ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР

Полезная модель относится к области вычислительной техники и предназначена для эксплуатации в неблагоприятных условиях окружающей среды.
Известны планшетные компьютеры разного исполнения RU №№6493, 46386, 2106051, 2239865, 2266573, US №№5953206, 6147863, 6170563, 6211870, 6282082, 6791825, 7031146, 7075781, 7136286.
Известен планшетный компьютер, содержащий корпус с откидной крышкой, где размещены композиционные элементы: жидкокристаллический дисплей, электронные функциональные блоки, клавиатура, интерфейсные модули, разъемы внешних соединений, аккумуляторная батарея, при этом в ней корпус и крышка выполнены из высокотеплопроводного материала, преимущественно из алюминиевых сплавов, снабжена конвективным теплообменником на наружных поверхностях, образованного: на верхней и нижней поверхностях - выступающими прямоугольными ребрами правильных геометрических форм в виде частей концентричных эквидистантных окружностей, локализованных вокруг четырех углов и расположенными между ними вертикальными прямоугольными в сечении ребрами, а на боковых поверхностях - выступающими ребрами той же формы в виде полуокружностей и сопряженными с ними параллельными выступами (RU №54224).
Недостатками компьютера является ограниченность диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, например в подземных коллекторах, а именно: при слабой освещенности, отсутствии вентиляции, повышенной влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного химического состава атмосферы, а также в отсутствии защищенности от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Известен планшетный компьютер, содержащий металлические корпус с откидной крышкой, где размещены композиционные элементы: жидкокристаллический видеомонитор, электронные функциональные системные блоки, разъемы внешних соединений, и размещенная в панели управления клавиатура, причем 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, 2006).
Недостатками компьютера также является ограниченность диапазона применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, а именно: при слабой освещенности, отсутствии эффективной вентиляции, повышенной влажности, воздействии электромагнитных полей и неблагоприятного химического состава атмосферы на открытом воздухе и в производственных помещениях, а также в отсутствии защищенности от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Известен также планшетный компьютер, содержащий корпус и откидную крышку из алюминиевого сплава, размещенные в корпусе композиционные элементы: электронные функциональные системные блоки с процессором, аккумуляторной батареей и жестким или электронным диском, разъемы внешних соединений, радиатор и клавиатуру с клавишами из резины, а в откидной крышке - жидкокристаллический дисплей, причем корпус и крышка выполнены литыми из алюминий - магниевого сплава, а клавиатура снабжена зелеными светодиодами подсветки, установленными внутри клавиш, при этом процессор установлен на радиатор, имеющий механический и тепловой контакт с корпусом, в котором выполнен универсальный отсек для установки сменных устройств. Корпус и крышка снабжены резиновыми угловыми амортизаторами, жесткий или электронный диск находится в герметизированном быстросъемном контейнере, над клавиатурой расположены девять индикаторов и кнопка электропитания, а под клавиатурой - сенсорная панель с правой и левой кнопками, дисплей оснащен ударостойким стеклом с антибликовым покрытием, разъемы внешних соединений размещены слева и сзади корпуса, а справа - герметизированный быстросъемный контейнер жесткого диска и универсальный отсек для установки сменных устройств,
универсальный отсек выполнен с возможностью установки дисковода или дополнительной аккумуляторной батареи (RU №71175, 2007, прототип).
Недостатками данного компьютера является неприспособленность для применения на подвижных объектах, слабая защита от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом.
Технической задачей полезной модели является создание эффективной конструкции промышленного планшетного компьютера и расширение арсенала промышленных планшетных компьютеров.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в расширении компоновочных возможностей на подвижных объектах, повышении надежности, а также в защищенности от несанкционированного доступа и съема конфиденциальной информации бесконтактным способом.
Сущность полезной модели состоит в том, что планшетный компьютер содержит корпус с крышкой, выполненные из алюминий-магниевого сплава, и композиционные элементы: жидкокристаллический дисплей, электронные функциональные системные блоки с процессором, аккумуляторной батареей и жестким или электронным диском в контейнере, а также разъемы внешних соединений, компьютер выполнен электромагнитно экранированным, крышка выполнена в виде поворотной пластины, контейнер жесткого или электронного диска выполнен амортизированным, а жидкокристаллический дисплей расположен на верхней стороне корпуса, снабжен сенсорной панелью и выполнен цветным.
Предпочтительно, по меньшей мере, часть кнопок управления выполнены программируемыми, жесткий или электронный диск размещен в герметизированном и амортизированном быстросъемном контейнере, зафиксированном замком с троссиком и расположенном на верхней боковой стороне корпуса, разъемы внешних соединений размещены на боковых сторонах корпуса, выполнены с возможностью подключения внешней промышленной клавиатуры и снабжены резиновыми заглушками, а разъем питания размещен на правой боковой стороне корпуса, под дисплеем расположены одиннадцать кнопок, шесть из которых выполнены программируемыми, крышка снабжена резиновыми угловыми амортизаторами.
При этом компьютер снабжен ремнем с пряжкой, закрепленным с левой боковой стороне корпуса и кронштейном для установки на опорную поверхность.
На фиг.1 изображен общий вид промышленного планшетного компьютера (ППК), на фиг.2 - общий вид при установке на кронштейн, на фиг.3 - вид на замок контейнера.
На чертежах обозначены: крышка 1 защитная LCD в виде сплошной тонкой поворотной пластины, резиновые ограничители 2, контейнер 3 жесткого или электронного диска, прокладка 4 уплотнительная, верхняя часть 5 корпуса, жидкокристаллический дисплей 6 с сенсорной панелью (не обозначена), резиновая заглушка 7 разъема, металлический байонетный разъем 8 электропитания, кнопка 9 включения/выключения электропитания, разъем 10 (порт для подключения док-станции), кнопки 11 управления (в том числе программируемые), нижняя часть 12 корпуса, ремень 13 для переноски, контейнер 14 аккумуляторной батареи, замок 15 (замок Кенсингтона) контейнера 3 жесткого или электронного диска, троссик 16 замка 15, кронштейн 17 для установки на горизонтальную или иную опорную поверхность. Компьютер выполнен электромагнитно экранированным. Жесткий или электронный диск установлен в съемный контейнер 3 с применением специальных амортизаторов (не изображены). Съемные контейнеры 3, 14 снабжены пылевлагонепроницаемыми уплотнительными резиновыми прокладками 4, а все разъемы изделия снабжены резиновыми заглушками 7 для обеспечения защиты от влаги и пыли. Принятые конструктивные решения по герметизации обеспечивают общую степень защиты IP54 (пылезащищенное, защита от сплошного обрызгивания) по ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)», т.е. существенно повышают надежность ППК. Габаритные размеры 270×197×46 мм, вес не более 1,8 кг.
Корпус (5, 12) изделия выполнен путем литья из алюминий-магниевого сплава (АМ208), что обеспечивает стабильную работу изделия при воздействии электростатических разрядов, наносекундных и микросекундных импульсных помех. Все компоненты данного компьютера, включая ЖК-дисплей 6, объединены в одном модуле - корпусе (5, 12), крышка 1 полностью освобождена от электронных приборов, что обеспечивает мобильность устройства и повышает надежность за счет большей устойчивости к различным внешним воздействиям. Конструкция ППК обеспечивает взаимозаменяемость однотипных составных устройств.
Жесткий (или электронный) диск установлен в съемный контейнер 3 с применением специальных амортизаторов. Благодаря этому пользователь может оперативно заменять модуль 3 своими силами. Вместо жесткого диска возможна
установка электронного диска. Съемный контейнер 3 с жестким диском дает возможность повысить степень информационной защиты. Для обеспечения сохранности жесткого или электронного диска применяется замок 15 Кенсингтона и троссик 16.
2
3
2
3
Изделие оснащено шестью программируемыми кнопками 11 управления. Ввод информации и управление осуществляются главным образом с помощью сенсорной панели и шести функциональных кнопок 11, которые могут быть запрограммированы на вызов необходимых прикладных программ. Возможно подключение внешней промышленной клавиатуры USB (не изображено). Электромагнитное экранирование резко понижает вероятность несанкционированного съема информации бесконтактным методом. Электромагнитное экранирование может обеспечиваться, например, покрытием корпуса 5, 12 и крышки 1 ферритовыми материалами, отличающимися большими магнитными потерями, характеризующимися высокой поглощающей способностью, что позволяет использовать их в виде тонкослойных (до 0,2 мм) покрытий из FеО·FеО или МnО·FеО с эпоксидным связующим. При взаимодействии собственного излучения компьютера и внешнего электромагнитного излучения устройств технической разведки с поглощающим материалом экранирующего покрытия в последнем имеют место поглощение (диэлектрические и магнитные потери), рассеяние (вследствие структурной неоднородности радиопоглощающего материала) и интерференция электромагнитных волн, в результате чего в наружное пространство не попадает никакая информация о работе компьютера. Таким образом, становится практически невозможным несанкционированный съем информации с компьютера.
Промышленный планшетный компьютер (ППК) эксплуатируется следующим образом.
Транспортирование ППК производится в закрытом состоянии, при этом крышка 1 скреплена с верхней частью 5 корпуса.
На месте эксплуатации крышка 1 откидывается. Нажатием соответствующей кнопки 11 электропитание подается от стационарной сети, если она подключена, или от аккумуляторной батареи. После исчерпания последней автономное электропитание и работа компьютера может продолжаться от дополнительной аккумуляторной батареи, если она установлена.
С помощью сенсорной панели, кнопок 11 оператор производит необходимые действия, наблюдая по цветному дисплею 6 за их выполнением.
Компьютер может быть оперативно установлен в транспортное средство с помощью специального кронштейна 17. Фиксация компьютера в кронштейне 17 осуществляется с помощью специального замка (не изображен). Так же оперативно производится демонтаж изделия. Таким образом, изделие уникально тем, что оно одновременно выполняет функции как бортового, так и носимого компьютера.
Конструкция, компоновка, выбор комплектующих, режимов работы и дополнительно применяемое электромагнитное экранирование обеспечивают соответствие компьютера высоким требованиям комплексу стандартов «Совместимость технических средств электромагнитная».
Промышленный планшетный компьютер (ППК) предназначен для эксплуатации в экстремальных условиях и может использоваться:
- в качестве носимого (вес - менее 2 кг) индивидуального средства сбора, обработки и отображения информации
- в качестве универсального компьютера в транспортных средствах (колесный, гусеничный и железнодорожный транспорт, морские и речные суда и пр.)
- в условиях воздействия агрессивных сред (в промышленных цехах, в частности на химических производствах)
- в условиях сильных магнитных и радиочастотных электромагнитных полей (вблизи мощных радиопередатчиков, в электролизных цехах и пр.)
Промышленный планшетный компьютер сохраняет работоспособное состояние при внешних воздействующих факторах (климатических, механических), которые имеют место при эксплуатации на открытом воздухе, на колесных, гусеничных транспортных средствах, на летательных аппаратах, в условиях агрессивных сред и сильных электромагнитных полей.
Для данного изделия возможно применение двух типов аккумуляторных батарей:
- первая (штатная), которая устанавливается в контейнер 14, является заменяемой и обеспечивает автономную работу изделия длительностью от 2 до 3 часов;
- вторая (дополнительная), которая при необходимости монтируется на задней стороне ППК, является заменяемой и при одновременной работе с первой батареей обеспечивает автономную работу изделия длительностью от 4 до 6 часов.
Предусмотрено зарядное устройство, которое позволяет одновременно заряжать две штатной батареи и две дополнительные батареи (не изображено). В случае перебоев внешнего электропитания аккумуляторные батареи работают как встроенный источник бесперебойного питания (UPS).
Теплоотвод от процессора осуществляется на корпус с помощью радиатора. Вентиляторы в изделии отсутствуют.
На корпусе (5, 12) изделия могут быть расположены следующие разъемы (порты) ввода-вывода: RS-232C, USB 2.0, LAN, разъем 10 - Doc-порт, металлический байонетный разъем 8 электропитания, два разъема (слота) PCMCIA типа II. Вместо разъема (слота) PCMCIA возможна установка дополнительного разъема (порта) RS232. Через Doc-порт (разъем 10) может быть подключен расширитель портов (док-станция), на котором имеются следующие порты: четыре USB 2.0, два RS-232C, LAN, Modem, VGA, Mic-in, Audio-out, металлический байонетный разъем электропитания (не изображено). При необходимости дополнительные порты FireWire (IEEE 1394), SCSI, USB, LPT, СОМ, LAN, Modem и многие другие можно получить путем использования специальных переходников с USB, RS232 или контроллеров PCMCIA, установленных в ППК.
При своих малых габаритах и весе ППК работает под управлением стандартных операционных систем (Windows 2000/XP, Linux), а не ограниченной в своих возможностях ОС Windows СЕ, под управлением которой обычно работают изделия такого размера.
Характеристики компьютера подтверждены натурными испытаниями, результаты которых приведены в таблице.
Таблица
Внешний воздействующий фактор
Характеристика воздействующего фактора
Значения внешнего воздействующего фактора
Синусоидальная вибрация
Амплитуда ускорения, м/с<sup>2</sup> (g)
20 (2)
Диапазон частот, Гц
5-500
Механический удар одиночного действия
Пиковое ударное ускорение, м/с<sup>2</sup> (g)
750 (75)
Длительность действия ударного ускорения, мс
2
Атмосферное пониженное давление
Значение при эксплуатации, Па (мм.рт.ст.)
3,33*10<sup>4</sup> (250)
Значение при авиатранспортировании, Па (мм.рт.ст.)
3,33*10<sup>4</sup> (250)
Акустический шум
Диапазон частот, Гц Уровень звукового давления, дБ
50-10000
140 с жестким диском
150 с электронным диском
Повышенная температура среды:
Рабочая, °С
50
Предельная, °С
70
Пониженная температура среды
Рабочая, °С
-20
Предельная, °С
-50
Повышенная влажность воздуха:
Относительная влажность при температуре 35°С, %
100
Солнечное излучение
Плотность потока, Вт/м<sup>2</sup>:
1120
Атмосферные выпадающие осадки (дождь вертикально падающий)
Верхнее значение интенсивности при эксплуатации, мм/мин
3 мм/мин под углом 15° при скорости вращения стола 5 об/мин
Атмосферные конденсированные осадки (иней и роса)
П.5.9 ГОСТ РВ20.57.306-98
при (-20)°С выдержка 2 ч, при (+20)°С влажность 60%, Р=764 мм.рт.ст до росы
Соляной (морской) туман
метод 215-1 ГОСТ РВ20.416-98
+35±2°С, концентрация соляного тумана 5%
Плесневые грибы
по ГОСТ 28206
устойчив
Статическая пыль (песок)
Концентрация, г/м<sup>3</sup>
5
Скорость воздуха, м/с
5
Динамическая пыль (песок)
Концентрация, г/м
5
Скорость воздуха, м/с
15
Агрессивные среды: сернистый газ сероводород аммиак двуокись азота
Концентрация, мг/м<sup>3</sup>
75
20
1000
100
Магнитное поле промышленной частоты
Напряженность испытательного поля, А/м
1000
Электромагнитное поле постоянного тока
Напряженность испытательного поля, А/м
1000
Радиочастотное электромагнитное поле
Полоса частот, МГц
80-1000 МГц
Напряженность испытательного поля, В/м
3
Степень жесткости испытаний
Критерий качества
2
функционирования
А
Кондуктивные помехи по порту питания, наведенные радиочастотными эл. магнитными полями
Диапазон частот, МГц
0,15-80
Напряжение помехи, В
3
Степень жесткости испытаний
2
Критерий качества функционирования
А
Электростатические разряды
Контактные разряды, кВ
2
Воздушные разряды, кВ
2
Критерий качества функционирования
А
Наносекундные импульсные помехи
Цепи электропитания, кВ
0,5
Критерий качества функционирования
А
Микросекундные импульсные помехи большой энергии
Цепи электропитания, кВ
0,5
Критерий качества функционирования
А
Динамические изменения напряжения сети электропитания
Провалы, % Uн,
30
Длительность, мс
200
Прерывания, % Uн
100
Длительность, мс
20
Выбросы, % Uн,
20
Длительность, мс
200
Критерий качества функционирования
А
Промышленный планшетный компьютер защищен от несанкционированного доступа и съема информации бесконтактным способом, сохраняет работоспособное состояние при внешних воздействующих факторах (климатических, механических), которые имеют место при эксплуатации на открытом воздухе, на колесных, гусеничных транспортных средствах, на летательных аппаратах, в условиях агрессивных сред и сильных электромагнитных полей, в том числе, наносекундных импульсных помех. Поскольку все композиционные элементы размещены в корпусе, крышка не требует герметизации.
Таким образом, создана эффективная конструкция промышленного планшетного компьютера и расширен арсенал промышленных планшетных компьютеров.