CN102117105B - 手持式计算设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式计算设备。该便携式计算设备可以采取许多形式，例如膝上型计算机、平板计算机，等等。该便携式计算设备可以至少包括单件外壳。该单件外壳包括多个台阶。这多个安装台阶是通过至少在内表面上的预定位置处除去预选量的外壳材料而形成的。至少一些安装台阶用于将多个内部操作部件中的至少一些安装到外壳。

Description

手持式计算设备
技术领域
所描述的实施例总体上涉及便携式计算设备，例如膝上型计算机、平板计算机，等等。更特别地，描述了便携式计算设备的封装及组装便携式计算设备的方法。
背景技术
近年来，诸如膝上型计算机、PDA、媒体播放器、蜂窝电话等的便携式计算设备已经变得又小又轻且功能强大。在大多数情况下增加这种部件的能力和/或运行速度的同时，对尺寸的这种减小作出贡献的一个因素可以归结到制造商以越来越小的尺寸制造这些设备的各种部件的能力。更小、更轻且功能强大的趋势对便携式计算设备的有些部件的设计给出了持续的设计挑战。
与便携式计算设备相关联的一个设计挑战是对用于安置各种内部部件的封装的设计。这种设计挑战通常是由多个冲突的设计目标引起的，包括使封装更轻更薄的诉求、使封装更结实和使封装更美观合意的诉求。更轻的封装(其一般使用更薄的塑料结构和更少的紧固件)趋于更有柔性，并因此在使用中具有更大的弯曲性，而更结实和更刚性的封闭包装(其一般使用更厚的塑料结构和更多的紧固件)趋于更厚并且更重。然而，不幸的是，随更坚固封装一起的重量增加会导致用户不满意，而由重量轻的材料形成的封装的弯曲会导致便携式设备的有些内部部件(例如，印制电路板)的损坏。
此外，封装是具有多个部分的机械组装，这多个部分在离散的点处用螺丝、螺栓、铆钉或者以别的方式紧固到一起。这些组装技术一般会使外壳设计复杂化，而且由于在配合表面和沿外壳表面布置的紧固件处不期望的裂缝、接缝、间隙或者断裂，造成了美观方面的困难。例如，当使用上壳体和下壳体时，产生围绕整个封装的配合线。而且，各种部件和用于制造便携式设备的复杂过程可以使得组装是个耗时和麻烦的过程，需要例如经过高级培训的组装操作员利用特殊的工具来工作。
另一个挑战关于用于在便携式计算设备中安装结构的技术。传统上来说，结构已经放到一个壳体(上壳体或者下壳体)上并用诸如螺丝、螺栓、铆钉等的紧固件连接到一个壳体上。即，结构是以象三明治一样的方式按层置于壳体上，然后再紧固到壳体。这种方法有如上所提到的缺点，即，组装是个耗时而且麻烦的过程。
鉴于以上所述，需要改进的部件密度和相关联的组装技术，其减少成本并提高输出质量。此外，需要组装手持式设备的方式的改进，例如使得结构能够快速并容易地安装到封装中的改进。还期望使所组装部件的Z堆高度最小，以便减小便携式计算设备的整体厚度，并由此改善产品的整体美观和感觉。
发明内容
公开了一种便携式计算设备。该便携式计算设备可以采取多种形式，例如膝上型计算机、平板计算机，等等。在一个实施例中，便携式计算设备可以至少包括具有前开口的单件外壳。该单件外壳又可以包括一体的底壁和侧壁，该底壁和侧壁与前开口一起形成腔体。底壁具有弯曲的底面，侧壁可以具有直线形的边缘，这些边缘布置成使得它们在腔体内形成平的侧表面以形成底切。另外，侧壁的边缘围绕并限定前开口。底壁的内表面包括多个机加工的台阶，这些台阶适于在其上安装内部部件。便携式计算设备还包括盖子，该盖子位于前开口中并且不用边框就附接到无缝外壳。
在一个方面中，台阶可以利用计算机数控(CNC)机床和相关联的技术在一次装配(set up)中被机加工。此外，任何尖锐的边缘都可以变圆成更缓和的形状，由此减少损坏内部部件的任何可能性。
在另一实施例中，描述了一种系统。该系统至少包括用于支撑多个内部操作部件的外壳，在该外壳的内表面上形成有多个安装台阶。所述多个安装台阶是通过至少在内表面的预定位置除去预选量的外壳材料形成的。至少一些安装台阶用于将多个内部操作部件中的至少一些安装到外壳。一体梁系统可以在外壳中一体形成的，并用于通过关于外壳均匀地分布施加到外壳中一点的力而提供对外壳的支撑。该一体梁系统可以通过在外壳的内表面上的预定位置除去小于用于形成安装台阶的预选量的一定量的外壳材料形成。
在另一个实施例中，公开了一种在封装中形成多个台阶的方法，该封装用于支撑便携式计算设备的操作部件。该方法可以通过执行至少以下操作来实现：提供具有标称壁厚的外壳，该标称壁厚适于封装并支撑便携式计算设备的操作部件；确定外壳的最小壁厚；确定与多个台阶中的每一个相对应的台阶高度；确定台阶图案；及除去与台阶高度和台阶图案相对应的一定量的外壳材料。
在一个方面中，可以通过从外壳的内表面除去少于确定量的材料来形成一体梁系统。一体梁系统可以是外壳的一部分并且用于通过部分地分布施加到便携式计算设备的力来为外壳提供支撑。这样，通过分布所施加的力，使外壳变形或者损坏外壳的危险可以大大减少。
在又一个实施例中，公开了具有前开口的单件外壳，在单件外壳中，大部分外壳是由无线电不透明材料形成的。在所述实施例中，该单件外壳至少包括：一体的底壁和侧壁，该底壁和侧壁与前开口一起形成腔体，底壁具有弯曲的底面，侧壁具有直线形的边缘，这些边缘布置成使得它们在腔体内形成平的侧表面以形成底切，侧壁的边缘围绕并限定前开口；以及盖子，该盖子位于前开口中并且不用边框就附接到无缝外壳。至少一部分外壳被除去并用由无线电透明材料形成的部分替代，这部分与单件外壳的剩余部分相集成，无线电透明部分符合外壳的被除去部分的形状。
公开了用于有形地存储计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序由处理器用来在封装中形成多个台阶。在所述实施例中，封装用于支撑便携式计算设备的操作部件。该计算机可读介质至少包括：用于提供具有标称壁厚的外壳的计算机代码，该标称壁厚适于封装并支撑便携式计算设备的操作部件；用于确定外壳的最小壁厚的计算机代码；用于确定与多个台阶中的每一个相对应的台阶高度的计算机代码；用于确定台阶图案的计算机代码；及用于除去与台阶高度和台阶图案相对应的一定量的外壳材料的计算机代码。
附图说明
根据以下具体描述并结合附图，将很容易理解实施例，附图中相似的标号指示相似的结构性元件，附图中：
图1A示出了根据所描述实施例的便携式计算设备的顶视图。
图1B示出了根据所描述实施例的便携式计算设备的立体顶视图。
图2A示出了适于封装图1A和1B中所示的便携式计算设备的操作部件的外壳的完全内部视图。
图2B示出了适于封装图1A和1B中所示的便携式计算设备的操作部件的外壳的立体内部视图。
图2C和2D示出了图2A中所示的外壳的剖面A-A的代表性截面图。
图2E示出了图2A所示的外壳的内部，用于例示一体梁结构。
图3示出了在外壳中形成的用于容纳连接器组件的代表性开口。
图4示出了根据所描述实施例的连接器组件和支撑支架的代表性截面图。
图5至7示出了根据所描述实施例的组装无线电透明天线窗口的各种配置和方法。
图8示出了根据本发明实施例的描述用于在外壳的内表面中形成多个台阶的处理的流程图。
具体实施方式
在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践。在其它情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤，以避免不必要地使基本概念模糊。
本文讨论了一种容易用一只手持有并用另一只手操作的外观上令人喜欢的便携式计算设备。该便携式计算设备可以由单件无缝外壳和外观上令人喜欢的保护性顶层构成，其中保护性顶层可以由多种耐用结实但又透明的材料中的任何一种构成，例如高度抛光的玻璃或者塑料。然而，对于本讨论的其余部分，该保护性顶层可以采取高度抛光的盖玻璃的形式，而不损失任何一般性。此外，由于(不像传统的便携式计算设备)盖玻璃可以不使用边框就安装到单件无缝外壳，因此可以增强便携式计算设备外观的一致性。除了与美观和感觉相关的那些优点以外，这种设计的简单性还可以为便携式计算设备产生许多优点。例如，对于便携式计算设备的组装，需要更少的部件和更少的时间与精力，而且单件外壳中没有缝隙可以对内部部件提供良好的防止环境污染的保护。而且，相对于传统的便携式计算设备而言，该便携式计算设备成功地耐受所施加负荷(例如来自日常使用的负荷)及那些来自较少频率但可能更具损坏性事件(例如跌落)的负荷的能力可以从根本上得到改进。
在所描述的实施例中，单件无缝外壳可以由塑料或金属形成。在单件无缝外壳由金属形成的情况下，金属可以采取单片的形式(例如，铝)。单片金属可以形成适合安置各种内部部件并提供开关、连接器、显示器等可以容纳到其中的各种开口的形状。单件无缝外壳可以被锻造、模铸或者以别的方式加工成期望的形状。外壳的形状可以是不对称的，其中外壳的上部可以形成为具有与外壳的下部所呈现形状完全不同的形状。例如，外壳的上部可以具有以清晰的角度(distinct angle)相接的表面从而形成良好限定的边界，而下部可以形成为具有齿条(spline)形状的表面。具有清晰边缘的上部和具有齿条形状的下部之间的过渡区域可以采取具有圆滑形状的边缘的形式，以便提供从外壳的上部(即，清晰边缘的区域)的自然变化及由外壳的下部所给出的更光滑表面。应当指出，除了提供外观上更令人喜欢的过渡，当在使用过程中被用户拿在手中或是仅仅随身携带时，过渡区域中边缘的圆滑形状还可以提供更舒服的感觉。使用金属做外壳的一个优点是金属能够为需要好的接地面的任何内部部件提供良好的电接地的能力。例如，当提供好的接地面时，RF天线中构建的性能可以从根本上得到改进。而且，好的接地面可以用于帮助减轻由于例如电磁干扰(EMI)和/或静电放电(ESD)造成的有害效应。然而，如果RF天线位于外壳中，则至少一部分外壳(如果是金属的话)要在无线电透明部分之上给出。
应当指出，贯穿以下讨论，都使用术语“CNC”。缩写CNC代表计算机数控，具体而言是指读取计算机指令并驱动机床(一般用于通过对材料的选择性去除来制造部件的动力机械设备)的计算机控制器。然而，应当指出，任何合适的机加工操作都可以用于实现所描述实施例，而不是严格地限于与CNC相关联的那些实践。
以下参考图1-8讨论这些和其它实施例。然而，本领域技术人员将容易地理解，在此关于这些图给出的具体描述仅仅是为了说明的目的，而不应被解释为限制。
图1A例示了便携式计算设备100的特定实施例。更具体而言，图1A示出了完全组装的便携式计算设备100的完全顶视图。便携式计算设备100可以处理数据，更特别地是处理媒体数据，例如音频、视频、图像，等等。作为例子，便携式计算设备100通常可以对应于可作为音乐播放器、游戏机、视频播放器、个人数字助理(PDA)、平板计算机等执行的设备。就手持而言，便携式计算设备100可以由用户在一只手中持有，而用用户的另一只手操作(即，不需要诸如桌面的基准平面)。例如，用户可以在一只手中持有便携式计算设备100，并用另一只手操作便携式计算设备100，例如通过操作音量开关、保持开关，或者通过向诸如显示器或者面板的触摸敏感表面提供输入。
便携式计算设备100可以包括单件无缝外壳102，其中外壳102可以由任意数量的材料(例如，塑料或者金属)形成，其可以被锻造、模铸或者以别的方式加工成期望的形状。在便携式计算设备100具有金属外壳并结合了基于RF的功能性的那些情况下，以无线电(或者RF)透明材料(例如，陶瓷或者塑料)的形式，提供至少一部分外壳102可能是有利的。在任何一种情况下，外壳102都可以配置成至少部分地封装任意合适数量的与便携式计算设备100关联的内部部件。例如，外壳102可以封装并从内部支撑各种结构性部件和电部件(包括集成电路芯片和其它电路)，以便为便携式计算设备100提供计算操作。集成电路可以采取芯片、芯片组、模块的形式，其中任何一个都可以表面安装到印制电路板(或者说PCB)或者其它支撑结构中。例如，主逻辑板(MLB)可以具有在其上安装的集成电路，其中集成电路可以至少包括微处理器、半导体(例如，FLASH)存储器、各种支持电路，等等。
外壳102可以包括用于放置内部部件的开口104，而且其大小可以设计成容纳适于例如通过显示器为用户提供至少可视内容的显示组件或者系统。在有些情况下，显示系统可以包括触摸敏感能力，从而为用户提供利用触摸输入向便携式计算设备100提供触知输入的能力。显示系统可以由多层形成，包括作为透明保护层106的最上层，其中透明保护层106由聚碳酸酯或者其它合适的塑料或高度抛光的玻璃形成。利用高度抛光的玻璃，保护层106可以采取基本上填满开口104的盖玻璃106的形式。密封件108可以用于在盖玻璃106和外壳102之间形成衬垫。密封件108可以由诸如沿热塑氨基甲酸乙酯或者TPU种类的塑料的弹性材料形成。这样，密封件108可以提供防止环境污染进入便携式计算设备100内部的保护。跑道形件(racetrack)110可以定义为围绕盖玻璃层106的外壳102的最上面的部分。为了维持便携式计算设备100期望的美观和感觉，期望外壳102和盖玻璃106之间的任何偏移都可以通过使跑道形件110居中来最小化。
尽管没有示出，但位于盖玻璃106下面的显示面板可以用于利用任何合适的显示技术(例如，LCD、LED、OLED、电子墨水等)来显示图像。可以利用多种机构将显示组件放置并固定到腔体中。在一个实施例中，显示系统被锁定(snap)到腔体中。它可以与外壳的相邻部分平齐放置。这样，显示器可以呈现可视内容，该可视内容可以包括视频、静止图像及可以向用户提供信息(例如，文本、对象、图形)的诸如图形用户界面(GUI)的图标，还可以接收用户提供的输入。在有些情况下，所显示的图标可以由用户移动到显示器上更方便的位置。例如，GUI可以由用户手动地将其从一个位置拖动到更方便的位置来移动。显示器还可以为用户提供由多种触觉致动器提供的触知反馈，其中触觉致动器通常但不总是布置在结合到显示器中的触觉致动器阵列中。这样，触觉致动器可以为用户提供触知反馈。
在有些实施例中，显示器遮盖件(未示出)可以应用到或者结合到盖玻璃106中或者其下面。显示器遮盖件可以用于强调显示器中用于呈现可视内容的未遮盖部分。显示器遮盖件可以用于使始位按钮112更不明显，其中始位按钮112用于例如向便携式计算设备100提供诸如改变显示模式的特定输入。通过例如更接近始位按钮112的色调或者颜色，显示器遮盖件可以使始位按钮112更不明显。例如，如果始位按钮112是由比盖玻璃106更暗些(例如，灰色或者黑色)的材料形成，则当与盖玻璃106的未遮盖部分相比时，使用相似颜色的显示器遮盖件可以降低始位按钮112的视觉冲击。这样，始位按钮112的视觉冲击可以通过集成到显示器遮盖件的整体外观中而减小。此外，显示器遮盖件还可以提供用于将观看者的注意力指向显示器中用于呈现可视内容的未遮盖区域的自然机制。
便携式计算设备100可以包括用于控制或以别的方式修改便携式计算设备100的某些功能的多种机械控制件。例如，电源开关114可以用于手动地开机或者关机便携式计算设备100。静音按钮116可以用于使由便携式计算设备100提供的任何音频输出静音，而音量开关118可以用于增加/减小便携式计算设备100的音频输出的音量。应当指出，以上所述的每种输入机构一般都通过开口置于外壳102中，从而它们可以耦接到内部部件。在有些实施例中，便携式计算设备100可以包括配置成提供静止或者视频图像的照相机模块。放置可以广泛地变化，而且可以包括一个或多个位置，例如包括设备的前面或者后面，即，一个通过后面的外壳，另一个通过显示窗口。
便携式计算设备100可以包括用于无线通信的机构，作为收发器类型设备或者仅仅作为接收器，例如收音机。便携式计算设备100可以包括可置于外壳102的无线电透明部分内部的天线。在有些实施例中，天线可以结合到密封件108或者盖玻璃106中。在其它实施例中，外壳102的一部分可以采用以下更具体描述的天线窗口的形式用无线电透明材料代替。无线电透明材料可以包括例如塑料、陶瓷等。无线通信可以基于许多不同的无线协议，包括例如3G、2G、蓝牙、RF、802.11、FM、AM，等等。任何数量的天线都可以使用，依赖于系统的需求，这些天线可以使用单个窗口或者多个窗口。在一个实施例中，系统可以包括内置于外壳中的至少第一和第二天线窗口(上面和徽标)。
图1B示出了根据所描述实施例的便携式计算设备100的立体顶视图。如图1B所示，便携式计算设备100可以包括用于输出音频声音的一个或多个扬声器120。便携式计算设备100还可以包括用于向便携式计算设备100以及从便携式计算设备100传输数据和/或电力的一个或多个连接器。例如，便携式计算设备100可以包括多个数据端口，针对纵向模式和横向模式的每种配置都有一个。然而，当前所述的实施例包括单个数据端口122，该数据端口122可以由容纳在沿外壳102的第一侧形成的开口中的连接器组件124形成。这样，当便携式计算设备100安装到对接站(docking station)时，便携式计算设备100可以使用数据端口122来与外部设备通信。应当指出，在有些情况下，便携式计算设备100可以包括可以感测便携式计算设备100的朝向或者运动的朝向传感器或者加速计。然后，传感器可以提供适当的信号，该信号将使得便携式计算设备100沿适当的朝向呈现可视内容。
连接器组件124可以是认为合适的任何大小，例如30针连接器。在有些情况下，连接器组件124可以既充当数据端口又充当电力端口，由此避免需要单独电力连接器。连接器组件124可以广泛地变化。在一个实施例中，连接器组件124可以采取外围总线连接器的形式，例如USB或者FIREWIRE连接器。这些类型的连接器同时包括电力和数据功能，由此，当便携式计算设备100连接到主机设备时，允许便携式计算设备100和主机设备之间进行电力输送和数据通信。在有些情况下，主机设备可以向媒体便携式计算设备100提供电力，该电力可以用于操作便携式计算设备100和/或在操作的同时给包括在其中的电池充电。
图2A和2B给出了用于封装图1A和1B中所示的便携式计算设备100的各种内部部件的单件无缝外壳102的腔体(也称为内腔)200的代表性内部视图。在所描述的实施例中，单件无缝外壳102可以由单片金属(例如铝)形成并利用例如本领域技术人员众所周知的传统可折叠芯金属形成技术形成为合适的形状。外壳102可以包括用于便于便携式计算设备100的组件中所使用的内部部件的安装的多个特征部(feature)。例如，开口202可以在外壳102中形成，具有合适的大小并针对RF天线定位。在开口202用于放置RF天线的情况下，开口202可以支撑由至少某种无线电透明材料形成的RF天线支撑组件。这样，RF天线支撑组件可以便于在支持任何数量的无线协议(例如，WiFi、蓝牙，等等)时对RF能量的无障碍发送和接收。应当指出，当外壳102由诸如大多数金属的无线电不透明材料形成时，提供不受约束的RF功能性的能力尤其重要。
为了容纳各种接口(对接口、音频插孔、音量、电源、静音，等等)，在外壳102中可以创建各种尺寸的开口。例如，开口204可以用于支撑数据端口122；开口206可以用于提供对扬声器120的支撑；开口208可以提供对音量开关118的支撑；而开口210用于静音按钮116。此外，开口212可以用于提供对电源开关114的支撑，而开口214用于音频插孔。应当指出，任意数量的方法都可以用于创建这些开口，并使得开口切边(trim)看起来比用于创建外壳102的金属片的厚度(大约1.5mm)厚。然而，在外壳102中创建这些开口会导致长而薄的金属网，这会由于跌落事件的冲击而变形，或者使外壳102在扭曲时展现不可接受的挠曲。以下描述一种特定的加固技术。
在外壳102的底部表面218中可以形成多个台阶216。台阶216可以用于为将各种内部部件安装到外壳102的底部表面218提供支撑平台。在所述实施例中，台阶216可以通过利用传统的机加工技术除去预定量的外壳材料(例如，铝)来形成。一般来说，每个台阶都可以有圆滑的边缘，以便保护可能接触的内部部件。如在图2A和2B中显而易见的，台阶216还可以形成为各种图案，例如图案220、222和图案224。本质上讲，远不止仅仅为了美观，这各种图案可以非常有用。例如，各种图案可以用于容纳用于支撑内部部件的安装结构，例如电池底座。在有些情况下，图案226可以采取以下更具体描述的一体梁结构的形式，该结构对施加到外壳102的负荷提供了更均匀的分布。而且，除了提供结构性支撑并帮助防止变形，在多个台阶216的形成过程中除去的外壳材料可以有助于相当大地减小外壳102的整体重量。
图2C和2D示出了沿图2A和2B中线A-A所取的外壳102的截面图。特别地，图2C示出了外壳102的底切几何形状的本质，更清楚地例示了开口104的线性维度(例如，长度L)如何小于外壳102主体的线性维度(例如，长度l)，其中操作部件可以在组装过程中插入到开口104中。而且，外壳102的曲度可以是不对称的，其中外壳102的上部228可以形成为具有清晰的边缘，而下部230可以形成为具有齿条形状。这种不对称性有助于由便携式计算设备100给出的触觉感觉，这部分地因为它更好地适合用户的手。
在任何情况下，外壳102都可以具有标称的壁厚tnom(其可以是大约1.5mm量级)。上部228可以按照具有基本均匀的平均壁厚的方式形成，其中该平均壁厚接近标称的壁厚tnom。由于下部230的内表面218基本上符合外壳102的外表面的齿条形状，因此将内部部件安装到内表面218上是困难的或者说充其量也是次优的。例如，为了牢固地将内部部件放到内表面218上，用于将内部部件安装到内表面218的任何安装结构都将必须特别地机加工成适合内表面218的曲度。这种特殊的机加工将要求特殊的加工并增加额外的制造成本，并且增加了组装所需的复杂性和时间。
因此，为了提供在其上安装内部部件的更适当成形的内表面(并减小外壳102的重量)，外壳102的内表面218可以(例如，利用CNC机加工技术)造型为任何合适的形状。内表面218可以造型成包括可以看起来像梯田的多个安装台阶216。然而，首先可以确定外壳102的最小厚度tmin，该最小厚度与良好的结构完整性和期望的重量减小一致。例如，在外壳102由具有大约1.5mm的标称厚度tnom的铝形成的情况下，确定大约0.6mm的最小厚度tmin得到大约0.5mm的平均台阶高度“h”，从而带来大约25％的平均重量减小。利用这些设置，外壳102的内表面218可以在一次机器装配中被机加工成包括合适数量的台阶，每个台阶具有台阶高度h，从而产生各种梯田图案，该梯田图案良好地适于既减小外壳102的整体重量又为安装各种内部部件提供合适的安装平台。
如图2E中所示，内表面218的部分可以维持在基本上与标称厚度tnom相同的厚度。例如，为了更均匀地分布施加到外壳102的任何应力，一体梁系统232(在图2E中，看起来像字母“H”)可以简单地通过不机加工外壳102中与一体梁系统232的期望位置一致的那些部分来产生。然而，在有些情况下，一体梁系统232可以通过简单地从外壳102中对应于一体梁系统232的那些位置除去更少的材料来产生，使得对应于一体梁系统232的厚度t是tnom＞t＞tmin。这样，梁结构232可以跨外壳102的更大区域更均匀地分布所施加的负荷，由此最小化翘曲或者变形的可能性。
不像传统便携式电子设备的组装(其中部件是以从上到下的方式组装的(即，部件是在边框锁定之前插入到外壳中的))，外壳102的底切几何形状需要所有部件都可装进开口104的维度(L，W)。而且，便携式电子设备100的组装可以以从下到上的方式执行。为了便于便携式电子设备100从下到上的组装并最小化抛光的顶部玻璃层与外壳最上面部分(跑道形件110)之间的任何偏移，可以使用最小化堆(即，z方向)容限的各种技术、装置和系统。
为了容纳连接器组件124，必须在外壳102中形成开口。在连接器组件124具有相当大量针(例如，30个)的情况下，容纳连接器124的开口的大小相对于外壳102会相当大，由此不利地影响外壳102的完整性。例如，图3示出了在外壳102中形成的用于容纳连接器组件124的代表性开口300。在这个例子中，连接器组件124可以包括多个纵向排列的连接器，使得开口300必须具有比宽度W1大得多的长度L1，从而在外壳102中产生区域302。在所描述的实施例中，区域302可以具有高度h，该高度h比外壳102的第一壁的标称高度H小得多，使得区域302可能对翘曲具有不令人满意的抵抗力，尤其是在跌落事件中。
为了提高区域302的翘曲抵抗力，支撑支架304可以用于加强区域302，并为连接器组件124提供安装特征部。在所述实施例中，支撑支架304可以由结实的弹性材料(例如，钢)形成。支撑支架304可以包括轮毂306，该轮毂306用于接纳适于将连接器组件124附接到支撑支架304的紧固件。支撑支架304的部分308可以折叠、弯曲或者以别的方式沿折叠线310形成，其中折叠线310可以对应于在外壳102的底部中形成的壁架312。这样，部分308可以利用例如沿环氧树脂线的粘合剂或者通过焊接到合适的位置来直接附接到壁架312。除了将部分308附接到壁架312，支撑支架304还可以利用部分314附接到外壳102的第一壁。在所述实施例中，部分314可以成形(例如L形)，以便为区域302提供附加的支撑，如以下更具体示出的。
图4示出了根据所述实施例的连接器组件124和支撑支架304(特别是区域308和314)的代表性截面图400。为了将支撑支架304的(L形)区域314附接到外壳102(特别是区域302)，与区域314的大小和形状相当的量的外壳材料402可以从外壳102在区域302中的内表面除去。然后，可以采用环氧树脂(或者其它合适的结合剂)将区域314附接到外壳102的新暴露的内表面。因此，尽管除去了一定量的外壳材料，但是由支撑支架304的区域314的替代相当大地增加了区域302的强度。
由于预期便携式计算设备100可以配置成利用任意数量的无线协议访问无线网络，因此由无线电不透明材料形成的外壳102的那些实施例可以适于与RF兼容的便携式计算设备使用。例如，在一个实施例中，外壳102可以有部分被除去，以便减少外壳102的无线电不透明性干扰无线操作的可能性。因此，图5示出了由诸如金属的无线电不透明材料形成的外壳500，其配置成与具有基于无线(RF)功能性的便携式计算设备100一起使用。特别地，除了无线电不透明部分502可以除去并用无线电透明部分504(也称为天线窗口)替代之外，外壳500可以按照与外壳102非常相同的方式形成。在所述实施例中，天线窗口504可以由塑料、陶瓷材料或者具有适当等级的无线电透明度的合适强度的任意材料形成。因此，预期天线窗口504可以放成靠近内部RF天线，以便最小化外壳102的干扰并帮助最大化RF天线的效率。出于美观原因和维护外壳500的结构完整性的原因两者，天线窗口504可以制成基本上符合外壳500的形状。因此，天线窗口504可以具有符合外壳500的形状的形状。这样，天线窗口504可以具有与外壳102的上部228类似形状的上部以及与外壳102的下部230类似形状的下部。
为了确保容易的组装和良好的结构结合，天线窗口504可以形成为包括多个槽506，这多个槽布置成接纳形成在外壳500上的多个槽顶结构(castellation)508中对应的一个。例如，如图6所示，天线窗口504可以放置到开口510中，并以俯冲运动放置成靠近外壳500，使得槽顶结构508可以插入到对应的槽506中。一旦每个槽顶结构都插入到一个适当的槽中，环氧树脂(或者其它合适的粘合剂)就放到或者插入到每个槽中，如图7所示，以便永久性地将天线窗口504附接到外壳500。应当指出，可以留出间隙512，以便考虑外壳500和天线窗口506的热膨胀系数的差别。
图8示出了根据本发明实施例的描述用于在外壳的内表面中形成多个台阶的处理800的流程图。处理800在802处开始，其中通过提供具有标称壁厚的外壳，该标称壁厚适于封装并支撑便携式计算设备的内部操作部件。在804处，确定最小壁厚，该最小壁厚是至少符合维持整体外壳完整性的壁厚值。在806处，确定台阶高度。在808处，确定台阶图案。在一个实施例中，台阶图案可以是适于将多个内部部件安装到外壳的底面的图案。在另一实施例中，可以确定符合一体梁结构的台阶图案。在810处，从外壳的底面除去符合所确定台阶图案的预定量的外壳材料。在所述实施例中，除去预定量的外壳材料使得每个台阶都具有大致相等的台阶高度。在有些情况下，结果产生的台阶可以具有平滑的边缘，以便减少损坏内部部件的可能性。在形成一体梁结构的实施例中，从外壳底面与内部梁结构对应的部分除去少于预定量的外壳材料的一定量的材料。在有些情况下，基本上不从外壳与一体梁结构对应的底面除去外壳材料，而在其它情况下，所除去的量小于预定量。
所述实施例的各个方面、实施例、实现或特征可以单独地或者以任何组合使用。所述实施例的各个方面可以由软件、硬件或者硬件和软件的组合来实现。所述实施例还可以体现为计算机可读介质上用于控制制造操作的计算机可读代码，或者体现为计算机可读介质上用于控制制造线的计算机可读代码。计算机可读介质是任何可以存储其后被计算机系统读取的数据的数据存储设备。计算机可读介质的例子包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、DVD、磁带、光学数据存储设备和载波。计算机可读介质还可以在网络耦接的计算机系统上分发，使得计算机可读代码以分布方式存储并执行。
为了说明的目的，以上描述使用特定的术语来提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说，很显然特定细节不是实践本发明必需的。因此，给出对本发明的特定实施例的以上描述是为了例示和描述。它们并非旨在详尽的或者将本发明限定到所公开的精确形式。对本领域普通技术人员来说，很显然根据以上教习许多修改和变化都是可能的。
为了最好地说明本发明的原理及其实践应用，选择并描述了实施例，由此使得本领域其他技术人员能最好地利用本发明和具有适于构想的特定使用的各种修改的各种实施例。本发明的范围旨在由以下权利要求及其等同物定义的。
尽管已经关于若干特定的实施例描述了实施例，然而，存在属于这些通用概念范围的变更、置换和等同物。还应当指出，存在实现所给出实施例的方法与装置的许多可选方案。例如，尽管挤压成型处理是制造一体化管材的优选方法，但是应当理解这不是限制，也可以使用其它制造方法(例如，注塑成型)。因此，以下所附权利要求应当解释为包括属于所述实施例的真正主旨与范围的所有这种变更、置换和等同物。

Claims (14)

1.一种便携式计算设备，包括：
具有前开口的单件外壳，该单件外壳还包括：
一体的底壁和侧壁，该底壁和侧壁与前开口一起形成腔体，底壁具有弯曲的底面，侧壁具有直线形的边缘，这些边缘布置成使得它们在腔体内形成平的侧表面以形成底切，侧壁的边缘围绕并限定前开口，其中底壁的内表面包括多个安装台阶，这些台阶适于在其上安装内部部件；及
盖子，位于前开口中并且不用边框就附接到单件外壳，及
在单件外壳中一体形成的一体梁系统，该一体梁系统用于通过使施加到单件外壳中一点的力关于单件外壳均匀地分布而提供对单件外壳的支撑，该一体梁系统是通过在单件外壳的内表面上的预定位置除去小于用于形成安装台阶的预选量的一定量的外壳材料形成的。
2.如权利要求1所述的便携式计算设备，其中便携式计算设备的大小设置成能在用户的一只手中持有并由用户的另一只手操作。
3.如权利要求1所述的便携式计算设备，其中盖子具有平的顶面而且在前开口处位于腔体中，盖子填充了侧壁之间的前开口，平的顶面与侧壁边缘的上表面齐平。
4.如权利要求1所述的便携式计算设备，其中外壳是金属的，而盖子是玻璃的。
5.如权利要求4所述的便携式计算设备，其中便携式计算设备还包括：
由无线电透明材料形成的天线窗口，其中该天线窗口替代金属外壳的对应部分。
6.如权利要求4所述的便携式计算设备，还包括：
位于外壳的腔体中的显示单元；及
通过玻璃盖子可见的显示单元的显示屏。
7.如权利要求6所述的便携式计算设备，其中透明的触感层位于玻璃盖子和显示单元的显示屏之间。
8.一种便携式计算设备，包括：
单件外壳，该外壳由用于支撑多个内部操作部件的材料形成，该外壳具有前开口、一体的底壁和侧壁；
在外壳的底壁的内表面上形成的多个安装台阶，其中所述多个安装台阶是通过至少在内表面的预定位置除去预选量的外壳材料形成的，其中至少一些安装台阶用于将多个内部操作部件中的至少一些安装到外壳；及
在外壳中一体形成的一体梁系统，该一体梁系统用于通过使施加到外壳中一点的力关于外壳均匀地分布而提供对外壳的支撑，该一体梁系统是通过在外壳的内表面上的预定位置除去小于用于形成安装台阶的预选量的一定量的外壳材料形成的。
9.如权利要求8所述的便携式计算设备，其中便携式计算设备的大小设置成能在用户的一只手中持有并由用户的另一只手操作。
10.如权利要求8所述的便携式计算设备，其中便携式计算设备包括盖子，该盖子具有平的顶面并且在单件外壳的前开口处位于腔体中，盖子填充了外壳的侧壁之间的前开口，平的顶面与侧壁边缘的上表面齐平。
11.一种在封装中形成多个台阶的方法，该封装用于支撑便携式计算设备的操作部件，该方法包括：
提供具有标称壁厚的外壳，该标称壁厚适于封装并支撑便携式计算设备的操作部件；
确定外壳的最小壁厚；
确定与多个台阶中的每一个相对应的台阶高度；
确定台阶图案；及
除去与台阶高度和台阶图案相对应的一定量的外壳材料。
12.如权利要求11所述的方法，其中所除去的一定量的材料减小了外壳的重量，而不会不利地影响外壳的结构完整性。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述多个台阶中的至少一些用于均匀地分布施加到外壳的负荷。
14.如权利要求11所述的方法，其中多个台阶中的至少一个用于提供安装至少一个操作部件的支撑。
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