CN201383120Y - 一种工控机机箱 - Google Patents

Abstract

一种工控机机箱，包括机箱本体和底板：所述机箱本体的任一侧面具有第一开口，所述底板竖直放置在所述机箱本体内，所述底板朝向所述第一开口一面上平行排列有若干插座；每一插座侧，装设有引导扩展电路板插入所述插座及从所述插座中拔出的一对导轨。本实用新型实施例提供的工控机机箱，通过将底板竖直安放在机箱当中并在其上设置插座，同时设置了用于引导扩展电路板插拔的导轨，使得当需要进行设备更新或维修时能够方便地从机箱侧面进行插拔所述扩展电路板的操作，从而提高了工控机机箱内部空间的利用率，有效提高了工控机的操作便利性。

Description

一种工控机机箱

技术领域

本实用新型涉及机箱结构，特别是涉及一种工控机机箱。

背景技术

目前，计算机的应用领域已经遍及社会生活的方方面面。在生产领域，工业控制计算机(下文中简称为工控机)广泛应用在各种测量、控制和监测的场景当中。目前工控机广泛使用的标准机箱，大都沿用早期台式计算机的机箱结构和外观特征。

机箱为一个四方体结构，其包含顶盖、底盖和前后左右四个侧面，通常在其中一个侧面上设置有显示模块，所述显示模块根据应用场合的要求，可能为具有图像显示功能的液晶面板，也可能为多个指示灯构成的信号指示器，所述显示模块用来指示工控机的当前工作状态，该侧面通常称为前面板；与前面板相对的侧面相应地称为后面板，另外两个侧面则分别称为左右侧面；机箱内铺设有与顶盖平行的电路底板，该底板上设置有各种用于安放扩展卡的插槽，常见的包括ISA插槽和PCI插槽，所述扩展卡竖直安放在所述插槽内，与所述电路底板垂直；所述扩展卡安放到插槽内时，通过扩展卡上的金手指与插槽内的电路触点实现接触式连接。

此外，机箱内通常还内置有驱动器架，该驱动器架在不影响电路底板上的各扩展卡插拔的情况下，可以固定在机箱内的任意位置，所述驱动器架主要用于安放硬盘驱动器、软驱及光驱中的一个或多个；机箱内还内置有电源模块，部分特殊应用场合所使用的工控机还可能包括散热模块(例如散热风扇)。与个人计算机(PC)不同，工控机的电源模块一般并不独立设置，而是通常安置于扩展卡上，以扩展卡的形式连接到电路底板上。因此，所述电源模块、散热模块及驱动器架的位置通常并不固定，不同的机箱中可能有不同的结构形式。

总之，无论机箱采用哪种内部结构，现有工控机的机箱结构都包含一个共同的特点：所述电路底板均水平固定在机箱底盖上。这种结构决定了一旦工控机出现故障或设备损坏需要进行维修，或者工控机需要进行设备升级或设备更换等的时候，必须首先打开机箱，特别是打开机箱顶盖，之后在机箱内部进行维修或从机箱内取出需要更换的设备。而由于工控机的应用场合一般都会受到空间上的限制(如工控机机箱一般安放在控制柜中，上下的空余空间十分有限)，因此当工控机出现故障或需要更换设备时，一般需要将工控机机箱转移到空间较宽敞处才能打开机箱顶盖进行所述维修或更换操作，这无疑使得对工控机的维修非常费时费力。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种工控机机箱，使得对箱内部件进行维修或更换时更加方便。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案具体是这样实现的：

一种工控机机箱，包括机箱本体和底板：

所述机箱本体的任一侧面具有第一开口，所述底板竖直固定在所述机箱本体内，所述底板朝向所述第一开口一面上平行排列有若干插座；

每一插座侧，装设有引导扩展电路板插入所述插座及从所述插座中拔出的一对导轨。

所述每对导轨分别固定于机箱顶盖和机箱底盖上。

所述每对导轨通过粘连、螺接或铆接方式固定于所述的机箱顶盖和机箱底盖上。

与所述机箱本体内部空间形状相匹配的壳体，所述底板及导轨均收容于该壳体内；

所述壳体朝向第一开口的一面具有第二开口，且所述壳体在与第二开口相对的一面具有第三开口。

所述壳体的顶面固定于机箱顶盖，所述壳体的底面固定于机箱底盖；

所述每对导轨分别固定于壳体顶面和壳体底面。

所述壳体的顶面和所述壳体的底面通过螺接或铆接方式分别固定于所述机箱顶盖和机箱底盖；所述每对导轨通过粘连、螺接或铆接方式分别固定于壳体顶面和壳体底面。

若干刚性材料制成的直角支架，每个直角支架的两个直角边分别固定于机箱底盖和底板上，且所述固定于底板一边的边长至少为底板竖直方向高度的一半。

所述第三开口的上边缘向下延伸有第一翻边，所述第三开口的下边缘向上延伸有第二翻边；所述底板的上边缘固定于所述第一翻边，所述底板的下边缘固定于所述第二翻边。

所述底板的上边缘通过螺接或铆接方式固定于所述第一翻边，所述底板的下边缘通过螺接或铆接方式固定于所述第二翻边。

所述插座为针/孔式插座，所述扩展电路板通过孔/针式插头与所述插座匹配连接。

由上述的技术方案可见，本实用新型实施例提供的工控机机箱，通过将底板竖直固定在机箱本体当中，并在其上设置朝向机箱本体侧面第一开口的插座，同时设置了用于引导扩展电路板插拔的导轨，使得当需要进行设备更新或维修时能够方便地从机箱侧面第一开口处进行插拔所述扩展电路板的操作，从而提高了工控机机箱内部空间的利用率，有效提高了工控机的操作便利性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种工控机机箱的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中底板正面的平面示意图。

图3为本实用新型实施例中另一种工控机机箱的结构示意图。

图4为图3实施例中壳体与机箱本体的一种连接关系示意图。

图5为本实用新型实施例中底板与三角支架连接关系的示意图。

图6为本实用新型实施例中底板与固定片连接关系的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型实施例提供一种工控机机箱，参见图1、图2和图3所示。机箱作为一个四方体具有6个平面，每个平面又都存在正反两面，由于本实用新型主要描述机箱内部的结构，因此下文中除非特别说明，所提到的各平面均是指其面向机箱内部的一面，所述机箱具体包括：机箱本体和底板。

图1所示为本实用新型提供的一种工控机机箱的结构示意图，为便于说明，该图是按照从机箱后部进行观察的视角对所述机箱进行描绘的，从而图中最前方的竖直平面A为所述机箱的后面板，相应位于最后方的竖直平面B则为所述机箱的前面板；

机箱本体10的后面板处具有第一开口，机箱本体10内竖直固定一底板20，所述底板20在朝向第一开口的一面上平行排列有若干针/孔式插座201；所述底板20上具有插座201的一侧的平面图如图2所示，图2中仅示出了所述底板20上的针/孔式插座201，而将其它与本实用新型无关的器件和结构相应进行了省略。后文中为简单起见，将所述底板20上具有插座201的一侧称为正面，将另一侧称为背面。

此时，机箱内每一针/孔式插座201侧，装设有引导扩展电路板30插拔的一对导轨40，该对导轨40中位于上方的一个设于机箱顶盖101(图中以透视方式示出)，位于下方的一个则设于机箱底盖102。

或者，较佳地，本实用新型实施例还提供另一种机箱结构：

此时所述机箱结构如图3所示，机箱本体10内进一步内嵌一个刚性材料制成的壳体50，且该壳体50形状与所述机箱本体10的内部空间形状相匹配，所述的底板20、导轨40及安装于针/孔式插座201上的各种扩展电路板30均收容于所述壳体50当中。

所述壳体50在朝向第一开口的一面具有第二开口，且壳体50在与第二开口120相对的一面具有第三开口；

与所述机箱各平面的定义类似，下文中将所述壳体50中与机箱顶盖101对应的平面称为壳体50的顶面，将与机箱底盖102对应的平面称为壳体50的底面，将与机箱左侧面103对应的平面称为壳体50的左侧面，而将与机箱右侧面104对应的平面称为壳体50的右侧面。

相应地，此时导轨40的安装方式则为：

装设引导扩展电路板30插拔的一对导轨40，该对导轨40中位于下方的一个设于壳体50的底面，位于上方的一个则设于壳体50的顶面。

需要说明的是，由于工控机使用的扩展电路板一般由工控机系统的供应商进行自主设计制造，因此：一方面，可以很方便的在加工过程中对所述扩展电路板进行统一的尺寸控制，以保证所述导轨与扩展电路板之间的良好匹配；另一方面，在加工过程中，不仅可以将根据工控机不同应用场景而选定的实现相应功能的电路集成设置在所述扩展电路板上，还可以将电源、中央处理器(CPU)、存储器驱动器、图像处理芯片(GPU)等分别加工成电源插板、CPU插板、硬盘驱动器插板、显卡插板等，或者在允许的情况下将多个功能集成到一个扩展电路板中，从而将工控机中的所有功能电路都统一通过可插拔的扩展电路板实现。因此，当需要对机箱内的设备进行更换或维修时，只需要通过在机箱后面板(即第一开口)处进行水平方向的插拔操作即可实现，因此大大提高了工控机维修的便利性，显著提高了机箱的易用性。

此外，由于所述底板上采用针/孔式插座，相应的，扩展电路板与之进行匹配的插头即为孔/针式插头。相比于现有技术中采用的金手指与插槽的匹配方式，针/孔式插座与孔/针式插头的连接更加紧密，能够有效避免反复插拔而导致的磨损，同时，由于插头与插座的连接方式密封性更好，从而插头与插座的接触部位的氧化速度会大大降低。因此，这种插头与插座连接的方式能够有效降低接触不良现象的产生机率。

所述壳体50内嵌于机箱本体10的方式可以有多种形式，只要所述壳体50的形状与所述机箱本体10的内部空间形状相匹配即可，本实用新型实施例中并不限定具体的内嵌方式，此处仅举一例：

如图4所示，所述壳体50的顶面固定于机箱本体10的顶盖101，壳体50的底面固定于机箱本体10的底盖102，而壳体50的左侧面和右侧面则分别与机箱本体10的左侧面103和右侧面104离开一定的距离。

所述壳体50的顶面和底面，分别通过螺钉80固定于机箱本体10的顶盖101和底盖102。当然，也可以采用铆接或其它现有的连接方式(图中未示出)进行连接，相应地则需要在壳体和机箱的相关平面上开设相应的螺纹孔洞或铆接孔洞，这些均为本领域技术人员的公知常识，故不再详细介绍。

通过上述说明容易发现，由于所述底板竖直固定于机箱本体中，且其上具有若干个用于连接扩展电路板的针/孔式插座，因此必须对所述底板进行良好的固定，以保证扩展电路板插入底板上的插座时，底板在受力状态下仍能保持稳定，确保扩展电路板与插座之间的良好接触。所述固定底板的方式可以采用各种现有技术中的固定结构，限于篇幅此处不能一一列举，仅试举两例以作说明。容易理解，所述示例并不表示对所述底板固定方式的限定，任何本领域技术人员掌握的连接固定方式及相应的简单变形均应涵盖在本实用新型的保护范围之内：

1)如图5所示，底板20背面连接若干刚性材料制成的直角支架60，所述直角支架60的两个直角边一边固定于机箱底盖102，另一边固定于底板20背面，且所述固定于底板背面20的直角支架60一边的边长应当至少为底板20在竖直方向高度的一半，以保证良好的固定效果。当然，容易想到，所述直角支架的两个直角边也可以一边固定于底板背面，另一边固定于机箱侧面，且为获得良好的固定效果，可以在机箱左右两侧各使用若干直角支架进行固定。所述直角支架60固定于底板20背面，以及固定于机箱底盖102或侧面的方式，可以通过螺接、铆接或其它现有连接方式等。

2)如图6所示，底板20背面连接若干刚性材料制成的固定片70，所述固定片70的两端分别具有一“L”型的直角翻边701，所述直角翻边701分别固定于机箱左侧面103和右侧面104。底板20背面与所述固定片70的连接，以及所述固定片70的直角翻边701与机箱左侧面103和右侧面104的连接，均可以通过螺接、铆接或其它现有连接方式实现。

对于机箱内嵌有壳体的结构，除了上述举例的两种连接方式和本领域技术人员熟知的其它连接固定方式外，本实用新型实施例还提供下述方式：

壳体50的第三开口的上边缘向下延伸有第一翻边且第三开口的下边缘向上延伸有第二翻边，所述翻边均与所述底板20的背面相接触，并通过螺接或铆接等方式固定于所述底板20的背面。容易理解，这种连接方式同样能够起到固定所述底板的作用。

此外，为了保证机箱内设备的良好工作，还可以进一步在所述机箱的左和/或右侧面开设通风散热孔。同时，现有技术中工控机机箱结构中具有的其它特征，比如在前面板上设置用于显示工作状态的指示灯或者用于显示操作控制界面的液晶面板，以及在机箱底部设置导轨，用于抽放超薄键盘以提高工控机系统的集成度和空间利用率的设计结构，又或者在前面板上开设开口用于从机箱内部的扩展电路板中引出部分常用接口的设计结构——比如RS232口、打印机接口或者通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口等，都同样可以应用于本实用新型提供的机箱结构当中，这部分均为本领域技术人员熟知的技术，故不再详细列举和说明。

最后，需要特别说明的是，以上所述的机箱的顶盖、底盖、左右侧面和前后面板均是按照惯例进行的描述。容易理解，本实用新型提供的工控机机箱还可以将所述第一开口设置在机箱中除上下两个平面以外的其它任意一个平面当中，而并不总是需要限定为机箱的后面板，比如在机箱的左侧面设置所述第一开口，并采用本实用新型实施例提供的机箱结构，就能够实现从机箱左侧面进行设备插拔的效果。当然，在实际应用中，将所述第一开口设于机箱后面板处具有最广泛的适用性，应为本实用新型的较佳实施例。

因此，由以上所述可见，本实用新型实施例提供的机箱结构，通过将底板竖直安放在机箱当中并在其上设置针/孔式插座，同时设置了用于引导扩展电路板插拔的导轨，使得所述扩展电路板在连接到底板时能够与插座实现良好接触，而当需要进行设备更新或维修时又能够方便地从机箱侧面水平插拔所述扩展电路板，从而克服了现有技术中必须打开机箱顶盖才能进行设备更换的缺陷，提高了工控机机箱内部空间的利用率和电路工作的稳定性，有效提高了工控机的操作便利性。此外，在本实用新型的较佳实施例中，由于所述壳体进一步内嵌于所述机箱内部且将全部工作电路收容于该壳体内部，因此还能够有效屏蔽外部的干扰电磁信号，进一步提高工控机电路的稳定性和可靠性。

最后，容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限定本实用新型的精神和保护范围，任何熟悉本领域的技术人员所做出的等同变化或替换，都应视为涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种工控机机箱，包括机箱本体和底板，其特征在于：

所述机箱本体的任一侧面具有第一开口，所述底板竖直固定在所述机箱本体内，所述底板朝向所述第一开口一面上平行排列有若干插座；

每一插座侧，装设有引导扩展电路板插入所述插座及从所述插座中拔出的一对导轨。

2、根据权利要求1所述的工控机机箱，其特征在于，所述每对导轨分别固定于机箱顶盖和机箱底盖上。

3、根据权利要求2所述的工控机机箱，其特征在于，所述每对导轨通过粘连、螺接或铆接方式固定于所述的机箱顶盖和机箱底盖上。

4、根据权利要求1所述的工控机机箱，其特征在于，还包括：

与所述机箱本体内部空间形状相匹配的壳体，所述底板及导轨均收容于该壳体内；

所述壳体朝向第一开口的一面具有第二开口，且所述壳体在与第二开口相对的一面具有第三开口。

5、根据权利要求4所述的工控机机箱，其特征在于：

所述壳体的顶面固定于机箱顶盖，所述壳体的底面固定于机箱底盖；

所述每对导轨分别固定于壳体顶面和壳体底面。

6、根据权利要求5所述的工控机机箱，其特征在于：

所述壳体的顶面和所述壳体的底面通过螺接或铆接方式分别固定于所述机箱顶盖和机箱底盖；所述每对导轨通过粘连、螺接或铆接方式分别固定于壳体顶面和壳体底面。

7、根据权利要求1所述的工控机机箱，其特征在于，还包括：

若干刚性材料制成的直角支架，每个直角支架的两个直角边分别固定于机箱底盖和底板上，且所述固定于底板一边的边长至少为底板竖直方向高度的一半。

8、根据权利要求4所述的工控机机箱，其特征在于：

所述第三开口的上边缘向下延伸有第一翻边，所述第三开口的下边缘向上延伸有第二翻边；所述底板的上边缘固定于所述第一翻边，所述底板的下边缘固定于所述第二翻边。

9、根据权利要求8所述的工控机机箱，其特征在于：

所述底板的上边缘通过螺接或铆接方式固定于所述第一翻边，所述底板的下边缘通过螺接或铆接方式固定于所述第二翻边。

10、根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的工控机机箱，其特征在于：

所述插座为针/孔式插座，所述扩展电路板通过孔/针式插头与所述插座匹配连接。

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