背負(fù)式電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探析

陳炳榛

（同方電子科技有限公司，江西 九江 332099）

0 引言

目前市場上存在的電子設(shè)備有一些優(yōu)點(diǎn)，其中最主要的是規(guī)格小、質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、功能較強(qiáng)等。在不同場合使用結(jié)構(gòu)不同的電子設(shè)備，對背負(fù)式電子設(shè)備來說，經(jīng)常應(yīng)用在野外環(huán)境之中，其比手持式的電子設(shè)備大，其功能受環(huán)境的影響較大，環(huán)境的溫度、濕度等都會(huì)影響電子設(shè)備的使用效率。做好密封是保護(hù)背負(fù)式電子設(shè)備的重要手段，密封要做好電子設(shè)備的防水、防霉、防鹽霧等工作。對整個(gè)電子設(shè)備進(jìn)行總體密封，可以保護(hù)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時(shí)不會(huì)損壞電子電路。但現(xiàn)在的背負(fù)式電子設(shè)備不方便維修，成本較高，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很復(fù)雜，這就要求研究人員需要對電子設(shè)備結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新，爭取運(yùn)用較低的成本滿足電子設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能，無論是可拆式電子設(shè)備還是不可拆卸式都需要進(jìn)行功能創(chuàng)新。

1 背負(fù)式電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)

1.1 密封裝置

密封裝置的質(zhì)量與材料有很大的關(guān)系，首先要選好密封材料，隨著科技的進(jìn)步出現(xiàn)了許多高密度分子材料。利用這些材料可以增加密封裝置的可靠性，不僅可以提高生產(chǎn)密封裝置的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的成本，還可以通過高科技手段保障密封的質(zhì)量。對于小型電子設(shè)備來說，密封裝置可以利用橡膠、塑料等固體材料來制作，這些材料的優(yōu)點(diǎn)很多，制作出來的密封裝置防水、隔電、不透氣，經(jīng)過特殊手段的制作出的密封設(shè)備可以耐鹽、耐潮、耐霉、耐酸堿。對背負(fù)式電子設(shè)備的密封設(shè)置的要求也很高，背負(fù)式電子設(shè)備主要應(yīng)用在野外，因此密封裝置要防水、防霧、防霉等，其密封裝置較大，應(yīng)該盡量減小裝置的質(zhì)量，減輕使用者的負(fù)擔(dān)[1-2]。

1.2 總體結(jié)構(gòu)

背負(fù)式電子結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)，整個(gè)外形采用焊接手段進(jìn)行組裝，對框架和其零件進(jìn)行輕量化制造，利于將框架的質(zhì)量減輕，且滿足背負(fù)式電子設(shè)備的使用要求。當(dāng)對此類電子設(shè)備進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)，可以運(yùn)用金屬壓鑄的方法進(jìn)行加工，這種方法擁有很多優(yōu)點(diǎn)，其中最主要的就是成本低、效率高。通過對背負(fù)式電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)了解，將密封裝置做好可以保護(hù)裝置中的電池、機(jī)箱和模板。前面板和后面板在前后保護(hù)機(jī)箱和母板，在前面板上面有使用設(shè)備的孔，其整體是一個(gè)長方體的結(jié)構(gòu)。整體由4個(gè)類似長方形的結(jié)構(gòu)組成，其中機(jī)箱在整個(gè)結(jié)構(gòu)中最重要，為整個(gè)裝置提供空間，電池為裝置提供電能。整體結(jié)構(gòu)類似背包，但有十分規(guī)則的形狀。

1.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由不同的不銹鋼鋁合金盒體共同組成，每一個(gè)盒子分為不同的模塊，擁有不同的功能。每個(gè)模塊之間存在一定量的空隙，方便對不同模塊進(jìn)行檢查，對其中出現(xiàn)問題的模塊可以方便修理。這樣的模塊合金盒體不僅大大減小了機(jī)箱的體積，還可以增加使用的壽命。每個(gè)模塊之間通過數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，模塊與母板之間運(yùn)用一定芯數(shù)的連接器進(jìn)行連接，不同頻率的信號(hào)可以通過連接器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這樣可以增加信息傳遞的速率，保證信息的準(zhǔn)確性[3]。

1.4 面板結(jié)構(gòu)

進(jìn)行面板設(shè)計(jì)時(shí)需要合理規(guī)劃面板結(jié)構(gòu)，既要考慮面板結(jié)構(gòu)的美觀性也要考慮面板的功能。將面板的功能區(qū)域設(shè)計(jì)合理，方便人們的使用。對于面板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以根據(jù)數(shù)學(xué)中的黃金比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者運(yùn)用其他學(xué)科的數(shù)據(jù)比例進(jìn)行劃分。對于功能方面來說，首先要考慮插件等，將運(yùn)用插件的功能區(qū)域放在面板的周邊，將其他的功能進(jìn)行細(xì)化，不浪費(fèi)面板的空間結(jié)構(gòu)。前面板上的緊縮塊，在必要時(shí)可以安裝在應(yīng)用車的載物臺(tái)上。

1.5 外部結(jié)構(gòu)

對于設(shè)備來說，外部結(jié)構(gòu)是面板以外的結(jié)構(gòu)，比如插件、接件等。首先根據(jù)面板的功能劃分，選擇外部件的時(shí)候注意外部件的質(zhì)量、使用壽命、耐磨性、抗腐性等，其次還需要注意外部件的插口質(zhì)量和自鎖功能。面板上有許多插口，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮對插口的保護(hù)，注意插口的防塵、防水、防霧、防電等。對插口進(jìn)行定期的檢查和保護(hù)。

1.6 外殼結(jié)構(gòu)

選擇合適的涂料對電子設(shè)備進(jìn)行噴漆，選擇的噴漆應(yīng)該是無毒、防水、抗腐蝕、耐熱、絕緣、不易掉色、質(zhì)量好、易清潔的，只有這樣的漆料才能滿足電子設(shè)備的使用條件，保證使用過程既可以保證使用的效率也可以增加對電子設(shè)備的保護(hù)。對于面板上的功能區(qū)域，應(yīng)用相應(yīng)的字體進(jìn)行標(biāo)注，字體的選擇要合適，給人美好的觀感，清晰易記。這樣的字體可以使用篆刻或者腐蝕，字體不會(huì)隨時(shí)間而消失，對于顏色較深的面板可以運(yùn)用淺色的燃料進(jìn)行描寫，顏色較淺的面板運(yùn)用深色顏料進(jìn)行描寫，選擇的燃料應(yīng)該安全健康，不易掉色。對于危險(xiǎn)的功能區(qū)域可以選擇顏色較明顯的燃料，起到警示作用[4]。

1.7 安全結(jié)構(gòu)

背負(fù)式電子設(shè)備是在背上進(jìn)行使用，要注意電子設(shè)備的安全性，對于電子設(shè)備的外形來說要優(yōu)化設(shè)備的盒體，對于較鋒利的邊和角，將其圓化保護(hù)人員的使用安全。設(shè)備內(nèi)部應(yīng)該設(shè)置保險(xiǎn)絲等保護(hù)結(jié)構(gòu)，且保護(hù)結(jié)構(gòu)不應(yīng)該設(shè)置在復(fù)雜的區(qū)域，應(yīng)該設(shè)置在容易更換的地方。使用人員在野外使用該電子設(shè)備，所以應(yīng)該重視對設(shè)備的避雷設(shè)計(jì)，將避雷器安裝在避雷天線之中，天線的設(shè)計(jì)不能影響設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)和功能。對于電源連接器應(yīng)該選擇安全的孔，其他的孔根據(jù)插件的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，選擇的孔一定要避免對人員造成傷害。在設(shè)備上進(jìn)行安全提示，將提示放在顯眼的位置，讓使用人員一眼可以看到。

1.8 散熱結(jié)構(gòu)

對于背負(fù)式的電子設(shè)備散熱結(jié)構(gòu)十分重要，盒體中不斷有電流過會(huì)導(dǎo)致模塊發(fā)熱，產(chǎn)生許多熱量，過熱會(huì)損壞電子設(shè)備。因此需要對設(shè)備安裝散熱裝置，可以在設(shè)備的外部安裝散熱葉片，這樣可以節(jié)省設(shè)備的空間結(jié)構(gòu)，增加散熱的面積，提高散熱的效率。對于機(jī)箱內(nèi)貼近機(jī)箱的模塊運(yùn)用外部散熱器即可散熱，對于內(nèi)部沒有貼近機(jī)箱的模塊可以添加內(nèi)部散熱器，對內(nèi)部的零件進(jìn)行散熱，保護(hù)設(shè)備可以正常地使用[5]。

1.9 電磁結(jié)構(gòu)

隨著科技的不斷發(fā)展，電磁設(shè)備十分常見，即使在野外也會(huì)受到電磁的干擾，電磁的干擾不能完成消除，因此需要保證電子設(shè)備的電磁兼容性，在設(shè)計(jì)電子設(shè)備之前先考慮電子設(shè)備的兼容性，在保證設(shè)備的功能和正常使用情況下，運(yùn)用一系列方法減小電磁干擾。對設(shè)備的面板進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)，內(nèi)部模塊分別進(jìn)行兼容設(shè)計(jì)，保證整個(gè)裝置的兼容性。最簡單的方法是創(chuàng)造一個(gè)電磁兼容的環(huán)境，例如使用具有屏蔽功能的元器件、選擇合適的材料等，也可以在設(shè)計(jì)方面進(jìn)行合理的布局等。

對機(jī)箱、模塊、電線、面板燈進(jìn)行屏蔽可以使用多重屏蔽方法，將電子設(shè)備內(nèi)部分為不同板塊，對不同板塊進(jìn)行密封的屏蔽設(shè)計(jì)，在模塊之間加入絕緣物質(zhì)，保證使用電信號(hào)的連續(xù)性，加強(qiáng)屏蔽的效果。對容易受到干擾的電源或者電線，增加電源濾波器或者連接器的濾波器，進(jìn)行合理屏蔽。

1.10 維修結(jié)構(gòu)

電子設(shè)備內(nèi)部是由不同模塊組成，每個(gè)模塊之間存在一定間隙，提高了電子設(shè)備的維修性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題可以對模塊進(jìn)行維修，加快的維護(hù)設(shè)備的效率，大大縮減了維護(hù)的時(shí)間。模塊方便對設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)檢測，對于出現(xiàn)問題的模塊可以及時(shí)調(diào)整。為了避免維護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以對不同模塊進(jìn)行標(biāo)識(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)盡量選擇容易分辨的結(jié)構(gòu)，避免使用時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。相同元器件進(jìn)行不同標(biāo)識(shí)，避免出現(xiàn)使用誤差。相同的模塊進(jìn)行區(qū)分，減少了維修的時(shí)間，避免了使用的盲目性。在設(shè)備上安裝先進(jìn)的檢測裝置，對于出現(xiàn)的問題可以快速確定出現(xiàn)問題的位置和情況，實(shí)現(xiàn)維修的快速性和準(zhǔn)確性。

設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)應(yīng)該將技術(shù)放在第一位，不能依賴后期的維修。同時(shí)設(shè)計(jì)者應(yīng)該有較強(qiáng)的責(zé)任心，對設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮使用性能，將設(shè)備的整體質(zhì)量提高，保證電子設(shè)備的使用性能和質(zhì)量[6]。

1.11 保密結(jié)構(gòu)

背負(fù)式電子設(shè)備一般應(yīng)用在軍人執(zhí)行任務(wù)中，它不僅要有防電磁干擾和避雷的功能，還要擁有保密功能。對于國家機(jī)密信息設(shè)備要有及時(shí)清理功能，如果設(shè)備遺失可以進(jìn)行自燃?xì)难b置，對國家機(jī)密進(jìn)行保護(hù)。設(shè)備本身要有很強(qiáng)的保密裝置，對機(jī)箱內(nèi)的模塊進(jìn)行保密設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)備設(shè)置保密裝置，層層保密裝置保證了信息的安全性，為國家的科技發(fā)展和軍隊(duì)建設(shè)提供了基礎(chǔ)。

2 結(jié)論

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，國家對背負(fù)式電子設(shè)備的設(shè)計(jì)要求也越來越高，研究者對背負(fù)式電子設(shè)備的研究成為近幾年社會(huì)的焦點(diǎn)，因此對背負(fù)式電子設(shè)備的設(shè)計(jì)提出以下的建議：對密封裝置的設(shè)計(jì)，要求密封要有防水、隔電、不透氣、耐鹽、耐潮、耐霉、耐酸堿等特點(diǎn)，保障裝置可以進(jìn)行正常使用。對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊之間存在一定量的空隙，方便對不同模塊進(jìn)行檢查，對其中出現(xiàn)問題的模塊可以方便修理。模塊合金盒體不僅大大減小了機(jī)箱的體積，還可以增加使用的壽命。對面板進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行面板設(shè)計(jì)時(shí)需要合理規(guī)劃面板結(jié)構(gòu)，既要考慮面板結(jié)構(gòu)的美觀性也要考慮面板的功能。對外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是外部件的插孔進(jìn)行定期清理和維護(hù)。對安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要保護(hù)人員的安全也保護(hù)設(shè)備的使用安全。對散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分散熱保證設(shè)備正常使用。對電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)備電磁兼容性。對維修結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低維修的時(shí)間提高維修效率。對保密結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一定要保護(hù)國家信息，促進(jìn)科技和軍隊(duì)的發(fā)展。