某车载加固一体机结构设计及应用

安慧珍

(国营大众机械厂第一研究所，山西 太原 030024)

2017-09-13

安慧珍(1977- )，女，山西原平人，高级工程师，从事工作及研究方向：机电。

1674- 4578(2017)05- 0045- 03

某车载加固一体机结构设计及应用

安慧珍

(国营大众机械厂第一研究所，山西 太原 030024)

本文详细介绍车载加固一体机的结构设计的基本内容，充分分析在机箱结构设计、热设计、电磁兼容性设计、防腐设计、隔振设计、密封性检测设计和环境可靠性试验等方面应该注意的问题，以及采取的相应有效措施。

结构设计；热设计 ；电磁兼容设计；环境可靠性试验

加固一体机是指为适应恶劣环境使用要求或特定环境使用安全而设计、制造的计算机;是随着计算机在军事领域的应用而产生和发展起来的。如何对计算机进行加固，成为提高系统的稳定性和安全性的关键因素。

1 机箱结构设计

该加固一体机安放于某平台上，包括显示屏、主机、键盘、减震支撑四部分。显示屏包括丝网玻璃、显示屏、前面板、后壳；主机包括机箱、机笼、CPU板、传感器板、电源、接口板、锁扣、接插件等；键盘部分包括壳体、面板、键盘。将CPU板、传感器板、接口板、母板、电源等安装在机笼中，配置合理的散热器，与器件可靠连接，并装有合适的风扇，同时将机笼安放在主机底板上，达到有效散热；主机上方装有锁扣，接触可靠，操作方便；机箱右侧装USB接口；机箱下部装有减震器，连接可靠，安全性高。结构示意图见图1。

2 热设计

为了控制电子设备的温升，利用热传递、辐射等方式对电子设备的耗热元件及整机或系统采用合适的冷却技术和结构设计，从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。

首先，机箱外部采用风机强制风冷的方式，即在

机箱外部的支架上安装风机，迅速带走机箱壳体表面热量；其次，采用传导散热方式，即将电源、印制板等高热器件安装在底板上，便于有效散热。

图1 组成框图

2.1 楔形锁紧器

此次设计中，采用带有楔形锁紧器的插入式印制电路板，工作时插入到机笼的导轨中，印制板的热量可以通过导轨迅速散发到空气当中，散热效果良好，示意图见图2，图3。

图2 电路板示意图

图3 锁紧器示意图

2.2 机箱散热设计

将机箱侧板加工成肋板形状，尽可能增大散热面积，使热量散到空气中。机箱外部采用风机散热方式，可迅速带走机箱壳体表面热量。

3 电磁兼容性设计

3.1 机箱缝隙的屏蔽

增加机箱缝隙屏蔽效能的途径如下：

1) 增加缝隙深度。在箱体与盖板接触面上铣削加工凹槽，装入导电橡胶条，可以减少缝隙泄漏。

2) 机箱各板的接合面上铣削加工迷宫凹槽，安装导电橡胶条。由原来的部分点接触改为面接触，改善接合处金属之间的电接触效果。

3) 设置合理螺钉间距，减少缝隙泄漏。

3.2 面板孔的屏蔽

该机箱前面板上用于安装指示灯，后面板开有通孔，用于安装开关和电连接器的通孔，这几处安装导电垫圈，减省电磁能量泄漏。侧板上安装两个USB接口，在此区域内需加装小盖板，小盖板上加工凹槽，装入导电胶条，与侧板贴合后，导电胶条产生变形，减少缝隙泄漏。

3.3 机箱的导电氧化处理

机箱材料采用硬质铝合金，经导电氧化处理后具有良好导电性能。

3.4 显示屏的屏蔽

显示屏屏蔽设计中，采用250目的屏蔽丝网玻璃，丝网用导电胶条在凹槽中压紧，最后的丝网毛边用背胶铜皮粘贴于壳体上，增加电接触效果，见图4。

4 防腐设计

1) 印制电路板采用表面喷涂“三防”处理的工艺方法：避免印制电路板在烟雾、潮湿等的情况下遭受损伤，提高其可靠性，并保证其使用寿命。

2) 机箱材料采用硬质铝合金板，经导电氧化处理后具有良好的防护作用。

图4 显示屏的屏蔽示意图

3) 在机箱表面涂有磁漆，具有一定的防护作用。

4) 为防止产生腐蚀现象，加固一体机内所有紧固件均采用不锈钢材料。

5 减震设计

此次设计中，为避免基础振动对加固一体机的影响程度，在机箱与基础之间安装减振器JSZ三维全金属减震器，有较强的环境适应能力，满足系统设计要求。

6 密封性检测设计

为了检测该加固一体机的密封性，设计了密封性检测装置。

采用该检测装置，大大提高被检测设备淋雨试验的通过率。该装置具有强度高、成型快等特点，适于大规模生产，每个部件之间可以很好地配合，稳定性强、体积小，重量轻，操作简单。

该装置工作时，气体从进气口单向流向出气口。充气时，产生控制压力，推动活门挤压弹簧向内变形，使得气体通过阀芯进入腔内，流向被检测设备，装置详见图5。

图5 密封检测装置

检测连接框图见图6，先将检测装置与被测产品接好，再与充气筒连接，充气后，在被测产品的各表面的面板与壳体、紧固件与壳体的接触点上均匀涂抹肥皂水，用气筒向壳体内充气，进行密封性检测，如有表面或紧固件处有明显气泡出现，则需要打开面板，平整密封垫板和密封条，如有破损，需更换，重新装配。

图6 检测连接框图

7 环境可靠性试验

此次设计中，先后通过高低温、湿热、冲击、淋雨等环境试验,试验结果均符合产品的各项技术指标，见表1。

表1 环境试验项目及结论

8 结论

通过各项试验和实践证明，车载加固一体机的结构设计是可行的。

[1] 赵惇殳.电子设备热设计.北京：电子工业出版社,2009.

[2] 王健石.电子设备结构设计标准手册.北京：中国标准出版社,2001.

TheStructuralDesignofaReinforceComputerandItsApplication

An Huizhen

(TheFirstResearchInstitute,State-ownedDazhongMachineryFactory,TaiyuanShAnxi030024,China)

This paper introduces the basic content of The structural design of a reinforce computer, analyses the problems in terms of structure design, thermal design, electromagnetic compatibility design, anticorrosion design, vibration isolation design, seal detection design, and environmental reliability test, and then takes some effective measures.

the structural design; thermal design; electromagnetic compatibility design; environmental reliability test

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