CN103179829B - 一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱，它包括外框、内胆、前面板、后面板、接地柱、把手和走线槽；该外框是由上下左右四块金属面板合围焊接而成的整体结构，内胆设在外框的内侧，与外框连为一体；前面板上设有电气接头孔位、信号指示灯孔位和电源开关孔位；后面板与外框的后端面螺接，后面板的外侧面上设有接地柱；外框前端面的左右两侧分别设有把手；内胆与外框之间设有走线槽；其特征在于：所述的前面板与机框前端面之间设有应急机动组件，该应急机动组件由阻尼转轴和自锁装置组成；本发明具有显著的应急机动性能，且结构简单可靠，适用于各种车载通信设备。

Description

一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱

技术领域

本发明属于通信设备技术领域，特别是涉及一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱。

背景技术

应用散热、抗振动冲击、电磁兼容等关键技术进行设计的加固型通信设备机箱，特别是车载加固型通信设备机箱，因其具有散热、抗振动和防电磁干扰的优点，大大提高了车载通信设备使用的可靠性，同时降低了车载通信设备的故障率，延长了车载通信设备的使用寿命，使其在抢险救灾、安防、国防、交通、水利、医疗等领域的通信设备中得到了广泛应用。

车载加固型通信设备机箱通常在应急环境条件下使用，因此普遍采用在机箱前面板上实施插卡、维护等操作，前面板的打开或关闭的操作是否方便快捷，对通信设备的应急使用和维护至关重要。目前采用机箱前面板操作的方式主要有以下两种情况：

一种是将插卡式面板作为机箱外部面板，操作时将通信设备的功能插卡沿槽位导轨插入通信设备机箱后，再将插卡的面板用螺丝与锁钩将插卡及面板固定在机箱上，不插卡的槽位用螺丝直接将装饰面板固定在机箱上，插卡式面板最大缺点是每块面板之间存在空隙，虽然有利于散热，但很难满足车载通信设备在应急环境条件下使用的要求。

另一种是将封闭式面板覆盖机箱整个端面，克服了插卡式面板存在的不足，能够满足车载通信设备使用的要求，但还存在以下不足：一是因加固机箱的面板与箱体端面采用了螺接方法，给通信设备的安装、应急使用和应急维护带来了极大的不便，且大大延长了操作时间。二是即使采用开门式面板，其打开与锁闭方式均存在操作过程繁琐、安全性不高的问题，无法满足应急环境条件下使用的要求。

董志立等所著的《加固机箱的结构设计》一书中提出了机箱面板的“紧定装置”，以增加防松功能，该方法虽然能够增强车载加固型通信设备机箱的抗震性能，但是打开机箱过程很繁琐，所用操作时间长，达不到在应急环境条件下使用的要求。

中国专利申请200920173273.0提出了“一种车载加固机箱”，该方案的面板为典型的插卡式面板，以达到机箱减震的效果，但没有对设备在应急环境条件下使用提出新的技术方案。

中国专利申请201120368755.9提出了“一种抗震机箱”，该方案着重对增强机箱的抗震性采取了措施，没有解决在应急环境条件下使用的问题。

中国专利申请201210169938.7提出了机箱的“锁扣机构”，每个锁扣机构包括多个锁扣，通过操作锁扣使机箱打开或闭合。该锁扣机构在开关机箱时，需要逐个打开多个锁扣，延长了打开机箱时间，不利于通信设备在应急环境条件下使用。

中国专利申请201210169938.7提出了“车载加固机箱”，该方案只是针对车载机箱的加固采取了有效措施，没有解决在应急环境条件下使用的问题。

如何提高车载加固型通信设备机箱的应急机动性能已成为该领域亟待解决的重点难题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱，本发明具有显著的应急机动性能，且结构简单可靠，适用于各种车载通信设备。

根据本发明提出的一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱，它包括外框、内胆、前面板、后面板、接地柱、把手和走线槽；该外框是由上下左右四块金属面板合围焊接而成的整体结构，内胆设在外框的内侧，与外框连为一体；前面板上设有N个电气接头孔位、N个信号指示灯孔位和1个电源开关孔位；后面板与外框的后端面螺接，后面板的外侧面上设有接地柱；外框前端面的左右两侧分别设有把手；内胆与外框之间设有走线槽；其特征在于：所述的前面板与机框前端面之间设有应急机动组件，该应急机动组件由阻尼转轴和自锁装置组成；在外框的左金属面板、右金属面板、上金属面板的外侧面上分别设有散热筋；前面板由前金属挡板与内侧的PCB板螺接；后面板包括内侧PCB背板、外侧PCB背板和后金属挡板，内侧PCB背板采用双列直插IDC接插件与外侧PCB背板连接，外侧PCB背板与后金属挡板螺接，内侧PCB背板上设有连接插卡的插座，外侧PCB背板上设有信号输入和输出的航空插座。

本发明的工作原理：一是本发明在外框前端面的左右两侧的把手下端内侧设有与前面板连接的阻尼转轴(图4所示)，当前面板(图2所示)打开或关闭时，由于阻尼转轴的扭力作用，使前面板可以任意角度开合，阻尼转轴的扭力应满足以下公式1和公式2：

公式1：N＝F×(L/2)，其中：N表示阻尼转轴在本发明处于静态状态下所需的最小扭力，单位为KgF·cm，F为面板的重量，单位为Kg，L为与扭力方向一致的面板长度，单位为cm。

公式2：N’＞N×(1+30％)，其中：N’表示阻尼转轴在本发明处于运动状态下所需的扭力值范围。

二是在本发明的自锁装置(图6所示)包括自锁栓、自锁座和锁匙，该自锁栓设在外部机箱的前面板上部，自锁座设在外部机箱的内胆上部，自锁栓与自锁座相向设置，锁匙与自锁座边缘贴合，该自锁装置设在外框前端面与前面板之间，使本发明的前面板能够即时迅速打开或关闭。

本发明与现有技术相比其显著优点在于：一是安装、使用和维护方便，应急操作效果显著。本发明在现有车载加固型通信设备机箱的基础上，通过在机箱的相应位置设置由阻尼转轴和自锁装置组成的应急机动组件，使车载加固型通信设备机箱的前面板能够在0°至90°范围内任意角度开合，且能在几秒钟内完成打开或关闭的操作过程，操作时不需要任何专用工具。二是抗震、抗振荡效果显著。本发明在方便移动与使用的基础上，机箱外框根据实际需要加厚，机箱采用全封闭设计，前面板与箱体之间采用阻尼转轴与自锁装置连接，前后面板上的信号连线插座采用防松动、防脱落的航空接插件。三是防水、抗氧化、抗电磁干扰效果明显。机箱结构采用全封闭的电磁屏蔽性能好的金属材料制作，机箱外壳进行防氧化和涂氨基烘漆处理，所有受力件如自锁装置套件、把手和坚固螺钉均采用不锈钢材料，或进行防氧化处理。本发明特别适用于抢险救灾、安防、国防、交通、水利、医疗、科学探险等领域的专用应急通信设备。

附图说明

图1是本发明的车载通信设备机箱结构的前俯视示意图。

图2是本发明的车载通信设备机箱结构的后俯视示意图。

图3是本发明的车载通信设备机箱结构的外框示意图。

图4是本发明的车载通信设备机箱结构的前视内腔示意图。

图5是本发明的车载通信设备机箱结构的前面板示意图。

图6是本发明的车载通信设备机箱结构的后面板内侧PCB背板示意图。

图7是本发明的车载通信设备机箱结构的后面板外侧PCB背板示意图。

图8是本发明的车载通信设备机箱结构的后面板金属挡板示意图。

图9是本发明的车载通信设备机箱结构的上部空隔层示意图。

图10是本发明的车载通信设备机箱结构的阻尼转轴示意图。

图11是本发明的车载通信设备机箱结构的自锁装置的自锁栓结构示意图。

图12是本发明的车载通信设备机箱结构的自锁装置的自锁座和锁匙结构示意图。

图13是本发明的车载通信设备机箱结构的自锁原理结构示意图。

图14是本发明的车载通信设备机箱结构的解锁原理结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

结合图1～图8，本发明提出的一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱，它包括外框(1)、内胆(2)、前面板(3)、后面板(4)、接地柱(5)、把手(6)、走线槽(7)和应急机动组件；所述的应急机动组件设置在前面板(3)与外框(1)前端面之间，该应急机动组件由阻尼转轴(8)和自锁装置组成；外框(1)是由上下左右四块金属面板合围焊接而成的整体结构，内胆(2)设在外框(1)的内侧，与外框(1)连为一体；前面板(3)上设有N个电气接头孔位(9)、N个信号指示灯孔位(10)和1个电源开关孔位(11)，其中电气接头孔位(9)一般以5-20个为佳，信号指示灯孔位(10)以20-100个为佳；后面板(4)与外框(1)的后端面螺接，后面板(4)的外侧面上设有接地柱(5)；外框(1)前端面的左右两侧分别设有把手(6)；内胆(2)与外框(1)之间设有走线槽(7)；在外框(1)的左金属面板(12)、右金属面板(13)、上金属面板(14)的外侧面上分别设有散热筋(15)；前面板(3)由前金属挡板(16)与内侧的PCB板(17)螺接；后面板(4)包括内侧PCB背板(18)、外侧PCB背板(19)和后金属挡板(20)，内侧PCB背板(18)采用双列直插IDC接插件(21)与外侧PCB背板(19)连接，外侧PCB背板(19)与后金属挡板(20)螺接，内侧PCB背板(18)上设有连接插卡的插座(22)，外侧PCB背板(19)上设有信号输入和输出的航空插座(23)。

结合图9，本发明进一步的优选方案是：在外框(1)前端面的左右两侧的把手(6)下端内侧设有与前面板(3)连接的阻尼转轴(8)；自锁装置包括自锁栓、自锁座和锁匙，该自锁栓设在前面板(3)上部，自锁座设在内胆(2)上部，自锁栓与自锁座相向设置，锁匙与自锁座边缘贴合。在内胆(2)上壁与外框(1)之间均匀设置散热空隔层(24)，内胆(2)的上下两侧对称设置N个插卡槽(25)，内胆(2)的左右两侧对称设置散热块(26)；散热块(26)的材质为导热性良好的金属材料，以铝合金、铜合金和不锈钢为佳。

结合图10，本发明的阻尼转轴(8)的参数要求与具体实施方案如下：

本发明所述的阻尼转轴(8)的最小扭力N应满足前面板(3)在设备静态时能任意角度打开，前面板(3)的重量、尺寸与扭力的关系应满足公式1：N＝F×(L/2)，其中N表示阻尼转轴(8)的扭力，单位为KgF·cm，F为面板的重量，单位为Kg，L为与扭力方向一致的面板长度，单位为cm。因本发明为车载通信设备配套使用，所以本发明应满足在运动状况下前面板(3)能够在0°至90°范围内任意角度开合的要求，在选用的阻尼转轴(8)时，其扭力N’的最小值应远大于设备静态时计算所得最小值N，本发明经试验，N’与N的关系应满足公式2：N’＞N×(1+30％)。本发明所述的阻尼转轴(8)的优选方案为：寿命测试5000次扭力衰减小于20％，盐雾测试通过8H。阻尼转轴(8)的进一步优选方案为：该阻尼转轴(8)整体为非圆柱体的一字形阻尼转轴，安装时只需将阻尼转轴的固定侧(27)固定于本发明所述的把手(9)内，转扭侧(28)置于前面板(3)侧面的相应位置内即可，该阻尼转轴(8)结构简单实用，安装方便。

本发明所述的自锁装置的具体结构与操作方式如下：

结合图11和图12，本发明的自锁装置包括自锁栓、自锁座和锁匙，该自锁栓设在前面板(3)上部，自锁座设在内胆(2)上部，自锁栓与自锁座相向设置，锁匙与自锁座边缘贴合，使本发明的前面板能迅速打开与关闭。其中：自锁栓包括未穿孔卡槽(29)、解锁孔(30)和锁柱(31)，在前面板(3)内侧上部设有未穿孔卡槽(29)，未穿孔卡槽(29)的一侧设有解锁孔(30)，未穿孔卡槽(29)内均匀嵌入2～8个锁柱(31)，该锁柱(31)最佳数量为4～8个；自锁座包括锁齿(32)、锁簧(33)和梯形卡勾(34)，锁齿(32)设在机箱内胆(2)上部，锁齿(32)的一侧呈缺角矩形(35)，锁齿(32)上设置有锁簧(33)和梯形卡勾(34)，梯形卡勾(34)与锁柱(31)相向设置，该梯形卡勾(34)数量与锁柱(31)数量一致；锁匙包括匙芯(36)、手动复位柄(37)和自锁导轨(38)，匙芯(36)的一侧呈缺角矩形(39)并与锁齿(32)的缺角矩形(35)反向贴合，匙芯(36)的下侧设有手动复位柄(37)，手动复位柄(37)嵌入自锁导轨(38)。

结合图13，本发明的自锁装置的操作过程为：先由操作人员沿着自锁导轨(38)向外移动手动复位柄(37)，手动复位柄(37)连同匙芯(36)移动，使锁匙处于复位状态，再将自锁栓与自锁座接触闭合，锁柱(31)接触锁齿(32)上梯形卡勾(34)的左侧梯形部分，随着锁柱(31)的推进，梯形卡勾(34)联同锁齿(32)被动向右移动，迫使锁簧(33)发生压缩弹性形变，到达梯形卡勾(34)的卡口处锁簧(33)发生最大压缩弹性形变，继续推进锁柱(31)进入梯形卡勾(34)的卡口，锁簧(33)压缩弹性形变恢复力带动锁齿(32)向左移动，进而使梯形卡勾(34)牢固卡住锁柱(31)，即完成自锁过程。结合图14，本发明的解锁操作过程如下：由操作人员用解锁工具插入解锁孔(30)与锁匙上的匙芯(36)接触，在锁定状态下匙芯(36)右侧的缺角矩形(39)与锁齿(32)左侧的缺角矩形(35)逆向贴合，使插入的解锁工具推动匙芯(36)向前移动，保证锁齿(32)与匙芯(36)紧密贴合，使锁齿(32)逐渐向右移动，从而促使锁齿(32)上的梯形卡勾(34)从锁柱(31)上松开，越过锁齿(32)左侧的缺角矩形(35)的缺角部分，匙芯(36)右侧的平面部分与锁齿(32)左侧的平面部分贴合，锁柱(31)完全从梯形卡勾(34)上脱离，匙芯(36)抵住锁齿(32)，即完成解锁过程。

本发明还采用了比现有技术更进一步加固措施，以凸显应急机动功能，主要措施如下：

机箱保持一致性设计：机箱外框(1)由四块导热性能与抗电磁干扰性能良好的金属板焊接而成，焊接时采用工装定位，保证机箱在批量生产时的一致性指标符合要求。

散热设计：在外框(1)的外表面设置散热筋，在内胆左右两侧的内侧设置金属散热块(26)，金属散热块(26)的表面高度使其紧贴设备电源板的电源模块。在机箱外框(1)上面板与内胆(2)之间设置空隔层(24)，以使上升的热量自然均匀地从顶部挥发。

抗震、抗振荡设计：在方便通信设备移动与使用的基础上，机箱外框(1)根据实际需要加厚，机箱采用全封闭设计，在前后面板与箱体之间增加隔振的胶质导电密封条，后面板(4)与箱体外框(1)之间采用螺接，前面板(3)与箱体机箱之间采用阻尼转轴(8)与自锁装置连接。前后面板上的信号连线插座采用防松动、防脱落的航空接插件(24)。

防水、抗氧化、抗电磁干扰设计：机箱整体结构采用全封闭的电磁屏蔽效能良好的金属材料设计制作，机箱外框(1)进行防氧化处理，然后涂氨基烘漆，所有受力件如自锁装置套件、把手和坚固螺钉均采用不锈钢材料，或进行防氧化处理。

在机箱的后面板上设置接地柱(5)，使通信设备能可靠接地，增加运行可靠性、安全性。

在机箱前端面两侧设置把手(6)和安装挂耳(40)，便于通信设备的移动与安装，使通信设备能够方便地安装在标准规格的机柜内。

在机箱的后端面边沿的4个折角处设置4个脚墩(41)，以便从前端面握住把手移动过程中不会损坏后面板的接插件。

机箱外表面的所有文字标注均采用刻字，使字迹不会因摩擦、腐蚀等外力影响而脱落。

本发明经反复试验验证，取得了满意的应用效果。

Claims (6)

1.一种适用于应急环境条件的车载通信设备机箱，它包括外框、内胆、前面板、后面板、接地柱、把手和走线槽；该外框是由上下左右四块金属面板合围焊接而成的整体结构，内胆设在外框的内侧，与外框连为一体；前面板上设有N个电气接头孔位、N个信号指示灯孔位和1个电源开关孔位；后面板与外框的后端面螺接，后面板的外侧面上设有接地柱；外框前端面的左右两侧分别设有把手；内胆与外框之间设有走线槽；其特征在于：所述的前面板与机框前端面之间设有应急机动组件，该应急机动组件由阻尼转轴和自锁装置组成；在外框的左金属面板、右金属面板、上金属面板的外侧面上分别设有散热筋；前面板由前金属挡板与内侧的PCB板螺接；后面板包括内侧PCB背板、外侧PCB背板和后金属挡板，内侧PCB背板采用双列直插IDC接插件与外侧PCB背板连接，外侧PCB背板与后金属挡板螺接，内侧PCB背板上设有连接插卡的插座，外侧PCB背板上设有信号输入和输出的航空插座；其中：

所述阻尼转轴的扭力应满足以下公式1和公式2：

公式1：N＝F×(L/2)，其中：N表示阻尼转轴在本发明处于静态状态下所需的最小扭力，单位为KgF·cm，F为面板的重量，单位为Kg，L为与扭力方向一致的面板长度，单位为cm；

公式2：N’＞N×(1+30％)，其中：N’表示阻尼转轴在本发明处于运动状态下所需的扭力值范围；

所述自锁装置包括自锁栓、自锁座和锁匙，该自锁栓设在外部机箱的前面板上部，自锁座设在外部机箱的内胆上部，自锁栓与自锁座相向设置，锁匙与自锁座边缘贴合。

2.根据权利要求1所述的车载通信设备机箱，其特征在于在外框前端面的左右两侧的把手下端内侧设有与前面板连接的阻尼转轴。

3.根据权利要求1或2所述的车载通信设备机箱，其特征在于自锁装置包括自锁栓、自锁座和锁匙，其中：自锁栓设在前面板上部，自锁座设在内胆上部，自锁栓与自锁座相向设置，锁匙与自锁座边缘贴合。

4.根据权利要求1所述的车载通信设备机箱，其特征在于内胆上壁与外框之间均匀设置散热空隔层，内胆的上下两侧对称设置N个插卡槽，内胆的左右两侧对称设置散热块。

5.根据权利要求4所述的车载通信设备机箱，其特征在于散热块的材质为导热性良好的金属材料。

6.根据权利要求1或5所述的车载通信设备机箱，其特征在于散热块的材质为铝合金、铜合金或不锈钢。