CN107864587A - 一种新型复合式电子机箱及设计和装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型复合式电子机箱及设计和装配方法，将毫米波雷达舱内电子机箱在总体结构上，分为电子机箱框架装配和电子机箱内部与外部装配。该方法将左侧板、1#导轨架、3#导轨架、1#分舱板、2#导轨架、2#分舱板、右侧板、后侧板、前侧板和把手通过拼接设计，用螺钉固定，各个螺钉带中强度螺纹紧固胶，板间接缝处涂导电胶，组成电子机箱框架；在电子机箱框架内部，粘接导电密封绳，安装母板，紧固6U功能插件与3U功能插件，安装滤波器和风机；在电子机箱框架外部，安装通风屏蔽窗，面板和盖板等；形成毫米波雷达舱内电子机箱。此方法可解决功能插件和电子元器件较多，空间紧凑，重量要求与电磁特性要求严格的电子机箱设计难题。

Description

一种新型复合式电子机箱及设计和装配方法

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及车载毫米波雷达的舱内设备，具体是一种多总线标准的、差异性模块化和分舱式的复合式电子机箱设计方法；该机箱具有重量轻，良好散热与电磁屏蔽性等特性，该方法可解决设备的内部空间紧凑问题，达到高效利用空间的目的。

背景技术

随着毫米波元器件的更新换代和雷达电子技术的发展，车载毫米波雷达呈现出体积小，重量轻和功能强大的发展趋势。为适应这种趋势，车载毫米波雷达的舱内电子设备也体现出集成度高的特点；因此，轻型化与功能强大的电子机箱设计方法成为舱内电子设备研制中的一个热点。

传统的舱内电子机箱设计方法主要有两类：风冷式设计方法和导热式设计方法。风冷式电子机箱通常采用CPCI型总线标准，插件的大小规格常为6U，厚度以0.8英寸为基准序列，插件采用其面板上固联的把手进行紧固，插件的面板上安装有对外电缆插座；这种方法设计的电子机箱优点主要有结构简单，重量轻，可靠性高和易于实现等。导热式电子机箱通常采用VPX型总线标准，插件的大小规格常为3U，厚度有0.8英寸和1英寸两个序列，插件采用楔形锁紧条固定于导轨梁中，箱体侧壁上常设计有散热翅片；这种方法设计的电子机箱易于实现密封性结构，环境适应性强，抗腐蚀力强和电磁屏蔽性较好。

但单独采用这两类方法设计的电子机箱，其缺点也是异常突出。在风冷式电子机箱中，通常只采用CPCI总线标准，通常只包含6U小大的插件，无法安装滤波器等元器件；插拔插件时，需要预先拆除附着于其上的电缆，调试与维修过程复杂。在导热式电子机箱中，通常只采用VPX总线标准，热量的传递路径较长，接触热阻大，侧壁散热翅片多，故造成机箱通常重量较大。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种车载毫米波雷达的舱内电子机箱设计方法，该方法可解决机箱轻型化与功能强大的矛盾造成的空间紧凑难题，设计的机箱具有重量轻，刚度强，良好散热与电磁屏蔽等特性。

技术方案

一种新型复合式电子机箱设计方法，其特征在于：将风冷散热与导热紧固相结合，电子机箱的总体散热采用风冷方式，插件采用楔形锁紧条固定于导轨梁上，插件的热量传导至其冷板上，冷板上的散热片水平放置，形成风道，通过风扇将热量带走；将CPCI总线标准与VPX总线标准相结合，采用CPCI型插件和VPX型插件，通过差异性的模块化设计规划空间，节省的空间用于安装滤波器元器件；按照机箱框架内腔的功能差异，将其分成插座接线舱、元器件舱、6U模块舱、3U模块舱和风机舱，共5个分舱，便于维修与扩展；在机箱框架外部的进风口与出风口加装可单独拆卸的通风屏蔽窗，在板间接缝处涂导电胶，在盖板与面板间粘接导电密封绳，采用多种屏蔽方式综合改善电子机箱的电磁屏蔽性。

一种复合式电子机箱，其特征在于包括由左侧板、1#导轨架、3#导轨架、1#分舱板、2#导轨架、2#分舱板、右侧板、后侧板、前侧板和把手组成具有多个内腔的电子机箱框架，其中，左侧板、1#导轨架、3#导轨架、1#分舱板组成的内腔为6U模块舱，3#导轨架、1#分舱板、2#导轨架、2#分舱板组成的内腔为3U模块舱，3#导轨架、左侧板、后侧板、2#分舱板组成的内腔为风机舱，1#分舱板、1#导轨架、右侧板、2#导轨架组成的内腔为元器件舱，2#导轨架、2#分舱板、右侧板、后侧板组成的内腔为元器件舱，左侧板、前侧板、右侧板、1#导轨架组成的内腔为插座接线舱；在电子机箱框架内部，粘接导电密封绳，安装母板，紧固6U功能插件与3U功能插件，安装滤波器和风机；在电子机箱框架外部，安装通风屏蔽窗、面板和盖板。

一种装配复合式电子机箱的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在左侧板上，用螺钉分别安装1#导轨架和3#导轨架；分别在1#导轨架和3#导轨架上，用螺钉安装1#分舱；在1#分舱板上，用螺钉安装2#导轨架；分别在2#导轨架和3#导轨架上，用螺钉安装2#分舱板；分别在1#导轨架和2#导轨架上，用螺钉安装右侧板；分别在左侧板、2#分舱板和右侧板上，用螺钉安装后侧板；分别在左侧板和右侧板上，用螺钉安装前侧板；在前侧板上，用螺钉安装把手；各个螺钉均带紧固胶，板间接缝处均涂导电胶；

步骤2：在电子机箱框架上，用导电胶粘接导电密封绳；在电子机箱框架底部，用螺钉安装母板；在电子机箱框架的导轨梁间，用楔形锁紧条分别将B型板、信处板、单板机、存储板、网络交换板、电源板和AR板紧固；在电子机箱框架的元器件舱内，用螺钉分别安装1#滤波器和2#滤波器，在电子机箱框架的风机舱内用螺钉风机；

步骤3：在电子机箱框架的前侧板上，用螺钉安装1#通风屏蔽窗；在电子机箱框架的后侧板上，用螺钉安装2#通风屏蔽窗；在电子机箱框架除左侧板和右侧板外的四个面，用螺钉分别安装前面板、后盖板、上盖板和下盖板。

有益效果

本发明提出的一种车载毫米波雷达的舱内电子机箱设计方法，相对于现有技术有益效果如下：

1)电子机箱的复合式设计：散热方式采用风冷模式，插件固定采用导热模式，兼具调试与维修简单(不需要拆除电缆线)和传热路径短的优势；

2)多种总线标准共存：较单一CPCI总线标准或者VPX总线标准的电子机箱，系统的兼容性与扩展性强，箱体空间规划较灵活；

3)差异性的模块化设计：两种大小规格和厚度序列的插件设计，提高了箱体内腔的空间使用率，解决机箱轻型化和功能强大的矛盾造成的空间紧凑难题；模块化设计，插件的互换性强，机箱的维修性好和可靠性高。

4)电子机箱分舱式设计：插件区与元器件区分开，有助于插件功能扩展和元器件接线与维修；

5)多种屏蔽方式与可单独拆卸的通风屏蔽窗设计：屏蔽作用位置不同，屏蔽方式不同，综合屏蔽效果好；通风屏蔽窗加装于框架外部，与箱体内腔分离，可单独拆卸，便于维修。

附图说明

图1是电子机箱框架装配示意图

图2是电子机箱分舱结构示意图

图3是电子机箱内部装配示意图

图4是电子机箱外部装配示意图

图5是电子机箱热量传递图

1-3#导轨架、2-1#分舱板、3-左侧板、4-1#导轨架、5-把手、6-前侧板、7-右侧板、8-2#导轨架、9-2#分舱板、10-后侧板、11-电子机箱框架、12-2#滤波器、13-1#滤波器、14-导电密封绳、15-母板、16-AR板、17-电源板、18-风机、19-网络交换板、20-存储板、21-单板机、22-信处板、23-B型板、24-1#通风屏蔽窗、25-前面板、26-下盖板、27-后盖板、28-2#通风屏蔽窗、29-上盖板。

具体实施方式

本发明的技术方案如下：将风冷散热与导热紧固相结合，电子机箱的总体散热采用风冷方式，插件采用楔形锁紧条固定于导轨梁上，插件的热量传导至其冷板上，冷板上的散热片水平放置，形成风道，通过风扇将热量带走；将CPCI总线标准与VPX总线标准相结合，采用CPCI型插件(6U大小规格和0.8英寸厚度序列)和VPX型插件(3U大小规格和1英寸厚度序列)，通过差异性的模块化设计规划空间，节省的空间用于安装滤波器等元器件；按照机箱框架内腔的功能差异，将其分成插座接线舱，元器件舱，6U模块舱(采用CPCI总线标准)，3U模块舱(采用VPX总线标准)和风机舱，共5个分舱，便于维修与扩展；在机箱框架外部的进风口与出风口加装可单独拆卸的通风屏蔽窗，在板间接缝处涂导电胶，在盖板与面板间粘接导电密封绳，采用多种屏蔽方式综合改善电子机箱的电磁屏蔽性。

将毫米波雷达舱内电子机箱在总体结构上，分为电子机箱框架装配和电子机箱内部与外部装配；将左侧板3，1#导轨架4、3#导轨架1、1#分舱板2、2#导轨架8、2#分舱板9、右侧板7、后侧板10、前侧板6和把手5通过拼接设计，用螺钉固定，各个螺钉带中强度螺纹紧固胶，板间接缝处涂导电胶，组成电子机箱框架；在电子机箱框架内部，粘接导电密封绳，安装母板，紧固6U功能插件与3U功能插件，安装滤波器和风机；在电子机箱框架外部，安装通风屏蔽窗，面板和盖板等；形成毫米波雷达舱内电子机箱。

在总体结构上，本发明具体分成两个装配过程：电子机箱框架装配和电子机箱内部与外部装配。

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

参见图1、图2，电子机箱框架11的装配过程：在左侧板3上，用螺钉分别安装1#导轨架4和3#导轨架1；分别在1#导轨架4和3#导轨架1上，用螺钉安装1#分舱2；在1#分舱板2上，用螺钉安装2#导轨架8；分别在2#导轨架8和3#导轨架1上，用螺钉安装2#分舱板9；分别在1#导轨架4和2#导轨架8上，用螺钉安装右侧板7；分别在左侧板3、2#分舱板9和右侧板7上，用螺钉安装后侧板10；分别在左侧板3和右侧板7上，用螺钉安装前侧板6；在前侧板6上，用螺钉安装把手5；各个螺钉均带中等强度的紧固胶，板间接缝处均涂导电胶，电子机箱框架11装配完成。电子机箱框架11装配完成后，按照电子机箱内腔功能不同，形成5个区域：插座接线舱、元器件舱、6U模块舱、3U模块舱和风机舱。

参见图3，电子机箱内部的装配过程：在电子机箱框架11上，用导电胶粘接导电密封绳14；在电子机箱框架11底部，用螺钉安装母板15；在电子机箱框架11的导轨梁间，用楔形锁紧条分别将B型板23、信处板22、单板机21、存储板20、网络交换板19、电源板17和AR板16紧固；在电子机箱框架11舱内，用螺钉分别将1#滤波器13、2#滤波器12和风机18安装。

参见图4，电子机箱外部的装配过程：在电子机箱框架11外部，用螺钉安装1#通风屏蔽窗24和2#通风屏蔽窗28；在电子机箱框架11四周，用螺钉分别安装前面板25、后盖板27、上盖板29和下盖板26。

参见图5，电子机箱内部的通风路径：风扇区与元器件区设置不同挡板，风向只能从3#导轨架1的左端流出。

用本发明研制的样机应用于某车载毫米波跟踪雷达的舱内设备上。该电子机箱已顺利通过静强度试验、加速度试验和C样机环境适应性试验。试验结果表明：这种新的毫米波电子机箱设计方法是合理、可行的，可以满足重量、刚度、强度、散热和电磁兼容性等要求。

Claims (3)

1.一种新型复合式电子机箱设计方法，其特征在于：将风冷散热与导热紧固相结合，电子机箱的总体散热采用风冷方式，插件采用楔形锁紧条固定于导轨梁上，插件的热量传导至其冷板上，冷板上的散热片水平放置，形成风道，通过风扇将热量带走；将CPCI总线标准与VPX总线标准相结合，采用CPCI型插件和VPX型插件，通过差异性的模块化设计规划空间，节省的空间用于安装滤波器元器件；按照机箱框架内腔的功能差异，将其分成插座接线舱、元器件舱、6U模块舱、3U模块舱和风机舱，共5个分舱，便于维修与扩展；在机箱框架外部的进风口与出风口加装可单独拆卸的通风屏蔽窗，在板间接缝处涂导电胶，在盖板与面板间粘接导电密封绳，采用多种屏蔽方式综合改善电子机箱的电磁屏蔽性。

2.一种利用权利要求1所述的方法设计的复合式电子机箱，其特征在于包括由左侧板(3)、1#导轨架(4)、3#导轨架(1)、1#分舱板(2)、2#导轨架(8)、2#分舱板(9)、右侧板(7)、后侧板(10)、前侧板(6)和把手(5)组成具有多个内腔的电子机箱框架(11)，其中，左侧板(3)、1#导轨架(4)、3#导轨架(1)、1#分舱板(2)组成的内腔为6U模块舱，3#导轨架(1)、1#分舱板(2)、2#导轨架(8)、2#分舱板(9)组成的内腔为3U模块舱，3#导轨架(1)、左侧板(3)、后侧板(10)、2#分舱板(9)组成的内腔为风机舱，1#分舱板(2)、1#导轨架(4)、右侧板(7)、2#导轨架(8)组成的内腔为元器件舱，2#导轨架(8)、2#分舱板(9)、右侧板(7)、后侧板(10)组成的内腔为元器件舱，左侧板(3)、前侧板(6)、右侧板(7)、1#导轨架(4)组成的内腔为插座接线舱；在电子机箱框架(11)内部，粘接导电密封绳，安装母板，紧固6U功能插件与3U功能插件，安装滤波器和风机；在电子机箱框架外部，安装通风屏蔽窗、面板和盖板。

3.一种装配权利要求2所述的复合式电子机箱的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在左侧板(3)上，用螺钉分别安装1#导轨架(4)和3#导轨架(1)；分别在1#导轨架(4)和3#导轨架(1)上，用螺钉安装1#分舱(2)；在1#分舱板(2)上，用螺钉安装2#导轨架(8)；分别在2#导轨架(8)和3#导轨架(1)上，用螺钉安装2#分舱板(9)；分别在1#导轨架(4)和2#导轨架(8)上，用螺钉安装右侧板(7)；分别在左侧板(3)、2#分舱板(9)和右侧板(7)上，用螺钉安装后侧板(10)；分别在左侧板(3)和右侧板(7)上，用螺钉安装前侧板(6)；在前侧板(6)上，用螺钉安装把手(5)；各个螺钉均带紧固胶，板间接缝处均涂导电胶；

步骤2：在电子机箱框架(11)上，用导电胶粘接导电密封绳(14)；在电子机箱框架(11)底部，用螺钉安装母板(15)；在电子机箱框架(11)的导轨梁间，用楔形锁紧条分别将B型板(23)、信处板(22)、单板机(21)、存储板(20)、网络交换板(19)、电源板(17)和AR板(16)紧固；在电子机箱框架(11)的元器件舱内，用螺钉分别安装1#滤波器(13)和2#滤波器(12)，在电子机箱框架(11)的风机舱内用螺钉风机(18)；

步骤3：在电子机箱框架(11)的前侧板(6)上，用螺钉安装1#通风屏蔽窗(24)；在电子机箱框架(11)的后侧板(10)上，用螺钉安装2#通风屏蔽窗(28)；在电子机箱框架(11)除左侧板(3)和右侧板(7)外的四个面，用螺钉分别安装前面板(25)、后盖板(27)、上盖板(29)和下盖板(26)。