ПЕРЕНОСНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к вычислительной технике, а именно, к переносным электронным вычислительным машинам (ЭВМ) и может быть использована в системах обработки данных, управления и связи.
Известна промышленная ЭВМ, содержащая корпус и крышку, выполненные литыми из алюминий-магниевого сплава, а также расположенные в корпусе электронные функциональные системные блоки с размещенным на радиаторе и имеющем механический и тепловой контакт с корпусом процессором, источником электропитания и накопителем, радиатор и наружные разъемы, датчик и контроллер температуры, к которому подключены источник электропитания, нагреватель и датчик температуры. ЭВМ снабжена встроенными модемом, адаптером, графическим контроллером, звуковым контроллером, антенной беспроводного доступа к локальной сети и выполнена с возможностью подключения внешней клавиатуры и внешнего монитора (RU №78591 U1, G06F 15/00, 27.11.2008).
Недостатками известной промышленной ЭВМ являются узкий диапазон функциональных возможностей, не позволяющий, в частности, без дополнительных устройств реализовать функции телефонии и видеотелефонии, а также низкие значения эргономических характеристик (вследствие отсутствия возможности изменения положения клавиатуры относительно экрана дисплея).
Также известен ноутбук (переносная ЭВМ) фирмы ASUS, содержащий корпус с откидной крышкой, где расположены жидкокристаллический дисплей, электронные функциональные системные блоки, интерфейсные модули, разъемы внешних соединений, панель управления с клавиатурой и аккумуляторная батарея, размещаемая в отсеке корпуса с нижней стороны (Ноутбук фирмы ASUS. Портативный компьютер PC. Руководство пользователя, 2002 г.).
Недостатки известной конструкции переносной ЭВМ связаны с малой прочностью корпуса, невозможностью обеспечения качественного звука, низкими значениями эргономических характеристик (из-за отсутствия возможности изменения положения клавиатуры относительно экрана дисплея), а также с недостаточной надежностью электропитания в условиях эксплуатации, что может привести к резкой разрядке аккумуляторной батареи и нехватке ее энергетических ресурсов для устойчивого функционирования переносной ЭВМ.
Также известна переносная ЭВМ, содержащая корпус с откидной крышкой, где расположены жидкокристаллический дисплей, электронные функциональные системные блоки, интерфейсные модули, разъемы внешних соединений, панель управления с клавиатурой, аккумуляторная батарея, при этом в нижней части корпуса образованы два герметичных объема аккумуляторного отсека, причем в большем объеме размещен сменный аккумуляторный модуль, закрепленный на базе печатной платы, на которой установлены электронные компоненты схемы температурного контроля в процессе циклов заряда-разряда, линии электрической коммутации, а по краю платы предусмотрено коммутационное поле, на которое распаян жгут аккумуляторного модуля с герметичным цилиндрическим разъемом на конце. Печатная плата с установленными на ней элементами помещена в термоусадочную трубку. В меньшем объеме размещена сменная батарея питания часов реального времени в специальном держателе, запаянном на печатной плате, где установлен многоконтактный контрольный разъем для обеспечения диагностики. Оба объема аккумуляторного отсека закрыты крышкой с резиновым замкнутым уплотнителем (RU №60752 U1, G06F 15/00, G06F 3/02, 27.01.2007).
Недостатками известной переносной ЭВМ являются невозможность обеспечения качественного звука и низкие значения эргономических характеристик (из-за отсутствия возможности изменения положения клавиатуры относительно экрана дисплея).
Также известна переносная ЭВМ, содержащая металлические корпус с откидной крышкой, где размещены жидкокристаллический видеомонитор, электронные функциональные системные блоки, интерфейсные модули, разъемы внешних соединений, и размещенная в панели управления клавиатура. Клавиатура выполнена в виде единого литого модуля из силиконовой резины со сплошными перемычками между каждой кнопкой с уплотнительными выступами и уплотнительного, замкнутого по периферии клавиатуры прямоугольного пояса, при этом уплотнительные выступы и прямоугольный пояс поджаты к корпусу соответствующими им по форме прилегания элементами прижимной рамки, где уплотнительные выступы и прямоугольный пояс связаны с каждой кнопкой перемычками с возможностью обеспечения ими упругого возврата кнопок, причем каждая кнопка с внутренней (рабочей) стороны выполнена с цилиндрическим контактом, зазор между которым и печатной платой ввода информации соответствует величине упругой деформации перемычек, причем рабочая поверхность контакта выполнена в виде металлических мембран с износостойким золотым покрытием. (RU №58747 U1, G06F 15/00, G06F 3/02, 27.11.2006).
Недостатки известной переносной ЭВМ выражаются в невозможности обеспечения качественного звука и низких значениях эргономических характеристик (из-за отсутствия возможности изменения положения клавиатуры относительно экрана дисплея).
Корпорацией Acmeportable corp (Тайвань) разработана переносная ЭВМ, являющаяся наиболее близкой к предложенной переносной ЭВМ. ЭВМ содержит корпус с крышкой, центральной частью, съемной рамкой, задней съемной стенкой, а также передней стенкой, установленной с возможностью отсоединения и/или поворота относительно съемной рамки и имеющей клавиатуру с сенсорным манипулятором. В центральной части корпуса установлены системная плата, внешние интерфейсные разъемы, аудио разъемы, видео разъемы, разъемы вычислительной сети, накопитель информации на жестких или твердотельных дисках, жидкокристаллический дисплей. В состав системной платы входят центральный процессор, оперативная память, видеоконтроллер, аудиоконтроллер, контроллер портов ввода-вывода и контроллер сетевых интерфейсов. В переносной ЭВМ имеются фронтальные динамики (http://www.acmeportable.com - 2009 г.).
Известная переносная ЭВМ может размещаться в сумке с плечевым ремнем для ее переноски, которая, в свою очередь, может быть помещена в сумку на колесиках для перевозки. Сумка с плечевым ремнем и сумка на колесиках выполнены из материала, дополнительно защищающего переносную ЭВМ от ударных, вибрационных воздействий и влияния внешних метеофакторов.
Недостаток известной переносной ЭВМ определяется ограниченными функциональными возможностями, не позволяющими, в частности, без дополнительных устройств реализовать функции телефонии и видеотелефонии, низким качеством звука, а также малым уровнем выходной мощности фронтальных динамиков, усугубляющимся снижением уровня слышимого аудио сигнала из-за того, что съемная передняя рамка в зоне расположения фронтальных динамиков выполнена сплошной (без отверстий), а фронтальные динамики установлены на поверхности центральной части корпуса с образованием зазора между их диффузорами и внутренней поверхностью съемной передней рамки.
Задачей полезной модели является совершенствование известной переносной ЭВМ. Технический результат, достигаемый при решении данной задачи, выражается в расширении функциональных возможностей переносной ЭВМ.
1
d
2
1
d
2
Для решения поставленной задачи предложена переносная ЭВМ, содержащая двойной составной металлический корпус с пластиковой облицовкой, выполненный с крышкой, центральной частью, съемной рамкой, задней съемной стенкой, передней стенкой, а также встроенный микрофон и акустический демпфер в виде стакана, предназначенного для установки встроенного микрофона и связанного открытым торцом с внутренней поверхностью съемной рамки, плату разделителя частот акустического сигнала, встроенную видеокамеру и кронштейн, связанный с центральной частью корпуса и предназначенный для установки встроенной видеокамеры. Центральная часть снабжена системной платой, внешними интерфейсными разъемами, аудио разъемами, видео разъемами, разъемами вычислительной сети, несъемным накопителем информации на жестких или твердотельных дисках, слотом для установки съемных накопителей информации на жестких или твердотельных дисках с SATA интерфейсом, слотами для установки дополнительных PCI плат, расположенными под крышкой, жидкокристаллическим дисплеем с закаленным стеклом повышенной прочности с антибликовым покрытием, источником питания. В состав системной платы входят сопряженные соответствующими шинами центральный процессор, оперативная память, видеоконтроллер, аудиоконтроллер, контроллер портов ввода-вывода и контроллер сетевых интерфейсов. Съемная рамка выполнена с отверстием, ответным матрице жидкокристаллического дисплея, раструбом, выходное сечение которого образует с внешней поверхностью съемной рамки плоскость, и снабжена средне-высокочастотными фронтальными динамиками, установленными на оборотной стороне съемной рамки. Задняя съемная стенка выполнена с решеткой, на внутренней поверхности задней стенки размещены средне-низкочастотный динамик и вентилятор. Передняя стенка установлена с возможностью отсоединения и/или поворота относительно съемной рамки и имеет клавиатуру с сенсорным манипулятором на ее внутренней поверхности. При этом съемная рамка выполнена с окном для раструба, дополнительным окном, расположенным соосно встроенному микрофону, и группами дополнительных отверстий, расположенных ответно диффузорам соответствующих фронтальных динамиков. Слот для установки двух съемных накопителей, отверстия для установки планок крепления дополнительных PCI плат и вентиляционные отверстия выполнены на одной из боковых поверхностей центральной части корпуса, на которой укреплен также держатель платы разделителя частот акустического сигнала. Отсек для установки в нем источника питания выполнен на другой боковой поверхности центральной части корпуса. Раструб и объектив встроенной видеокамеры расположены соосно друг другу и установлены под углом к поверхности съемной рамки. Встроенный микрофон установлен в стакане с зазором между торцевой поверхностью встроенного микрофона и внутренней стенкой съемной рамки. Величина зазора определяется зависимостью L=L-(L+Lm), где L - величина зазора, L, L - длина и толщина дна стакана соответственно, Lm - длина встроенного микрофона. Внешние интерфейсные разъемы, аудио разъемы, видео разъемы, разъемы вычислительной сети, жидкокристаллический дисплей, а также несъемный и съемные накопители информации связаны с соответствующими функциональными узлами системной платы. Встроенный микрофон подключен к микрофонному входу соответствующего аудио разъема, клавиатура и встроенная видеокамера - к соответствующим внешним интерфейсным разъемам, плата разделителя частот - к питающему выходу системной платы и к аудиовыходу соответствующего аудио разъема, средне-высокочастотные фронтальные динамики и средне-низкочастотный динамик - к соответствующим выходам платы разделителя частот акустического сигнала. Источник питания соединен с функциональными узлами системной платы и вентилятором.
Решению поставленной задачи способствуют частные признаки полезной модели.
Раструб выполнен многогранным с одинаковыми или различными гранями или конусообразным. Источник питания представляет собой съемные аккумуляторные батареи и/или адаптер для обеспечения питания от сети переменного тока, и/или адаптер для обеспечения питания от сети постоянного тока. Переносная ЭВМ снабжена прокладкой, установленной между съемной рамкой и средне-высокочастотными фронтальными динамиками, выполненной из демпфирующего материала на вспененной или гелевой основе и имеющей отверстия, ответные отверстию съемной рамки, средне-высокочастотным фронтальным динамикам, раструбу и стакану. Стакан выполнен из демпфирующего, неоднородного по структуре материала. Переносная ЭВМ снабжена бандажами, выполненными из неплотной ткани с наполнителями и охватывающими корзины средне-низкочастотного и средне-высокочастотных фронтальных динамиков. Переносная ЭВМ снабжена малогабаритным электрофеном, а также нагревателем жидкокристаллического дисплея.
На фиг.1 представлена структурная схема предложенной переносной ЭВМ, на фиг.2 - вид переносной ЭВМ спереди, на фиг.3 - корпус со снятой передней рамкой, на фиг.4 - раструб с объективом встроенной видеокамеры, на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.4, на фиг.6 - разрез А-А фиг.4, на фиг.7 - встроенный микрофон в стакане, связанном с передней съемной рамкой корпуса, на фиг.8 - задняя съемная стенка с динамиком и вентилятором, на фиг.9 - прокладка для съемной рамки корпуса, на фиг.10 - вид одной из боковых поверхностей корпуса, на фиг.11 - вид на корпус сверху со снятой крышкой, на фиг.12 - дополнительная PCI плата с планкой ее крепления, на фиг.13 - корпус с выдвинутыми аккумуляторными батареями, на фиг.14 - вид динамика с охватывающим его бандажом и на фиг.15 - малогабаритный электрофен.
На чертежах обозначены: крышка 1 корпуса, центральная часть 2 корпуса, системная плата 3, центральный процессор 4, оперативная память 5, видеоконтроллер 6, аудиоконтроллер 7, контроллер 8 портов ввода-вывода, контроллер 9 сетевых интерфейсов, внешние интерфейсные разъемы 10 (USB 2.0, RS-232, IEEE-1394, Mouse PS/2, Keyboard PS/2), аудио разъемы 11 (микрофонный вход, линейный вход, линейный выход, SPDIF-выход), видео разъемы 12 (VGA, S-video, CVBS), разъемы 13 вычислительной сети (10/100 Base Tx, 10/100/1000 Base Tx), несъемный накопитель 14 информации на жестких или твердотельных дисках, источник 15 питания, жидкокристаллический дисплей 16, закаленное стекло 17 повышенной прочности с антибликовым покрытием, слоты 18, 19, съемная рамка 20, отверстие 21, задняя съемная стенка 22, решетка 23, средне-низкочастотный динамик 24, вентилятор 25, передняя стенка 26, клавиатура 27, сенсорный манипулятор 28, встроенный микрофон 29, средне-высокочастотные фронтальные динамики 30, встроенная видеокамера 31, кронштейн 32, акустический демпфер в виде стакана 33, раструб 34 в съемной рамке 20, окно 35 для раструба 34, дополнительное окно 36, группы отверстий 37, слот 38, съемные накопители 39 информации на жестких или твердотельных дисках с SATA интерфейсом, вентиляционные отверстия 40, отверстия 41 для установки планок 42 крепления дополнительных PCI плат 43, держатель 44 платы разделителя частот акустического сигнала, плата 45 разделителя частот акустического сигнала, аккумуляторный отсек 46, аккумуляторные батареи 47, бандажи 48, прокладка 49, отверстия 50-53, разъемные кабельные соединения 54, винты 55, малогабаритный электрофен 56 и нагреватель 57.
1
d
2
1
d
2
Двойной составной металлический корпус с пластиковой облицовкой включает в себя связанные между собой крышку 1, центральную часть 2, съемную рамку 20, заднюю съемную стенку 22 и переднюю стенку 26, встроенный микрофон 29 и акустический демпфер в виде стакана 33, предназначенного для установки встроенного микрофона 29 и связанного открытым торцом с внутренней поверхностью съемной рамки 20, плату 45 разделителя частот акустического сигнала, встроенную видеокамеру 31 и кронштейн 32, связанный с центральной частью корпуса и предназначенный для установки встроенной видеокамеры 31. Центральная часть 2 корпуса снабжена системной платой 3, внешними интерфейсными разъемами 10, аудио разъемами 11, видео разъемами 12, разъемами 13 вычислительной сети, слотом 38 для установки съемных накопителей 39 информации на жестких или твердотельных дисках с SATA интерфейсом, слотами 18, 19 для установки дополнительных PCI плат, расположенными под крышкой 1, жидкокристаллическим дисплеем 16 с закаленным стеклом 17 повышенной прочности с антибликовым покрытием, источником 15 питания. В состав системной платы 3 входят сопряженные соответствующими шинами центральный процессор 4, оперативная память 5, видеоконтроллер 6, аудиоконтроллер 7, контроллер 8 портов ввода-вывода и контроллер 9 сетевых интерфейсов. Съемная рамка 20 выполнена с отверстием 21, ответным матрице жидкокристаллического дисплея 16, раструбом 34, выходное сечение которого образует с внешней поверхностью съемной рамки 20 плоскость, и снабжена средне-высокочастотными фронтальными динамиками 30, установленными на оборотной стороне съемной рамки 20. Задняя съемная стенка 22 выполнена с решеткой 23, на внутренней поверхности задней стенки 22 размещены средне-низкочастотный динамик 24 и вентилятор 25. Передняя стенка 26 установлена с возможностью отсоединения и/или поворота относительно съемной рамки 20 и имеет клавиатуру 27 с сенсорным манипулятором 28 на ее внутренней поверхности. При этом съемная рамка 20 выполнена с окном 35 для раструба 34, дополнительным окном 36, расположенным соосно встроенному микрофону 29, и группами дополнительных отверстий 37, расположенных ответно диффузорам соответствующих фронтальных динамиков 30. Слот 38 для установки двух съемных накопителей 39, отверстия 41 для установки планок крепления дополнительных PCI плат 43 и вентиляционные отверстия 40 выполнены на одной из боковых поверхностей центральной части 2 корпуса, на которой укреплен также держатель 44 платы 45 разделителя частот акустического сигнала. При отсутствии одной или двух PCI плат соответствующие отверстия 41 закрываются заглушками (на чертежах не показано). Отсек 46 для установки в нем источника питания (аккумуляторный отсек) выполнен на другой боковой поверхности центральной части 2 корпуса. Раструб 34 и объектив встроенной видеокамеры 31 расположены соосно друг другу и установлены под углом к поверхности съемной рамки 20. Встроенный микрофон 29 установлен в стакане 33 с зазором между торцевой поверхностью встроенного микрофона 29 и внутренней стенкой съемной рамки 20. Величина зазора определяется зависимостью L=L-(L+Lm), где L - величина зазора, L, L - длина и толщина дна стакана 33 соответственно, Lm - длина встроенного микрофона 29. Внешние интерфейсные разъемы 10, аудио разъемы 11, видео разъемы 12, разъемы 13 вычислительной сети, жидкокристаллический дисплей 16, а также несъемный 14 и съемные накопители 39 информации связаны с соответствующими функциональными узлами системной платы 3. Встроенный микрофон 29 подключен к микрофонному входу соответствующего аудио разъема 11, клавиатура 27 и встроенная видеокамера 31 - к соответствующим внешним интерфейсным разъемам 10, плата 45 разделителя частот - к питающему выходу системной платы 3 и к аудиовыходу соответствующего аудио разъема 11, средне-высокочастотные фронтальные динамики 30 и средне-низкочастотный динамик 24 - к соответствующим выходам платы 45 разделителя частот акустического сигнала. Источник 15 питания соединен с функциональными узлами системной платы 3 и вентилятором 25. В качестве источника 15 питания могут быть применены съемные аккумуляторные батареи 47 и/или адаптер для обеспечения питания от сети переменного тока (например, 50 или 400 Гц), и/или адаптер для обеспечения питания от сети постоянного тока (на чертежах не показаны). Корзина средне-низкочастотного динамика 24 и каждая корзина средне-высокочастотных фронтальных динамиков 30 могут быть охвачены бандажами 48, выполненными из неплотной ткани с наполнителями. Конструкция может быть снабжена прокладкой 49, установленной между съемной рамкой 20 и фронтальными динамиками 30, выполненной из демпфирующего материала на вспененной или гелевой основе и имеющей отверстия 50-53, ответные отверстию съемной рамки 20, средне-высокочастотным фронтальным динамикам 30, раструбу 34 и стакану 33, который может быть выполнен из демпфирующего, неоднородного по структуре материала. При соединении средне-высокочастотных фронтальных динамиков 30 и встроенного микрофона 29 использованы разъемные кабельные соединения 54. Клавиатура 27 является полноразмерной и содержит 108 клавиш. Плата 45 разделителя частот акустического сигнала посредством держателя 44 и винтов 55 крепится к боковой поверхности корпуса. Переносная ЭВМ может быть снабжена малогабаритным электрофеном 56, используемым при подготовке машины к работе после ее нахождения в холодных условиях, а также нагревателем 57 жидкокристаллического дисплея 16.
Переносная ЭВМ функционирует в режиме автоматизированного выполнения требуемых пользователю (человеку-оператору) функций с использованием системных и прикладных программ, обеспечивая качественные видеоизображение и звук. Расширение функциональных возможностей обеспечивается за счет встроенных микрофона 29, видеокамеры 31, средне-низкочастотного динамика 24 и платы 45 разделителя частот акустического сигнала.
Источником формирования динамического видеоизображения может быть встроенная в корпус и установленная на кронштейне 32 видеокамера 31, внешняя USB видеокамера (на чертежах не показана), подключенная к USB разъему системной платы 3, копия экрана компьютера или окно приложения.
Звук (аудиосигнал) поступает от встроенного микрофона 29, внешнего микрофона, подключенного к USB разъему системной платы 3, других источников звука, подключенных к системной плате 3, от работающих приложений.
Аудиопоток воспроизводится через средне-низкочастотный динамик 24, установленный на внутренней поверхности задней съемной стенки 22, через средне-высокочастотные фронтальные динамики 30 компьютера, подключенные к плате 45 разделителя частот акустического сигнала, или через подключенные внешние колонки.
Улучшение качества звука обеспечивается способом установки фронтальных средне-высокочастотных динамиков 30 на оборотной стороне съемной рамки 20, установкой встроенного микрофона 29 в стакане 33, выполнением групп отверстий 37, а также использованием выполненных из неплотной ткани с наполнителями бандажей 48, которыми охвачены корзины средне-низкочастотного и каждого средне-высокочастотного фронтального динамика.
Конструктивное выполнение раструба 34, утопленного в окне съемной рамки 20, позволяет сформировать не только необходимые углы поля зрения видеокамеры, но и повысить надежность электронной вычислительной машины вследствие ее большей защищенности от пыли и проникновения посторонних предметов в область размещения окна для объектива видеокамеры.
В процессе эксплуатации переносной ЭВМ возможна медийная расширяемость за счет использования внешних аудио и видео устройств, а также встраиваемых устройств аудио и видео обработки, выполненных в конструктиве PCI платы. Хранение информации может осуществляться на двух съемных накопителях 39 на жестких или твердотельных дисках отдельно от ЭВМ. Использование одного комплекта аккумуляторных батарей 47 позволяет вести работу в автономном режиме длительностью до 4 часов. В процессе работы возможны смены накопителей 39 на жестких или твердотельных дисках и аккумуляторных батарей 47 без нарушения функционирования переносной ЭВМ.
Использование питающегося от промышленной электросети малогабаритного электрофена 56 при подготовке переносной ЭВМ к работе после ее нахождения в холодных условиях позволяет существенно сократить время до включения машины. Также при необходимости может быть использован нагреватель 57 жидкокристаллического дисплея 16, включение или отключение которого происходит по сигналу с датчика температуры и/или тумблером (на фигурах не показаны). В ЭВМ предусмотрен тумблер (на чертежах не показан) ручного отключения вентилятора 25, использование которого позволяет существенно снизить шумы на микрофонном входе.
Использование адаптеров различных типов позволяет вести работу, используя бортовую сеть автомобиля или бортовую сеть летательного аппарата при нахождении на его борту.
Конструктивное исполнение переносной ЭВМ обеспечивает ее мобильность, защищенность от воздействующих в процессе эксплуатации дестабилизирующих механических и климатических факторов и возможность функционирования в температурном диапазоне (0°С÷60°С). Данная переносная ЭВМ имеет расширенный диапазон функциональных возможностей и высокую эффективность применения, обеспечиваемые встроенными видеокамерой, микрофоном, дополнительным динамиком и способами их установки в конструкции.