CN201464996U - 一种一体结构计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种一体结构的计算机。电源(1)呈长条形设置在主机最上端，主板(8)在下方，其外设接口朝下，扩展卡(18)竖立与主板呈平行设置，并折向硬盘(21)，使整机布局紧凑，空间得到有效利用。利用热空气朝上的自然对流原理，减小热空气回流，CPU散热风扇(10)直接吸入机箱外的冷空气作用于CPU散热片，或将被CPU散热片加热的空气直接排出机箱，有利于CPU以及整机的散热。金属板制成的主机板(7)、两侧的侧板(30)以及下挡板(26)与注塑成型的后壳(15)构成一体结构，使主机箱的结构强度得到保证。主板可采用ATX等类型的通用标准主板，可实现主机箱和电源标准化。

Description

一种一体结构计算机

所属技术领域

本实用新型涉及个人计算机领域，特别是显示器为平板式、主机设置在显示器后的一体结构的计算机。

背景技术

将主机设置在液晶显示器(平板式显示器)后，构成一体结构的台式计算机，由于整体简洁，占空间小等优点，受到人们的欢迎。但现有的一体台式计算机，由于CPU以及整体散热问题，主板不是通用系列主板(如ATX、DTX等类型主板)，大多数一体机采用笔记本式(移动式)CPU，因而CPU的性能不高，即使采用台式机的CPU，由于受CPU散热量的限制，性能也得不到充分的发挥；主板上没有标准扩展插槽，不能安装如显卡等扩展卡。也就是说现有的一体台式计算机、整体性能远不如分体式计算机。还有不足之处：用户不能升级，加装扩展卡(如显卡)。

发明内容

本实用新型提出一种一体结构的计算机，特别重视CPU和整机的散热、以及机箱强度结构，并且整机结构紧凑，可采用现标准系列的主板(如ATX、BTX以及DTX等类型主板)，可以加装现标准的扩展卡(如显卡)，可实现一体结构的标准机箱和电源。

本实用新型的技术方案是：主机箱和显示器为一体式结构，采用平板式显示屏(如液晶显示屏)，主机设置在显示屏背后，主机包括有主板、电源和硬盘；主机箱包括有后壳、后盖、主机板与两侧的侧板以及下挡板。本实用新型的特征是：后壳为注射成型的塑料部件，后盖采用金属板或带屏蔽层的塑料制成；主机板、两侧的侧板以及下挡板为同一金属板构成，或通过焊接或铆接或螺钉连接固定成一体结构；两侧的侧板通过螺钉或铆钉与后壳固定成一体结构，或主机板的长度超出侧板，后壳与主机板超出侧板的部分，通过螺钉或铆钉或扣接固定成一体结构；下挡板上设置有加固梁；电源呈长条形设置在主机的最上端，电源的长度是主板长度的三分之二以上；主板设置在电源的下方，固定在主机板上，主板的一边靠一侧板，相对的另一边的旁边设置有硬盘，硬盘的另一边靠另一侧板，硬盘直接或通过配件固定在主机板上；下挡板设有主板外设接口窗口，主板上的外设接口朝下，并靠近一侧板，CPU设置在外设接口的正上方。

后壳采用注塑成型工艺制造，造型美观，效率高，成本低。主机板为主机内主要承力构件，主板、硬盘以及光驱都将固定在主机板上，因而采用金属板制成。主机板的两侧设有侧板，并采用金属板制成，一是强度结构需要，二是屏蔽电磁波；下挡板采用金属板制成，同样是为了屏蔽电磁波和结构强度的需要，下挡板上设置加固梁，就是要保证下挡板的强度，并便于其他配件的安装与固定；后盖采用金属或带屏蔽层的塑料制成，最主要就是为了屏蔽电磁波。将后壳、主机板、两侧的侧板以及下挡板连接固定成一体结构，形成结构强度优越的框架结构，保证主机箱的结构强度。后壳与主机板等构成结构牢固的主机箱本体，承担计算机主机上所有部件的重量，后盖可随时便捷地打开，有利于计算机的装配和维护。

从散热方面来分析，电源设置在最上方，电源自身产生的热空气，可由自然对流向上排出，消除了对主机内其它部件散热的影响。如果在电源上设置排风扇，作为系统排风扇，更有利于主机箱内的空气对流，有效地排出热空气，减小(消除)热空气回流到主机箱内而影响其它部件的散热。如果CPU散热风扇采用轴流式，风口可直接对着主机箱后盖上开的通风窗口，可直接将机箱外的冷空气吸入，吹到CPU散热片上，有利于CPU散热。如果CPU散热风扇为排风扇，将被CPU加热的空气直接排出机箱，降低主机内的空气温度，有利于整机散热。主板的外设接口朝下，为主机最下端，可利用外设接口的缝隙和下挡板上开有的气孔为进气口，利用自然对流，热空气朝上运动，减小热空气回流进入机箱内，设置在外设接口附近上方的为CPU供电的COMS管和电容直接被新进的冷空气冷却。

本实用新型计算机的CPU和主板外设接口的布置，与ATX、BTX、DTX以及ITX类型的主板上的布置一致，因而本实用新型的计算机中的主板可采用ATX、BTX、DTX以及ITX类型的主板，采用这些通用标准主板可降低新品的开发成本和周期，有更好的兼容性，便于维修、维护和升级，成本造价也低。

目前ATX类型的主板基本垄断了个人台式计算机主板市场，其中M-ATX和M-ATX窄板最为普及，它们的尺寸大致分别为244×244mm和244×220mm，另外还有FlexATX板(尺寸为228.6×190.5mm)。19英寸的显示器为当前主流显示器，其尺寸为：标准屏大致为400mm(宽)×350mm(高)，宽屏大致为450mm(宽)×300mm(高)。下表列出了一种高配置的计算机各部件功耗清单，采用350w的ATX标准电源就能满足该高配置计算机的要求，还包括了显示器所需的供电，显示器的专用电源也省去了，降低了成本。

设备	功耗	供电分布
			CPU	95W	12V×8A(12V2单独供电，13A peak)
主板	35W	3.3V×10.5A
			内存条	2.5W×2	3.3V×1.5A
PCI-E显卡PCI卡	75W10W	12V×6.2A5V×1A+3.3V×1A
			硬盘	10W	5V×0.7A+12V×0.5A
移动光驱	5W	5V×1A
			USB设备	10W×2+1.5W×10	5V×7A
风扇	3W	12V×0.3A
			显示器	50W	12V×4A

设备	功耗	供电分布
			总共	320W	12V1：11A、12V2：8A、5V：9A、3.3V：13A

350w的ATX标准电源完全可以设计成宽为70mm左右，长不超过360mm，高为50mm的长条形电源(这和现ATX标准电源外形尺寸不一样)。电源的宽(70mm)加M-ATX主板竖立时的高(244mm)大致为314mm，这与19英寸宽屏显示器的高相当；M-ATX的主板长(大致244mm)加上台式机标准硬盘的宽(100mm多点)，则为345mm多，与上述的长条形电源的长度相当，并且没有超过19英寸标准屏的宽度，也与17英寸显示器的宽相当。因而电源为长条形设置在主机上方，硬盘与主板并排，在下方，这样的布置紧凑，对于19英寸的显示器，无论标准屏还是宽屏，都能将主机挡在背后。对于17英寸的显示器，主板则应采用M-ATX窄板(或FlexATX板)。硬盘的长度大致为150mm，比ATX窄板的高还小，因而硬盘的上方或下方可留有空间；如果硬盘的插接口朝上，并紧靠主机下端设置，则空间留在上方，这种布局便于硬盘与主板和电源连线插接。

在上述布置中，已没有空间放置光驱，光驱可以设计成一个独立的外置设备，通过电缆(如USB线)与主机连接，这样又可方便用户自行选择。对于19英寸显示器，如果要在主机上配置光驱，可以采用如下布置：采用M-ATX窄板(或FlexATX板)，电源宽为85mm，长与M-ATX窄板相当(244mm长×85mm宽完全可满足350wATX标准电源的尺寸要求)，光驱设置在硬盘上方，与电源并排，电源宽85mm加上主板宽(M-ATX窄板宽220mm)，等于305mm，这与19英寸显示器的高相当。

本实用新型提出电源是长条形，长度要达到主板长度的三分之二以上，其原因是：尽可能使显示屏后的主机箱内布置紧凑，内部空间得到充分利用，减小尤其是高度方向的尺寸。加长电源，自然就减小了电源的宽度(也就是主机箱高度方向的尺寸)。以上提出的采用M-ATX主板的无光驱设计，电源的长度应该比主板长再加硬盘宽还多。配有光驱的设计：采用M-ATX窄板，电源的长和主板的长应该一致。在以后的实施例中，将更清楚的示出这点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为一种本实用新型计算机立在台面时的特征剖面示意图。

图2为一种本实用新型计算机去除后盖的后视图，示出了主机内各主要部件的布局，该主机内不带光驱。

图3为图2所示计算机的主机箱，后盖开启的后视图。

图4为一种本实用新型计算机开启后盖的后视图，主机内设置有光驱和一个扩展卡。

图5为一种本实用新型计算机主机箱开启后盖的后视图，配置有光驱盒。

图6为图5中A-A处的剖视图。

图7为一种本实用新型计算机开启后盖的后视图，安装有三个扩展卡。

图8为图7中B-B处的剖视图。

图9为图7所示计算机的主机箱，后盖开启的后视图，设置有两层扩展卡面板窗口，也为图5所示的主机箱的扩展。

图10为一种本实用新型计算机的主机箱，后盖开启的后视图，无光驱盒，设置有两层扩展卡面板窗口。

图中，1、电源，2、显示屏，3、CPU，4、前壳，5、支撑装置，6、外设接口，7、主机板，8、主板，9、后盖，10、CPU散热风扇，11、表示空气流动的箭头，12、通风窗口，13、通气口，14、排风扇，15、后壳，16、扩展插槽，17、折角转接插板，18、扩展卡，19、电源输出电缆出口，20、显示驱动板，21、硬盘，22、硬盘固定配件，23、加固梁，24、面板固定配件，25、扩展卡面板，26、下挡板，27、光驱，28、排气窗口，29、排风口，30、侧板，31、光驱盒，32、滑槽，33、面板窗口，34、外设接口窗口，35、螺钉。

实施例

图1示出了本实用新型计算机的主要部件：前壳4、后壳15、后盖9、平板式显示屏2、电源1、主机板7、CPU3、CPU散热风扇10。电源1在主板8的上方(也为主机的最上端)。电源1设置有排风扇14，作为系统排风扇，排风扇14通过通气口13将主机内的热空气排出，降低主机内空气温度，强化主机内对流换热，还对电源1起到散热作用。CPU3设置在主板8的外设接口6的上方，图中CPU散热风扇10为轴流式风扇，风扇的风口直接对着后盖9上的通风窗口12，可将机箱外的空气(冷空气)直接吸入，吹到CPU散热片上，因而CPU散热效果最好。CPU散热风扇10也可以为轴流式排风风扇，直接将被CPU散热片加热的热空气排出机箱，能有效减小主机内的空气温度，进一步提高主机内的空气对流，不仅有利于CPU散热，还有利于整机散热。图1所示CPU散热风扇10为轴流式，也可采用离心式风扇，直接将机箱外的冷空气吸入，或将被CPU散热片加热的热空气排出。

图1中的支撑装置5和主机的连接通过转轴，这样的连接结构可以调节显示屏的上下视角。可将主机的开关、指示灯及插接口(如USB口)设置在前壳4的正面，便于用户操作。

图2示出了一种本实用新型计算机主机内的主要部件的布局。主机内没有设置光驱，电源1带有外壳，一般采用金属板制成的外壳，起着电磁屏蔽作用，电源为长条形，设置在主机箱的最上端，长度与主机箱的内宽一致，设置有两个排风扇14，以及与主机内相通的通气口13。这样设计电源便于制定一体结构计算机的电源标准，进而便于制定一体结构计算机主机箱标准。

图2示出：主机箱下端设置有下挡板26，下挡板26开有主板的外设接口窗口，主板的外设接口窗口还应设置有阻挡电磁波外漏的金属板制成的窗口挡片，图中没有示出该窗口挡片；CPU设置在主板外设接口6的正上方，主板8上设置有扩展插槽16，在主板8上靠硬盘21的那边，呈竖立设置，这与ATX等类型的主板上的布置一致；硬盘21设置在靠主机的下端，硬盘21是通过硬盘固定配件22固定在主机板7上，硬盘21与电源1之间留有空间，可将显示驱动电路板20放置于此，电源1的输出电缆线非常多，电源输出电缆出口19也设置在这边，这样便于电缆线排放。图2所示的设计采用M-ATX主板，显示屏为19英寸宽屏，电源尺寸为360×70×53(mm)，台式硬盘，没有配置光驱，从图中所示可以看出，布局非常紧凑，并且安装方便。

图3示出了图2所示计算机的主机箱，后盖9上开有通风窗口12，下挡板26上开有外设接口窗口34，下挡板26上设置有加固梁23。主机板7和两侧的侧板30，以及下挡板26采用同一金属板构成，或通过焊接或铆接或螺钉连接固定成一体结构；图中示出侧板30通过螺钉35与后壳15固定连接，使后壳15与主机板等构成结构牢固的框架结构。

图4所示的本实用新型的计算机，设置有光驱27和一个扩展卡18。光驱27设置在硬盘21上方，靠主机的上端，与电源1并排，主板8采用M-ATX窄板，电源1带金属外壳，与图2中的电源相比，长度减小，但宽度曾加，可达到同样的功率输出(350W以上)。为减小尺寸，特别是厚度尺寸，光驱27采用移动光驱，光驱27与后壳罩间留有空间，可将显示驱动电路设置于此，壳罩上还可以设有离心式排风扇(图中没有直接示出)作为系统排风扇，排风窗口28在后壳15的上端侧壁上，增加整机的对流散热。

图4示出CPU散热风扇10的位置(也就是CPU的位置)在主板上靠近侧板30的那边。CPU散热风扇10采用带风罩的离心式风扇，风扇的出风口直接对着侧板30上开有的排风口29，在后壳15内设置有风道，风道与电源1内相通，后壳15上端侧壁上开有排气窗口28，与电源1内相通。由CPU散热风扇10驱动的空气，流经电源1(对电源内的器件散热)，最后从后壳15上端侧壁上的排气窗口28排出，此时CPU散热风扇10又起着系统风扇的作用，采用这样的设计，优点有：计算机的背面上可以不设通气窗口，计算机可以紧贴着墙壁安装；被CPU散热片加热的热空气直接排出，有利于主机内的散热；CPU散热风扇的噪音可以被外壳有效挡住，可以降低风扇噪音。图4中的电源1内，也可以增设离心式排风扇，增加整机内的空气对流。

图4中更清楚地示出硬盘21紧靠主机箱的下端，硬盘的插接口朝上，硬盘上方留有空间，这样就便于硬盘与电源和主板连线插接，电源的输出导线也在此附近从电源壳引出。图4示出，扩展卡18插接在折角转接插板17上的插槽里面，折角转接插板17再插接在主板上的扩展插槽上，扩展卡18与主板8平行并折向硬盘那侧。从图4可以看出，整个主机内布局紧凑，空间得到充分利用。图中的折角转接插板17加长，将主机内分成两空间，这样可减小扩展卡和硬盘产生的热空气进入CPU散热器，有利于CPU散热。

图5示出了一种本实用新型计算机的主机箱，设置有光驱盒31，光驱盒31所在的后壳罩上设置有轴流式排风扇14；侧板30上开有排风口29，下挡板26上开有一个扩展卡的面板窗口33，并与主机箱的外设接口窗口34并列。面板固定配件24通过螺钉(或夹扣)与下挡板26以及加固梁23连接固定。面板窗口33有两个面板固定配件24，可将扩展卡面板的两端同时固定，使扩展卡面板(以及扩展卡)更加牢固稳定。采用这样的扩展卡固定结构，是为了便于现标准的扩展卡与本实用新型计算机兼容。主板上有多个扩展插槽，为方便扩展卡选择合适的扩展插槽与之连接，面板固定配件在面板窗口上的位置应设计成可调节。图5中示出面板固定配件24可在下挡板26上开设的滑槽32中滑动，调整位置，再采用螺钉固定住。

图6是图5中A-A的剖面视图，主机板7的两边立有侧板30，两侧的侧板30紧贴着后壳15的内壁面，可采用螺钉将侧板30与后壳15的内壁固定。光驱盒31与主机板7固定连接，光驱盒31又与后壳15固定连接，这样又加强了主机板7与后壳15的固定连接。显示屏2采用螺钉(或扣接)与后壳15固定连接，前壳4扣在后壳15上。显示屏2与后壳15固定成一体结构，又进一步提高整个机箱的结构强度。

图7所示的本实用新型计算机，CPU散热风扇10也是带风罩的离心式风扇，但风扇的出风口直接对着电源1上的通气口13，电源1上设置有一个轴流式排风扇14，与图4相比，还有不同的是：增加了一层扩展卡面板窗口，总共安装有三个扩展卡18，增加的扩展卡面板窗口是叠加在加固梁23上构成的，所采用的扩展卡也为现标准卡。

图8又进一步地示出，硬盘的位置以及三个扩展卡的布置。硬盘21平贴固定在主机板7上，主板8的一边靠一侧板，硬盘21靠另一侧板。两个扩展卡18折向硬盘21那侧，超出主板8长度的部分叠在硬盘21上。CPU散热风扇10采用离心式，CPU散热器的进气口在CPU的那侧，因而另一折向CPU那侧的扩展卡18可以叠在CPU散热风扇10上，这样空间得到有效利用。

图2、4、7所示的本实用新型计算机，后盖9没有遮盖电源1，电源1直接露出，这样的设计，减小了后盖9的尺寸，便于电源1的标准化。当然也可将后盖9设计成盖住电源1，外观可以得到改善。另外还有：后盖9与后壳15分为两部件，后盖9可便捷打开，这样便于装配和维护，但后盖9不易作为承力构件。如果要实现像现显示器那样，将整机的支撑点设有后盖，就得将后盖与后壳(或部件后壳)设计成一体结构。

图9所示的本实用新型计算机主机箱，是图5所示的扩展，更换了后盖9，在加固梁23上增加一层扩展卡的面板窗口，就增加了两个面板窗口。第二层(增加的)扩展卡的面板窗口是叠加在第一层(下挡板上的)面板窗口上的。图中示出，第二层面板窗口采用螺钉固定在加固梁23上构成，也可采用扣接固定连接。第二层的面板窗口上的面板固定配件24沿着滑槽32，也可以调节左右位置，便于扩展卡选择适合的扩展插槽。

目前计算机主板以及芯片组的功能已非常全，一般只加装显卡，同时安装三个以上扩展卡的情况不多。考虑到机箱不能太厚，本实用新型计算机主机箱的面板窗口不超过两层。

图10所示的计算机主机箱，机箱内没有配置光驱盒，有三个面板窗口。

本实用新型所述的硬盘包括有机械硬盘和固态硬盘。

Claims (10)

1.一种计算机，主机箱和显示器为一体式结构，主机设置在平板式显示屏(2)背后，主机包括有主板(8)、电源(1)以及硬盘(21)，主机箱包括有后壳(15)、后盖(9)、主机板(7)与两侧的侧板(30)，以及下挡板(26)，其特征在于：后壳(15)为注射成型的塑料部件，后盖(9)采用金属板或带屏蔽层的塑料制成；主机板(7)、两侧的侧板(30)，以及下挡板(26)为同一金属板构成，或通过焊接或铆接或螺钉连接固定成一体结构；两侧的侧板(30)通过螺钉或铆钉与后壳(15)固定成一体结构，或主机板(7)的长度超出侧板(30)，后壳(15)与主机板(7)超出侧板的部分，通过螺钉或铆钉或扣接固定成一体结构；下挡板(26)上设置有加固梁(23)；电源(1)呈长条形设置在主机的上端，电源长度是主板长度的三分之二以上；主板(8)设置在电源(1)的下方，固定在主机板(7)上；主板(8)的一边靠一侧板，相对的另一边旁设置有硬盘(21)，硬盘(21)的另一边靠另一侧板，硬盘(21)直接或通过配件固定在主机板(7)上；下挡板(26)设有主板外设接口窗口(34)，主板上的外设接口(6)朝下，并靠近一侧板，CPU(3)设置在外设接口(6)的正上方。

2.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于：下挡板(26)上设置有至少一个扩展卡的面板窗口(33)，扩展卡的面板窗口不超过两层；主板上设置有扩展插槽(16)，扩展插槽(16)在主板(8)上呈竖立设置，并且靠硬盘(21)的那边；扩展卡(18)通过折角转接插板(17)与主板(8)上的扩展插槽(16)接插、或扩展卡直接与主板上的90°转角扩展插槽接插，其中有扩展卡折向硬盘那侧。

3.根据权利要求2所述的计算机，其特征在于：第二层扩展卡的面板窗口是采用螺钉或扣接固定，叠加在下挡板(26)上的加固梁(23)上的。

4.根据权利要求1、或2、或3所述的计算机，其特征在于：主板(8)为ATX类型主板、或BTX类型主板、或DTX类型主板、或ITX类型主板。

5.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：面板窗口(33)上设置有面板固定配件(24)，面板固定配件(24)在面板窗口(33)上的位置可以左右调节。

6.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：电源(1)带金属外壳，并设置有排风扇(14)，以及与主机内相通的通气口(13)。

7.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：主机箱的后盖(9)上开有可直接对着CPU散热风扇的风口的通风窗口(12)。

8.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：CPU散热风扇(10)为带风罩的离心式风扇，风扇的出风口直接对着电源(1)上的通气口(13)，或侧板(30)上开有的排风口(29)。

9.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：光驱(27)设置在硬盘(21)的上方，靠主机的上端，与电源(1)并排，并采用移动光驱。

10.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于：光驱(27)所在位置的后壳罩上设置有排风扇。

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