并行融合設(shè)計(jì)在車載LED廣告屏上的應(yīng)用

薛繼承

摘 要：隨著信息傳輸?shù)姆绞饺諠u豐富，人們對(duì)及時(shí)獲取和發(fā)布信息的愿望也日益強(qiáng)烈?；贚ED屏的車載廣告發(fā)布系統(tǒng)與傳統(tǒng)廣告發(fā)布媒體相比，具有信息傳播范圍廣、成功傳輸率高、發(fā)布方式靈活等特點(diǎn)，極大程度上滿足了人們發(fā)布和獲取各種信息的需要。該文介紹某車載LED廣告的設(shè)計(jì)需求及設(shè)備組成，將并行融合設(shè)計(jì)理念運(yùn)用在總體設(shè)計(jì)中，并圍繞外觀造型設(shè)計(jì)、防水密封、熱設(shè)計(jì)、走線設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行具體闡述。通過階段性的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)外形美觀，設(shè)備布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，在試驗(yàn)中各電子設(shè)備工作正常。滿足了電子設(shè)備在車載工況下的使用要求。

關(guān)鍵詞：外觀造型 防水密封 熱設(shè)計(jì) 走線設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TN873 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0231-02

近年來，信息技術(shù)的迅速發(fā)展悄然地改變著城市的面貌和人民的生活水平。隨著信息傳輸?shù)姆绞饺諠u豐富，人們對(duì)及時(shí)獲取和發(fā)布信息的愿望也日益強(qiáng)烈。基于LED屏的車載廣告發(fā)布系統(tǒng)與傳統(tǒng)廣告發(fā)布媒體相比，具有信息傳播范圍廣、成功傳輸率高、發(fā)布方式靈活等特點(diǎn)，極大程度上滿足了人們發(fā)布和獲取各種信息的需要。不僅給城市架起了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信息橋梁，更為出租車公司、廣告公司以及其它經(jīng)濟(jì)實(shí)體帶來了切實(shí)可見的經(jīng)濟(jì)利益。本文將從外觀造型設(shè)計(jì)、防水密封、熱設(shè)計(jì)、走線設(shè)計(jì)等方面介紹并行融合設(shè)計(jì)理念在某車載LED廣告屏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1 功能和設(shè)備組成

該系統(tǒng)是一個(gè)放置在出租車等營(yíng)運(yùn)車輛頂上的三面LED點(diǎn)陣顯示屏，主要用于向道路兩邊的過往行人傳遞信息。如廣告播放、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)指示等。系統(tǒng)主要由電源模塊、監(jiān)控板、GPS模塊、LED屏模塊以及顯示屏殼體組成。各模塊主要參數(shù)如表1所示。

2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由電源模塊、監(jiān)控板、GPS模塊、LED屏模塊以及顯示屏殼體組成?？傮w結(jié)構(gòu)采取骨架加蒙皮的結(jié)構(gòu)形式，外觀為倒T型，對(duì)于重量較大的LED模組的承力件采用高強(qiáng)度鋁板進(jìn)行數(shù)控加工形成支架，保證各模組的安裝精度與安裝后的平面度要求。將其余電源、監(jiān)控板等模塊安裝在底板上。系統(tǒng)通過異型件與車輛的車載行李架相連，進(jìn)行固定和傳力。與結(jié)構(gòu)組成示意圖與車輛連接示意圖如圖1、圖2所示。由表1可以看出LED模組數(shù)量較多，熱耗近600 W，狹小空間內(nèi)模塊的通風(fēng)散熱問題也是重點(diǎn)考慮的問題。另外，車載廣告屏與車體之間的連接、傳力、自身剛強(qiáng)度等適裝性問題。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 工業(yè)造型設(shè)計(jì)

車載LED廣告屏作為城市中的移動(dòng)廣告媒體，是一道亮麗的城市風(fēng)景線。其整機(jī)構(gòu)型需考慮與載車平臺(tái)的流線型造型相呼應(yīng)以及整體的視覺平衡感。同時(shí)要考慮車輛行進(jìn)中在滿足空氣動(dòng)力學(xué)的前提下的風(fēng)阻問題以及內(nèi)部電子設(shè)備的隔振緩沖問題。造型采取倒T字型設(shè)計(jì)，輪廓線條成多角度，整體類似于流線形態(tài)，可減小出租車行駛過程中的風(fēng)阻；后端電子屏均呈10度傾斜，符合人機(jī)學(xué)中成年人最佳視覺角度要求，并且避免了視覺誤差；底部鏤空，三角固定，形態(tài)更加穩(wěn)定與輕盈，同時(shí)可滿足不同載車的快速安裝。整機(jī)造型三視圖如圖3所示。

3.2 熱設(shè)計(jì)

LED屏模組中每個(gè)LED發(fā)熱量為30 W，模型中共有22個(gè)LED，總發(fā)熱量為660 W。簡(jiǎn)化后的模型如圖4所示，底面進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)扇位置如圖5所示。

風(fēng)扇型號(hào)選取為4114NH3，最大風(fēng)量為310 m3/h，此風(fēng)扇尺寸與特性如圖6所示。

計(jì)算條件與結(jié)果分析如下。

環(huán)境溫度為40 ℃的條件下，LED屏模組溫度分布如圖7所示，LED最高溫度為 75.4 ℃，滿足指標(biāo)要求。此時(shí)廣告屏中流場(chǎng)分布如圖5所示，可見進(jìn)風(fēng)口空氣速度大約為12 m/s，風(fēng)扇出口速度約為7 m/s。

3.3 防水密封及走線設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的外圍殼體是重要的防護(hù)組成部分?？梢员ＷC系統(tǒng)在戶外正常工作時(shí)內(nèi)部電子設(shè)備的各項(xiàng)電性能指標(biāo)。同時(shí)還要求機(jī)械連接可靠、裝備拆卸方便。殼體主要采用多塊制作，整體拼裝的結(jié)構(gòu)形式。各殼體采用ABS材料數(shù)控加工成型，各殼體連接處采用典型階梯型密封結(jié)構(gòu)，接縫處與安裝面之間通過等間距的橡膠密封墊連接，并在橡膠密封墊正、反面涂密封膠。由于底部開設(shè)有通氣孔，可以使得氣流處于紊流狀態(tài)，從而提高干燥空氣的效果。另外在底板尾部最低處留有排水孔，防止車輛進(jìn)行過程中的積水及時(shí)排出。

系統(tǒng)內(nèi)部線纜主要是內(nèi)部LED模組之間的互聯(lián)，由于內(nèi)部空間狹小，除一般的布線要求外，主要注重以下幾點(diǎn)。

（1）線束要有依托，要相對(duì)固定，避免車輛行駛中急停、加速、振動(dòng)、顛簸時(shí)線束受力、插頭受力，影響模塊的電氣性能。

（2）LED模組的控制線、信號(hào)線、電源線盡可能分開、減少線束之間的相互干擾，滿足電磁兼容設(shè)計(jì)方面的要求。

（3）按照同向求存的原則，布線途徑盡可能短，減少導(dǎo)線損耗。走線時(shí)應(yīng)避開金屬銳邊，棱角以防止導(dǎo)線絕緣層破壞。

4 結(jié)語

該系統(tǒng)研制一年多來已開展多次外場(chǎng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。通過階段性的試驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)外形美觀，設(shè)備布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，在試驗(yàn)中各電子設(shè)備工作正常。通過采用并行融合設(shè)計(jì)理念圍繞外觀造型設(shè)計(jì)、防水密封、熱設(shè)計(jì)、走線設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)手段滿足了車載工況條件下的LED模組及電源等設(shè)備的工作要求。

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