專利名稱：堆棧式防水特種計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種特種計算機，尤其涉及一種堆棧式防水特種計算機。
背景技術(shù)：
特種計算機是工業(yè)用和軍用計算機的合稱，其使用環(huán)境一般極為惡劣， 其整機尺寸、三防(防水、防塵、防震)、寬溫、擴展性能、穩(wěn)定性都有高要 求。其發(fā)展趨勢是小型化、低功耗、高可靠等， 一些特殊的情況下，特種計 算機要長期工作于水下，此時還要求特種計算機能完全密封。
PC/104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，憑借其緊湊的 外形(90mmx96mm)，開放的高可靠性的工業(yè)規(guī)范、堆棧式連接(有效減小 整個系統(tǒng)所占的空間)、豐富的軟件資源(與PC系統(tǒng)兼容)、極低的功耗等優(yōu) 勢成為了嵌入式領(lǐng)域的主流。在它之后又相繼出現(xiàn)了 PC/104+總線和PCI-104總線。
現(xiàn)有的基于PC/104模塊的堆桟式特種計算機，其一般結(jié)構(gòu)是各相鄰 PC/104模塊之間通過螺柱連接，各相鄰框體之間通過螺釘連接，除最上、最 下的兩層PC/104模塊分別與上下框體封板固定連接外，其它各層PC/104模塊 與框體沒有直接連接，這種連接方式不夠穩(wěn)固，在震動大的場合使用，易造 成連接松動，接觸不良，并且整機的連接方式是PC/104模塊之間連接在一起、 框體之間連接在一起，如果對某層的框體和PC/104模塊進行拆卸就要分別對 它們進行拆卸，很不方便。另外，其散熱主要是采用風(fēng)扇或熱管散熱。采用 風(fēng)扇散熱的方式，機體內(nèi)必須為空氣對流預(yù)留一定的空間，且機箱上必須要 開窗使空氣流出，這樣不能密封，即無法用于水下工作；采用熱管散熱的方 式，熱管的兩端需焊接于導(dǎo)熱鋁塊或機箱上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高?，F(xiàn)有的防水計算機的機箱，多采用上、下底板與前、后、左、右側(cè)板多 塊板組合而成，各板采用了在接合處設(shè)置密封槽外加密封墊的防水措施，但 因機箱的接合處較多，且接合處形狀復(fù)雜，所以實際防水效果不佳，且各接 合處形狀都不一致，各密封墊不通用，導(dǎo)致成本高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題提供一種拆裝方便、穩(wěn)定性高、抗震性好、 結(jié)構(gòu)簡單、成本低、防水性能強、體積小的堆桟式防水特種計算機。
本實用新型通過以下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題 一種堆棧式防水特 種計算機，包括機箱，機箱由至少兩個可上下疊放的框體以及上、下框體封 板組成，各框體之間、框體與上、下框體封板之間通過一體結(jié)構(gòu)的密封件密
封連接，每層框體內(nèi)都固定連接有PC/104?！姥耄噜弻拥腜C/104模塊之間 通過連接器電氣連接，框體還連接有與PC/104模塊貼合的導(dǎo)熱板，PC/104 模塊產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱板導(dǎo)出到框體上散熱，所有上下疊放的框體通過一 個固定裝置可拆卸地固定在一起。
各框體之間、框體與上、下框體封板之間的連接處都開有密封槽，密封 件設(shè)置在密封槽中，所述的密封件為導(dǎo)電的無縫的整體密封圈。
所述框體為包括前、后、左、右框板的一體結(jié)構(gòu)的矩形框體，前、后框 板上開有安裝孔，安裝孔周圍設(shè)有密封連接槽，密封連接槽內(nèi)設(shè)有密封墊， 分別設(shè)置在不同安裝孔內(nèi)的航空插座、密封電源開關(guān)、密封指示燈密封固定 在前、后框板上，左、右框板外側(cè)壁設(shè)有散熱鰭片。
每個框體上設(shè)有至少一個垂直通孔，不同框體上的通孔對應(yīng)連通，螺栓
穿裝在通孔中通過螺母緊固，將所有上下疊放的框體固定在一起。左、右框板外側(cè)壁中部設(shè)有豎直的肋片。
框體內(nèi)側(cè)壁設(shè)置兩個相對的臺階，臺階下面設(shè)有與其固定連接的PC/104 模塊，臺階上面固定連接有導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板通過導(dǎo)熱材料與PC/104模塊上的 主要發(fā)熱芯片貼合接觸。
PC/104模塊的上面、下面都對應(yīng)設(shè)有疊裝總線連接器，其他PC/104模塊
的連接，PC/104模塊四角與臺階上對應(yīng)設(shè)有螺 L，螺釘穿過螺孔將PC/104模
塊固定在臺階下面。
導(dǎo)熱板在與疊裝總線連接器對應(yīng)的位置上開有穿裝孔，疊裝總線連接器
穿裝在穿裝孔中。
框體內(nèi)的PC/104模塊上還直接插接有擴展的PC/104模塊。
PC/104模塊與導(dǎo)熱板之間增設(shè)熱管，并在臺階上開連接槽，熱管一端固 定在連接槽內(nèi)，另一端通過導(dǎo)熱鋁塊連接在導(dǎo)熱板上。
本實用新型采用所有上下疊放的框體通過一個固定裝置可拆卸地固定在 一起，而各層PC/104模塊分別與對應(yīng)層的框體之間固定連接，各PC/104模 塊之間只需連接器進行電氣連接，不再需要通過螺柱固定，這種連接方式更 穩(wěn)固，抗振性更好，且拆裝也很方便，拆掉固定裝置就可以將所有框體拆開， 由于各層PC/104模塊之間是通過連接器連接的，拆卸框體時就可以將PC/104 模塊拆卸下來，組裝拆卸方便快捷，PC/104模塊的散熱采用導(dǎo)熱板導(dǎo)熱，機 箱散熱，滿足散熱需求。相比于使用風(fēng)扇散熱，可以節(jié)省機體內(nèi)風(fēng)扇產(chǎn)生對 流所需要的空間，同時無需散熱窗密封防水性更好，可靠性寬溫性更好，節(jié) 省了原有風(fēng)扇的電能，而且完全消除了噪音；相比熱管散熱，免除了熱管兩 端的焊接這一步，且銅板結(jié)構(gòu)更簡單，成本更低。
各框體之間、各框體與上下框體封板之間的連接處通過一體結(jié)構(gòu)的密封件密封，密封件為無縫無間隙的密封圈，所以，密封性能大為提高，使機箱
的防水等級達到了防水最高等級一IP68，密封圈材質(zhì)選擇導(dǎo)電橡膠，可將各框 體及上下框體封板連成一個內(nèi)部封閉的整體的導(dǎo)電體，有效提高了抗電磁干 擾能力。
因機箱采用的是前、后、左、右四面一體的框板所組合而成，相比一般
的采用多塊板組合而成的防水機箱，具有以下優(yōu)點1、連接處更少，漏水的 可能性更??；2、連接處更規(guī)則，密封墊所起的效果將更佳；3、各層框體之 間、框體與框體封板接合處的形狀相同，所以各處密封墊形狀也相同，密封 墊相互通用，加工起來成本更低。
框體上設(shè)有航空插座、密封電源開關(guān)、密封指示燈，這三種器件經(jīng)過防 水處理或本身具有防水功能，它們在安裝時，是通過在安裝孔的密封連接槽 內(nèi)設(shè)置密封墊的方式，將它們密封固定在機箱上，防止水從安裝孔內(nèi)進入到 機箱內(nèi)。
所有上下疊放的框體上對應(yīng)的相同位置設(shè)置有豎直通孔，形成一個從上至 下貫通的孔，作為固定裝置的螺栓插裝在通孔內(nèi)，通過螺母將所有框體緊固在 一起，這種固定方式拆卸組裝方便快捷，便于添加或減少框體形成新的產(chǎn)品。
框體內(nèi)側(cè)設(shè)置的臺階是用于固定PC/104模塊和導(dǎo)熱板的，螺釘與螺孔配 合，方便二者的組裝與拆卸，并且導(dǎo)熱板通過臺階與框體連接在一起，臺階與 框體的接觸面積大，從而起到了快速傳導(dǎo)熱量的作用。當(dāng)臺階設(shè)置在左、右框 板內(nèi)側(cè)，導(dǎo)熱板可直接通過臺階將熱量導(dǎo)出到鰭片上，導(dǎo)熱板加臺階的導(dǎo)熱方 式結(jié)構(gòu)簡單，體積更小，成本更低，散熱效果更好。另外，對于功耗比較大的 PC/104模塊，還可以在PC/104模塊與導(dǎo)熱板之間再增加熱管，在臺階上開連 接槽，將熱管的一端焊接于此槽上，另一端通過導(dǎo)熱鋁塊，連接與導(dǎo)熱銅板上， 來增強散熱能力，但相對于單純使用熱管的方式還是節(jié)省了成本。在左右框板外側(cè)壁中部分別設(shè)有垂直的肋片，其通過增加框板中部的厚 度，加強了長度較長的左右框板的機械強度，使之不易扭曲，抗沖擊能力更 強，并且框體垂直方向上增加了厚度，從臺階上傳入的熱量在框板垂直方向 上更能迅速傳導(dǎo)，從而充分利用整個框體來散熱。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中
圖1是本實用新型實施例的裝配示意圖2是本實用新型實施例的一層框體的裝配示意圖3是本實用新型實施例的一層框體內(nèi)主板模塊的示意圖4是本實用新型實施例的正面外觀示意圖5是本實用新型實施例的背面外觀示意圖。
具體實施方式
如圖l、 2所示， 一種堆棧式防水特種計算機，包括機箱，機箱由兩個上
下疊放的框體i、 r以及上、下框體封板2、 3組成，框體i、 r內(nèi)分別設(shè)有
PC/104模塊，PC/104模塊主要有主板模塊、擴展板模塊兩種，其中上層框體
r內(nèi)固定連接有擴展模塊《，下層框體i內(nèi)固定連接有主板模塊4，擴展模塊
4、主板模塊4通過疊裝總線連接器連接，框體1四角各設(shè)有一個垂直通孔62， 框體r四角各設(shè)有一個垂直通孔62、，上、下框體封板2、 3四角也設(shè)有通孔 65、 64，兩個框體l、 r以及上、下框體封板2、 3的每個角相對應(yīng)的通孔62、 62、、 65、 64對應(yīng)連通，固定裝置螺栓60穿裝在通孔62、 62、、 65、 64中通 過螺母將兩個框體1、 r以及上下框體封板2、 3緊固在一起?？蝮w1、 r之間、框體1、 r與下框體封板3四周分別開有一圈密封槽16b、 16b、、 16c、，在密 封槽16b、 16b、、 16c、中分別設(shè)有無縫的一體成型的整體密封圈16a、 16a'、 16c， 整體密封圈16a、 16a'、 16c由導(dǎo)電橡膠制成。
如圖2所示， 一層框體l為包括前、后、左、右框板14、 15、 12、 17的 一體結(jié)構(gòu)的矩形框體，前、后框板14、 15上開有安裝孔llc，安裝孔11c周 圍設(shè)有密封連接槽lld，密封連接槽lld內(nèi)設(shè)有密封墊llb，分別設(shè)置在不同 安裝孔lie內(nèi)的航空插座lla、密封電源開關(guān)lle、密封指示燈llf通過螺釘 密封固定在前、后框板14、 15上，左、右框板12、 17外側(cè)壁設(shè)有散熱鰭片 18，框體1外側(cè)壁中部還設(shè)有豎直的肋片19，用于增強框板l強度。
如圖2 、 3所示，左右框板12、 17內(nèi)側(cè)壁設(shè)置兩個相對的臺階13，臺階 13下面設(shè)有主板模塊4，臺階13上面固定連接有導(dǎo)熱板5，主板模塊4的四 角、導(dǎo)熱板5的四角與臺階13上分別對應(yīng)設(shè)有螺孔6K 63、 66，螺釘51穿 過螺孔61、 63、 66中與螺母52配合分別將導(dǎo)熱板5、主板模塊4固定在臺階 13上、下面，導(dǎo)熱板5通過導(dǎo)熱膠與主板模塊4上的主要發(fā)熱芯片貼合接觸， 主板模塊4產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱板5導(dǎo)出到框體1的鰭片18上散熱，優(yōu)選在 左、右框板12、 17內(nèi)壁上設(shè)置臺階13，有利于主板模塊4產(chǎn)生的熱量通過臺 階13直接導(dǎo)到散熱鰭片18上，疊裝總線連接器包括疊裝總線插座、疊裝總 線插針，主板模塊4的上面設(shè)有疊裝總線插座41用于與擴展模塊4'連接，導(dǎo) 熱板5在與疊裝總線插座41對應(yīng)的位置上開有穿裝孔53，疊裝總線插座41 穿裝在穿裝孔53中。主板模塊4的下面還設(shè)有疊裝總線插針42，用于和其他 擴展的PC/104模塊連接。
如圖1所示，框體r為由一體結(jié)構(gòu)的前、后、左、右框板14、、 15、、 12、、 17、組成的矩形框體，左右框板12'、 17、外側(cè)壁設(shè)有豎直的散熱鰭片18、左右框板i2、、 iT外側(cè)壁中部設(shè)有豎直的肋片19、用于增強框板r強度。框體r
內(nèi)側(cè)壁設(shè)置兩個相對的臺階13'，臺階13'下面設(shè)有擴展板模塊4'，擴展板模 塊4'通過螺釘固定在臺階13'下面，擴展板模塊4、的下面設(shè)有疊裝總線插針(圖 中未示出)用于與主板模塊4連接。
根據(jù)需要在框體1內(nèi)的主板模塊4上面和/或下面還可以直接堆棧擴展的 PC/104模塊。
當(dāng)采用的PC/104模塊功耗較大時，可在PC/104模塊與導(dǎo)熱板之間設(shè)有 熱管，臺階上開有連接槽，熱管一端固定在連接槽內(nèi)，另一端通過導(dǎo)熱鋁塊 連接在導(dǎo)熱板上。
根據(jù)實際需要，擴展模塊可以設(shè)置多個，多個擴展模塊分別在主機模塊4 的上下面進行多層堆棧，同樣，固定擴展模塊的框體也上下多層疊放，往下 堆棧擴展模塊時必須先在主機模塊4下堆一塊104轉(zhuǎn)接板，再進行擴展模塊 的堆棧。
如圖4、 5所示，為裝配好的堆棧式防水特種計算機的正面外觀示意圖和 背面外觀示意圖，堆棧后的一層框體的體積不大于170mmx 155mmx50mm， 整機外觀造型美觀、新穎，防水性能強，接口豐富，使用方便，體積小巧。
本實施例的安裝步驟如下
1、 將緊固螺栓60旋下，取出上下框體封板2、 3。
2、 把擴展模塊4'通過其上的疊裝總線插針對應(yīng)插入主機模塊4的疊裝總線插
座41中，框體r與框體i對好。
3、 擴展模塊4、堆棧完畢，蓋好上下框體封板2、 3，再使用相應(yīng)堆棧層數(shù)高度 的緊固螺栓鎖緊。
權(quán)利要求1、一種堆棧式防水特種計算機，包括機箱，其特征在于，機箱由至少兩個可上下疊放的框體以及上、下框體封板組成，各框體之間、框體與上、下框體封板之間通過一體結(jié)構(gòu)的密封件密封連接，每層框體內(nèi)都固定連接有PC/104模塊，相鄰層的PC/104模塊之間通過連接器電氣連接，框體還連接有與PC/104模塊貼合的導(dǎo)熱板，PC/104模塊產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱板導(dǎo)出到框體上散熱，所有上下疊放的框體通過一個固定裝置可拆卸地固定在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，各框體 之間、框體與上、下框體封板之間的連接處都開有密封槽，密封件設(shè)置在密 封槽中，所述的密封件為導(dǎo)電的無縫的整體密封圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，所述框 體為包括前、后、左、右框板的一體結(jié)構(gòu)的矩形框體，前、后框板上開有安 裝孔，安裝孔周圍設(shè)有密封連接槽，密封連接槽內(nèi)設(shè)有密封墊，分別設(shè)置在 不同安裝孔內(nèi)的航空插座、密封電源開關(guān)、密封指示燈密封固定在前、后框 板上，左、右框板外側(cè)壁設(shè)有散熱鰭片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆桟式防水特種計算機，其特征在于，每個框 體上設(shè)有至少一個垂直通孔，不同框體上的通孔對應(yīng)連通，螺栓穿裝在通孔 中通過螺母緊固，將所有上下疊放的框體固定在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，左、右框板外側(cè)壁中部設(shè)有豎直的肋片。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 5任意一項所述的堆棧式防水特種計算機，其特征 在于，框體內(nèi)側(cè)壁設(shè)置兩個相對的臺階，臺階下面設(shè)有與其固定連接的PC/104 模塊，臺階上面固定連接有導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板通過導(dǎo)熱材料與PC/104模塊上的主要發(fā)熱芯片貼合接觸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，PC/104 模塊的上面、下面都對應(yīng)設(shè)有疊裝總線連接器與其他PC/104模塊的連接， PC/104模塊四角與臺階上對應(yīng)設(shè)有螺孔，螺釘穿過螺孔將PC/104模塊固定在 臺階下面。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，導(dǎo)熱板 在與疊裝總線連接器對應(yīng)的位置上開有穿裝孔，疊裝總線連接器穿裝在穿裝 孔中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，框體內(nèi) 的PC/104模塊上還直接插接有擴展的PC/104模塊。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的堆棧式防水特種計算機，其特征在于，PC/104 模塊與導(dǎo)熱板之間增設(shè)熱管，并在臺階上開連接槽，熱管一端固定在連接槽 內(nèi)，另一端通過導(dǎo)熱鋁塊連接在導(dǎo)熱板上。
專利摘要本實用新型公開一種堆棧式防水特種計算機，包括機箱，機箱由至少兩個可上下疊放的框體以及上、下框體封板組成，各框體之間、框體與上、下框體封板之間通過一體結(jié)構(gòu)的密封件密封連接，每層框體內(nèi)都固定連接有PC/104模塊，相鄰層的PC/104模塊之間通過連接器電氣連接，框體還連接有與PC/104模塊貼合的導(dǎo)熱板，PC/104模塊產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱板導(dǎo)出到框體上散熱，所有上下疊放的框體通過一個固定裝置可拆卸地固定在一起。本實用新型提供一種拆裝方便、穩(wěn)定性高、抗震性好、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、防水性能強、體積小的堆棧式防水特種計算機。
文檔編號G06F1/18GK201255853SQ20082009614
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者羅文禮 申請人:研祥智能科技股份有限公司