CN216449982U - 一种紧凑型模块化设备箱体结构 - Google Patents

Abstract

一种紧凑型模块化设备箱体结构，包括机箱框架和机箱箱体，所述机箱框架包括机箱框架上盖板、机箱框架下盖板，其特征在于：所述机箱框架还包括数据交换背板、铝导轨架以及功能模块，其中，所述铝导轨架的前端与所述数据交换背板固定连接，所述铝导轨架的顶面与所述机箱框架上盖板固定连接，所述铝导轨架的底面与所述机箱框架下盖板固定连接；所述数据交换背板包括至少12个均匀排列的板对板高速连接器；所述功能模块插在所述板对板高速连接器上，并固定到所述铝导轨架上。通过采用板对板高速连接器降低了功能模块板卡的加工难度和制作成本并且使得紧凑型模块化设备箱体结构具有很好的抗震性和通风性，而且拔插板卡，使更换和维修板卡极为方便。

Description

一种紧凑型模块化设备箱体结构

技术领域

本实用新型的实施方式涉及通信领域，更具体地，本实用新型的实施方式涉及一种紧凑型模块化设备箱体结构。

背景技术

随着To-B市场产品的越来越多样化，针对不同客户需求产品定义、功能不同，单独为某一两个客户开发硬件产品对于产品研发的压力较大，这就需要一种适应性强的硬件平台，采用标准的通讯接口和协议，通用的板卡和结构方式，来搭建不同的产品。传统的刀片服务器(Blade Server) 或ATCA、CPCI架构服务器分别针对电信级、企业级用户制定了行业通用标准，但产品的复杂度偏高，设备尺寸体积较大，另外较高的制造成本也限制了用户大量使用。鉴于此，我们提出了“紧凑型模块化硬件平台”方案，简称CMHP(Compact ModularHardware Platform)。在机械结构上， CMHP的最大特点就是高集成度，在一个2U高度的机箱里实现了可以插 12块功能模块板卡的能力，并且区别于传统插卡式服务器，没有采用数据与供电分离的2mm针孔间距的欧卡连接器，而是采用了一对0.8mm针孔间距的板对板高速连接器，数据和供电集成传输，降低了功能模块板卡的加工难度和制作成本。此外，CMHP具有很好的抗震性和通风性，而且拔插板卡，使更换和维修板卡极为方便，极大地提高了用户的体验感。

实用新型内容

在现有技术中，针对不同客户需求产品定义、功能不同，单独为某一两个客户开发硬件产品对于产品研发的压力较大。

为此，非常需要一种紧凑型模块化设备箱体结构，以使满足用户降低功能模块板卡的加工难度和制作成本以及方便更换和维修板卡的需求。

在本上下文中，本实用新型期望提供一种紧凑型模块化设备箱体结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种紧凑型模块化设备箱体结构，包括机箱框架和机箱箱体，所述机箱箱体由箱体的铝上盖、箱体的铝下盖、箱体铝前面板以及箱体铝后面板组成，所述机箱框架包括机箱框架上盖板、机箱框架下盖板，其中所述机箱框架上盖板与所述箱体铝上盖内侧以及所述机箱框架下盖板与所述箱体铝下盖内侧的接触面均以弹片形成点接触，其特征在于：所述机箱框架还包括数据交换背板、铝导轨架以及功能模块，其中，所述铝导轨架的前端与所述数据交换背板固定连接，所述铝导轨架的顶面与所述机箱框架上盖板固定连接，所述铝导轨架的底面与所述机箱框架下盖板固定连接；所述数据交换背板包括至少12个均匀排列的板对板高速连接器；所述功能模块插在所述板对板高速连接器上，并固定到所述铝导轨架上。

在本实用新型的一个实施例中，所述铝导轨架包括全高铝导轨架和半高铝导轨架；所述全高铝导轨架包括上、下两层导轨筋和安装螺丝孔；所述半高铝导轨架包括一层导轨筋和安装螺丝孔。

在本实用新型的另一个实施例中，所述功能模块包括功能模块板卡、上铝散热盖和下铝散热盖，其中所述上铝散热盖表面装有散热鳍片，上铝散热盖内侧通过导热介质与所述功能模块板卡上的发热元器件的顶面接触，所述下铝散热盖内侧通过导热介质与所述功能模块板卡上的发热元器件集中区域的背面接触。

在本实用新型的又一个实施例中，所述功能模块的两侧还采用铝散热盖包裹固定，并且两侧安装有导轨。

在本实用新型的再一个实施例中，所述功能模块通过两侧的导轨从所述铝导轨架后端滑入仓位，插进所述板对板高速连接器上，通过小鸟座从后端将相邻两块功能模块同时压住固定到铝导轨架上。

在本实用新型的再一个实施例中，所述功能模块板卡的电线接地端通过所述功能模块板卡边缘的铺铜层与所述上铝散热盖和下铝散热盖的四周边框接触，并通过一个完整的铝后面板在接口端面遮挡。

在本实用新型的再一个实施例中，所述箱体的铝上盖两侧对称固定安装两个提手。

在本实用新型的再一个实施例中，所述小鸟座包括单侧小鸟座和双侧小鸟座。

在本实用新型的再一个实施例中，所述箱体的铝上盖为两端半封闭的倒 U型。

在本实用新型的再一个实施例中，所述板对板高速连接器的针孔间距为 0.8mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用标准的通讯接口和协议，通用的板卡和结构方式，来搭建不同的产品，通过在一个2U 高度的机箱里实现了最多插12块功能模块板卡的能力，并且采用了一对 0.8mm针孔间距的板对板高速连接器，数据和供电集成传输，降低了PCB加工难度和制作成本。此外，CMHP具有很好的抗震性和通风性，而且拔插板卡，使更换和维修板卡极为方便，极大地提高了用户的体验。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了本实用新型的整体外部结构示意图；

图2示意性地示出了箱体铝上盖的结构示意图；

图3-4示意性地示出了机箱框架结构示意图；

图5a-5b示意性地示出了铝导轨架结构示意图；

图6示意性地示出了功能模块的结构示意图；

图7a-7b示意性地示出了小鸟座的结构示意图；

图8示意性地示出了功能模块的内部结构示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明原理和精神。

实用新型概述

本发明人发现，由于现有技术针对不同客户需求产品定义、功能不同，单独为某一两个客户开发硬件产品对于产品研发的压力较大。因此，现有技术存在不能解决用户对硬件产品的高集成度的需求问题。

本实用新型实施方式通过采用一种紧凑型模块化设备箱体结构，实现了用户对硬件产品的高集成度的需求问题以及用户对降低功能模块板卡的加工难度和制作成本以及方便更换和维修板卡的需求的问题。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

在针对针对电信级、企业级用户时，可以使用本实用新型所述的紧凑型模块化设备箱体结构，以代替传统的复杂度偏高，设备尺寸体积较大的产品。

示例性结构

结合上述应用场景，参考图1-图8来描述根据本实用新型示例性实施方式的一种紧凑型模块化设备箱体结构。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本实用新型的精神和原理而示出，本实用新型的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本实用新型的实施方式可以应用于适用的任何场景。

参见图1，示意性地示出了本实用新型的整体外部结构示意图。

作为示例，如图1所示，所述紧凑型模块化设备箱体结构包括机箱框架和机箱箱体，在图1中示出了整体的外部结构示意图，也即示出了机箱箱体结构示意图，所述机箱箱体由箱体的铝上盖1、箱体的铝下盖、箱体铝前面板2以及箱体铝后面板3组成，在所述箱体的铝上盖1两侧对称固定安装两个提手16。

参见图2，示意性地示出了箱体铝上盖的结构示意图。

作为示例，如图2所示，箱体铝上盖1造型为两端半封闭的倒U型，与箱体铝下盖在机箱底面合并，这样就在机箱框架的外部将整个机箱框架完全包围，再加上箱体铝前面板2和箱体铝后面板3整体形成一个完整的金属壳体，该金属壳体即为机箱箱体。

参见图3-4，示意性地示出了机箱框架结构示意图。

作为示例，如图3所示，为了便于观看省略了该机箱框架结构的下盖板。具体地，该机箱框架结构放置在如图1所示的机箱箱体内部，其中所述机箱框架上盖板4与所述箱体铝上盖1内侧以及所述机箱框架下盖板与所述箱体铝下盖内侧的接触面均以EMI弹片形成点接触，这样每相隔一段距离就会形成一个点接触，可以极大地保证了机箱的连贯性。

作为示例，结合图4，所述机箱框架还包括数据交换背板5、铝导轨架6 以及功能模块7，其中，所述铝导轨架6的前端与所述数据交换背板5通过螺丝固定连接，所述铝导轨架6的顶面与所述机箱框架上盖板4通过螺丝固定连接，所述铝导轨架6的底面与所述机箱框架下盖板通过螺丝固定连接。所述数据交换背板5包括至少12个均匀排列的板对板高速连接器8，也即每层同时可以插6个功能模块7，每个功能模块7之间采用一体成型的铝导轨架6作为仓位之间的分隔板，同时也可以起到支撑和导轨两个作用，采用铝导轨架6的另一个目的是为了减少横向宽度尺寸。如图5a和图5b所示，铝导轨架6分为全高铝导轨架9和半高铝导轨架10两种，全高铝导轨架9包括上、下两层导轨筋和安装螺丝孔，半高铝导轨架10的结构是在全高铝导轨架 9的结构基础上截掉下面的一半，即仅保留上半部分的导轨筋和安装螺丝孔。通过两种导轨架的安装位置调整，可以实现不同宽度尺寸的功能模块在上下两层的仓位做任意位置调整，即当遇到功能模块的尺寸需要加大时，可以通过平移或减少全高铝导轨架9的数量，或者把全高铝导轨架9替换成半高铝导轨架10的三种方式，实现功能模块的尺寸任意调节。

作为示例，所述功能模块7插在所述板对板高速连接器8上，并固定到所述铝导轨架6上，该板对板高速连接器8区别于传统插卡式服务器，没有采用数据与供电分离的2mm针孔间距的欧卡连接器，而是采用了一对0.8mm 针孔间距的板对板高速连接器，数据和供电集成传输，降低了加工难度和制作成本。

结合图6所示，具体地，功能模块7的两侧采用铝散热盖包裹固定，形成一个刚性很强的整体，并且在功能模块7的两侧安装有导轨，通过两侧的导轨从铝导轨架6后端滑入仓位，插进数据交换背板5上的板对板高速连接器8上，然后用一个小鸟座11从后端把相邻两块功能模块7同时压住固定到铝导轨架6上，根据固定位置的不同可以选择如图7所示的双侧小鸟座或单侧小鸟座。由于功能模块7的四面均牢牢地固定在其位置上，因此即使在剧烈的冲击和震动场合，也能保证持久连接而不会接触不良。

作为示例，如图8所示，对功能模块5进一步拆分，功能模块5包括功能模块板卡12、上铝散热盖13和下铝散热盖14，其中上铝散热盖13表面有散热鳍片15，内侧通过导热介质与功能模块板卡12上的发热元器件的顶面接触，下铝散热盖14内侧也通过导热介质与功能模块板卡12上的发热元器件集中区域的背面接触。这样无论功能模块板卡12上的发热元器件顶面还是功能模块板卡12的底面均可通过热传导将热量快速传递出来，再通过机箱侧面的轴流风扇强制对流散热，同时铝上、下盖也是优异的散热导体，通过热辐射也能提供散热。极大地提高了该紧凑型模块化设备箱体结构的散热性。

作为示例，每块功能模块板卡12的电线接地端均通过功能模块板卡12 边缘的铺铜层与上、下两片铝散热盖的四周边框接触，在接口端面有一个完整的铝后面板遮挡，做到了优异的信号电磁屏蔽效果，以达到功能模块板卡之间信号互不干扰。

作为示例，由于I/O接线都是通过后面板，每块功能模块上没有任何连线，因此更换功能模块非常快捷简便。设备一旦发现有问题故障，可以采用更换功能模块的方式快速定位，维修时间将会从小时级(传统工业PC)缩减为分钟级，从而在缩短了平均维修时间的前提下也极大地简化了维修的过程。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种紧凑型模块化设备箱体结构，包括机箱框架和机箱箱体，所述机箱箱体由箱体的铝上盖(1)、箱体的铝下盖、箱体铝前面板(2)以及箱体铝后面板(3)组成，所述机箱框架包括机箱框架上盖板(4)、机箱框架下盖板，其中所述机箱框架上盖板(4)与所述箱体铝上盖(1)内侧以及所述机箱框架下盖板与所述箱体铝下盖内侧的接触面均以弹片形成点接触，其特征在于：

所述机箱框架还包括数据交换背板(5)、铝导轨架(6)以及功能模块(7)，其中，所述铝导轨架(6)的前端与所述数据交换背板(5)固定连接，所述铝导轨架(6)的顶面与所述机箱框架上盖板(4)固定连接，所述铝导轨架(6)的底面与所述机箱框架下盖板固定连接；

所述数据交换背板(5)包括至少12个均匀排列的板对板高速连接器(8)；

所述功能模块(7)插在所述板对板高速连接器(8)上，并固定到所述铝导轨架(6)上。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述铝导轨架(6)包括全高铝导轨架(9)和半高铝导轨架(10)；

所述全高铝导轨架(9)包括上、下两层导轨筋和安装螺丝孔；

所述半高铝导轨架(10)包括一层导轨筋和安装螺丝孔。

3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述功能模块(7)包括功能模块板卡(12)、上铝散热盖(13)和下铝散热盖(14)，其中所述上铝散热盖(13)表面装有散热鳍片(15)，上铝散热盖(13)内侧通过导热介质与所述功能模块板卡(12)上的发热元器件的顶面接触，所述下铝散热盖(14)内侧通过导热介质与所述功能模块板卡(12)上的发热元器件集中区域的背面接触。

4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述功能模块(7)的两侧还采用铝散热盖包裹固定，并且两侧安装有导轨。

5.根据权利要求1或4所述的结构，其特征在于，所述功能模块(7)通过两侧的导轨从所述铝导轨架(6)后端滑入仓位，插进所述板对板高速连接器(8)上，通过小鸟座(11)从后端将相邻两块功能模块(7)同时压住固定到铝导轨架(6)上。

6.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述功能模块板卡(12)的电线接地端通过所述功能模块板卡(12)边缘的铺铜层与所述上铝散热盖(13)和下铝散热盖(14)的四周边框接触，并通过一个完整的铝后面板在接口端面遮挡。

7.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述箱体的铝上盖(1)两侧对称固定安装两个提手(16)。

8.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述小鸟座(11)包括单侧小鸟座和双侧小鸟座。

9.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述箱体的铝上盖(1)为两端半封闭的倒U型。

10.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述板对板高速连接器(8)的针孔间距为0.8mm。

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