摘 要：機箱設(shè)計作為電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，已經(jīng)成為實現(xiàn)設(shè)備技術(shù)指標的重要環(huán)節(jié)。文章介紹了可搬移式機箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且從五個方面闡述了搬移式機箱設(shè)計新技術(shù)及實際應(yīng)用，五個方面分別為：機箱的設(shè)計、電磁兼容設(shè)計、抗振動與抗沖擊設(shè)計、熱設(shè)計及三防技術(shù)，并結(jié)合設(shè)計情況提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：搬移式機箱；結(jié)構(gòu)設(shè)計；電子設(shè)備

引言

機箱作為各種電子設(shè)備不可缺少的一個基礎(chǔ)組成部分，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，機箱的結(jié)構(gòu)形式也在不斷推陳出新，小型化、模塊化、人性化是未來機箱的發(fā)展方向。另外，由于電子設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，其所處的環(huán)境也日趨復(fù)雜（如艦船、機載、地下、海上等），所以又有許多特殊的要求需要機箱的改進創(chuàng)新設(shè)計來滿足。

下面分別從設(shè)備機箱設(shè)計、電磁兼容性設(shè)計、熱設(shè)計、抗沖擊振動設(shè)計、以及三防設(shè)計五方面闡述一種新型可搬移式機箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1 機箱設(shè)計a

電子設(shè)備依靠可搬移式機箱作為移動載體，具有結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕巧，攜帶方便的特點。機箱外形尺寸（寬×高×深）為：220mm×88mm×320mm，重量≤4KG。材料選用鋁合金板6061，經(jīng)數(shù)控加工中心加工而成；結(jié)構(gòu)創(chuàng)新采用了六面拼板式結(jié)構(gòu)，前后面板、左右側(cè)板和上下蓋板兩兩相互搭接，在搭接面加工凹槽，安裝共擠出導(dǎo)電橡膠條，最后通過螺釘固定。右側(cè)配有把手，便于搬移攜帶 （外形圖見圖1）。設(shè)備的前面板主要是指示功能，安裝顯示屏、鍵盤、加載接口、指示燈和開關(guān)；后面板安裝電源及業(yè)務(wù)功能接口。機箱內(nèi)部有2塊功能板和一塊電源板，拆卸前面板即可實現(xiàn)印字板的安裝。采用帶有楔形滑塊的鎖緊機構(gòu)對所有PCB板采用進行緊固，鎖緊機構(gòu)可以提高PCB板的抗沖擊振動性能，對熱阻也可以有效的降低。

設(shè)備的另一個創(chuàng)新結(jié)構(gòu)特點是采用組合式模塊化設(shè)計。在機箱底部留有4個M4的螺紋安裝孔（單機使用時用來安裝腳墊，組合時用來與托盤固定），后面板設(shè)計緊固安裝機構(gòu)。配合專門設(shè)計的托盤、掛耳，可將2臺設(shè)備通過底板與托盤的螺紋連接，后面板與托盤的southco拉動式鎖扣鎖緊，3分鐘內(nèi)便可組成2U標準19英寸機箱（滿足GJB100-1986尺寸及上架安裝要求），實現(xiàn)機柜安裝，也可快速分拆，獨立使用（如圖2所示）。

2 電磁兼容性設(shè)計

（1）具有一定深度的縫隙依據(jù)電磁場理論可以被等效看作波

導(dǎo)，電磁波在機箱內(nèi)部的傳播在一定條件下會被波導(dǎo)衰減，孔縫的深度越深，表面粗糙度越小，衰減越多。所以機箱采用了六面拼板結(jié)構(gòu)，各零件交錯搭接，等效增加了縫隙深度。又通過合理的設(shè)置螺釘間距，減小間隙之間的長度，從而對增強了電磁屏蔽性能。為加強機箱的導(dǎo)電完整性，在各接觸面加裝了中石的11-231-138-0000共擠出導(dǎo)電橡膠條，這樣既阻止了機箱的電磁泄漏，又提高了整機的密封性。

（2）針對可搬移式機箱前面板含有液晶屏和薄膜按鍵，這類孔洞產(chǎn)生的電磁泄漏比較大，所以設(shè)計了屏蔽罩、帶金屬絲網(wǎng)的屏蔽玻璃、導(dǎo)電橡膠等對顯示屏進行單獨屏蔽設(shè)計。薄膜按鍵的出線孔也單獨設(shè)計了波導(dǎo)孔。并且指示燈、開關(guān)和連接器都選擇符合屏蔽要求的軍用連接器。后面板的電連接器均設(shè)計電磁密封襯墊，并且在輸入、輸出信號線處分別安裝鎳鋅磁環(huán)實現(xiàn)濾波設(shè)計；在電源連接器處安裝一個低通濾波器，實現(xiàn)對電源線的濾波處理。線纜均選用帶屏蔽層的屏蔽電纜，并針對屏蔽層單獨進行了接地設(shè)計。

3 抗沖擊振動設(shè)計

隔離技術(shù)、阻尼技術(shù)、去耦技術(shù)、剛性化技術(shù)這四種技術(shù)是抗沖擊振動中經(jīng)常用到的技術(shù)。

為應(yīng)對PCB板的抗沖擊振動，設(shè)計帶有楔形塊的鎖緊機構(gòu)，在PCB板的左右兩次通過鉚釘將鎖緊結(jié)構(gòu)進行連接固定，并在機箱左右側(cè)板加工導(dǎo)向槽，使鎖緊機構(gòu)與之配合。拆卸設(shè)備前面板即可實現(xiàn)全部PCB板的插拔安裝。給鎖緊機構(gòu)螺桿順時針方向施加預(yù)緊力，左右的楔形塊便會沿楔形表面移動，實現(xiàn)在左右方向與導(dǎo)向槽面接觸，直至鎖緊。

機箱的主要零部件選用鋁合金材質(zhì)，螺釘孔采用鋼絲螺套工藝，避免了鋁件易滑絲的問題。鋼絲螺套的材質(zhì)為高強度和高表面質(zhì)量的鋼絲，從而減少與螺釘之間的磨擦和磨損，使因為螺釘磨擦而產(chǎn)生的扭力降低90%，用最小的力矩便可使預(yù)緊力矩和螺釘拉力達到最大，防止螺釘松脫；這樣使用鋼絲螺套大大提高了螺紋孔強度，同時還能節(jié)約材料，減輕重量，減小體積。并且鋼絲螺套選用耐熱、耐腐蝕優(yōu)質(zhì)鋼作為材料，加大程度避免了螺紋聯(lián)接的卡死、銹死、擦傷等不良問題，進一步提升了整機的抗沖擊振動性能。

4 熱設(shè)計

50W是該型號設(shè)備的最大功耗，待機功耗≤5W，在機箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，采用自然散熱方式。并且將PCB板上功率較大的器件盡量靠近殼體內(nèi)壁，通過鎖緊機構(gòu)將電源模塊反壓在殼體底部，通過底板將熱量導(dǎo)出機箱外（見圖4）。并為幾個比較熱的芯片單獨設(shè)計散熱片，芯片與散熱片間涂有導(dǎo)熱硅脂，對于與散熱片間隙較大的芯片，設(shè)計導(dǎo)熱橡膠板，以降低熱阻，提高散熱效率。

5 三防技術(shù)

三防主要是防止鹽霧、潮熱、霉菌三種環(huán)境因素對電子設(shè)備的影響。目前三防措施主要有以下四種方式：結(jié)構(gòu)防護，材料防護，工藝防護，隔離防護。

可搬移式機箱采用六面拼板的結(jié)構(gòu)防護形式，前后面板、左右側(cè)板、蓋板和底板均相互搭接，接縫處采用共擠出橡膠條，并用松不脫螺釘螺接；機箱內(nèi)部噴涂TB06-9鋅黃丙烯酸聚氨酯底漆；前后面板的連接器與面板內(nèi)表面結(jié)合處均設(shè)計了導(dǎo)電橡膠，保證了設(shè)備的密封性，防止了空氣中水汽和粉塵等對內(nèi)部器件的腐蝕性危害，使設(shè)備達到“三防”要求，從而也提升了可搬移式機箱的屏蔽效能。

對于把手、松不脫螺釘和各安裝螺釘均選用不銹鋼022Cr17Ni1

2Mo2（GB/T 20878-2007）材質(zhì)；對機箱的主要零部件殼體、側(cè)板、面板等進行導(dǎo)電氧化處理，并噴涂褐綠色塑粉（GY05 GB/T3181）。在機箱的表面噴涂桔紋紋理的塑粉，可以有效彌補視覺上較暗淡的不足，通過這種非金屬材料肌理，營造了一種明快和柔和之感；為更好的提高PCB板上各器件的使用壽命，對PCB板進行了涂覆三防漆的處理，這也大大加強了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

6 結(jié)束語

綜上所述，從元器件選型、機箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電磁兼容、熱設(shè)計等多個方面闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)在可搬移式機箱中的實際應(yīng)用和創(chuàng)新設(shè)計，這僅僅是從事電子設(shè)備機箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的一點經(jīng)驗，是片面的，初步的。隨著材料科學(xué)研究的不斷深入以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和要求也不斷完善和豐富，科研設(shè)計人員需秉承科學(xué)發(fā)展的精神，不斷推陳出新，用新工藝、新技術(shù)、新方法來提升的機箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，來適應(yīng)電子設(shè)備的發(fā)展需求。

參考文獻

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