背负式电子设备结构设计方法探析

陈炳榛

（同方电子科技有限公司，江西 九江 332099）

0 引言

目前市场上存在的电子设备有一些优点，其中最主要的是规格小、质量好、结构坚固、功能较强等。在不同场合使用结构不同的电子设备，对背负式电子设备来说，经常应用在野外环境之中，其比手持式的电子设备大，其功能受环境的影响较大，环境的温度、湿度等都会影响电子设备的使用效率。做好密封是保护背负式电子设备的重要手段，密封要做好电子设备的防水、防霉、防盐雾等工作。对整个电子设备进行总体密封，可以保护设备内部结构的同时不会损坏电子电路。但现在的背负式电子设备不方便维修，成本较高，密封结构设计很复杂，这就要求研究人员需要对电子设备结构不断进行改革创新，争取运用较低的成本满足电子设备结构和功能，无论是可拆式电子设备还是不可拆卸式都需要进行功能创新。

1 背负式电子设备的结构

1.1 密封装置

密封装置的质量与材料有很大的关系，首先要选好密封材料，随着科技的进步出现了许多高密度分子材料。利用这些材料可以增加密封装置的可靠性，不仅可以提高生产密封装置的生产效率，降低生产的成本，还可以通过高科技手段保障密封的质量。对于小型电子设备来说，密封装置可以利用橡胶、塑料等固体材料来制作，这些材料的优点很多，制作出来的密封装置防水、隔电、不透气，经过特殊手段的制作出的密封设备可以耐盐、耐潮、耐霉、耐酸碱。对背负式电子设备的密封设置的要求也很高，背负式电子设备主要应用在野外，因此密封装置要防水、防雾、防霉等，其密封装置较大，应该尽量减小装置的质量，减轻使用者的负担[1-2]。

1.2 总体结构

背负式电子结构是框架结构，整个外形采用焊接手段进行组装，对框架和其零件进行轻量化制造，利于将框架的质量减轻，且满足背负式电子设备的使用要求。当对此类电子设备进行大批量生产时，可以运用金属压铸的方法进行加工，这种方法拥有很多优点，其中最主要的就是成本低、效率高。通过对背负式电子设备的结构了解，将密封装置做好可以保护装置中的电池、机箱和模板。前面板和后面板在前后保护机箱和母板，在前面板上面有使用设备的孔，其整体是一个长方体的结构。整体由4个类似长方形的结构组成，其中机箱在整个结构中最重要，为整个装置提供空间，电池为装置提供电能。整体结构类似背包，但有十分规则的形状。

1.3 内部结构

内部结构是由不同的不锈钢铝合金盒体共同组成，每一个盒子分为不同的模块，拥有不同的功能。每个模块之间存在一定量的空隙，方便对不同模块进行检查，对其中出现问题的模块可以方便修理。这样的模块合金盒体不仅大大减小了机箱的体积，还可以增加使用的寿命。每个模块之间通过数据线进行连接，模块与母板之间运用一定芯数的连接器进行连接，不同频率的信号可以通过连接器进行数据传送，这样可以增加信息传递的速率，保证信息的准确性[3]。

1.4 面板结构

进行面板设计时需要合理规划面板结构，既要考虑面板结构的美观性也要考虑面板的功能。将面板的功能区域设计合理，方便人们的使用。对于面板的结构设计可以根据数学中的黄金比例进行设计，或者运用其他学科的数据比例进行划分。对于功能方面来说，首先要考虑插件等，将运用插件的功能区域放在面板的周边，将其他的功能进行细化，不浪费面板的空间结构。前面板上的紧缩块，在必要时可以安装在应用车的载物台上。

1.5 外部结构

对于设备来说，外部结构是面板以外的结构，比如插件、接件等。首先根据面板的功能划分，选择外部件的时候注意外部件的质量、使用寿命、耐磨性、抗腐性等，其次还需要注意外部件的插口质量和自锁功能。面板上有许多插口，因此在设计时要考虑对插口的保护，注意插口的防尘、防水、防雾、防电等。对插口进行定期的检查和保护。

1.6 外壳结构

选择合适的涂料对电子设备进行喷漆，选择的喷漆应该是无毒、防水、抗腐蚀、耐热、绝缘、不易掉色、质量好、易清洁的，只有这样的漆料才能满足电子设备的使用条件，保证使用过程既可以保证使用的效率也可以增加对电子设备的保护。对于面板上的功能区域，应用相应的字体进行标注，字体的选择要合适，给人美好的观感，清晰易记。这样的字体可以使用篆刻或者腐蚀，字体不会随时间而消失，对于颜色较深的面板可以运用浅色的燃料进行描写，颜色较浅的面板运用深色颜料进行描写，选择的燃料应该安全健康，不易掉色。对于危险的功能区域可以选择颜色较明显的燃料，起到警示作用[4]。

1.7 安全结构

背负式电子设备是在背上进行使用，要注意电子设备的安全性，对于电子设备的外形来说要优化设备的盒体，对于较锋利的边和角，将其圆化保护人员的使用安全。设备内部应该设置保险丝等保护结构，且保护结构不应该设置在复杂的区域，应该设置在容易更换的地方。使用人员在野外使用该电子设备，所以应该重视对设备的避雷设计，将避雷器安装在避雷天线之中，天线的设计不能影响设备本身的结构和功能。对于电源连接器应该选择安全的孔，其他的孔根据插件的特点进行选择，选择的孔一定要避免对人员造成伤害。在设备上进行安全提示，将提示放在显眼的位置，让使用人员一眼可以看到。

1.8 散热结构

对于背负式的电子设备散热结构十分重要，盒体中不断有电流过会导致模块发热，产生许多热量，过热会损坏电子设备。因此需要对设备安装散热装置，可以在设备的外部安装散热叶片，这样可以节省设备的空间结构，增加散热的面积，提高散热的效率。对于机箱内贴近机箱的模块运用外部散热器即可散热，对于内部没有贴近机箱的模块可以添加内部散热器，对内部的零件进行散热，保护设备可以正常地使用[5]。

1.9 电磁结构

随着科技的不断发展，电磁设备十分常见，即使在野外也会受到电磁的干扰，电磁的干扰不能完成消除，因此需要保证电子设备的电磁兼容性，在设计电子设备之前先考虑电子设备的兼容性，在保证设备的功能和正常使用情况下，运用一系列方法减小电磁干扰。对设备的面板进行电磁兼容设计，内部模块分别进行兼容设计，保证整个装置的兼容性。最简单的方法是创造一个电磁兼容的环境，例如使用具有屏蔽功能的元器件、选择合适的材料等，也可以在设计方面进行合理的布局等。

对机箱、模块、电线、面板灯进行屏蔽可以使用多重屏蔽方法，将电子设备内部分为不同板块，对不同板块进行密封的屏蔽设计，在模块之间加入绝缘物质，保证使用电信号的连续性，加强屏蔽的效果。对容易受到干扰的电源或者电线，增加电源滤波器或者连接器的滤波器，进行合理屏蔽。

1.10 维修结构

电子设备内部是由不同模块组成，每个模块之间存在一定间隙，提高了电子设备的维修性。当设备出现问题可以对模块进行维修，加快的维护设备的效率，大大缩减了维护的时间。模块方便对设备进行单独检测，对于出现问题的模块可以及时调整。为了避免维护结构出现错误，可以对不同模块进行标识，设计结构尽量选择容易分辨的结构，避免使用时出现错误。相同元器件进行不同标识，避免出现使用误差。相同的模块进行区分，减少了维修的时间，避免了使用的盲目性。在设备上安装先进的检测装置，对于出现的问题可以快速确定出现问题的位置和情况，实现维修的快速性和准确性。

设计者在设计电子设备时应该将技术放在第一位，不能依赖后期的维修。同时设计者应该有较强的责任心，对设备设计时要充分考虑使用性能，将设备的整体质量提高，保证电子设备的使用性能和质量[6]。

1.11 保密结构

背负式电子设备一般应用在军人执行任务中，它不仅要有防电磁干扰和避雷的功能，还要拥有保密功能。对于国家机密信息设备要有及时清理功能，如果设备遗失可以进行自燃毁坏装置，对国家机密进行保护。设备本身要有很强的保密装置，对机箱内的模块进行保密设计，整个设备设置保密装置，层层保密装置保证了信息的安全性，为国家的科技发展和军队建设提供了基础。

2 结论

随着现代科技技术越来越发达，国家对背负式电子设备的设计要求也越来越高，研究者对背负式电子设备的研究成为近几年社会的焦点，因此对背负式电子设备的设计提出以下的建议：对密封装置的设计，要求密封要有防水、隔电、不透气、耐盐、耐潮、耐霉、耐酸碱等特点，保障装置可以进行正常使用。对内部结构进行分模块设计，每个模块之间存在一定量的空隙，方便对不同模块进行检查，对其中出现问题的模块可以方便修理。模块合金盒体不仅大大减小了机箱的体积，还可以增加使用的寿命。对面板进行设计，进行面板设计时需要合理规划面板结构，既要考虑面板结构的美观性也要考虑面板的功能。对外部结构设计，尤其是外部件的插孔进行定期清理和维护。对安全结构设计，既要保护人员的安全也保护设备的使用安全。对散热结构设计，充分散热保证设备正常使用。对电磁结构设计，加强设备电磁兼容性。对维修结构设计，降低维修的时间提高维修效率。对保密结构设计，一定要保护国家信息，促进科技和军队的发展。