或GPU芯片9设置在主机1内靠下端，在主机1的上端开有出气口6，这种在主机上端或靠近上端设置出气口，CPU或GPU芯片在主机内靠下端设置的结构，是为了有效利用主机内空置空间，产生像烟筒那样的抽吸作用，提高主机内的对流，将主机内的热量带出，使主机内的其它部件和元器件也得到有效冷却散热，提高了整机的散热效果。图中还示出，在屏盖4上设置有电池14，厚度与键盘一致，这样屏盖上的的空间得到充分利用。
图3所示的本发明，没有支杆，主机1和屏盖4之间的连接采用了滑件和滑槽连接结构。在主机1下端，显示屏2那侧，设置有滑件15，在屏盖4两侧边竖起的立边17上有滑槽16，图4示出了滑件和滑槽连接的特征结构，主机1上的滑件15夹在滑槽16内，可以在滑槽16内滑动。图3中的虚线所示的主机1表示主机1与屏盖4叠合状态，主机上的滑件15在滑槽16的顶端。主机1斜立时，滑件15夹在滑槽16内，为主机立起时的一支点，主机1下端与屏盖4的接触面为另一支点，两支点可将主机1斜立起来。如果屏盖上与主机下端接触处高度可变化，则主机斜立的角度也可变化，即显示屏的视角可调整。主机1和屏盖4之间的电连接，可采用在主机1下端与屏盖4的接触处(接触面)设置弹性导电碰接结构，如图5所示，通过屏盖4上的电极19与主机1上的弹性电极片18碰接，实现主机1和屏盖4之间的电连接，采用弹性碰接是为了两电极碰接可靠，这种电连接方式没有导线牵扯。图3中示出滑槽16有开口，滑件15可以从该开口滑出，也就是说，主机1可以便捷地与屏盖4分离。图3、4中还示出，在屏盖4的外侧(也就是图中的下侧)，设置有电池14，可以将该电池设计成一整块，其外表面直接为屏盖4的外表面(图中为下侧表面)，并且可便捷地取下和装上，还可以制造出不同厚度(即电容量不同)的电池，方便用户选用，这点是现结构的笔记本式计算机做不到的。
本发明的便携式电子计算机所需的电池，设计人员可根据不同的情况，设置在主机内，或主机内不设置电池；主机内的电池可以是主电池，也可以定为备用电池。如果将主机内的电池定为备用电池，只有在屏盖上的电池耗尽，或没有装电池时，它才开始工作，其优点有：一、减小主机内的发热，因为电池放电时也发热；二、延长主机内电池更换时间。
图6所示的本发明，和图3所示的类似，也没有支杆，采用滑件和滑槽连接，不同的是：图6中，主机上有凸起20，主机斜立时，凸起20触接作用在屏盖4两侧边竖立起的立边17上，起到主机斜立时支撑作用。如果凸起20的位置可调动，则主机1的斜立角度可调动，即显示屏的视角也可以调动。图3、6中，滑件在主机上，滑槽在屏盖上，同样也可以将滑件设置在屏盖上，而在主机上开设滑槽，如图8所示，图中所示的滑槽16也有开口，是便于主机和屏盖拆分开。
图9所示的本发明，也采用滑件和滑槽连接结构，但和图3、6所示的不同之处在于：滑槽16开在屏盖4的内侧(图中的上侧)。图10中示出，滑件15包括有：连杆25和滚动轴24，滑件15夹在屏盖4的滑槽16内，连杆25插入主机1内，通过销轴23与主机1连接，只要拔出销轴23，就可以将主机1和屏盖4拆分开。屏盖4的下侧是大块的电池14。
在图9中的主机内，设置有热管22，CPU或GPU芯片9紧贴在热管22上，热管22铺设在主机外壳10内壁上，目的是使CPU或GPU芯片以及其它发热器件产生的热量均匀地传输到整个外壳壁表面，提高外壳壁散热效果。CPU或GPU芯片9设置在靠主机1的下端，这样使得热管22可采用结构简单的重力热管。图中还示出，在屏盖4内，设有光驱21，光驱21设置在键盘3下，键盘3为光驱21的盖，可以打开，如图中虚线所示的键盘3，打开键盘3就可取出或放入光盘。由于光盘可直接放入光驱21内的驱动器上，并定好位，因而省去光盘传输和定位机构，结构也就简单可靠，光驱的厚度减薄。
图11示出了一种采用凹凸导电插接连接结构，设置在主机立起时的下端与屏盖的接触处，如凸电极27设置在屏盖上，凹电极26设置在主机上，当主机斜立在屏盖上内时，凸电极27插入凹电极26内，这样的结构可有效保证主机和屏盖之间的电的连接，并且还可以利用其凹凸配合，作为主机立起时，在屏盖上的定位机构。
特别说明：本发明所述的硬盘包括机械转动硬盘和固态硬盘。

Claims (11)

1.一种便携式电子计算机，包括有：主机(1)、屏盖(4)和键盘(3)，主机(1)呈板状，上有平板式显示屏，内有主板(8)、硬盘，主板(8)上有CPU或GPU芯片(9)，其特征在于：键盘(3)设置在屏盖(4)内侧，屏盖(4)和主机(1)通过连接装置连在一起，主机(1)立起时，屏盖(4)平卧，主机(1)斜立在屏盖(4)内侧面上内，屏盖(4)为主机(1)的底座。
2.根据权利要求1所述的便携式电子计算机，其特征在于：屏盖(4)和主机(1)之间的连接装置，采用了支杆连接结构或滑件与滑槽连接结构。
3.根据权利要求2所述的便携式电子计算机，其特征在于：滑槽(16)设置在屏盖(4)的内侧或两侧边竖起的立边(17)上，或滑槽(16)设置在主机(1)上；滑件(15)夹在滑槽(16)内为主机(1)斜立时的一支点。
4.根据权利要求1或2所述的便携式计算机，其特征在于：屏盖(4)上设置有电池(14)。
5.根据权利要求4所述的便携式电子计算机，其特征在于：电池(14)设置在屏盖(4)的外侧，电池(14)可便捷地从屏盖(4)上拆下和装上。
6.根据权利要求2所述的便携式电子计算机，其特征在于：支杆(5)内有导线，该导线是主机(1)与屏盖(4)之间的电连接导线。
7.根据权利要求1或2所述的便携式电子计算机，其特征在于：主机(1)斜立时，在主机(1)下端与屏盖(4)的接触处，设置有弹性导电碰接结构或凹凸导电插接结构。
8.根据权利要求1或2所述的便携式电子计算机，其特征在于：主机(1)和屏盖(4)可便捷地拆开分离。
9.根据权利要求1或2所述的便携式电子计算机，其特征在于：在主机(1)的上端，或靠近上端，设置有出气口(6)。
10.根据权利要求1或2所述的便携式电子计算机，其特征在于：光驱(21)设置在屏盖(4)上，固定在键盘(3)下，键盘(3)为光驱(21)的盖，键盘(3)可以打开，打开键盘就可取出或放置光盘。
11.根据权利要求1或2所述的便携式电子计算机，其特征在于：主机(1)和外壳(10)内壁上铺设有热管(22)。
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