CN105159420A - 一种舰用壁挂一体化计算机及组装加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舰用壁挂一体化计算机及组装加固方法，适用于舰船壁挂使用。包括箱体、航空插座板、主机和显示模块、操作模块；主机和显示模块为一体，主机与航空插座板之间的接线全部在箱体内部走线，航空插座板固定在箱体顶部；箱体与主机之间加设有减振，箱体通过弹簧挂接到安装底座上，固定在舰船舱壁上。本发明满足性能不变的前提下，增强了对环境适应性能力，如防振、防水、防霉菌、防盐雾、电磁兼容性等。

Description

一种舰用壁挂一体化计算机及组装加固方法

技术领域

本发明涉及舰用网络信息设备，主要为舰用电子信息系统提供壁挂一体化计算机设备，实现系统信息的综合显示和控制。

背景技术

当前市场上主流的一体化计算机，主要为商用一体机，主要针对环境条件较好的陆地建筑物室内环境下使用，一般而言，陆地室内环境下服务器只需要裸机使用即可，无需外加保护设施。而对于舰船等恶劣环境条件，由于受温度、湿度、气压、冲击、干扰等影响，裸机使用的安全性和稳定性会大大降低。对于舰用等恶劣环境条件，目前还没有采取更加防范的措施。

正是因为当前普通商用计算机没有按照有关军用标准规范要求设计，所以很难应用到军舰上，不能通过相应的试验考核，并在舰用恶劣环境(如振动、冲击、盐雾、电磁干扰等)下稳定工作。因此，当前商用一体机不能按照有关军用标准规范要求，通过相应的试验考核，并在舰用恶劣环境下(如震动、冲击、盐雾、电磁干扰等)稳定工作，这是制约行业发展的缺陷。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种新型的舰用壁挂一体化计算机，该设备在满足军用标准规范环境适应性要求和系统对设备技术性能要求的前提下，可在舰用恶劣环境下可靠稳定地工作。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种舰用壁挂一体化计算机，包括一箱体(2)，箱体(2)采用铝合金制作，并在铝合金板基础上先后经过喷砂-镀镍-涂防腐漆处理；

组装后的箱体(2)上各连接缝隙处均设置有导电衬垫；箱体(2)顶部安装有航空插座板(1)；箱体(2)内部装有计算机主机(6)和显示模块(4)、操作模块(5)；显示模块(4)包括显示屏，主机(6)和显示模块(4)为一体，操作模块(5)包括键盘和鼠标；主机(6)与航空插座板(1)之间的接线全部在箱体内部走线；

箱体(2)与主机(6)底部之间加设有减振，执行竖直方向的减振；同时在主机四角与机箱之间连接4个直角钢板，固定主机，执行前后和左右方向的减振；

箱体(2)通过弹簧(33)挂接到安装底座(3)上，安装底座(3)固定在舰船舱壁上。

所述箱体(2)通过弹簧(33)挂接到安装底座(3)上的具体方式是：在箱体(2)的两个侧盖板后边角处，各固定一直角钢，所述直角钢的一个侧面贴合在箱体(2)的侧盖板上，另一个侧面与后盖板表面平齐；在所述另一个侧面的背部上下两端各固定一弹簧(33)，固定挂板(32)固定在舰船舱壁上，分别与直角钢(31)上两弹簧相对应地，在固定挂板(32)上固定两个弹簧挂钩(34、35)，两弹簧(33)对应挂接到弹簧挂钩(34、35)上。

进一步讲，所述弹簧挂钩(34、35)具有挂接部和开口部，挂接部为一平板，固定在固定挂板上，开口部开口朝上。

在箱体(2)的内部下层，设置一抽拉式键盘盒(51)，在键盘盒(51)两侧边部设置两个弹簧挡(52)，用于在键盘盒(51)推进箱内时挡住键盘盒(51)，使其不被滑出。

航空插座板(1)与箱体(2)内之间有过线通孔，用于航空插座板(1)与箱内主机(6)之间接线连接，在航空插座板(1)与箱体(2)上盖板之间夹设导电衬垫，和/或采用铝镀银的导电橡胶皮增加过渡连接。

箱体(2)的前面设置一可视窗，采用高强化玻璃作为屏蔽，高强化玻璃通过环氧导电胶粘连在前盖板的玻璃压框上。

主机(6)对外连接线缆采用水晶头，并在水晶头上安装了固定用金属夹。

主机(6)内部电路板的分立元件采用点胶的方法进行固定；内部电路板组装前全部进行三防处理。

主机电源输入端装有滤波器，滤波器连接在电源输入端，固定在导电金属表面上，位置靠近电源入口处；滤波器输入和输出线均采用屏蔽线，并分离走线。

本发明还提供一种舰用壁挂一体化计算机的组装加固方法，其特征在于：

1)首先将机箱框架、各侧盖板、前面板以及底板在组装前先后经过喷砂、镀镍、涂防腐漆；

2)将框架组焊，然后安装底板、各侧板，底板、后板、侧板与框架搭接处采用导电衬垫屏蔽；

3)在机箱外部固定直角钢和弹簧挂钩；

4)主机在组装前，将电路板先全部喷三防油漆，电路板的分立元件采用点1345胶的方法固定；线缆接入主机，线缆上配有固定用线夹，与主机连接的线缆全部采用水晶头并在水晶头上安装固定用金属夹，电源线同时接入；

5)将主机装在箱体底板上，在底部以及侧面通过减振器固定；

6)将上盖板固定在框架上，上盖板与框架搭接处采用导电衬垫屏蔽；然后航空插座板通过螺钉固定在箱体上盖板上，在航空插座板与上盖板之间夹设铝镀银的导电橡胶皮；

7)线缆焊接接入航空插座板；

8)将前门安装、采用螺钉连接，搭接缝隙处加装导电衬垫，还可前面板上加装屏蔽玻璃，屏蔽玻璃与前面板之间用环氧导电胶粘连；

9)箱体完整封装；

10)将箱体挂接到舱壁上的弹簧上以及弹簧挂钩上，完成挂接。

本发明的效果在于：进行舰用化加固后的一体化计算机在满足性能不变的前提下，增强了对环境适应性能力(如防振、防水、防霉菌、防盐雾等)。通过采取有效的热设计、三防设计、抗振动与冲击设计，综合利用屏蔽、滤波、接地等技术措施，使其具有良好的电磁兼容性。使设备可适应有关军用标准规定的舰用恶劣环境；可以有效地解决舰用环境下对商用网络设备散热、抗震动与冲击、三防、电磁兼容性等方面的要求，满足舰载电子信息系统对一体化信息显示设备需求，提高系统信息显示手段，提升设备对安装空间的适应能力。

本发明的其它优点将在后面的具体实施方式中有所描述。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的壁挂一体化计算机的外观图；

图2-1是上述实施例提供的舰用壁挂一体化计算机的主视图；

图2-2是上述实施例提供的舰用壁挂一体化计算机的俯视图；

图2-3是上述实施例提供的舰用壁挂一体化计算机的左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述，本领域的技术人员应当理解，这仅是一个为解释说明本发明技术方案而给出的较佳实施例而已，不应以此作为限制，凡是在本发明技术方案精神范围内所做的任何变换或改动，都属于本发明的保护范畴。

在一实施例中，如图1所示，所述舰用壁挂一体化计算机设备(以下简称一体机)主要由航空插座板1、箱体2、安装底座3、显示模块4、操作模块5和主机6共六部分组成。舰用壁挂一体化计算机主要采用军用加固措施进行一体化结构设计而成，可适应舰用环境需求。进行一体化设计后的舰用壁挂一体机设备在满足计算性能不变的前提下，增强了对环境适应性能力(如防振、防水、防霉菌、防盐雾等)。

考虑到舰用的特殊性，该设备各部分的结构以及设计措施如下：

在一实施例中，如图1所示，所述舰用壁挂一体化计算机主要由航空插座板1、箱体2、安装底座3、显示模块4、操作模块5和主机6共六部分组成，主机和显示屏为一体化机。

整体上来讲，舰用壁挂一体机结构外壳即箱体2设计成通风式结构，箱体材料选用具电磁屏蔽功能的高强度材料，如高强度铝合金。箱体2从结构上可分为机箱框架、键盘盒以及围绕框架而封装的各面盖板，其中机箱框架以拼焊方式成型，键盘盒以推拉方式安装在机箱内，各面盖板与框架之间都采用高强度螺钉连接，同时在接缝处采用导电衬垫进行电磁兼容屏蔽。箱体表面采用导电处理，所述表面导电处理是指将铝合金经过喷砂－镀镍－涂防腐漆处理，喷漆前进行导电氧化处理，即镀镍，这也有效进行了电磁屏蔽。

另外在左、右侧盖板或顶盖板上开设通风孔，通风孔由于在盖板上开设，所以通风孔所在的平面与盖板为同平面，这样不仅通风，还可以保证水、灰尘等不会落入机箱内。在机箱内空闲位置，还可以安装风流导向板，实现冷却空气定向流动，风流导向板意指能够将冷风引向发热部位的挡板。通风孔旁边设置风机(在主机内部看不到)。

航空插座板1可固定在上盖板或侧盖板上，图1所示为固定在上盖板上。航空插座板1与箱体之间有过线通孔，用于与箱内主机的各接线取得电连接，根据主机的规格设计插座板的接口位置和形状。在机箱上固定插座板可以将一体机上的所有电线全部从机箱内部插接到航空插座板上，箱体外部不走线，外表美观整齐。

航空插座板与箱体上盖板之间夹设导电衬实现与箱体的电磁屏蔽；另外由于金属表面之间不平整，存在凹凸不平的缝隙，可在航空插座板与箱体上盖板之间通过采用铝镀银的导电橡胶皮增加过渡连接，提高电磁密封性和屏蔽性。

在箱体2后面安装底座3，如图1及图2-1、2-2、2-3所示。本发明是采取将计算机悬挂在墙壁上的安装方式，所以安装底座3的结构至关重要。安装底座3安装在箱体2后面的两个角部，每一组安装底座3主要由直角钢31、固定挂板32、弹簧33、弹簧挂钩34、35组成。直角钢31安装在箱体2的后边角处，具体为直角钢的一个侧面贴在箱体2的侧盖板上，通过螺钉固定在箱体2的侧盖板上，角钢的另一个侧面与后盖板表面平齐；在另一个侧面的外部采用螺钉或焊接的方式固定弹簧33，上下各一个。固定挂板32通过螺栓固定在舰船舱壁上，固定挂板32的位置与直角钢31对应，固定挂板为一平板，在挂板上采用螺钉或焊接的方式固定弹簧挂钩34、35。弹簧挂钩34和35上各挂接一弹簧33。弹簧挂钩34和35的结构基本相同，下面结合介绍：弹簧挂钩具有挂接部和开口部两部分，挂接部为一平板，固定在固定挂板32上；弹簧挂钩由于要挂接弹簧33，所以弹簧挂钩开口部应朝上，这样，一体机就通过直角钢31、固定挂板32、弹簧33、弹簧挂钩34、35这些部件挂接在了舱体上。实质上，直角钢31、固定挂板32、弹簧33、弹簧挂钩34、35这些同时也构成了一个减震机构。这一减震机构中，弹簧33是其主要减震作用的部件，其次是弹簧挂钩34、35也起到了一定的弹性缓冲作用。弹簧主要在上下方向上(也就是弹簧轴向上)缓解一体机所受到的冲击力；弹簧挂钩34、35由于开口部的结构，在前后方向上会缓解一体机所受到的冲击力；而弹簧33与弹簧挂钩34、35为活动挂接关系，所以弹簧33可在弹簧挂钩34、35上左右小范围活动，缓解了一体机左右方向上受到的冲击。

优选地是，在一组直角钢31与固定挂板32之间，在上、下两个部位各连接一组弹簧和弹簧挂钩的结构，这样可以保证一体机挂接的平稳性。

进一步地，在直角钢31两个侧面之间连接加强筋36可以加强对一体机的支撑强度。

减震机构的这些部件都选用高强度不锈钢材料制作。

箱体2的前面设置一可视盖板结构，高强化玻璃为屏蔽玻璃，通过环氧导电胶粘连在前盖板的玻璃压框上，一是用于观察箱体内显示模块4的工作情况，二是屏蔽玻璃本身可以有效防电磁波泄漏。

箱体2的内部下层，设置一键盘盒51，键盘盒为可抽拉式，在箱体两侧边部设置两个弹簧挡52，用于在键盘盒推进箱内时，挡住键盘盒，使其不滑出。操作模块5主要包括一键盘和鼠标，放置在键盘盒上表面。

显示模块4和主机6置于机箱内部。显示模块4主要包括一显示屏，与箱体前盖板的强化玻璃窗相对。主机6根据需要设置有一系列对外接口(类似于普通台式主机)，其中的电源接口、网络接口、数据接口、驱动接口、功放接口等对外接口都通过导线与航空插座板相连接，显示屏接口和键盘鼠标接口从内部与显示模块、操作模块线连接。

通过箱体2将一体机放置于箱体内，并悬挂于舱壁上，可节省一大部分舱内空间。不仅如此，本发明还考虑了特殊环境下的振动与冲击特性，以及高温、高湿、高盐特性，以及电磁辐射等特性，在箱体内部进行了如下设计：

抗振动与冲击设计

a)主机对外连接线缆为受振易脱落件，在有振动冲击的物理环境下，普通电气连接器可靠性差，而可靠性高的连接器在密集型板卡上又安装不下。因此对内部线缆，在与主机连接的一端采用水晶头连接，并在水晶头上安装了固定用金属夹(也叫跟线夹)，金属夹夹在主机的固定件上；在线缆与航空插座板连接的一端则采用固定焊接的方式。内部所有电缆均设计有固定用线夹，确保在振动冲击中不会造成线缆松脱，连接器全部选用军用航空连接器。

b)在机箱底板与主机之间，加设橡胶质减振垫，执行竖直方向的减振；同时在机箱底板上，主机四角处固定4个直角钢板，挡住主机，执行前后和左右方向的减振。

c)主机内部电路板的分立元件采用点专用胶的方法进行固定，专用胶指1345胶。

三防设计

在高温、高湿、高盐环境中，湿、热、盐气体会通过壁挂一体机通风孔进入壁挂一体机，对壁挂一体机造成腐蚀和结水，影响壁挂一体机正常可靠工作，因此必须对系统进行有效的三防设计：

a)内部电路板组装前全部进行三防处理,方法是喷三防油漆；

b)内部电路板的分立元件采用点专用胶进行固定；

c)所有安装标准件选用不锈钢材质；

d)箱体内壁进行三级处理(喷砂、镀镍、防腐漆)。

电磁兼容设计

壁挂一体机电磁兼容的设计重点在对壁挂一体机的壳体和电缆进行电磁兼容性设计，综合利用屏蔽、滤波、接地等技术，重点对RE102和CE101的抑制进行优化设计，保证电磁兼容性指标(按照GJB151A－97中规定：RE102指10kHz～18GHz电场辐射发射，CE101指25Hz～10kHz电源线传导发射)。

屏蔽设计

壁挂一体机屏蔽设计主要靠机壳屏蔽及电缆屏蔽保证。屏蔽分为电场屏蔽和磁场屏蔽，机壳屏蔽选用具有良好的电场屏蔽性能、磁场屏蔽性能的高导电材料。具体措施如下：

a)壳体和盖板选用高导电的铝合金材料；

b)基体表面采用导电处理并在连接缝隙采用导电衬料有效解决电场屏蔽的问题；表面导电处理是指在喷漆前进行导电氧化的工艺环节(镀镍)；

c)对外航空插座通过导电材料实现与机壳的电密封；

d)在设备前盖板与玻璃之间用环氧导电胶粘连，这样有效地防止了电磁波的泄露。

滤波设计

a)电源输入端都装有军用直流滤波器，具有优异的共模和差模抑制能力，对电源线对尖峰干扰具有良好的抑制作用；滤波器连接在电源输入端，固定在导电金属表面上，位置靠近电源入口处。

b)滤波器输入和输出线均采用屏蔽线，并分离走线，严禁捆扎在一起，避免形成回路。

c)滤波器保证良好接地。

电缆辐射抑制

a)电源线采用屏蔽导线；

b)电缆屏蔽通过选择屏蔽电缆、双绞线电缆、对电缆合理布局并外加防波套解决；

加防波套是指在电缆胶皮外增加金属材料的外套，起到电磁辐射抑制作用；

电缆合理布局是指在机箱内部布线时按照强电弱电分离，交流电与直流电分离，信号强弱分区布线的原则进行设计，并尽量在交流电进线输入端设置滤波器；

c)在电缆上加装EMI吸波磁环消除尖峰干扰。吸波磁环为标准件，市购成品。

接地设计

设置独立的机壳地和信号地。

综合上述所有设计，可以看出本发明在结构上既加固计算机，节省了舰船内部空间，提高了设备稳定性，又能够满足防潮、防高温、防振动、防干扰等使用要求。

上述设备的组装加固方法是：

1)前处理：

a)机箱框架、键盘盒及各盖板在组装前先经过喷砂-镀镍-涂防腐漆，然后采用表面导电处理；高强化玻璃窗通过环氧导电胶粘连在箱体的前盖板玻璃压框上；

b)组装底座；

c)主机在组装前将电路板先全部喷三防油漆，电路板的分立元件采用点1345胶的方法固定；

线缆接入主机，线缆上配有固定用线夹，与主机连接的线缆全部采用水晶头并在水晶头上安装固定用金属夹；电源线接入端装有滤波器，滤波器输入和输出线均采用屏蔽线，并分离走线，滤波器可靠接地；所有线缆外加防波套，并且所有线缆按照强电弱电分离，交流电与直流电分离，信号强弱分区布线的原则布置；

2)将箱体框架组焊，然后安装底板和键盘盒；

3)在内部框架上固定主机(主机和显示屏为一体化机)，在底部以及侧面通过减振固定；

4)将上盖板固定在框架上，上盖板与框架搭接处采用导电衬垫屏蔽；然后航空插座板通过螺钉固定在箱体上盖板上，在航空插座板与上盖板之间夹设铝镀银的导电橡胶皮；

5)将主机上的线缆接入航空插座板和键盘鼠标；键盘鼠标放入键盘盒；

6)安装侧盖板、前后盖板，盖板与框架搭接处加垫导电衬垫作电磁屏蔽；

7)在两个侧盖板后部两个角处固定直角钢；直角钢上下端各安装一弹簧；

8)在舱壁墙上固定底座；

9)将箱体挂接到底座上，完成挂接。

Claims (10)

1.一种舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：包括一箱体(2)，箱体(2)采用铝合金制作，并在铝合金板基础上先后经过喷砂-镀镍-涂防腐漆处理；

组装后的箱体(2)上各连接缝隙处均设置有导电衬垫；箱体(2)顶部安装有航空插座板(1)；箱体(2)内部装有计算机主机(6)和显示模块(4)、操作模块(5)；显示模块(4)包括显示屏，主机(6)和显示模块(4)为一体，操作模块(5)包括键盘和鼠标；主机(6)与航空插座板(1)之间的接线全部在箱体内部走线；

箱体(2)与主机(6)底部之间加设有减振，执行竖直方向的减振；同时在主机四角与机箱之间连接4个直角钢板，固定主机，执行前后和左右方向的减振；

箱体(2)通过弹簧(33)挂接到安装底座(3)上，安装底座(3)固定在舰船舱壁上。

2.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：所述箱体(2)通过弹簧(33)挂接到安装底座(3)上的具体方式是：

在箱体(2)的两个侧盖板后边角处，各固定一直角钢，所述直角钢的一个侧面贴合在箱体(2)的侧盖板上，另一个侧面与后盖板表面平齐；在所述另一个侧面的背部上下两端各固定一弹簧(33)，

固定挂板(32)固定在舰船舱壁上，分别与直角钢(31)上两弹簧相对应地，在固定挂板(32)上固定两个弹簧挂钩(34、35)，两弹簧(33)对应挂接到弹簧挂钩(34、35)上。

3.根据权利要求2所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：所述弹簧挂钩(34、35)具有挂接部和开口部，挂接部为一平板，固定在固定挂板上，开口部开口朝上。

4.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：在箱体(2)的内部下层，设置一抽拉式键盘盒(51)，在键盘盒(51)两侧边部设置两个弹簧挡(52)，用于在键盘盒(51)推进箱内时挡住键盘盒(51)，使其不被滑出。

5.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：航空插座板(1)与箱体(2)内之间有过线通孔，用于航空插座板(1)与箱内主机(6)之间接线连接，在航空插座板(1)与箱体(2)上盖板之间夹设导电衬垫，和/或采用铝镀银的导电橡胶皮增加过渡连接。

6.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：箱体(2)的前面设置一可视窗，采用高强化玻璃作为屏蔽，高强化玻璃通过环氧导电胶粘连在前盖板的玻璃压框上。

7.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：主机(6)对外连接线缆采用水晶头，并在水晶头上安装了固定用金属夹。

8.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：主机(6)内部电路板的分立元件采用点胶的方法进行固定；内部电路板组装前全部进行三防处理。

9.根据权利要求1所述的舰用壁挂一体化计算机，其特征在于：主机电源输入端装有滤波器，滤波器连接在电源输入端，固定在导电金属表面上，位置靠近电源入口处；滤波器输入和输出线均采用屏蔽线，并分离走线。

10.一种舰用壁挂一体化计算机的组装加固方法，其特征在于：

1)首先将机箱框架、各侧盖板、前面板以及底板在组装前先后经过喷砂、镀镍、涂防腐漆；

2)将框架组焊，然后安装底板、各侧板，底板、后板、侧板与框架搭接处采用导电衬垫屏蔽；

3)在机箱外部固定直角钢和弹簧挂钩；

4)主机在组装前，将电路板先全部喷三防油漆，电路板的分立元件采用点1345胶的方法固定；线缆接入主机，线缆上配有固定用线夹，与主机连接的线缆全部采用水晶头并在水晶头上安装固定用金属夹，电源线同时接入；

5)将主机装在箱体底板上，在底部以及侧面通过减振器固定；

6)将上盖板固定在框架上，上盖板与框架搭接处采用导电衬垫屏蔽；然后航空插座板通过螺钉固定在箱体上盖板上，在航空插座板与上盖板之间夹设铝镀银的导电橡胶皮；

7)线缆焊接接入航空插座板；

8)将前门安装、采用螺钉连接，搭接缝隙处加装导电衬垫，还可前面板上加装屏蔽玻璃，屏蔽玻璃与前面板之间用环氧导电胶粘连；

9)箱体完整封装；

10)将箱体挂接到舱壁上的弹簧上以及弹簧挂钩上，完成挂接。