专利名称：一种一体结构计算机及其主机箱的制作方法
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)，更不能自行组装计算机。
发明内容本实用新型提出一种一体结构的计算机及其主机箱，特别重视CPU以及整机的散 热，使整机结构紧凑，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，用户可自行组装一体 式计算机。 本实用新型的技术方案是采用平板式显示屏(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；本实用新型的特征是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，固定在金属板制 成的主机板上，主机板的两侧设置有金属板制成的侧板，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；主 板上的外设接口朝下，CPU设置在外设接口的上方，并靠近侧板；主板上设置有扩展插槽， 并呈竖立设置，在主板上靠硬盘的那边；扩展卡通过折角转接插板与主板上的扩展插槽接 插、或扩展卡直接与主板上的90°的转角扩展插槽接插，其中有扩展卡折向硬盘那侧。 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。硬盘和扩展卡竖立设置，便于自然对流散热。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C0MS管和电容 直接被新进的冷空气冷却。[0006] 本实用新型计算机的CPU、主板外设接口以及扩展插槽的布置，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 X 244mm和244 X 220mm，另外还有FlexATX板 (尺寸为228.6X190.5mm)。 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)X 350mm (高)，宽屏大致为450mm (宽)X 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
CPU95W12VX8A(12V2单独供电，13Apeak)
主板35W3. 3VX10. 5A
内存条2. 5WX23. 3VX1. 5A
PCI-E显卡75W12VX6. 2A
PCI卡10W5VX1A+3. 3VX1A
硬盘10W5VX0. 7A+12VX0. 5A
移动光驱5W5VX1A
USB设备10WX2+1. 5WX105VX7A
风扇3W12VX0. 3A
显示器50W12VX4A
总共320W12V1 :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。 扩展卡通过折角转接插板与主板上的扩展插槽接插，或直接与主板上的90。转角 扩展插槽接插，使扩展卡与主板平行，这样能有效减小主机的厚度。硬盘设置在靠主板的扩 展插槽的一边，扩展卡折向硬盘那侧，可使扩展卡安装时超出主板长的部分就叠在硬盘上， 因而使空间得到充分利用。 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X 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，电源的长度是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一致，在以后的实施例中，将更清楚的示出这点。
以下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，折角转接 插板加长了。 图4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5为图4中A-A处的剖视图。 图6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7为图6中B-B处的剖视图。 图8为一种本实用新型计算机的主机箱，后盖开启的后视图，设置有两层扩展卡 面板窗口。 图9为一种本实用新型计算机的主机箱，后盖开启的后视图，没有配置光驱盒。 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，为图9所示的主机 箱的扩展，增加了一层扩展卡面板窗口。 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
5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。主机板7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，因而应该采用金属板制成。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IO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。图中示出CPU设置在主板外设接口 6的上方，并只装有一个扩展卡18 ; 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16上，扩展卡18与主板8平行，扩展卡面板25与外设接口 6并排且都朝下。 图2中的主机箱下端设置有下挡板26，为了阻挡电磁波外漏，一般采用金属板制 成，下挡板26开有主板的外设接口窗口和扩展卡的面板窗口 。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。下挡板26上设 置有加固梁23，增加下挡板的强度，并且配合扩展卡的面板固定配件24，将扩展卡面板25 有效固定，达到扩展卡稳固。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，图中所示的扩展卡18就是现标准卡。 图2示出硬盘21设置在靠扩展插槽16的一边，并靠主机的下端，硬盘21是通过 硬盘固定配件22固定在主机板7上，扩展卡18折向硬盘21的那侧，硬盘21与电源l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360X70X53 (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所示的本实用新型的计算机，设置有光驱，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3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IO驱动的空气，流经电源l(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3中的电源内，也可以增设离心式排风扇， 增加整机内的空气对流。 图3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3中的扩展卡18的折角转接插板17与图2中不同，加长了，这样可将主机内分成两 空间，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4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，光驱盒 31所在的后壳罩上设置有轴流式排风扇14。与图3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原加固梁23上构 成的，所采用的扩展卡也为现标准卡。 图5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，主机板7的两边立有侧板30， 一般采用金属板， 一是为了阻挡电磁波，二是强度结 构要求。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IO上，这样空间 得到有效利用。 图2、3、4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 l，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6示出了一种本实用新型计算机的主机箱，主机箱与显示器为一体式结构，主 要部件包括有显示屏、前壳、后壳15、后盖9、主机板7、两侧的侧板30以及下挡板26。侧 板30上开有排风口29。后盖9必须有屏蔽电磁波向外辐射的作用，因而后盖一般采用金属 板制成，或带屏蔽层的塑料制成。图6所示的主机箱设置有光驱盒31，只有一个扩展卡的面 板窗口 33，并与主机箱的外设接口窗口 34并列，且都开设在主机箱的下挡板26上，下挡板 26上设置有加固梁23。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。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6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。 后壳采用注塑成型工艺制造，造型美观，效率高，成本低。单独后壳以及主机板强 度低，为保证主机箱的结构强度，应该将后壳、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。具体的措施有主机板、两侧的侧板以及下挡板
为同一金属板加工成，或通过焊接或铆接或螺钉连接固定成一体结构，下挡板上设置加固 梁，增加下挡板的强度，又便于面板固定配件的固定；后壳通过螺钉或铆钉与两侧的侧板固 定连接，使得后壳与主机板等成为一体结构，图6所示的主机箱就采用了这种结构，侧板30 上有数多螺钉35与后壳15固定。如果主机板的长度超出两侧的侧板，则也可采用主机板 超出侧板的部分直接用螺钉或铆钉或扣接与后壳固定连接成一体的结构。后壳与主机板等 构成结构牢固的主机箱本体，承担计算机所有部件的重量，后盖可随时便捷地打开，有利于 计算机的装配，方便用户自己组装计算机或扩展计算机。 图7是图6中B-B的剖面视图，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8所示的本实用新型计算机主机箱，是图6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，本实用新型计算机和主机箱的面板窗口不超 过两层。 图9所示的计算机主机箱，机箱内没有配置光驱盒，图10是图9的扩展，更换了后 盖，增加了一层面板窗口。 本实用新型所述的硬盘包括有机械硬盘和固态硬盘。
权利要求一种计算机，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)，其特征在于电源(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，固定在金属板制成的主机板(7)上；主机板(7)的两侧设置有金属板制成的侧板(30)，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；主板上的外设接口(6)朝下，CPU(3)设置在外设接口(6)的上方，并靠近一侧板；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。
2. 根据权利要求l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。
3. 根据权利要求2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)。
4. 根据权利要求2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)。
5. 根据权利要求2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)。
6. 根据权利要求2所述的计算机，其特征在于主机内设置有光驱，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。
7. 根据权利要求7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。
8. —种用于权利要求1至7中任何一项所述的计算机的主机箱，主机箱与显示器为一 体式结构，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，后盖(9)与后壳(15)为两个分开的部件；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)设有主板外设接口窗口 (34)和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，下挡板(26)上设置有加固梁(23)。
9. 根据权利要求8所述的主机箱，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。
10. 根据权利要求8所述的主机箱，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。
专利摘要本实用新型提出了一种一体结构的计算机及其主机箱。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。
文档编号G06F1/18GK201464997SQ200920132499
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者秦彪 申请人:秦彪