CN102929339A - 一体机电脑和机箱散热式主机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主机机箱与显示器机箱分离设置的台式电脑一体机。主机铰接或固定在显示器上，将主机机箱的前壳体和后壳体做为散热板，显著增加了电脑一体机的主机机壳散热面积。将处理器、芯片和硬盘等固定在前壳体上，使处理器、芯片和硬盘等的部分热量直接排放到机箱外。将电话和多功能路由器设置在电脑一体机上，减少了桌面导线增加了空间，方便使用。键盘和电源适配器能够与电脑一体机合为一体，便于电脑一体机的移动。随着技术的进步，主板功耗将越来越小，本发明为将来采用低功耗主板的电脑一体机，提供了一种无风扇散热设计。

Description

一体机电脑和机箱散热式主机

技术领域

本发明涉及一种利用机箱散热的主机，以及用这种机箱散热式主机所构成的一体机电脑。

技术背景

一体机电脑将主机机箱与显示器机箱合为一体，具有体积小，导线少、便于移动的特点。但由于主机和显示器共用同一机箱，导致一体机电脑的散热明显不如普通台式电脑。

发明内容和附图说明

本发明的目的是：明显改善一体机电脑的散热，为将来的一体机电脑提供一种无风扇的散热设计；提高一体机电脑的一体化程度，方便使用。总的发明构思是：(1)取消电脑与显示器一体的机箱，将主机机箱与显示器机箱分离设置，采用机箱散热式主机，在主机机箱上设置的散热板，使处理器、芯片和硬盘等元件的部分热量，直接排放到主机机箱外；(2)使键盘、鼠标、电源适配器能够与一体机电脑一同移动；(3)将目前外置的ADSL猫(调制解调器)、光猫、路由器、电话机设置在一体机上，提高一体机电脑的一体化程度。

图1是显示器与主机铰接的一体机电脑在使用时的侧视图。

图2是图1一体机电脑的背面视图。

图3是控制板、接口板和供电板的正面视图。

图4是处理器散热设置的侧视图。

图5是供电板的散热设置的侧视图。

图6是一体机电脑的正面视图。

图7是电话手柄设置在显示器正面的侧视图。

图8是一体机电脑的背面视图，展示电源适配器被固定主机的箱体之外。

图9是主机平放在桌面的侧视图，展示显示器的大仰角设置。

图10是一体机电脑的第二种设计的侧视图。

图11是一体机电脑的第二种设计的背面视图。

图12是机箱散热式主机的侧面视图。

基于总的发明构思，这种一体机电脑有两种设计：第一种是机箱散热式主机与显示器的背面铰接；第二种是机箱散热式主机固定在显示器的背面。

先叙述第一种设计。在图1和图2中，主机1与显示器2通过转轴支架3铰接，转轴支架3上的两个支架分别固定在显示器的背面和主机的上部。使用时，主机1的机箱侧面4(即主机机箱的厚度面)和显示器的底部分别支撑在桌面5上。在主机机箱的侧面4上设置两个橡胶支脚6，用于对主机1减震。这种设置使主机1成为显示器2的旋转支架，在图1中，斜立在桌面5上的主机与显示器形成相互支撑。将主机1前后两侧的壳体，分别称为前壳体7和后壳体8。前壳体7和后壳体8均为主机的散热板，在前壳体7的外侧设有许多散热片9。在转轴支架3的位置，主机1与显示器2之间设有一定的间距，以利于通风散热。在显示器2上设置电池10，停电时电池10为显示器和主机供电。在显示器2的上部或在主机1的上部设置提手11，显示器2背面下部的凸起为音箱12。在主机的机箱上设置电源挂架13，电源挂架可固定在机箱上(见图1、图2)；也可在电源挂架上设置一个挂钩，将其挂在主机机箱上。电源适配器14放置在电源挂架13内。在键盘15的两个后支脚16上，设置挂钩17；也可在键盘背面专门设置两个挂钩。为了减少主机内的热量，可将光驱18设置在显示器的背面。

下面叙述主机1的散热设置。主机1为机箱散热式的主机，为了便于对主板上热量大的元件进行散热设置，将主板分成两块：控制板19和接口板20(见图3)。在接口板20上，设有各类外设接口21，PCI、PCIE等各类插槽22，声卡和网卡电路，硬盘接口23。在控制板19上，设有处理器24、北桥25、南桥26、内存插槽27、独立显卡接口22、硬盘接口23和供电电路等；其中处理器24、北桥25、南桥26等需要散热处理的元件，被设置在控制板19的背面，其它元件设置在控制板19的正面。控制板19和接口板20分别设有插槽28和29，通过导线30连接控制板和接口板。导热管被数个导热板压贴在前壳体的内侧，控制板上的处理器、北桥芯片和南桥芯片等需要散热设置的元件，被压贴在导热板上，它们的部分热量通过前壳体的散热片排放到主机机箱外。在图4中，导热管31被导热板32压贴在前壳体7上，处理器24被螺钉33压贴在导热板32上，处理器24的部分热量通过导热管31传递到前壳体7的散热片9，排放到机箱外。

控制板19和接口板20之间为通用设置。即任何型号的接口板，都可与任何其它型号的控制板连接使用。

一些游戏用途的主机，供电管理电路需要散热设置，可将供电管理电路单独设置在一块电路板上，称为供电板34(见图2、3)。将供电管理电路中需要散热处理的元件设置在供电板的背面，其它元件设置在供电板34的正面，通过螺钉35将供电板上的元件36直接压贴在前壳体7上，元件36的部分热量通过前壳体7外侧的散热片9，排放到机箱外(见图5)。当需要散热处理的两种元件具有不同高度时，可在高度低的元件37上设置金属板38，使元件36与元件37的高度相同(见图5)。

将带有ADSL猫(调制解调器)和光猫的多功能路由器(包括有线、无线)39，设置在主机1内，由电脑的供电系统供电，并在主机机壳上设置相应的外设接口。将路由器39上需要散热设置的芯片安装在路由器(电路板)39的背面，将其它元件安装在路由器(电路板)39的正面。采用图5所示的方法，将路由器需要散热的元件压贴在前壳体7上散热。多功能路由器39的信号灯40和路由器开关41设置在显示器2的屏幕下面(见图6)。为了减少主机内的热量，也可将多功能路由器39设置在显示器2的背面。

独立显卡42的散热设置也是采用同样的方法。独立显卡与控制板19之间采用导线连接。硬盘43被固定在前壳体7上，以利于向外散热。导热管的部分热量传递到散热鳍片44，并由风扇45排出机箱。也可在后壳体上设置散热片，将部分需要散热设置的芯片等元件压贴在后壳体上。

在主机1上设置电池46、电源输出接口47和调压装置48。调压装置48上设有不同的电压值标记，旋转旋钮49可设置不同的直流电压。调压装置48设置在接口板20上，在后壳体8上设置一个开口50和盖，使用时，打开盖旋转旋钮(见图8)。电源输出接口47用于为外置式的调制解调器和路由器提供直流电源。设置这一接口是为了可能出现的以下情况：电信运营商会提供用户外置式的ADSL调制解调器，当停电时，电脑的电池能够通过电源输出接口47为外置式的调制解调器供电。当手机或平板电脑的电源适配器故障时，可通过带插头的导线，为手机和平板电脑充电。

将电话机设置在显示器上。在图1、图6中，显示器2的下部是电话机51的电话键盘52和电话显示屏53。电话机可固定在显示器上，也可做成板形，挂放在显示器上。电话机的手柄挂架设置在显示器的背面，在图1、图2中，手柄挂架54设置在显示器2背面的电池10上，手柄(听筒)55挂放在手柄挂架54上。在图6中，手柄挂架和手柄设置在显示器的正面。通过相应的设置，使电脑能够与电话机相连，电话的通话记录、未接来电、话费等，可以在电脑显示器上显示和管理。通过设置一个开关和相应的电路，使电话听筒也能够用于网络通话。

也可将手柄挂架54和手柄55设置在显示器2的正面(见图6、图7)或侧面。当主机机箱体积较大时，可将电源挂架去掉，将电源适配器14固定在主机的机箱外(见图8、图7)。将电源适配器设置在机箱外，是为了避免电源适配器的热量进入主机。

图1和图7中的一体机电脑，主要适用于办公、炒股票和上网等用途。对于主要用于电子游戏、弹琴、绘画的触控式一体机电脑，可将显示器2上的电话机去掉，并在主机1的后壳体上设置4个支脚56，将主机1上的风扇出风口57设置在主机的侧面；设置在主机上部的支架58与设置在显示器2背面上部的转轴支架3铰接；转动支架59与显示器2的背面的架60铰接，在主机的机壳上设置数个限位台61。当需要对显示器大仰角设置时，将主机平放在桌面上，用转动支架59和限位台61支撑大仰角显示器(见图9)；限位台61的下面是电源14。转动支架59的作用，是消除使用触控屏时显示器的晃动。也可将转动支架59与设置在主机上的架60铰接，将限位台61设置在显示器背面的机箱上。提手62设置在主机1上部的中间位置(见图9)；电源适配器(14)设置在主机上，位于主机机箱的外侧。图9电脑的其它设置，与图1电脑的设置相同。

下面叙述这种电脑的第二种设计。在图10中，显示器1背面的左右两边共设置4个支架63，主机1被固定在支架63上；机箱散热式的主机1与显示器2之间设有一定的空间间隔，以利于通风。旋转支架64设置在主机1的背面。电源适配器14固定在主机上，位于箱之外(见图11)。电话机51设置在显示器2上。带有ADSL猫(调制解调器)和光猫的多功能路由器(包括有线、无线)，设置在主机1内，多功能路由器的信号灯和路由器开关设置在显示器2的屏幕下面。为了减少主机内的热量，可将多功能路由器设置在显示器2的背面。图10电脑主机的散热设置，与图1电脑主机的相同。

移动电脑时，首先将键盘15的挂钩17挂在显示器2上(见图10)；然后拔掉电源线和电话线，如果采用分离设置的电源适配器，则将电源适配器挂在主机的电源挂架上，将电源线65在立着的提手11上绕一圈(见图10)，将鼠标线挂在电脑上，然后手握提手移动电脑。使用电脑时，图1中的电源适配器14一般是放置在桌面上，以利于主机散热。

机箱散热式主机也可应用在普通台式电脑上。普通台式电脑的机箱散热式主机的散热设置，与一体机电脑的相同。在图12中，电源适配器14设置在主机机箱2的外侧壳体上，控制板19、接口板20、硬盘43、热管等固定在前壳体上，带有ADSL猫(调制解调器)和光猫的多功能路由器39和独立显卡42设置在后壳体上。(注：在图1、图9、图10和图12中，主机均采用编号1标记，是要表明图中的主机均为机箱散热式主机，散热设置相同，所以对主机的一些叙述省略。)

特点

采用主机与显示器的机箱分离设置后，一体机电脑的散热有以下变化：(1)使目前的一体机电脑由后壳体散热，变为主机的前壳体和后壳体同时向外散热；(2)显示器的热量不再进入主机内；(3)将处理器、芯片、硬盘等固定在前壳体上，使它们的部分热量通过前壳体的散热片直接排放到机箱外，主机的自然散热能力明显提升，由于前壳体位于电脑的内侧，不会出现对前壳体的碰压现象；(4)采用主机做显示器的旋转支架，增加了主机至显示器的距离，有利于散热和降低主机辐射；(5)无风扇设置是未来台式电脑的发展方向，将来，主机的功耗将越来越小，台式电脑将像平板电脑一样，采用无风扇自然散热，本发明为一体机电脑的无风扇散热提供了一种设计。利用这一散热设计，对于某一些用途的一体机电脑，将可以做到扇散基本不转。例如：Atom D525处理器的热设计功耗为13W，如果将其设置在图1和图7的一体机电脑上，至少在春、秋、冬季，主机的风扇将不转或基本不转，很适合办公、上网、炒股票等。

电话机设置在一体机电脑上，减少了桌面空间。目前的电话，显示屏小，不方便对通话记录进行查找和整理；电话与电脑一体化后，采用电脑屏幕和相关软件，可以方便的对电话的通话记录进行查找、整理和设置等。

将具有光猫和ADSL等功能的路由器和电话机，设置在显示器和主机上，减少了导线连接和插座上的变压器，增加了桌面空间，提高了一体机电脑的一体化程度。一体机电脑的主要特点是：一体化、占用空间少，电脑之外的线路少、移动方便、使用方便。本发明使一体机电脑的这些特性均得到了改善。

目前的外置式调制解调器和台式电脑，在停电时，不能工作，影响办公。如果股民在准备买卖股票时，突然停电，将可能错过好的买卖机会。在显示器和主机内设置电池和电源输出接口，ADSL调制解调器由电脑的电池供电，停电时，仍能工作。

键盘、电源适配器可以挂在一体机电脑上，电脑移动方便。

主板一分为二，控制板和接口板为通用设置，可为使用者节省升级成本，使用者需要电脑升级时，只需更换控制板。

如果电脑界能够将这种一体机电脑的设置标准化，将便于一些电脑使用者对一体机电脑自己动手组装。主机内设有控制板、独立显卡、接口板和多功能路由器的安装位置，组装者可根据需要选择安装。

实施方式

主机机箱设有一个塑料框架，铝合金制造的前壳体被用螺钉固定在框架上。用螺钉将电热管、散热鳍片、风扇和导热板安装在前壳体上。将导热硅胶涂在导热板和需要散热处理的元件上，或用导热硅胶垫贴在元件上；然后用螺钉将控制板、独立显卡压贴在前壳体的导热板上；将供电板和路由器电路板背面需要散热处理的元件用螺钉直接压贴在前壳体上；将硬盘压贴在前壳体上，硬盘的压贴面设置为平面；安装接口板和连接导线后，将后壳体安装在主机机箱上。后壳体为主机的机箱盖。在主机的机箱上部和下部设置一些通风孔。如果显示器厚度较大，可在显示器的顶部设置两个凹槽，用于放置键盘的挂钩。如果键盘的宽度小于显示器，则将键盘挂在显示器边框一侧的位置。

主机可采用笔记本电脑主机中的设置，以降低主机的功耗。一般采用150W以下的无风扇电源。

Claims (9)

1.一种电脑用的机箱散热式主机(1)，其特征是：在机箱前壳体(7)的外侧设有散热片(9)，前壳体的内侧设有导热管(31)和导热板(32)；主机上设置直流电源输出接口(47)；带有ADSL猫和光猫的多功能路由器(39)，设置在主机内；主机内设有控制板(19)和接口板(20)，控制板(19)上设有处理器、北桥、南桥、供电管理电路、内存插槽、硬盘接口、独立显卡接口，其中处理器、北桥芯片、南桥芯片和需要散热处理的元件设置在控制板的背面，其它元件设置在控制板的正面；接口板(20)上设有声卡电路、网卡电路、各种外设接口、各类PCI插槽、硬盘接口和调压装置(48)；或将供电管理电路设置在供电板(34)上；通过在需要散热的元件上设置金属板(38)，使电路板上高度不同的元件处于同一高度；电路板上需要散热处理的元件设置在电路板的背面，其它元件设置在电路板的正面；电路板背面的元件被螺钉压贴在前壳体或后壳体上；电源适配器设置在主机的外侧壳体上。

2.一种由主机(1)、显示器(2)、电源适配器(14)，光驱(18)、电话机(51)、多功能路由器(39)和键盘(15)构成的台式电脑，其特征是：与显示器(2)铰接的主机(1)，是显示器(2)背面的旋转支架，使用时，主机(1)的机箱侧面(4)和显示器的底部分别支撑在桌面上，主机与显示器形成相互支撑；在主机与显示器的铰接处，主机与显示器之间设有通风间隔；电源适配器(14)放置在主机机箱的电源挂架(13)内，或设置在主机上位于机箱外；光驱、电话机(51)设置在显示器上；具有光猫和ADSL猫功能的多功能路由器(39)设置在主机或显示器上；移动电脑时，键盘(15)通过键盘上的挂钩挂在显示器(2)上。

3.按照权利要求1所规定的主机(1)，其特征是：在前壳体(7)的外侧设有散热片(9)，前壳体的内侧设有导热管(31)和导热板(32)；电池(46)设置在主机内；两个橡胶支脚(6)设置在主机(1)的机箱侧面(4)上；主机上设置电源输出接口(47)；带有ADSL猫、光猫的路由器(39)，设置在主机内；主机内设有控制板(19)和接口板(20)，控制板(19)上设有处理器、北桥、南桥、供电管理电路、内存插槽、硬盘接口、独立显卡接口等，其中处理器、北桥芯片、南桥芯片和需要散热处理的元件设置在控制板的背面，其它元件设置在控制板的正面；接口板(20)上设有声卡电路、网卡电路、各种外设接口、各类PCI插槽、硬盘接口和调压装置(48)；或将供电管理电路设置在供电板(34)上；通过在需要散热的元件上设置金属板(38)，使电路板上高度不同的元件处于同一高度；电路板上需要散热处理的元件设置在电路板的背面，其它元件设置在电路板的正面；电路板背面的元件被螺钉压贴在前壳体上。

4.按照权利要求1所规定的显示器(2)，其特征是：电话键盘(52)和电话显示屏(53)设置在显示器的正面，手柄(55)和手柄挂架(54)位于显示器背面、或正面、或侧面；显示器上设置提手(11)和电池(10)；多功能路由器(39)的信号灯(40)和路由器开关(41)设置在显示器的屏幕下面。

5.按照权利要求1所规定的键盘(15)，其特征是：键盘(15)的两个后支脚(16)上设有挂钩(17)。

6.一种由主机(1)、显示器(2)、转动支架(59)、光驱(18)、多功能路由器(39)和键盘(15)构成的台式电脑，其特征是：与显示器(2)铰接的主机(1)，是显示器(2)背面的旋转支架，使用时，主机(1)的机箱侧面(4)和显示器的底部分别支撑在桌面上，主机与显示器形成相互支撑；在主机与显示器的铰接处，主机与显示器之间设有通风间隔；电源适配器(14)设置在主机上，位于机箱的外侧；具有光猫和ADSL猫功能的多功能路由器(39)设置在主机或显示器上；移动电脑时，键盘(15)通过键盘上的挂钩挂在显示器(2)上；转动支架(59)与显示器(2)背面的架(60)铰接，主机的机箱上设置数个限位台(61)；或者转动支架(59)与设置在主机(1)背面的架(60)铰接，在显示器(2)的背面设置数个限位台(61)；在主机(1)上部的中间位置设有提手(62)；光驱(18)设置在显示器的背面，多功能路由器(39)的信号灯(40)和路由器开关(41)设置在显示器上。

7.一种由主机(1)、显示器(2)、电话机(51)、多功能路由器和键盘(15)构成的台式电脑，其特征是：主机(1)设置在显示器(2)背面的支架(63)上，主机(1)与显示器(2)的外壳之间设有通风间距；电话机(51)设置在显示器上；具有光猫和ADSL猫功能的多功能路由器设置在主机或显示器上，多功能路由器的信号灯和路由器开关设置在显示器上；移动电脑时，键盘(15)通过键盘上的挂钩挂在显示器(2)上。

8.按照权利要求7所规定的主机(1)，其特征是：在前壳体(7)的外侧设有散热片(9)，前壳体的内侧设有导热管(31)和导热板(32)；电池(46)设置在主机内；主机上设置电源输出接口(47)；带有ADSL猫、光猫的路由器(39)，设置在主机内；主机内设有控制板(19)和接口板(20)，控制板(19)上设有处理器、北桥、南桥、供电管理电路、内存插槽、硬盘接口、独立显卡接口等，其中处理器、北桥芯片、南桥芯片和需要散热处理的元件设置在控制板的背面，其它元件设置在控制板的正面；接口板(20)上设有声卡电路、网卡电路、各种外设接口、各类PCI插槽、硬盘接口和调压装置(48)；或将供电管理电路设置在供电板(34)上；通过在需要散热的元件上设置金属板(38)，使电路板上高度不同的元件处于同一高度；电路板上需要散热处理的元件设置在电路板的背面，其它元件设置在电路板的正面；电路板背面的元件被螺钉压贴在前壳体上；电源适配器设置在主机上，位于主机机箱之外。

9.按照权利要求7所规定的键盘(15)，其特征是：键盘(15)的两个后支脚(16)上设有挂钩(17)。

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