CN1318779A - 隔热移动计算机 - Google Patents

Abstract

本发明包括用户身载的不用手驱动的计算机,它控制由计算机部件生成的热到尽可能合适的程度。控制热是非常重要的一件事情,因为该计算机与用户的身体接触。用于给计算机供电的电池也被用作隔热层。

Description

隔热移动计算机

本发明涉及到一种计算机，尤其涉及到用户承载的移动计算机。

本申请是于1998年6月5日在美国专利和商标局申请的原始申请09/092,261的一部分的继续。

原始申请SN09/092,261揭示了用隔热材料结构的用户承载的不用手驱动的计算机。计算机是已知的并且都在使用，包括可穿戴的计算机和显示器。这些现有技术的计算机的特征是：当使用全功能的计算机时，他们允许用户自由地使用他的或她的手修理或者实现其他功能。商业上最成功的之一和已知的这些计算机是从Fairfax,Virginia的Xybernaut Corporation可获得的Mobile Assistant,MobileAssistant是Xybernaut Corporation登记的商标。

美国专利5,305,244(NewmanⅠ)描述了Mobile Assistant的详细情况，并且完全揭示了这样的用户承载的计算机的部件和功能。而且，待审专利申请SN09/092,261描述并要求保护对MobileAssistant的进一步的隔热改进和修改。两个美国专利申请5,305,244(NewmanⅠ)、5,844,824(NewmanⅡ)和SN09/092,261是由本发明的受让人拥有的。

也揭示可穿戴计算机的现有技术的专利是美国专利5,285,398(JanikⅠ)以及5,491,651(JanikⅡ)。这两个专利都揭示了一种包含计算机的皮带或内衣，和存放计算机的元件或部件的小袋。在JanikⅠ中，许多计算机元件被放置在皮带上，并且灵活的信号传送装置连接所有的计算元件。一个保护套被用于封闭所说的计算机元件。在JanikⅡ中，相似的皮带计算机被描述并要求保护，其中，信号传送装置，在任何两个计算元件之间的长度大于在任何两个计算元件之间的距离。在JanikⅠ和JanikⅡ中，灵活的可穿戴计算机是这样一种形式：包含围绕皮带外围顺序安放小袋或者是含有计算机元件的壳体。

在NewmanⅠ和Ⅱ以及JanikⅠ和Ⅱ中，一种身上可穿戴的计算机被揭示，其中，计算机被穿戴时与用户身体接触。在可穿戴计算机中的一个严重的问题可能是在使用时和被用户穿戴时生成的热。

因此，本发明的目的是要提供一种避免上述缺陷的计算机结构。

本发明的另一个目的是要提供一种计算机结构，由于在与用户的身体接触中计算机生成的热最少，所以这种计算机能够被安全地使用。

本发明的还有一个目的是要提供一种计算机结构，当穿戴时，它能够可交换地在用户的右或左边使用。

本发明的又一个目的是要提供一种移动计算机结构，这种计算机结构能够以不用手的方式，在人体的任何部分，被安全地穿戴。

本发明还有一个目的是要提供一种计算机结构，这种计算机结构实际上包括在通用目的或常规计算机含有的必需的所有部件，但是不限制输入/输出装置、处理器装置、存储器装置。

本发明的另一个目的是要提供一种移动的和可穿戴在身上的计算机壳体，它包括计算机的所有部件和电池。

在进一步阅读本发明揭示的内容后，其它目的将会变得很清楚。

一般说来，使用这样的计算机结构能够完成上述的目的和其它的目的：这种计算机结构把常规计算机中的所有部件和电池全部放置在同一壳体里，其中，电池提供作为隔热层的额外的功能。“常规计算机”就是已知的现在使用的任何计算机，例如，可从这样一些公司获得的计算机：IBM、Dell、Apple、Compaq、Toshiba、Micron、Hewlett-Packard，等等。在本发明的一个实施例中的计算机结构具有这样的计算机壳体：计算机壳体能够绕着用户的腰部穿戴并在它的里边(接触用户腰部的边)被弯曲，弯曲形状是按照用户的腰部的外形轮廓画出的。明显地，如果一些其它的配置是更需要的，那么它不需要被弯曲。它仅占有所说的用户腰部的一部分的结构尺寸或面积。因此，不像上面讨论的JanikⅠ和Ⅱ，本发明的计算机壳体不围绕用户的整个腰部。当被用作腰部穿戴的计算机时，这是重要的：当他或她试图使用他们的手修理物品或机器时，电缆和其它的电的连接线从计算机的后部伸出以致超出其范围，并且不干扰用户的手。计算机结构是对称的；因此，计算机能够被倒过来作为左手操作的部件；按照这种方式的电缆出口总是面对用户的后面。相反地，鼠标控制(当转换到常规的计算机时)将总是位于计算机壳体的前面，方便右或左手的用户。本发明的计算机壳体有连接到其它部件的出口，这些部件如：监视器、键盘或任何其它需要的部件。在待审申请SN09/092,261和美国专利5,305,244中描述的移动计算机的所有实施例被包含在这些可用在本发明中的结构中，这里，修改被描述并要求保护。

揭示的美国专利申请5,305,244和5,844,824和SN09/092,261被一起引用入本发明。

当计算机是穿戴在身上时含有声音驱动的本发明的实施例还包括身上穿戴的显示屏，例如头部佩带的显示器(或手臂佩带的显示器)或能够向上翻的显示器或其它位于计算机壳体上的其它监视器。在本发明中的计算机壳体包括在常规的计算机中能找到的所有的部件，例如：存储器装置，处理器装置，声音变换器和转换器装置和识别装置，所有这些都在美国专利5,305,204中详细描述。包含在本实施例中的也是安装计算机壳体到用户身上的装置。通常，在由用户穿戴的皮带上制作附件，例如围绕腰部的、超过肩膀的、或者在身上穿的衬衣上。优选地，在计算机壳体的前端的向外伸出物是散热器，散热器包含肋或散热孔，允许热从壳体的内部被散发出来，并允许适当的内部温度最适合计算机运行。而且，这种身体上穿戴的计算机被保持在安全的温度并适合于超时穿戴，这是绝对必要的。计算机壳体的底部通常用重量轻的而且硬的塑料或其它合适的非导热材料制成。在本发明中，壳体的顶部和侧部的相当大的或主要的部分由散热材料制成，它从壳体的里面部分传送出或传导出热量离开用户并送到大气中。这些顶部和侧部的外边部分(离开用户的身体)，与上面说明的位于前面的高起部分的散热器一起，有效地从壳体的内部散发出热，并保证用户的安全。按照人体的轮廓外形，例如身躯或腰部，给壳体画出轮廓或画出曲线。与用户身体接触的计算机壳体部分有橡胶脚或其它的隔热材料，加倍作为皮带环固定器(当作为身上穿戴计算机使用时)。如在优选的实施例中提到的，壳体的前面的下边也有附接于腿的环，通过它，当附接于用户时皮带将固定。优选地被放置于壳体的后边的导线管或连接装置被用作与电源装置，外围设备，和身上或头上安装的显示器或常规的监视器的电缆连接。在本发明中使用的显示器能够是任何类型的监视器，例如：装在头上的显示器，平面监视器，装在腰或手上的监视器，或者任何其它合适的显示器或监视器。

当本发明的结构被用作常规的计算机时，位于壳体顶部有三个可移动的操纵杆、控制杆或按钮或其它装置；一个用于操作鼠标，而其它两个用于执行程序或光标操作。当移动功能需要时，顶部的可移动按钮或操纵杆将总是按相同的方式被使用，无论是穿戴在用户的右手一边或是左手一边。

现在，称作可穿戴计算机的特定配置提供了对Newman以及美国专利5,305,244和其它已知的移动计算机的一些改进。如上所说，可穿戴计算机遇到的唯一问题，这对独立的常规的台式计算机是不成问题的，是由CPU生成的热，这将有害于计算机或穿戴者，因为邻接于穿戴者和计算机。已经进行了许多减轻这一问题的努力，但是，不能完全满意。在本发明中，计算机的上面或顶上部分(离开用户身体的部分)和侧边用导热材料制成，导热材料如镁、铝、铜、钢或其它公知的导热材料。这些导热材料从壳体的里面传导出热量并离开用户送到大气中。另外，散热器由几个散热孔或肋制成，散热孔或肋是位于壳体的前面部分的向外伸出物，因此，从用户的身体把热传送出来。因为由CPU芯片和其它部件生成的热量是相当大的，尤其是在身上穿戴的计算机中，所以，为了有效地使得这一问题最小，对任何成功的可穿戴的产品是非常重要的。在本发明中，除了底部以外，计算机壳体的所有的边都使用有效的散热器；前面、顶部和侧面部分都有用导热材料制成的散热器，并且，底部(最靠近穿戴者)实际上是用如一些塑料那样的非导热材料制成的，这些塑料如：ABS树脂、FRP树脂、橡胶、木材、丝绸、泡沫聚氯乙烯、玻璃纤维或其它合适的隔热材料。对于本发明，最靠近穿戴者的壳体部分用不传热或者传热最少的材料制造是关键性的，这些材料如：塑料或玻璃纤维。由具有许多肋或散热孔的散热器构成的壳体的前端的向外伸出物也将直接从用户的身体散发热量，并且有助于为用户保持生成的热在可容许的程度。在任何现有技术的穿戴计算机中，这一有效散逸热量的特征不是现存的或公知的。对于本发明，这是重要的：这种散热器被结构成当穿戴者向前走时它起到一个进气孔的作用。为了最多的空气进入，如果散热器被放置在壳体的前面，那么空气流进散热器被最好地实现。很明显，它不能被放置在壳体的底部，因为这是邻接穿戴者身体的部分，并且只可能有少量的空气进入或没有空气进入。明显地，如果用户要把电池放置成邻接于他的或她的身体(计算机壳体外边)，这也提供本发明的双重隔热，并且是在本发明的范围以内。因此，带有隔热套的电池能够被用在本发明中，或者在壳体的里边，或者在壳体的外边。

散热的另一种方法是使用小风扇。然而，把风扇放置在计算机装置里面可能使得计算机易于吸入微粒到计算机装置中，因此，污染和损害整个系统。另外，使用风扇增加系统另外的潜在的失败点。所以，使用无源的冷却机构是最需要的。然而，如果除了本发明的散热器和隔热层以外的一些地方，风扇是合适的，那么，很明显，风扇可以被考虑。在本发明的优选的实施例中，风扇不被使用，也是不需要的。

本发明的一个实施例包括一种声音驱动的身载计算机，它使用身上佩带的显示屏，例如：戴在头上的，戴在手臂上的，胸载的，腰载的，或放在项链上的显示器。在本发明中的计算机壳体包括在常规的计算机中能找到的所有的部件，例如：存储器装置，处理器装置，声音变换器和转换器装置和识别装置，所有这些都在美国专利5,305,204中详细描述。包含在本实施例中的也是安装计算机壳体到用户身上的装置；通常，在用户穿戴的皮带上制作附件，例如围绕腰部的，在衬衣里的，超过肩膀的，下文称“穿戴身上的(torso-worn)”。当本发明的计算机被使用时，邻接用户的计算机壳体的外边由高的隔热材料制成，并且邻接于对应的内壁的电池，电池为系统提供电源。电池除了为系统提供电源以外，它还起到双重隔热层的额外好处(与隔热壁一起)，使得在壳体里生成的任何热最少。使用里面的(计算机壳体里面的)电池具有下列几个很重要的优点：

(a)它免去了使用附加的电缆；

(b)不需要使用分开的电池外壳；和：

(c)更重要的是，它提供了一个额外的隔热层，这对可穿戴的或用户佩带的计算机系统是特别重要的。

对于本发明，这是关键性的：当在使用中，至少在邻接用户的计算机壳体的壁是用高隔热材料制成，并且，电池被放置成直接与所说的壁的里面邻接。对于本发明，这是更关键性的：为保护用户而使得生成的到达用户身体的热最少，电池套是隔热的，提供双重隔热层。

计算机壳体的边有肋或散热孔，允许热从壳体的里面散发出来，并允许里面的温度最适合计算机运行。可以使用其它合适的散热器。计算机壳体通常是用重量轻的，对热高度敏感的而且是硬的塑料或其它合适的材料制成。按照人体的例如腰部的外形画出外形轮廓或曲线。接触用户身体的计算机壳体部分具有上述的双重隔热层。在壳体的后面部分中能够找到的电线连接也按照平行于腰部的外形而画出外形轮廓。当需要时，提供更换或再次更换电池的装置。可以使用任何合适的已知的装置。

本发明的计算机可以与通信装置结合在一起或者包含通信装置。

当使用本发明的移动计算机时，对订货或传送其它信息的用户，这种通信装置将是特别有用的。因此，在手上正忙于工作时，用户不需要将他或她自己同移动计算机分开去呼叫供货商或请求帮助。通信连接的类型可以按照如下完成。

本发明的计算机装置可以用这样一种方法与电话系统连接，以在多个人和/或多台计算机之间提供不用手的电话通信。通过使用本计算机装置，它们中的一个或多个可以执行电话通信。如在较前面提到的，通信可以包括但是并不限制于：声音、数据、包括建立测试代码的询问和控制，图象映象和声音。使用本计算机装置的声音驱动特征，操作可以不使用手，手工驱动使用键盘、鼠标，触摸垫或这些设备的结合。

可以被连接的电话系统(但是不限于此)包括：因特网协议的声音(VoLP)，通常在家庭和小的商行能找到的RJ-Ⅱ墙插孔，在中型和大型商场能找到的多路电话交换系统，蜂窝通信、无线电频率通信接口和上述的任何无绳附件。

基本系统与本发明的装置合并在一起，即：用声音驱动的不用手的身上穿戴的计算机和戴在头上的显示器，在一体化两个部件之间的传统的模拟声音信号和计算机数据的两者之间的电话系统和唯一的电接口。

如现在由存在的计算系统使用的那样，使用声音/数据调制解调器(调制器/解调器)，实现把专用的和公用的电话通信一体化成这种系统。调制解调器或者内置在主计算机中，或者它能够作为“PCMCIA”或者“PC Car”插入主计算机。另外，戴在头上的送受话器通信装置也能够使用内置的调制解调器通过通信装置连接到远程设备。使用系统的通信装置，数据和声音能够在戴在头上的送受话器和移动系统之间以及在移动系统之间被传送和接收。

图1是本发明的用户身载的计算机的脱离身体的底透视图，在邻接用户身体的穿戴部分上有两个隔热层。

图2是穿戴在用户的腰部右边时的本发明的身载计算机的一个实施例的透视图。

图3是穿戴在用户的腰部左边时的本发明的移动计算机的一个实施例的透视图。

图4是佩带在用户肩上时的本发明的不用手驱动的计算机的一个

实施例的透视图。

图5是本发明的用户身载计算机的一个实施例的底透视图。

在图1中，计算机系统1具有壳体2，壳体2包含前面列出的通用目的计算机的所有部件。除了这些部件以外，电池3被放置在壳体2中，为计算机系统1提供电源。在图1中，一边被脱离身体是为了说明邻接于高的隔热侧壁或隔热层4的电池3的位置，当佩带在身上时隔热层4将与用户身体接触。为了提供三个隔热层，附加的隔热层(或空气)5任选地被位于电池3和隔热层5的内壁之间。电池3的套6由隔热材料制成，这是为了提供双重隔热层，即：电池加侧壁4。另外，空气散热器通风孔7至少被放置在壳体2的一边，进一步发散在壳体2中产生的热。这些边上的通风孔或放热孔7有助于减少里面的热，里面的热能够引起故障或降低计算机的功能。此外，这些通风孔7与双重(有时是三层)隔热层一起提供极好的减少生成的热的装置，这种热可能到达用户的身体。去掉一边的图1清楚地显示电池3的位置和计算机壳体的其它特征。皮带环8被用于把计算机1附接到用户的身上或一条带上或皮带9上。出口端10被用于连接外围设备或其它部件到计算机1。

在图2和3中，说明计算机1与用于附接到用户身体的皮带的连接。电缆11伸出到外围设备，例如头戴耳机、显示器、打印机或附加电源。注意：侧边4将与用户的身体接触，这样就需要由本发明提供的最大的隔热(层)。另外，对本发明，这是关键性的：里面的电池3对本发明的计算机1既提供电源又提供额外的隔热层。

在图4中，本发明的计算机1表示为穿戴在用户的身上或肩上。又，壳体与用户的身体接触，并且，本发明的优选的热隔离是对现有技术的有意义的改进。

图5说明计算机壳体2，计算机壳体2具有位于壳体2的侧边上的侧边的空气通风孔或放热孔12，而不是位于如图1所示的前面和后面。而且，门13位于侧壁4中；此门被用于在替换或更换电池时取出电池。

本发明的优选的和最适宜的实施例已经在这里被说明，并且被表示在伴随的图中，这是为了说明本发明的基本的原理，但是，这是明显的：可以实现多种修改和衍生，但是不会超出本发明的精神和范围。

Claims (10)

1．一种用户身载的，不用手驱动的计算机系统包括：一个计算机壳体和显示装置，所说的计算机壳体包括常规的计算机的所有的部件，并且在里面放置为所说的系统提供电源的电池，当使用和由所说的用户佩带时，所说的壳体具有与所说的用户邻接的部分，所说的部分用隔热材料制成并因此而形成一个内面的隔热壁，所说的电池包含一个隔热套，隔热套被放置在所说的壳体中，直接邻接于所说的内面的隔热壁，因此，当使用时，在最靠近所说的用户的位置处，提供由在所说的计算机壳体内面的所说的系统产生的任何热的双重隔离。

2．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的壳体至少一边具有至少一个散热器，所说的散热器从所说的壳体的内面位置伸出到大气。

3．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的内面的隔热壁是用隔热的塑料制成。

4．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的不用手驱动包括由一组装置中选取的装置，这组装置由声音驱动装置、眼睛跟踪驱动装置、脑电图记录驱动装置及其混合装置组成。

5．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的计算机具有与选自一组装置的通信装置进行通信的装置，这组装置由无绳电话，有线电话，红外线无线电收发机，双向无线电，VoIP，及其混合装置组成。

6．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的显示器装置选自这样一组装置，这组装置包括：戴在头上的显示器，项链显示器，胸载显示器，腰载显示器，平面显示器，臂腕安装的显示器，身载的显示器及其混合装置。

7．如在权利要求1中所述的系统，其中，除了所说的不用手驱动的以外，所说的系统具有用手驱动的装置。

8．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的计算机壳体，所说的显示器装置，和所说的驱动装置被结合成由用户穿戴的单个的壳体。

9．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的计算机壳体具有为替换或再充电所说的电池而取出所说的电池的装置。

10．如在权利要求1中所述的系统，其中，所说的电池具有被再充电的装置，而同时电池保留在所说壳体中。

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