模塊化機柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

王青鋒

模塊化機柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計

王青鋒

（武漢濱湖電子有限責(zé)任公司，湖北武漢，430205）

隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，車載信息系統(tǒng)得到了高速的發(fā)展，為了滿足資源的高利用率和可重構(gòu)性，承載機柜向著模塊化方面的發(fā)展，本文對一種車載模塊化機柜進(jìn)行了介紹，對相關(guān)工程設(shè)計具有一定的參考價值。

機柜；模塊化；結(jié)構(gòu)

1 引言

機柜采用模塊化設(shè)計思想，將傳統(tǒng)的非標(biāo)式專用的機柜經(jīng)行綜合集成設(shè)計，形成標(biāo)準(zhǔn)模塊為基礎(chǔ)單元的設(shè)備機柜，內(nèi)置統(tǒng)一的散熱及機械電氣接口，內(nèi)部安裝不同電子設(shè)備模塊即可完成不同任務(wù)系統(tǒng)功能需求。本文結(jié)合實際工程項目，對車載電子設(shè)備機柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了介紹。

2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

模塊化的機柜結(jié)構(gòu)是車實現(xiàn)載電子信息系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)的承載的物理平臺，其結(jié)構(gòu)依據(jù)《GJB2825-97 軍用雷達(dá)機柜、插箱、插件模塊化要求》的要求，以及車廂的內(nèi)部空間和電子信息系統(tǒng)所需要的設(shè)備模塊數(shù)量確定的。為了保證系統(tǒng)較好的無纜化互聯(lián)互通能力，機柜結(jié)構(gòu)采用模塊化互聯(lián)互通組合方式設(shè)計，可支持電子信息系統(tǒng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)模塊集中放置和智能控制，設(shè)備的模塊與機柜之間采用互聯(lián)互通連接裝置實現(xiàn)設(shè)備電氣連接，無外部線纜連接，達(dá)到設(shè)備模塊的電氣和機械放置的快捷、方便和簡單，使得機機柜具有較強的機動能力和擴展能力。

綜上所述，機柜是由機柜外框、機柜內(nèi)框、減震裝置、智能電氣接口背板及其附件等組成。機柜與電子設(shè)備模塊通過快鎖機構(gòu)互聯(lián)，機柜與機柜之間通過結(jié)構(gòu)互聯(lián)連接裝置連接。機柜的外形尺寸為：618mm×425mm×500mm（寬×高×深），組成示意圖如圖1所示。

圖1 機柜結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 機柜的外框架

機柜的外框架是采用高強度框架式承力結(jié)構(gòu)，是機柜的重要承載結(jié)構(gòu)，主要由前后主框架、橫梁、上下蓋蓋和左右蓋板組成，兩側(cè)設(shè)計搬運把手，方便在機柜便攜式組合，適應(yīng)小型電子信息系統(tǒng)的集成。框架內(nèi)部設(shè)計與機柜內(nèi)框、散熱互聯(lián)的接卸接口，方便內(nèi)框架和散熱模塊的安裝。前后主框架上預(yù)留有機柜互聯(lián)限位孔和互聯(lián)裝置安裝位，方便機柜的堆疊。機柜外框如圖2所示。

圖2 機柜外框示意圖

2.2 機柜內(nèi)框

機柜內(nèi)框采用用鋼材框架結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)6U上裝空間，上下設(shè)計滑槽，滑槽及其框架采用鋁合金型材，進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計，與設(shè)備模塊形成結(jié)構(gòu)配合，滑槽支架上的凹槽與模塊過渡裝置上設(shè)計的凸槽配合，支架上預(yù)留接口與設(shè)備模塊前面板通過鎖緊機構(gòu)連接，整個滑槽與機柜內(nèi)框架結(jié)構(gòu)連接，便于設(shè)備模塊的快速拆裝。這種結(jié)構(gòu)方式既可以滿足標(biāo)準(zhǔn)19英寸上架電子設(shè)備的裝放，也可滿足標(biāo)準(zhǔn)6U高度的，寬度為60mm的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備模塊的安裝。框架前面板預(yù)留設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)模塊快鎖機構(gòu)接口，支撐智能電氣接口背板的互聯(lián)。內(nèi)框架減震方式采用內(nèi)置式減震器，由上下8個減震器對稱安裝，對設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行內(nèi)部整體減震，隔離惡劣換將對其的震動和沖擊。內(nèi)框架如圖3所示。

圖3 內(nèi)框架示意圖

2.3 智能電氣接口模塊

智能電氣接口模塊能夠?qū)C柜內(nèi)部安裝的設(shè)備模塊的供電狀態(tài)進(jìn)行智能管控，并能進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。模塊的核心組成部分是9路供電管理模塊，能夠同時給9塊設(shè)備模塊供電。具有較寬的輸入范圍（6-33V），直接采用外部提供的24V直流電源作為電路的輸入；輸出到設(shè)備模塊的電壓為12.6V，輸出電流有涓流、恒流兩種狀態(tài)，能夠滿足常規(guī)設(shè)備模塊的供電要求；狀態(tài)指示燈提供供電狀態(tài)顯示。智能電氣接口模塊結(jié)構(gòu)上設(shè)計有供電、定位插銷孔和安裝孔，其外形結(jié)構(gòu)尺寸為：485mm×265mm×15mm（寬×高×厚）。

2.4 組合式結(jié)構(gòu)互聯(lián)連接裝置

組合式結(jié)構(gòu)互聯(lián)連接裝置，是一種可拆裝的，將機柜與機柜之間結(jié)構(gòu)互連于一體的結(jié)構(gòu)緊固裝置，實現(xiàn)機柜的模塊化組合連接，防止組合后的機柜箱體之間的相互移位，保證機柜連接可靠性。并且組合式互聯(lián)裝置實現(xiàn)機柜與車廂墻壁之間的快速結(jié)構(gòu)互聯(lián)。

2.5 機柜散熱

機柜上裝大量的電子設(shè)備，是各種各樣電子元器件的高度集成，這些電子元氣件對周圍的環(huán)境溫度要求就越來越高。為了機柜中電子設(shè)備的正常工作，采用熱交換器等來保證機柜內(nèi)保持一定的溫度是很有必要的。因為熱空氣比冷空氣輕,柜內(nèi)空氣流向應(yīng)當(dāng)是由下往上。因此,在機柜的底板設(shè)計蜂窩狀的進(jìn)風(fēng)口，并安裝散熱模塊進(jìn)行吸風(fēng)，機柜底板排氣口，裝置排風(fēng)扇，加強空氣的對流，為機柜內(nèi)部的電子設(shè)備提供了良好的熱環(huán)境，減少電子設(shè)備元器件的故障率。

3 結(jié)束語

這種電子信息設(shè)備機柜具有模塊化組合能力，支持機柜精確堆疊和并柜的需求，將改變以往車載機柜集成的形式，使裝車集成更加高效快速，實現(xiàn)電子信息系統(tǒng)的個性化定制，全面提高車載機柜的通用性、互換性、維修性和操作性。

[1] GJB2825- 97,《軍用雷達(dá)機柜、插箱、插件模塊化要求》[S].

[2] 閆迎軍． 綜合模塊化航空電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計［D］． 西安:西安電子科技大學(xué)，2006．

[3] 盧涼，嚴(yán)志堅，黃誠． 基于 SEM-E 標(biāo)準(zhǔn)的 LＲM 模塊設(shè)計［J］．電訊技術(shù)增刊，2011，51( 2)．

[4] 魯學(xué)亮.高校智能模塊化數(shù)據(jù)中心機房建設(shè)[J].電腦知識與技術(shù),2018,14(30):40-42+45.

[5] 劉磊磊. 模塊化熱管智能機柜的研究與設(shè)計[D].北京郵電大學(xué),2015.

Structural design of modular cabinet

Wang Qingfeng

(Wuhan Binhu Electronics Co., Ltd. Wuhan, Hubei 430205, China)

with the progress of electronic technology, vehicle-mounted information system has been high-speed development, in order to meet the high utilization rate of resources and reconfiguration, bearing cabinet towards the modular development, this paper introduces a vehicle-mounted modular cabinet, has a certain reference value for the relevant engineering design.

cabinet; modular; structure

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.036

TN959

A

1672-9129(2019)03-0106-03

王青鋒（1985-）男，漢，陜西柞水縣，大學(xué)本科，工程師，研究方向：通信結(jié)構(gòu)，E-mail：2209282216@qq.com