CN210466259U - 一种集多模块为一体的vpx计算机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集多模块为一体的VPX计算机，包括机箱和设置在机箱内的工作组件，所述的工作组件包括KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块。本实用新型的计算机集合多种工作模块，集KVM功能、CAN通信功能、开关量功能、网络交换功能为一体；本实用新型对于各工作模块的固定安装进行优化，能够避免各工作模块受外部环境因素的影响，降低因振动冲击造成的工作不稳定，对连接线缆进一步优化固定，保证其连接稳定性；本实用新型各模块之间之间通过VPX协议连接，保证高传输效率以及传输稳定性；本实用新型满足小型化、轻量化的需求。

Description

一种集多模块为一体的VPX计算机

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，具体地说是一种集多模块为一体的VPX计算机。

背景技术

目前，舰载设备功能需求不断增多，而设备数量却受舰载内部空间限制不能无限增加。目前若同时实现KVM、CAN、开关量、网络交换、健康管理等众多功能往往需要十几种设备，占用一个超大网络柜，不利于应用到空间狭小的舰载环境中，舰载市场迫切需要高集成性能和国产化率高的产品。

舰载军用加固型设备由于长期处于恶劣环境中，在使用过程中颠簸性较大，对机器的连接器稳定性以及工作稳定性的要求较高，加固性能要求很高，由于国家安全需要，对设备的国产化率也提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上不足，提供一种集多模块为一体的VPX计算机，该计算机集KVM功能、CAN通信功能、开关量功能、网络交换功能和健康管理功能为一体。

本实用新型所采用技术方案是：

一种集多模块为一体的VPX计算机，包括机箱和设置在机箱内的工作组件，所述的工作组件包括KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块，其中：

所述KVM模块用于视频信号接入和键鼠信号接入；

所述CAN通信模块用于满足与外部设备进行CAN通信需求；

所述开关量模块用于提供开关量信号的输出和输入以及采集光耦隔离反馈；

所述网络交换模块用于多组中央处理模块之间的互联互通和用于连接外部以太网；

所述多组中央处理模块分别用于不同功能的运算分析处理。

作为一种优选的技术方案，所述机箱包括六组围成方体的板材元件，相邻板材元件之间通过连接件连接，且相邻板材元件之间设置有配合面，所述配合面之间设置有密封槽。

作为一种优选的技术方案，六组所述板材元件包括底板、顶盖、左侧壁、右侧壁、前面板和后面板，所述前面板上的下端与底板铰接，前面板的上端通过紧固件与顶盖连接，前面板上设置有通风窗，且通风窗上设置有电磁屏蔽网。

作为一种优选的技术方案，所述前面板上设置有接口门，接口门的位置与KVM模块的位置相对应，接口门的一侧与前面板铰接，接口门的另一侧与前面板之间存在搭接面，接口门与搭接面之间设置有紧固件；所述左侧壁与所述右侧壁的前端均设置有耳板，耳板上设置有把手。

作为一种优选的技术方案，所述底板内侧设置有多组走线架，每组走线架均包括两个夹线板，两个夹线板呈上下叠加放置，两个夹线板的两端均固定在底板上，两个夹线板相对的间隔设置有若干过线槽。

作为一种优选的技术方案，所述后面板上设置有散热风机，散热风机的外侧设置有电磁屏蔽罩。

作为一种优选的技术方案，所述工作组件还包括安装载体和背板，所述KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块均插接到安装载体上；所述背板用于连接所有工作组件，所述KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块均通过VPX连接器连接至背板上。

作为一种优选的技术方案，所述安装载体包括机笼左侧板、机笼中板和机笼右侧板，工作组件中其中一部分模块以上下层叠方式插接在机笼左侧板和机笼中板之间，工作组件中另一部分的模块以上下层叠方式插接在机笼中板与机笼右侧板之间，且上下相邻模块之间设置有散热板。

作为一种优选的技术方案，所述散热板包括基板、散热翅片和若干导热组件，所述导热组件包括导热块和导热管，所述导热块设置在基板上与模块相应发热集处相对应的位置，所述导热管均匀布置在基板上，导热管一侧与导热块相接触，导热管另一端通过基板与散热翅片相接触。

作为一种优选的技术方案，所述工作组件中每个模块均与安装载体之间设置有锁紧装置，所述锁紧装置包括设置在模块两侧的第一锁紧组件和设置在安装载体内部两侧上的第二锁紧组件，所述第一锁紧组件包括中间卡块和设置在中间卡块两侧的边侧块，第二锁紧组件包括两个楔形块，第一锁紧组件中的两个边侧块与中间卡块设置有间隔，且间隔与第二锁紧组件的楔形块相对应，两个边侧块与楔形块之间设置有紧固件。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的计算机集合多种工作模块，集KVM功能、CAN通信功能、开关量功能、网络交换功能为一体，且设置多组中央处理模块，用于安装不同系统，实现对不同功能的分析运算；

2、本实用新型对于各工作模块的固定安装进行优化，能够避免各工作模块受外部环境因素的影响，降低因振动冲击造成的工作不稳定，对连接线缆进一步优化固定，保证其连接稳定性；

3、本实用新型对机箱整体进行优化，对于电磁屏蔽薄弱处的通风口加装电磁屏蔽网，降低电磁对于机箱内部的工作组件的干扰；

4、本实用新型对于散热问题进行优化，让各工作模块产生的热量及时有效传导到机箱外侧；

5、本实用新型各模块之间之间通过VPX协议连接，保证高传输效率以及传输稳定性；

6、本实用新型将各工作模块在较小的空间内进行高度集成，使得本设备能够实现小型化需求；

7、本实用新型的机箱以及安装载体均采用铝合金材料，使得本设备满足轻量化的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图(去除顶盖)；

图2为本实用新型的前面板的结构示意图；

图3为本实用新型的机箱的内部结构示意图；

图4为本实用新型的工作组件的结构示意图；

图5为CPU板卡模块的结构示意图；

图6为散热板底面的示意图；

图7为后面板的内侧面示意图；

图8为后面板的外侧面示意图。

图中：1、前面板，2、机箱，3、工作组件，4、后面板，11、手紧螺钉，12、电磁屏蔽网，13、手紧螺钉，14、接口门，21、左耳板，22、手紧螺钉，23、提手，24、左侧壁，25、顶盖，26、右耳板，27、右侧壁，28、走线架，29、底板，311、开关量模块，312、第一CPU板卡模块，313、网络交换模块，314、第二CPU板卡模块，315、第二CPU板卡模块，316、机笼左侧板，317、VPX连机器，318、背板，319、散热板，320、把手，321、锁紧装置，322、机笼中板，323、机笼右侧板，324、CAN通信模块，325、第一电源模块，326、第二电源模块，327、KVM模块，341、前防护板，342、紧固螺钉，343、边侧块，344、中间卡块，345、楔形块，346、板卡本体，355、第一导热块，356、第一导热管，357、第三导热管，358、第二导热块，359、第三导热块，360、第二导热管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

需要理解的是，在本实用新型实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。在本实用新型实施例中的“多个”，是指两个或两个以上。

本实用新型实施例中的属于“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

如图1所示的一种集多模块为一体的VPX计算机，主要包括机箱2和设置在机箱2内的工作组件3，所述的工作组件3包括KVM模块327、CAN通信模块324、开关量模块311、网络交换模块313、供电模块和多组中央处理模块，其中：

所述多组中央处理模块分别用于不同功能的运算分析处理；如图4所示，本实施例中设置了三块CPU板卡模块，CPU板卡模块为通用型可进行互换，三块CPU板卡模块可安装不同的操作系统，实现分别对配电、调温、健康管理等功能的运算分析；

所述KVM模块327用于视频信号接入和键鼠信号接入；满足设备具备1路共用VGA信号和2路共用USB键鼠信号输出，KVM模块利用KVM技术，即利用一组键盘、显示器和鼠标实现对多台设备的控制，能够实现持多平台服务器和串行设备；

所述CAN通信模块324用于满足与外部设备进行CAN通信需求；CAN通信模块324能够满足8路独立的隔离CAN接口，额定工作频率500kbps等要求。

所述开关量模块311用于提供开关量信号的输出和输入以及采集光耦隔离反馈；满足主机的16路开关量输入、输出及采集其他等功能；

所述网络交换模块313用于多组中央处理模块之间的互联互通和用于连接外部以太网；满足对内以太网接口6路，对外以太网接口4路，满足10/100/1000Mbps自适应要求；

所述供电模块用于为其他模块提供电能支持；

上述各模块之间通过背板318互相连接，背板318上设置有用于连接各模块的插口，各模块均通过VPX连接器317插接在背板318上，VPX技术为新一代高速串行总线标准，VPX总线引入了目前最新串行总线技术，例如：RapidIO、PCI-Express和万兆以太网等，支持更高的背板带宽。VPX总线还采用交换式结构替代VME的主控式结构。交换式结构使得系统整体性能不在受主控板的限制，提高了系统的整体性能。同时，在交换式结构下，处理器可以在任意的时间发送数据，而不需要等待总线后才发起传输，特别适合多处理器系统。

为了便于安装固定工作组件3中的各个模块，所述工作组件3还包括安装载体，如图4所示，所述安装载体包括机笼左侧板316、机笼中板322和机笼右侧板323，机笼左侧板316、机笼中板322和机笼右侧板323上均设置有用于安装各模块的插接槽，为了保证安装载体拥有较高的结构强度以及较轻的质量，机笼左侧板316、机笼中板322和机笼右侧板323可采用铝合金材料，根据工作组件3中的各模块的尺寸大小，合理将各模块设置在机笼左侧板316与机笼中板322之间或机笼中板322与机笼右侧板323之间，所述中央处理模块的3块CPU板卡模块、开关量模块311和网络交换模块313设置在机笼左侧板316与机笼中板322之间，将CAN通信模块324、KVM模块327和电源模块设置在机笼中板322与机笼右侧板323之间，同侧各模块之间上下间隔排布，每个模块的上端面上均设置有散热板319，每个模块与相应安装载体之间设置有锁紧装置321，用于固定各个模块，避免因震荡而产生的晃动。当然，机笼左侧板316与机笼右侧板323只是代表两个相反的方位，并不带代表特定的方位，机笼左侧板316与机笼右侧板323在方位上完全可以对调，如图4所示，机笼左侧板316与机笼中板322之间自下而上依次为开关量模块311、第一CPU板卡模块312、网络交换模块313、第二CPU板卡模块314、第三CPU板卡模块315，机笼右侧板323与机笼中板322之间自下而上依次为KVM模块327、第一电源模块325、第二电源模块326、CAN通信模块324，设置两组电源模块起到互为备份的功能。各模块的后侧通过VPX连接器317与背板318连接，且为了保证连接稳定，背板318通过紧固螺钉与安装载体固定连接，保证连接的稳定性，安装载体的宽度与机箱2的宽度相对应，安装载体的高度与机箱2的高度相对应，机笼左侧板316的外侧和机笼右侧板323的外侧均设置有安装螺孔，机笼左侧板316的上下两侧、机笼中板322的上下两侧和机笼右侧板323的上下两侧也均设置有连接螺孔，安装载体连同个工作模块置入到机箱2内后，通过紧固螺钉固定安装在机箱2的相应端面上。

各工作模块在工作过程中会产生大量的热量，为了保证各模块的工作稳定性，应及时对各工作模块产生的热量带走，每个模块的上端面上均设置有散热板319，所述散热板319包括基板、散热翅片和若干组导热组件，每组所述导热组件包括导热块和导热管，所述导热块设置在基板上与模块上发热集中处相对应的位置，所述导热管均匀布置在基板上，导热管一侧与导热块相接触，导热管另一端通过基板与散热翅片相接触，如图5所示，以其中一个CPU板卡模块进行举例，CPU板卡模块在工作过程中，CPU板卡模块处理器处的发热量最集中，散热板通过紧固螺钉固定安装在CPU板卡模块上，散热板上的第一导热块355、第二导热块358和第三导热块359与CPU板卡模块上处理器相接触，并将热量传递到第一导热管356、第二导热管360和第三导热管357上，各个导热管起到均热的作用，并将热量均匀传递至散热翅片，散热翅片拥有更好的散热能力，机箱2内设置若干散热风机，及时将热量带走，其他模块的结构与上述CPU板卡模块的结构近似。

如图4所示，以其中一个CPU板卡模块进行举例说明各工作模块的组成，CPU板卡模块主要包括板卡本体346和设置在板卡本体346上部的散热板319，板卡本体346的两侧设置有用于将CPU板卡模块固定在安装载体上的锁紧装置，板卡本体的前端设置有前防护板341，前防护板341与散热板319通过紧固螺钉固定连接，为了在安装维护时便于推拉CPU板卡模块，CPU板卡模块的前端两侧设置有把手320，把手320均通过销轴连接在散热板319上，所述锁紧装置包括设置在模块两侧的第一锁紧组件和设置在安装载体内部两侧上的第二锁紧组件，所述第一锁紧组件包括中间卡块344和设置在中间卡块344两侧的边侧块343，第二锁紧组件包括两个楔形块345，第一锁紧组件中的两个边侧块343与中间卡块344设置有间隔，且间隔与第二锁紧组件的楔形块345相对应，安装时，两个边侧块343与中间卡块344形成的卡槽分别卡在两个楔形块345上后，再通过紧固螺定342连接边侧块343与楔形块345进行固定。

本实施例所述机箱2包括六组围成方形体的板材元件，为了轻量化需求，机箱的各组成板材元件也均采用铝合金材料，六组所述板材元件包括底板29、顶盖25、左侧壁24、右侧壁27、前面板1和后面板4，相邻板材元件之间通过紧固件连接，且相邻板材元件之间设置有配合面，所述配合面之间设置有密封槽，所述前面板1上的下端与底板铰接，前面板1的上端通过紧固件与顶盖25连接，为了便于拆装，该紧固件可以选择设置为手紧螺钉11，前面板1上设置有通风窗，上述所述散热风机设置在后面板4上，如图6和图7所示，后面板4上相应安装风机出设置有安装孔，安装孔的内侧设置有风罩，同样的这些通风孔是电磁屏蔽的薄弱点，因此在前面板1的通风窗上设置有电磁屏蔽网12，在后面板4上安装孔的外侧也相应设置有电磁屏蔽网404。所述前面板1上设置有接口门14，接口门14的位置与KVM模块的位置相对应，方便后期引出接口使用，接口门14的一侧与前面板1铰接，接口门14的另一侧与前面板1之间存在搭接面，接口门14与搭接面之间设置有紧固件，该紧固件同样选择手紧螺钉13；所述左侧壁与所述右侧壁的前端两侧设置有左耳板21和右耳板26，耳板21和右耳板26通过手紧螺钉22将计算机设备与机柜固定，耳板21和右耳板26上设置有提手23，方便计算机的搬运安装等。所述底板29内侧设置有对组走线架28，每组走线架28均包括两个夹线板，两个夹线板呈上下叠加放置，两个夹线板的两端均固定在底板29上，两个夹线板相对的间隔设置有若干过线槽，走线架28方便机箱2内部线缆整理，同时固定线缆，提高线缆的连接稳定性。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种集多模块为一体的VPX计算机，包括机箱和设置在机箱内的工作组件，其特征在于：所述的工作组件包括KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块，其中：

所述KVM模块用于视频信号接入和键鼠信号接入；

所述CAN通信模块用于满足与外部设备进行CAN通信需求；

所述开关量模块用于提供开关量信号的输出和输入以及采集光耦隔离反馈；

所述网络交换模块用于多组中央处理模块之间的互联互通和用于连接外部以太网；

所述多组中央处理模块分别用于不同功能的运算分析处理。

2.根据权利要求1所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述机箱包括六组围成方体的板材元件，相邻板材元件之间通过连接件连接，且相邻板材元件之间设置有配合面，所述配合面之间设置有密封槽。

3.根据权利要求2所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：六组所述板材元件包括底板、顶盖、左侧壁、右侧壁、前面板和后面板，所述前面板上的下端与底板铰接，前面板的上端通过紧固件与顶盖连接，前面板上设置有通风窗，且通风窗上设置有电磁屏蔽网。

4.根据权利要求3所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述前面板上设置有接口门，接口门的位置与KVM模块的位置相对应，接口门的一侧与前面板铰接，接口门的另一侧与前面板之间存在搭接面，接口门与搭接面之间设置有紧固件；所述左侧壁与所述右侧壁的前端均设置有耳板，耳板上设置有把手。

5.根据权利要求3所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述底板内侧设置有多组走线架，每组走线架均包括两个夹线板，两个夹线板呈上下叠加放置，两个夹线板的两端均固定在底板上，两个夹线板相对的间隔设置有若干过线槽。

6.根据权利要求3所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述后面板上设置有散热风机，散热风机的外侧设置有电磁屏蔽罩。

7.根据权利要求1所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述工作组件还包括安装载体和背板，所述KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块均插接到安装载体上；所述背板用于连接所有工作组件，所述KVM模块、CAN通信模块、开关量模块、网络交换模块、供电模块和多组中央处理模块均通过VPX连接器连接至背板上。

8.根据权利要求7所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述安装载体包括机笼左侧板、机笼中板和机笼右侧板，工作组件中其中一部分模块以上下层叠方式插接在机笼左侧板和机笼中板之间，工作组件中另一部分的模块以上下层叠方式插接在机笼中板与机笼右侧板之间，且上下相邻模块之间设置有散热板。

9.根据权利要求8所述集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述散热板包括基板、散热翅片和若干导热组件，所述导热组件包括导热块和导热管，所述导热块设置在基板上与模块相应发热集处相对应的位置，所述导热管均匀布置在基板上，导热管一侧与导热块相接触，导热管另一端通过基板与散热翅片相接触。

10.根据权利要求8所述的集多模块为一体的VPX计算机，其特征在于：所述工作组件中每个模块均与安装载体之间设置有锁紧装置，所述锁紧装置包括设置在模块两侧的第一锁紧组件和设置在安装载体内部两侧上的第二锁紧组件，所述第一锁紧组件包括中间卡块和设置在中间卡块两侧的边侧块，第二锁紧组件包括两个楔形块，第一锁紧组件中的两个边侧块与中间卡块设置有间隔，且间隔与第二锁紧组件的楔形块相对应，两个边侧块与楔形块之间设置有紧固件。

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