模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)箱機(jī)柜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

倪華

摘 要：將模塊化設(shè)計(jì)的理念運(yùn)用到某車載雷達(dá)機(jī)箱機(jī)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，從而縮短產(chǎn)品研制周期，提高了產(chǎn)品可靠性，也提高了生產(chǎn)效率，降低了研制成本。更好的適應(yīng)新形勢下多品種、小批量、需不斷改型的軍事裝備的研制生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)；機(jī)箱；機(jī)柜；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 概述

模塊化設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)理論和方法，自上世紀(jì)70年代在發(fā)達(dá)國家興起以來，已滲透到設(shè)計(jì)的方方面面，形成了理論分析、設(shè)計(jì)生產(chǎn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范等一套完整體系。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化方法，屬于標(biāo)準(zhǔn)化范疇，是標(biāo)準(zhǔn)化原理在設(shè)計(jì)方而的具體應(yīng)用。模塊化設(shè)計(jì)就是將基準(zhǔn)部件和功能部件（模塊）通過各種形式的組合，或通過增加、減少來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多樣化，是強(qiáng)調(diào)通用性和互換性的一種設(shè)計(jì)方法。

隨著高新技術(shù)在軍用雷達(dá)中的廣泛應(yīng)用，軍用雷達(dá)的功能越來越先進(jìn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，面對未來高科技與高集成技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式已經(jīng)無法適應(yīng)產(chǎn)品多樣化，更新快的發(fā)展趨勢和市場競爭的需求。在這種形勢下，通用化、系列化、模塊化在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用就顯得尤為重要。

2 機(jī)箱機(jī)柜的模塊化設(shè)計(jì)

2.1 模塊化設(shè)計(jì)的必要性

機(jī)箱機(jī)柜作為雷達(dá)的重要組成部分，它的模塊化設(shè)計(jì)對于整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。不同的雷達(dá)有著不同的使用功能和應(yīng)用環(huán)境，對機(jī)箱機(jī)柜的要求也是千差萬別，設(shè)計(jì)出一種能適應(yīng)所有應(yīng)用環(huán)境的產(chǎn)品是不現(xiàn)實(shí)的，但可以設(shè)計(jì)出有側(cè)重點(diǎn)的機(jī)箱機(jī)柜模塊化，針對不同的使用情況，靈活的組合、互換，這樣不僅縮短了研制周期，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，還提高了設(shè)備的可靠性和可維修性。

2.2 機(jī)柜模塊

機(jī)箱機(jī)柜結(jié)構(gòu)的模塊化是通過結(jié)構(gòu)形式模塊化、外形尺寸系列化、結(jié)構(gòu)件的通用化來實(shí)現(xiàn)的。一般說來，機(jī)柜從外形可分為琴式機(jī)柜，立式機(jī)柜和臥式機(jī)柜三種，下面就某車載雷達(dá)立式機(jī)柜為例介紹機(jī)柜的模塊化設(shè)計(jì)。

機(jī)柜是機(jī)箱的載體，機(jī)柜的形式和尺寸由機(jī)箱的形式和尺寸決定。從GJB2825-97—《軍用雷達(dá)機(jī)柜、插箱、插件模塊化要求》中可以看到，機(jī)箱面板寬度尺寸系列為：482.6、540、609.6mm，其中，540mm僅限于艦船雷達(dá)使用。我們優(yōu)先使用的是482.6mm寬的面板，也就是通常說的19″的面板。根據(jù)GJB2825-97機(jī)柜深度的尺寸系列為：500、550、600mm，優(yōu)先采用550、600mm。實(shí)際工作中，考慮到機(jī)箱后面板的接插件要預(yù)留足夠的空間，所以深度600mm較常用。從GJB2825-97中可知，機(jī)柜高度可選1400、1600、1800mm，實(shí)際工作中可根據(jù)所裝機(jī)箱的多少來選擇機(jī)柜的高度，超出的部分可裝假面板，備附件抽屜或通風(fēng)窗。遵循這樣的統(tǒng)一性要求，機(jī)柜基本統(tǒng)一了外形尺寸系列和與機(jī)箱的安裝連接尺寸。

某車載雷達(dá)立式機(jī)柜采用的是無前門列架式結(jié)構(gòu)，由骨架、頂蓋板、兩側(cè)門、后門、導(dǎo)軌、減震器等組成﹙圖1﹚。骨架由立柱、上下圍框、包邊、導(dǎo)軌架等構(gòu)件組成。其構(gòu)件均采用鋼板通過數(shù)控折彎成型，再組合焊接。這種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)柜外形美觀，其強(qiáng)度也滿足車載要求，可以作為一種機(jī)柜模塊使用。機(jī)柜立柱上預(yù)留了一系列的安裝孔，通過這些安裝孔，任何高度的19″機(jī)箱都可以進(jìn)行互換，如圖2所示。導(dǎo)軌架沒有焊接在骨架上，而是通過緊固件與骨架相連接，這種結(jié)構(gòu)形式除了保證了機(jī)箱的互換性，還使機(jī)柜有了延展性，可以在需要時(shí)對機(jī)柜進(jìn)行擴(kuò)容。這樣即使產(chǎn)品需要改型時(shí)也無須一切從頭開始重新設(shè)計(jì)，從而縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)，減少了工模夾具種類，降低了成本。

2.3 機(jī)箱模塊

某車載雷達(dá)機(jī)柜上裝配的是整面板式機(jī)箱，這種機(jī)箱的前面板寬度為19″（482.6mm），高度為nU（U=44.45mm）。機(jī)箱與機(jī)柜間通過三節(jié)導(dǎo)軌連接，最后由前面板上的松不脫螺釘鎖緊。螺釘孔的位置有統(tǒng)一的尺寸要求，這樣可以與機(jī)柜上的系列安裝孔匹配，按需要互換、調(diào)整位置，使裝配更加靈活、機(jī)動。整面板機(jī)箱可分為框架式（圖3）和抽屜式（圖4）兩種。

框架式整面板機(jī)箱是由前面板、左右側(cè)板、后面板、底板、連接板等通用構(gòu)件組成，通過緊固件連接。機(jī)箱底板上安裝所需的電子器件，如果有電磁屏蔽要求的還要另加蓋板，蓋板通常做成穿孔金屬板。框架式整面板機(jī)箱模塊通常作為有一定功能性的分機(jī)的機(jī)箱模塊，如發(fā)射分機(jī)、接收分機(jī)、電源分機(jī)等。

抽屜式整面板機(jī)箱類似于存放抽屜，由前面板和底板（包括后面板、左右側(cè)板）等通用構(gòu)件組成，底板用鋼板折彎而成，通過緊固件連接（圖4）。這種機(jī)箱模塊一般作為備份抽屜使用，通常用于存放一些備附件、文件及工具等。這兩種機(jī)箱有各自不同的功能，可根據(jù)實(shí)際需要分別作為機(jī)箱模塊使用。

3 結(jié)束語

機(jī)箱、機(jī)柜作為雷達(dá)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體，對其內(nèi)部的電子器件起著支撐和保護(hù)作用，對電路功能的實(shí)現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用，在整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位。某車載雷達(dá)機(jī)箱、機(jī)柜由于采用了一系列的模塊化設(shè)計(jì)，不但減少了設(shè)計(jì)和制造中不必要的重復(fù)，大大簡化了設(shè)計(jì)，縮短了新品研制的周期，也使產(chǎn)品之間的互換性和統(tǒng)一性得到了保證，使產(chǎn)品的可靠性得到極大的提高，為整機(jī)調(diào)試、使用和維修等工作帶來了便利。使產(chǎn)品適應(yīng)新形勢下多品種、小批量、需不斷改型的軍事裝備的研制生產(chǎn)的要求，從而提高了企業(yè)的市場競爭力。

[參考文獻(xiàn)]

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