CN110337209B - 一种结构功能一体化的电子机箱及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构功能一体化的电子机箱及其组装方法，该电子机箱包括下底板、上顶板、左侧结构功能一体化侧板模块、右侧结构功能一体化侧板模块、后底板、功能母板、多个功能模块和多个连接器，左侧结构功能一体化侧板模块和右侧结构功能一体化侧板模块通过连接器与功能母板进行电气盲插互连，功能母板设置于后底板内侧，功能模块设置于电子机箱内部。本发明在现有电子机箱的基础上，在机箱纯结构板内增加了功能电路，变成了结构功能一体化的结构板模块，其既可承担机箱结构板的结构支撑功能，也可提供一定的电路功能。在现有电子机箱的空间尺寸下，可提高空间利用率和集成密度。

Description

一种结构功能一体化的电子机箱及其组装方法

技术领域

本发明涉及电子设备的机壳、箱柜或拉屉领域，尤其涉及一种结构功能一体化的电子机箱及其组装方法。

背景技术

随着军用电子装备的不断升级换代及适应各种受限空间的安装需求，军用装备小型化需求强烈，提高电子机箱的空间利用率需求迫切。由于军用电子机箱的使用环境通常比较恶劣，需要承受较大的振动量级，因此机箱的结构件通常较厚，一定程度上存在空间利用率不高的问题。

现有军用电子机箱多为模块插卡式机箱，如图1和2所示，主要由机箱下底板、上顶板、左侧板、右侧板、后底板、功能母板、多个功能模块、多个连接器等组成。其中机箱下底板、上顶板、左侧板、右侧板、后底板为纯结构件，主要起支撑作用，为整个机箱提供刚度、强度保障及功能模块安装基准等。根据机箱总热耗的不同，又可分为热传导机箱、风冷机箱和液冷机箱等。其中风冷机箱还包含风机和风道等部件和结构；液冷机箱还包含液冷接头和液冷流道等部件和结构。申请号为CN200710175489.6的发明专利“机电热一体化电子机箱”，则采用热传导散热形式的模块插卡式机箱形式，并从减少电缆和连接器数量及增强机箱的减振性能等方面给出了解决方案，但并未考虑通过结构功能一体化的思路来提高机箱集成密度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种结构功能一体化的电子机箱及其组装方法，具体的，该电子机箱包括下底板、上顶板、左侧结构功能一体化侧板模块、右侧结构功能一体化侧板模块、后底板、功能母板、多个功能模块和多个连接器，所述左侧结构功能一体化侧板模块和右侧结构功能一体化侧板模块通过连接器与功能母板进行电气盲插互连，所述功能母板设置于后底板内侧，所述功能模块设置于电子机箱内部。

进一步的，所述左侧结构功能一体化侧板模块包括左侧板盒体、功能电路板和左盖板，所述左侧板盒体、功能电路板和左盖板依次由内而外设置；所述右侧结构功能一体化侧板模块包括右侧板盒体、功能电路板和右盖板，所述右侧板盒体、功能电路板和右盖板依次由内而外设置；所述左盖板和右盖板均为可拆卸设置。

进一步的，所述电子机箱可根据不同的散热方式进行调整，其中：

当散热方式为风冷散热时，所述下底板和上顶板的设置为内部带风道的结构件，并在电子机箱外部设置集气罩和风机；

当散热方式为液冷散热时，所述下底板和上顶板设置为内部带液冷流道的液冷板，所述左侧板盒体和右侧板盒体的内侧设置有液冷流道和液冷连接端子，所述电子机箱还设置有流体分流结构和对外液冷连接器。

进一步的，所述功能母板包括功能母板电路板和功能母板支撑结构，所述功能母板电路板、功能母板支撑结构和后底板依次由内而外设置。

进一步的，所述功能母板电路板设置有连接器，并通过连接器与功能模块电气互连。

进一步的，所述下底板、上顶板和后底板中设置有减重腔，这样可做到在保障电子机箱强度和刚度的要求下，减轻结构件重量。

进一步的，所述左侧板盒体和左盖板之间，以及右侧板盒体和右盖板之间均设置有硅胶密封垫，以保障电子机箱的三防性能及模块的密封性。

一种如权利要求1所述的结构功能一体化的电子机箱的组装方法，包括以下步骤：

a)先安装下底板、上顶板、左侧板盒体和右侧板盒体；

b)然后安装功能母板、连接器和后底板；

c)再安装功能电路板、左盖板和右盖板：将功能电路板分别装入左侧板盒体和右侧板盒体内，再移动功能电路板使其与功能母板通过连接器盲插方式实现电气互连，并用螺钉将功能电路板锁紧在左侧板盒体和右侧板盒体内，最后将左盖板锁紧在左侧板盒体上，将右盖板锁紧在右侧板盒体上；

d)最后安装机箱内部的功能模块。

进一步的，所述步骤a)和b)中，各部件之间通过螺钉连接。

进一步的，所述步骤d)中，功能模块插入到下底板和上顶板上的模块导向槽内，功能模块与功能母板之间通过连接器盲插方式实现电气互连，装配到位后，功能模块通过其锁紧机构实现与电子机箱之间的机械固定。

进一步的，所述功能模块的锁紧机构包括锁紧条。

本发明的有益效果在于：本发明在现有电子机箱的基础上，在机箱纯结构板内增加了功能电路，变成了结构功能一体化的结构板模块，这种结构功能一体化的结构板模块，既可承担机箱结构板的结构支撑功能，也可提供一定的电路功能。在现有电子机箱的空间尺寸下，可提高空间利用率和集成密度，为小空间、高集成度应用场景提供了一种新的电子机箱解决方案。

附图说明

图1是现有机箱正面视图；

图2是现有机箱背面视图；

图3是本发明的电子机箱正面视图；

图4是本发明的电子机箱爆炸图；

图5是本发明的右侧结构功能一体化侧板的装配顺序示意图；

附图标记：1-下底板、2-上顶板、3-左侧板、4-右侧板、5-后底板、6-功能母板、61-功能母板电路板、62-功能母板支撑结构、7-功能模块、8-连接器、9-左侧结构功能一体化侧板模块、91-左侧板盒体、92-功能电路板、93-左盖板、10-右侧结构功能一体化侧板模块、101-右侧板盒体、103-右盖板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图3和4所示，本实施例提供了一种结构功能一体化的电子机箱，包括下底板1、上顶板2、左侧结构功能一体化侧板模块9、右侧结构功能一体化侧板模块10、后底板5、功能母板6、多个功能模块7和多个连接器8，左侧结构功能一体化侧板模块9和右侧结构功能一体化侧板模块10通过连接器与功能母板6进行电气盲插互连，功能母板6设置于后底板5内侧，功能模块7设置于电子机箱内部。

左侧结构功能一体化侧板模块9包括左侧板盒体91、功能电路板92和左盖板93，左侧板盒体91、功能电路板92和左盖板93依次由内而外设置，同样的，右侧结构功能一体化侧板模块10包括右侧板盒体101、功能电路板92和右盖板103，右侧板盒体101、功能电路板92和右盖板103依次由内而外设置，左盖板93和右盖板103均为可拆卸设置，以便取出内部的功能电路板92进行功能电路的维护等。其中，左/右侧结构功能一体化侧板模块分别代替了现有机箱的左/右侧板，该结构功能一体化侧板模块引入了功能电路，不再是单纯的结构件，它既承担了机箱侧板的结构支撑功能，也提供了一定的电路功能。此外，左/右侧结构功能一体化侧板模块10只占用原有的机箱侧板空间，不会增加机箱的整体尺寸，但为了保障其作为机箱侧板的结构强度与刚度，其中的左/右侧板盒体101、左/右盖板103都需要经过仔细的结构设计与仿真，具体可通过局部设计加强筋结构来实现。

下底板1、上顶板2、后底板5为纯铝合金板，并做适当减重设计，例如在板上增加减重腔等，这样可做到在保障机箱强度和刚度的要求下，减轻结构件重量。

功能母板6包括功能母板电路板61和功能母板支撑结构62，功能母板电路板61上布置有连接器，以实现与各功能模块的电气互连。功能母板6安装在机箱后侧，其结构强度和刚度由功能母板支撑结构62提供。其具体安装顺序为：先将功能母板电路板61安装在功能母板支撑结构62上，再将功能母板支撑结构62安装在电子机箱上，最终实现功能母板6与电子机箱主体之间的安装连接。功能母板6可实现各功能模块7、左侧结构功能一体化侧板模块9和右侧结构功能一体化侧板模块10的供电及控制等信号传输，互连方式为连接器的盲插连接，互连方式简单、可靠，能实现功能模块的快速拆卸、维护。

为保障电子机箱的电磁兼容性，机箱的下底板1、上顶板2、左侧板盒体91、右侧板盒体101和后底板5之间的连接处均采用台阶结构形式，防止漏磁。

为了保障电子机箱的三防性能及模块的密封性，可在左侧板盒体91和左盖板93之间增加硅胶密封垫，在右侧板盒体101和右盖板103之间增加硅胶密封垫。在对电磁防护要求较高的情况下，可将硅胶密封垫替换具有电磁屏蔽功能的密封垫。

本实例以左侧板3和右侧板4同时更换为左侧结构功能一体化侧板模块9和右侧结构功能一体化侧板模块10的情况进行论述，但在实际应用中，可以根据具体需求，选择单侧更换或对其他机箱结构板(如下底板1、上顶板2、后底板5)做同样思路的适应性改造。当替换下底板1、上顶板2、后底板5为带电路功能的结构功能一体化结构板时，电气互连通常需要通过用带电缆的连接器与功能母板6实现互连。

此外，本实施例还提供了一种结构功能一体化的电子机箱的组装方法，包括以下步骤：

a)先安装下底板1、上顶板2、左侧板盒体91和右侧板盒体101；

b)然后安装功能母板6、连接器8和后底板5；

c)再然后安装功能电路板92、右盖板103和左盖板93；

d)最后安装机箱内部的功能模块7。

其中，步骤a)和b)中各部件之间通过螺钉连接，步骤c)中功能电路板92与功能母板6通过连接器盲插方式实现电气互连，具体装配方式为：如图5所示，首先将功能电路板92装入右侧板盒体101内，再移动功能电路板92使其与功能母板6对插，完成连接器盲插互连后，用螺钉将功能电路板92锁紧在右侧板盒体101内，最后将右盖板103锁紧在左侧板盒体101上；左侧也类似，功能电路板92与功能母板6通过连接器盲插方式实现电气互连，完成连接器盲插连接后，用螺钉将功能电路板92锁紧在左侧板盒体91内，最后将左盖板93锁紧在左侧板盒体91上。此外，步骤d)中功能模块7插入到下底板1和上顶板2上的模块导向槽内，功能模块7与功能母板6之间通过接器盲插方式实现电气互连，装配到位后，功能模块7通过模块上的锁紧机构，如锁紧条等，实现与机箱之间的机械固定。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上：

本实施例的电子机箱可根据机箱总热耗进行散热方式选择，若热耗较低，能通过自然对流方式散热的，可设计为热传导机箱；若热耗较高，需通过强迫风冷方式散热的，可设计为风冷机箱；若热耗很高，需通过强迫液冷方式散热的，可设计为液冷机箱。相应的，左侧结构功能一体化侧板模块和右侧结构功能一体化侧板模块能配合多种散热方式机箱使用，可设计为热传导模块、风冷模块、液冷模块等。

具体的，在应用于风冷机箱时，左侧结构功能一体化侧板模块9和右侧结构功能一体化侧板模块10无需作特殊处理，只需要将下底板1和上顶板2变为内部带风道的结构件，同时为机箱增加集气罩和风机等结构，此处不再赘述。在应用于液冷机箱时，根据液冷流道的不同设计，左侧结构功能一体化侧板模块9中的左侧板盒体91和右侧结构功能一体化侧板模块10中的右侧板盒体101需要做适应性的调整，通常情况下下底板1和上顶板2变为内部带有液冷流道的液冷板，左/右侧板盒体中有一侧需要在结构内增加液冷流道及液冷连接端子，用于导通上下液冷板，此外电子机箱还应增加流体分流结构和对外液冷连接器等，此处不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。

Claims (10)

1.一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，包括下底板、上顶板、左侧结构功能一体化侧板模块、右侧结构功能一体化侧板模块、后底板、功能母板、多个功能模块和多个连接器，所述左侧结构功能一体化侧板模块和右侧结构功能一体化侧板模块通过连接器与功能母板进行电气盲插互连，所述功能母板设置于后底板内侧，所述功能模块设置于电子机箱内部；

所述左侧结构功能一体化侧板模块包括左侧板盒体、功能电路板和左盖板，所述左侧板盒体、功能电路板和左盖板依次由内而外设置；所述右侧结构功能一体化侧板模块包括右侧板盒体、功能电路板和右盖板，所述右侧板盒体、功能电路板和右盖板依次由内而外设置；所述左盖板和右盖板均为可拆卸设置；

当散热方式为液冷散热时，所述下底板和上顶板设置为内部带液冷流道的液冷板，所述左侧板盒体和右侧板盒体的内侧设置有液冷流道和液冷连接端子，所述电子机箱还设置有流体分流结构和对外液冷连接器。

2.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，所述电子机箱能根据不同的散热方式进行调整，其中：

当散热方式为风冷散热时，所述下底板和上顶板的设置为内部带风道的结构件，并在电子机箱外部设置集气罩和风机。

3.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，所述功能母板包括功能母板电路板和功能母板支撑结构，所述功能母板电路板、功能母板支撑结构和后底板依次由内而外设置。

4.根据权利要求3所述的一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，所述功能母板电路板设置有连接器，并通过连接器与功能模块电气互连。

5.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，所述下底板、上顶板和后底板中设置有用于减轻结构件重量的减重腔。

6.根据权利要求1所述的一种结构功能一体化的电子机箱，其特征在于，所述左侧板盒体和左盖板之间，以及右侧板盒体和右盖板之间均设置有硅胶密封垫。

7.一种如权利要求1所述的结构功能一体化的电子机箱的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）先安装下底板、上顶板、左侧板盒体和右侧板盒体；

b）然后安装功能母板、连接器和后底板；

c）再安装功能电路板、左盖板和右盖板：将功能电路板分别装入左侧板盒体和右侧板盒体内，再移动功能电路板使其与功能母板通过连接器盲插方式实现电气互连，并用螺钉将功能电路板锁紧在左侧板盒体和右侧板盒体内，最后将左盖板锁紧在左侧板盒体上，将右盖板锁紧在右侧板盒体上；

d）最后安装机箱内部的功能模块。

8.根据权利要求7所述的一种结构功能一体化的电子机箱的组装方法，其特征在于，所述步骤a）和b）中，各部件之间通过螺钉连接。

9.根据权利要求7所述的一种结构功能一体化的电子机箱的组装方法，其特征在于，所述步骤d）中，功能模块插入到下底板和上顶板上的模块导向槽内，功能模块与功能母板之间通过连接器盲插方式实现电气互连，装配到位后，功能模块通过其锁紧机构实现与电子机箱之间的机械固定。

10.根据权利要求9所述的一种结构功能一体化的电子机箱的组装方法，其特征在于，所述功能模块的锁紧机构包括锁紧条。

Images