時間：2023-07-21 17:13:31
導(dǎo)語：在電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1電子產(chǎn)品開發(fā)概述
電子產(chǎn)品的開發(fā)離不開企業(yè)這個實體，開發(fā)項目管理理念需要結(jié)合企業(yè)的自身實際情況，如企業(yè)的行政組織架構(gòu)，開發(fā)項目團(tuán)隊的組織架構(gòu)等來制定最適合企業(yè)的一套產(chǎn)品開發(fā)項目管理流程。本文以圖1所示的開發(fā)項目團(tuán)隊組織架構(gòu)框來闡述電子產(chǎn)品開發(fā)項目管理流程。產(chǎn)品開發(fā)整體流程實際上包含一系列階段步驟，把一組需求和思想轉(zhuǎn)化為市場上成功產(chǎn)品的流程。本文介紹的電子產(chǎn)品開發(fā)項目整體流程框圖如圖2所示。由圖2所述，電子產(chǎn)品開發(fā)首先要進(jìn)行市場調(diào)研階段對產(chǎn)品作出準(zhǔn)確的市場定位，項目管理者需要進(jìn)行產(chǎn)品評估設(shè)計階段仔細(xì)分析產(chǎn)品功能指標(biāo)、性能指標(biāo)、技術(shù)參數(shù)、系統(tǒng)規(guī)格確定準(zhǔn)確的項目開發(fā)文檔作為產(chǎn)品開發(fā)的輸入，需要對整體設(shè)計進(jìn)行開發(fā)計劃的制定，系統(tǒng)規(guī)格等進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)的確定，同時組織設(shè)計開發(fā)項目團(tuán)隊成員分配，設(shè)計開發(fā)人員項目責(zé)任分配，制定團(tuán)隊各成員的詳細(xì)準(zhǔn)確的設(shè)計參數(shù)任務(wù)書，設(shè)置各個階段時間節(jié)點，進(jìn)行產(chǎn)品成本、時間的控制目標(biāo)和措施，生產(chǎn)過程中文件控制的實施，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化制定計劃等。隨后進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計實施階段，進(jìn)行設(shè)計評審、開發(fā)執(zhí)行，接著進(jìn)入制作ES樣機(jī)階段制作樣機(jī)進(jìn)行測試，測試成功隨后進(jìn)行產(chǎn)品小批量生產(chǎn)階段進(jìn)行生產(chǎn)小批量樣機(jī)測試，產(chǎn)品大批量生產(chǎn)階段，產(chǎn)品更新維護(hù)階段直至產(chǎn)品全生命周期結(jié)束。
2電子產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的詳細(xì)流程
2.1硬件設(shè)計流程
產(chǎn)品硬件設(shè)計流程如圖3所示，硬件項目組根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)定義，準(zhǔn)確的系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)規(guī)格、功能指標(biāo)、電氣性能指標(biāo)等，進(jìn)行硬件電路實現(xiàn)方案的設(shè)計工作，方案的設(shè)計可以提出幾套實現(xiàn)方案，最好能引用原有生產(chǎn)產(chǎn)品上的經(jīng)典的電路模塊從而更有力保證產(chǎn)品的設(shè)計的穩(wěn)定可靠性，項目協(xié)調(diào)員組織相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行硬件電路設(shè)計的評審，評審的原則是以最低的成本最可靠的方案為原則進(jìn)行方案選定。選定后由硬件工程師進(jìn)行原理圖的設(shè)計，設(shè)計完成后需要進(jìn)行原理圖的評審工作，評審合格后再進(jìn)行PCBlayout設(shè)計，在進(jìn)行PCB設(shè)計的同時硬件工程師需要與結(jié)構(gòu)工程師一同協(xié)調(diào)確定產(chǎn)品的開口，孔位，接口位置等信息進(jìn)行PCB設(shè)計。PCB設(shè)計完成后需要進(jìn)行PCB圖的評審，PCB評審成功后再進(jìn)行BOM表的整理，進(jìn)行元器件的采購，焊接PCB后與軟件設(shè)計人員進(jìn)行硬件單板功能調(diào)試工作，與結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進(jìn)行裝配組裝調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題填寫問題報告，反饋協(xié)調(diào)到具體的相關(guān)設(shè)計人員進(jìn)行整改工作。最后輸出的原理圖、PCB、BOM表等資料歸檔作為下一階段產(chǎn)品ES樣機(jī)資料發(fā)放的輸入。
2.2軟件設(shè)計流程
產(chǎn)品軟件設(shè)計流程圖如圖4所示，軟件項目組軟件系統(tǒng)需求分析得出的系統(tǒng)需求說明按軟件設(shè)計流程進(jìn)行軟件方面的設(shè)計工作，設(shè)計的方案首先根據(jù)具體的硬件設(shè)計電路模塊進(jìn)行各個模塊的軟件設(shè)計驅(qū)動及測試工作，如發(fā)現(xiàn)問題及時反饋給硬件設(shè)計人員進(jìn)行協(xié)商修改，如果沒問題則提出系統(tǒng)軟件框架的設(shè)計方案，項目協(xié)調(diào)員組織相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行軟件方案評審，評審的時候需要仔細(xì)根據(jù)需求實現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)來核實軟件是否能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。評審成功后則根據(jù)具體的功能實現(xiàn)模塊逐個進(jìn)行軟件設(shè)計，每個功能模塊設(shè)計完成后，再進(jìn)行軟件整體模塊代碼兼容軟件集成設(shè)計調(diào)試工作，調(diào)試成功后需要在幾套硬件上進(jìn)行反復(fù)的測試，測試完成各方面達(dá)到系統(tǒng)要求指標(biāo)后進(jìn)行程序整理歸檔及初次發(fā)放版本管理。最后輸出的軟件說明文件、源程序、燒錄程序等作為下一階段ES樣機(jī)資料發(fā)放的輸入。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計流程
根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)定義，提出的準(zhǔn)確的系統(tǒng)參數(shù)規(guī)格，結(jié)構(gòu)項目組進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，根據(jù)產(chǎn)品的外觀要求，整體尺寸大小、開孔位置、按鍵、LED燈、屏的位置、端子開孔、電氣要求等，選擇合適的殼體，進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖紙的繪制，繪制的過程中需要與硬件設(shè)計人員一同確定產(chǎn)品的一些細(xì)節(jié)問題，繪制完成后通過軟件模擬，模擬成功項目協(xié)調(diào)員協(xié)調(diào)相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的評審，評審成功后進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖紙的釋放進(jìn)行快速成型制作一套結(jié)構(gòu)結(jié)合PCB板、結(jié)構(gòu)開孔、按鍵、屏、端子等進(jìn)行組裝測試。測試沒有問題后進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖紙的歸檔工作，最后輸出的結(jié)構(gòu)裝配圖、部裝總裝文件等作為下一階段ES樣機(jī)資料發(fā)放的輸入。
2.4產(chǎn)品ES樣機(jī)流程
產(chǎn)品ES樣機(jī)流程如圖6所示，技術(shù)工程部在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計實施階段完成了硬件、軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，將硬件設(shè)計的輸出、軟件設(shè)計的輸出、結(jié)構(gòu)設(shè)計的輸出作為產(chǎn)品ES樣機(jī)的輸入文件，相關(guān)技術(shù)設(shè)計工程師完成ES樣機(jī)的測試、調(diào)試、組裝、裝配工作，同時將遇到的問題記錄到樣機(jī)問題反饋表中，隨后進(jìn)行產(chǎn)品功能測試、產(chǎn)品電氣測試、產(chǎn)品整機(jī)測試，測試過程中如發(fā)現(xiàn)問題及時反饋給相關(guān)責(zé)任技術(shù)設(shè)計人員進(jìn)行修改，如果沒問題則將產(chǎn)品設(shè)計文件，ES樣機(jī)反饋問題，功能測試報告，電氣測試報告，ES樣機(jī)整機(jī)檢驗報告等進(jìn)行歸檔工作，同時將ES樣機(jī)進(jìn)行拍照錄像存檔工作作為下一階段小批量生產(chǎn)的輸入，完成產(chǎn)品ES樣機(jī)流程。
2.5產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)
產(chǎn)品ES樣機(jī)階段結(jié)束后，接下來的階段就是進(jìn)行產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)試制階段，工藝部門與技術(shù)工程部門進(jìn)行輸入輸出文件交接工作，工藝部門根據(jù)產(chǎn)品ES樣機(jī)流程階段的輸出得到的各種歸檔資料作為產(chǎn)品小批量生產(chǎn)的輸入。產(chǎn)品小批量生產(chǎn)試制其流程如圖7所示。工藝部門獨立按計劃按流程制作小批量樣機(jī)，完成后質(zhì)檢部門QC對小批量樣機(jī)進(jìn)行整機(jī)全檢，并公布遇到的所以問題，工藝部門完成解決相關(guān)問題無法解決的問題反饋到技術(shù)部門相關(guān)設(shè)計人員解決相關(guān)問題，解決完成后公布處理結(jié)果，工藝、質(zhì)檢進(jìn)行協(xié)調(diào)測試直至一致通過，接著進(jìn)行修改完善相關(guān)資料，最后進(jìn)行工藝、質(zhì)檢、技術(shù)三部門共同認(rèn)證小批量生產(chǎn)的樣機(jī)是否合格，合格則完成產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)流程。
2.6產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)
電子產(chǎn)品經(jīng)過工藝部門小批量生產(chǎn)后完善了產(chǎn)品的配套的工藝生產(chǎn)指導(dǎo)文件，但是有時在大批量生產(chǎn)會暴露出批量的相同的問題如電子元器件采購出錯，芯片批次不同造成性能不同，結(jié)構(gòu)件的加工誤差無法組裝等等，所以在大批量生產(chǎn)之前除了需要根據(jù)工程樣機(jī)及配套的工程樣機(jī)文件來指導(dǎo)大批量生產(chǎn)之外，在大批量生產(chǎn)進(jìn)行頭幾臺生產(chǎn)時仍然需要仔細(xì)進(jìn)行整機(jī)制造后進(jìn)行整機(jī)全檢，持續(xù)修改完善工藝資料后，接著就將完善后的工藝資料正式轉(zhuǎn)為生產(chǎn)指導(dǎo)資料指導(dǎo)流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn)進(jìn)程。大批量生產(chǎn)的流程圖如圖8所示。
2.7產(chǎn)品維護(hù)階段
產(chǎn)品開發(fā)大批量生產(chǎn)階段結(jié)束后，整個項目并未結(jié)束，此后由于客戶需求，技術(shù)更新，降低成本等因素進(jìn)行產(chǎn)品修改更新，都會在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上提出些設(shè)計的更新變更方案，這個階段就是項目產(chǎn)品維護(hù)更新階段，需要對項目設(shè)計更新，設(shè)計人員修改設(shè)計文檔，在ES樣機(jī)上進(jìn)行測試，測試合格是否正式，正式發(fā)放升級通知及更新套件處理等，以及進(jìn)行產(chǎn)品更新升級批次的管理工作等一系列跟蹤直到項目生命周期的結(jié)束。其中產(chǎn)品修改更新流程如圖9所示。
3結(jié)束語
本課程作為工業(yè)工程專業(yè)的一門實踐性強的專業(yè)核心課程，其主要任務(wù)是學(xué)習(xí)產(chǎn)品功能的設(shè)定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則以及與產(chǎn)品造型有關(guān)的通用結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，使學(xué)生掌握與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的基本知識，具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本技能，能夠完成簡單產(chǎn)品設(shè)計中從功能定義到材料選擇以及最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
1.1本課程的知識模塊包括：①產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識；②塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則；③鈑金類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則；④模具基礎(chǔ)知識；⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計；⑥產(chǎn)品典型結(jié)構(gòu)。其目的是使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的三維空間想象能力，在實際應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的新產(chǎn)品開發(fā)以及應(yīng)用計算機(jī)繪圖的能力。
1.2課程的重點內(nèi)容包括：①常用塑膠材料基本知識；②常用金屬材料基本知識；③常用表面處理知識；④產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計總原則；⑤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系分析與結(jié)構(gòu)繪圖的基本要求。
二、《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程的教學(xué)思路
2.1選用教材。目前還沒有適合工業(yè)工程專業(yè)使用的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》教材，所以國內(nèi)普遍做法是選用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方面教材，暫定的教材是黎恢來編寫的《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計實例教程》。該教材將作者十幾年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)而成，系統(tǒng)、精細(xì)、全面地介紹了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計知識及設(shè)計全過程，明確了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念和崗位職責(zé)，并通過講解一款電子產(chǎn)品的全套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程，幫助學(xué)生融會貫通，更加高效地學(xué)習(xí)和掌握實用技巧。
2.2教學(xué)內(nèi)容。依據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的整體人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的具體要求，將《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》分為六大模塊，每個模塊里面包括若干的章節(jié)，各章節(jié)之間既自成體系，又互相有銜接，條理清晰，通俗易懂。①“產(chǎn)品材料與表面處理工藝常識”模塊，主要介紹注塑工藝?yán)碚摗⒊Ｓ盟苣z材料和金屬材料基本知識，以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面，介紹ABS、PS、PP、PVC等的應(yīng)用范圍、注塑模工藝條件和化學(xué)和物理特性，重點是使學(xué)生了解注塑件的常見問題分析及解決，比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面，介紹一些金屬的特性和應(yīng)用范圍，比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識方面，主要涉及塑料二次加工的基本知識，學(xué)生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內(nèi)覆膜等表面處理工藝。②“塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”模塊，重點介紹塑料件在設(shè)計和修改階段需掌握的通用設(shè)計規(guī)范，比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設(shè)計，能夠分析塑料件的加強筋、孔、支撐面的使用范圍。在細(xì)節(jié)部分，應(yīng)了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設(shè)計。③“鈑金件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范”模塊，介紹鈑金類產(chǎn)品設(shè)計的工藝要求，包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝，并且讓學(xué)生了解壓鑄類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝要求。在此模塊的教學(xué)中，應(yīng)引入企業(yè)實際產(chǎn)品案例進(jìn)行講解，以便于學(xué)生更好地掌握鈑金件的設(shè)計規(guī)范。④“塑料模和鈑金模基礎(chǔ)知識”模塊，介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結(jié)構(gòu)，包括模具概述，模具的分類、注塑機(jī)介紹等，重點講解的是注塑模結(jié)構(gòu)里面的澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和行位與斜頂，以及二板模和三板模之間的區(qū)別和應(yīng)用，以“實用、夠用”為度，學(xué)生只需了解典型的模具結(jié)構(gòu)，不需要進(jìn)行后期的模具設(shè)計。⑤“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局設(shè)計”模塊，主要介紹殼體形狀結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、卡扣結(jié)構(gòu)、螺釘柱結(jié)構(gòu)、螺紋連接結(jié)構(gòu)和嵌件連接結(jié)構(gòu)等知識，以及各個特征的定義、作用和設(shè)計原則，特別是特征在使用時的相互配合關(guān)系。拓展知識方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通過孔設(shè)計規(guī)則，以及模具設(shè)計與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的聯(lián)系。⑥“典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”模塊，重點介紹目前國內(nèi)普遍使用的三大產(chǎn)品（電子產(chǎn)品、家電產(chǎn)品和電動產(chǎn)品）的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計知識。每類產(chǎn)品選取一款經(jīng)典的已批量的產(chǎn)品作為藍(lán)本，深入解剖結(jié)構(gòu)知識在產(chǎn)品設(shè)計的運用。比如電子產(chǎn)品選手機(jī)為代表產(chǎn)品，講解手機(jī)產(chǎn)品各零部件的結(jié)構(gòu)、前殼與底殼的止口設(shè)計、LCD屏限位結(jié)構(gòu)設(shè)計和電池固定結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及內(nèi)藏攝像頭結(jié)構(gòu)設(shè)計。家電產(chǎn)品則以電吹風(fēng)為例，學(xué)生要掌握電吹風(fēng)的功能、材料、結(jié)構(gòu)工藝性等，了解CAD軟件在電吹風(fēng)設(shè)計中的應(yīng)用，能對產(chǎn)品塑料件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在此過程中，還要掌握項目管理方面的知識。
2.3教學(xué)方法。在教學(xué)中，提倡基于工作過程為導(dǎo)向的項目化教學(xué)，理論教學(xué)與實踐練習(xí)相結(jié)合，增加實踐課時的比例，培養(yǎng)產(chǎn)品設(shè)計的實踐能力。教師引導(dǎo)學(xué)生建立實用合理的知識結(jié)構(gòu)，強化學(xué)生的自覺體驗和掌握知識的遷移能力，淡化理論和實踐的界限。在基礎(chǔ)知識夠用的前提下，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、項目教學(xué)法，通過在具備多媒體教學(xué)設(shè)施的校內(nèi)實訓(xùn)基地開展新產(chǎn)品和新工藝的開發(fā)工作，使學(xué)生體會具體產(chǎn)品的外觀造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和實際應(yīng)用能力。
三、《產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計》在工業(yè)工程專業(yè)總體實訓(xùn)的具體應(yīng)用
關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；防水設(shè)計；密封
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
電子組件是數(shù)碼產(chǎn)品的核心，若在潮濕環(huán)境中長期放置，會損壞、腐蝕電路板，一旦掉入水中，接通瞬間就會被燒毀，數(shù)據(jù)也就毀壞。人們正在使用或隨身攜帶的電子產(chǎn)品許多的突發(fā)事件會使其遭受水難，造成極大的損失。解決防水問題有很多種方法和措施，且已經(jīng)被證明是有效的。但是在設(shè)計中仍然要針對實際情況加以仔細(xì)分析，力求用最簡潔、最可靠的設(shè)計，最低的成本，最易維護(hù)的措施來滿足設(shè)備的防水要求。
一、主流防水設(shè)計方式
在產(chǎn)品設(shè)計過程中，電子產(chǎn)品防水設(shè)計的方式多種多樣，常用的防水設(shè)計方式有：止口方式的防水設(shè)計、防水圈方式的防水設(shè)計、超聲波方式的防水設(shè)計、二次啤塑方式的防水設(shè)計及電路密封絕緣方式的防水設(shè)計。
進(jìn)行電子產(chǎn)品防水設(shè)計時，電子產(chǎn)品需要達(dá)到的防水等級必須要明確。采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式根據(jù)防水等級不同而不同。例如：二次啤塑防水的防水設(shè)計可以達(dá)到IP8，而止口方式的防水設(shè)計只能達(dá)到IP4。
（一）、二次啤塑方式的防水設(shè)計
在防水等級比較高的場合一般都會使用二次啤塑方式的防水設(shè)計。例如，用在成型多芯防水接頭上，一次注塑成型模具制造的防水接頭配額的不足、公母端子定位精度低可以解決。但是，二次啤塑方式的防水設(shè)計也存在有缺點：制作的成本高、難度大、維修費用高等。
（二）、防水圈方式的防水設(shè)計
一般采用軟性材料來進(jìn)行防水圈方式的防水設(shè)計，如硅膠、橡膠、TPU、PVC等，在兩個零件配合的縫隙處一般使用防水圈。防水圈的工業(yè)方式有兩種：一種為設(shè)計預(yù)留槽在接縫處，在進(jìn)行固化前，將防水交替注入其中；另一種為彈性固態(tài)體通過模具成型，例如O型圈。對于第一種工藝：目前使用也是比較普遍，通過點膠機(jī)進(jìn)行防水質(zhì)量的控制批量產(chǎn)品，但后續(xù)維修不方便。對于第二種工藝：不宜設(shè)計防水圈長度過長，因為存在防水圈的合縫問題，不過進(jìn)行防水在必須采用此方法并且防水圈太長時，解決這個問題可以通過二次啤塑的方法，但需要較高的生產(chǎn)成本和模具技術(shù)；具有不同的形狀防水圈截面，有橢圓形、圓形、鋸齒形、方形、方波形等。需要根據(jù)不同的防水等級以及不同的結(jié)構(gòu)形狀在進(jìn)行電子產(chǎn)品防水設(shè)計時，來確定使用最佳的防水圈。
（三）、電路密封絕緣方式的防水設(shè)計
一般與其他防水方式的設(shè)計相結(jié)合進(jìn)行電路密封絕緣方式的防水設(shè)計，二重防水、三重防水等防水設(shè)計從而構(gòu)成。根據(jù)防水等級的不同，目前電路密封防水方式的設(shè)計采用的密封材料也不盡相同。一般都是在電路板的表面噴涂三防漆為普通電子產(chǎn)品線路板的密封絕緣方式，要求的防水等級低，主要目的是防潮；有的產(chǎn)品需求防水等級為6到8的，可以采用防水絕緣膠泥，在外殼即使第一道防水不起作用的情況下，也能夠確保產(chǎn)品的正常運行，不過在進(jìn)行此類產(chǎn)品的設(shè)計時，必須考慮到電子產(chǎn)品的散熱的同時考慮防水設(shè)計，因為電子產(chǎn)品熱量的傳遞會受到防水絕緣膠泥導(dǎo)熱系數(shù)的影響。
二、電子產(chǎn)品防水級別
對于電子產(chǎn)品防水級別的要求根據(jù)不同的環(huán)境情況，也不同。國際認(rèn)可的防水標(biāo)準(zhǔn)有“日本電子工業(yè)防水規(guī)格JIS標(biāo)準(zhǔn)”和“國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)防水等級IP”。我國的GB4208-93標(biāo)準(zhǔn)――對電子產(chǎn)品的防水防塵外殼防護(hù)等級（IP代碼）做了相關(guān)規(guī)定。依照保護(hù)等級該標(biāo)準(zhǔn)分為9個階段（0~8），其中防水意義及種類如表1所示。
表1電子產(chǎn)品防水級別
三、幾種電子產(chǎn)品常見的防水設(shè)計
（一）、某車載單機(jī)的防水設(shè)計
某車載系統(tǒng)經(jīng)過二年多時間的研制，順利完成了各項性能指標(biāo)的測試和定型試驗工作，但是，在環(huán)境試驗中有較多的問題暴露。其中，某單機(jī)在交變濕熱試驗后如圖1所示，發(fā)現(xiàn)不能正常開機(jī)液晶顯示器，在內(nèi)部打開機(jī)箱后有大量積水，水擦干后，再接通電源，顯示屏雖然有顯示，但是有抖動，并且有兩條橫線在屏上面，兩分鐘后，顯示屏變?yōu)楹谄痢Ｔ搯螜C(jī)為型材結(jié)構(gòu)，采用封閉式蓋板在上下兩面，沒有采用橡膠密封條密封措施在不機(jī)箱和蓋板之間。它的密封性能間于密封式機(jī)箱和敞開式機(jī)箱之間，這樣的機(jī)箱在交變濕熱環(huán)境中，在內(nèi)部由于“呼吸”效應(yīng)反而比較容易產(chǎn)生積水。由于在機(jī)器內(nèi)壁上顯示屏是緊貼的，導(dǎo)致顯示屏內(nèi)液晶顯示器電路短路造成工作異常。
圖1科研車載樣機(jī)外形及蓋板設(shè)計改進(jìn)
解決方案一是對液晶顯示器采取加固措施進(jìn)行全密封，二是設(shè)計成敞開形式將半密封狀態(tài)的機(jī)箱。方案一由于該液晶顯示器為外購器件，改進(jìn)設(shè)計難度較大，徹底改進(jìn)的條件不具備，簡單的加固效果可能不夠理想，因而有較大的改進(jìn)設(shè)計風(fēng)險，且仍然得不到解決機(jī)箱積水的問題。而進(jìn)行全密封設(shè)計整個機(jī)箱改進(jìn)難度更大，也不存在從整個計劃進(jìn)度安排上較大改進(jìn)的可能性。單機(jī)內(nèi)部考慮到模塊級部件均采用了防銹鋁材料，這種材料防腐蝕性能較強，機(jī)箱內(nèi)部及帶元器件印制板所有表面均采用的處理措施為涂覆三防漆，且該單機(jī)的使用是在車載平臺艙內(nèi)，相對環(huán)境條件較好，因此，在機(jī)箱上下蓋板最終采取了增加透氣孔的改進(jìn)設(shè)計，在交變濕熱環(huán)境下以改善單機(jī)內(nèi)外部的壓差問題，由于壓差造成凝露積水可以避免。在交變濕熱試驗后改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)無積水產(chǎn)生，單機(jī)工作恢復(fù)到常溫后正常。
（二）、某天線有源盒的防水設(shè)計
在外場某系統(tǒng)7~8月份進(jìn)行聯(lián)試，聯(lián)試后期，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)天線指標(biāo)異常，檢查后發(fā)現(xiàn)反饋水平和垂直有源盒內(nèi)有較多積水，元器件發(fā)生了嚴(yán)重腐蝕，如圖2所示。
圖2天線有源盒腐蝕后的外觀
對上述有源盒蓋板筆者用Ansys軟件進(jìn)行了力學(xué)分析。按照橡膠變形應(yīng)力為10MPa的估算值，橡膠壓縮量達(dá)到20%為計算依據(jù)，得出如圖3所示結(jié)構(gòu)鋼板和鋁板的最大變形值，見表2。采用3mm厚的鋁板從表2可以看出，作為密封蓋板，為0.82mm的蓋板變形量。實際受力情況和仿真計算條件雖然不完全相同，也沒有這樣大的蓋板實際變形量，但是用3mm鋁板作密封蓋板時，卻能說明在兩個固定螺孔中間位置的并沒有達(dá)到20%的橡膠圈壓縮量，因此，這時的密封效果是不理想的。若適當(dāng)增加鋁板厚度，同時增加緊固件數(shù)量，靠O形密封圈則可以達(dá)到較好的密封效果。
表1不同材料和厚度在10MPa壓力下的變形量
圖3有源盒3mm鋁板密封蓋板及力學(xué)分析
四、防水設(shè)計新思路
可彎折的柔軟鍵盤：機(jī)械和電子電路密封在柔性聚氨脂泡沫殼體內(nèi)，采用模具直接澆鑄而成，適合航海、游船、飯店等環(huán)境中使用。這些地方水侵蝕破壞很大，密封的表面可以阻止液體、食物、灰塵、污染物在操作錯誤或清洗鍵盤時進(jìn)入，有效做到抗水、抗潮濕、抗泄露。
SwiMP3：播放器放在腦后，采用套頭佩戴方法，采用觸摸式設(shè)計按鍵，整個MP3是佩戴在頭上，這些都是方便游泳時進(jìn)行操作的人性設(shè)計播放器。耳塞利用頭顱和臉部里的骨當(dāng)作媒介來傳播聲音，就是這樣實現(xiàn)了徹底防水，并且耳塞采用入耳式的緊貼設(shè)計在與耳朵里的骨組織相接觸的同時防止水進(jìn)入耳朵，作為傳播聲源。
結(jié)束語
總而言之，隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，防水設(shè)計顯得越來越重要，越來越多的新的防水思想會不斷出現(xiàn)，防水的設(shè)計方式也不斷增加，同時使我們的電子產(chǎn)品也將越來越完善。
參考文獻(xiàn)
[1]盧、陶晉、李亦芒.電子產(chǎn)品的防水設(shè)計[J].《機(jī)械》，2008.
《電工電子技術(shù)》是交通機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以“理論與實踐一體化”為指導(dǎo)思想，以真實工作任務(wù)及其工作過程為依據(jù)，將《模擬電子技術(shù)》與《數(shù)字電子技術(shù)》兩門課程進(jìn)行解構(gòu)、整合，開發(fā)出的一門實踐性較強的項目化課程。通過學(xué)習(xí)電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論知識，訓(xùn)練常用電子儀器儀表的使用、基本電子線路的分析與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生未來行業(yè)操作規(guī)范和基本職業(yè)素養(yǎng)。
2基于職業(yè)崗位能力確定課程教學(xué)目標(biāo)
堅持“以職業(yè)崗位為目標(biāo)、以職業(yè)能力為核心、以職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)容”的課程設(shè)計理念，以培養(yǎng)學(xué)生交通機(jī)電電工電子職業(yè)崗位能力為目標(biāo)，采用項目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動，打破原有的學(xué)科知識體系，基于工作過程對課程進(jìn)行開發(fā)和研究，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、序化，強化對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能的培養(yǎng)，全面培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。校企合作對畢業(yè)生典型交通機(jī)電類工作崗位、崗位能力需求調(diào)查，得出與電工電子技術(shù)相關(guān)的典型工作崗位為交通機(jī)電系統(tǒng)施工、交通機(jī)電系統(tǒng)檢測與維修、交通機(jī)電設(shè)備集成等;與崗位對應(yīng)的技能包括“元器件的識別與檢測、電路圖識圖與分析、常用儀器儀表的使用、交通機(jī)電系統(tǒng)的故障分析判斷與維修、電路的焊接與調(diào)試、交通機(jī)電系統(tǒng)的集成與安裝、施工文檔的撰寫與整理”等;以及做好工作需要的團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、安全意識等職業(yè)素質(zhì)。按照典型交通機(jī)電類工作崗位及能力《電工電子技術(shù)》課程的教學(xué)目標(biāo)，可分為三部分。1)能力目標(biāo):(1)能識別并進(jìn)行元器件的選型和成本估算;(2)掌握電子產(chǎn)品的焊接與裝配;(3)能閱讀分析及繪制簡單電路原理圖;(4)能根據(jù)電路圖及工藝要求焊接測試電子產(chǎn)品;(5)能熟練應(yīng)用儀器儀表對電子電路調(diào)試、測試進(jìn)行故障診斷和檢修;(6)掌握微型電子產(chǎn)品的設(shè)計與集成制作;(7)能利用PROTEUS對電子電路仿真;(8)能撰寫產(chǎn)品制作調(diào)試相關(guān)文檔。2)知識目標(biāo):(1)熟悉萬用表、示波器、波形發(fā)生器等常用儀器儀表的使用方法和基本的電子測量方法;(2)掌握常用電子器件手冊的查閱方法;(3)掌握半導(dǎo)體元器件及集成器件的功能特點;(4)掌握常用電子電路的組成、特點、工作原理、分析方法及應(yīng)用;(5)掌握常用電路圖的識圖及繪制方法;(6)掌握PROTEUS仿真軟件的使用方法。3)素質(zhì)目標(biāo):(1)團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于奉獻(xiàn)，具有良好的團(tuán)隊意識、人際關(guān)系和協(xié)調(diào)能力;(2)良好的服務(wù)意識，吃苦耐勞的精神，勤儉節(jié)約的作風(fēng);(3)遵守工程施工及用電安全守則，具有良好的安全意識;(4)強烈的事業(yè)心、責(zé)任感、愛崗敬業(yè)，具有良好的心理素質(zhì);(5)良好的身體與心理素質(zhì)，甘于寂寞、志存高遠(yuǎn)，樂觀向上的精神面貌;(6)法制觀念與守法意識，遵紀(jì)守法、誠實守信、弘揚正氣的道德品質(zhì)。
3課程內(nèi)容的項目化分解、重構(gòu)
根據(jù)交通機(jī)電系統(tǒng)檢測與維護(hù)等主要工作崗位的能力要求，結(jié)合電子產(chǎn)品設(shè)計項目特點和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)能力發(fā)展規(guī)律，合理整合課程。對“知識點”實施重新排列、組合，將傳統(tǒng)課程體系知識點解構(gòu)在12個項目式學(xué)習(xí)情境中。這12個情境包括實際應(yīng)用電路的方案制定、連接、測試與維護(hù)，涉及收費站、地鐵、汽車、樓宇等多個行業(yè)或生活面，緊跟時代和行業(yè)發(fā)展，提高了課程的趣味性。項目課程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，以項目為明線，根據(jù)課程的目標(biāo)設(shè)計項目內(nèi)容，項目是典型的、相對獨立、具有完整結(jié)構(gòu)的整體，具有較強的針對性;項目課程結(jié)構(gòu)設(shè)計時，以知識為暗線，將學(xué)科性課程中有關(guān)的理論知識按照一定的規(guī)律分配滲透到各項目中去。項目課程中，理論知識并沒有消失，只是進(jìn)行了重新分配，保證了項目的覆蓋面。以項目為載體整合理論實踐知識。在具體處理理論和實踐整合問題時，我們采取了以下措施:1)緊緊圍繞工作任務(wù)整合理論和實踐知識;2)設(shè)置合適項目，使項目之間的理論知識背景按照一定的方式遞進(jìn);3)項目設(shè)置不宜過大，以免支撐的理論知識太多，導(dǎo)致教學(xué)組織比較困難。對于較大項目可以分解成模塊來進(jìn)行教學(xué)，一般每個模塊為4個學(xué)時，這樣也可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)時經(jīng)常有成就感;4)不要期望一個項目就能解決該項目所涉及能力培養(yǎng)方面的全部問題，每個項目應(yīng)該有側(cè)重點。
4實訓(xùn)項目教學(xué)實施設(shè)計
項目的實施過程按照“教師布置項目→學(xué)生分組討論→操作→檢驗評價”的流程進(jìn)行。在具體實施過程中，按企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程即“元器件的識別與檢測→電路的設(shè)計與制作→電路的調(diào)試與測試”的步驟進(jìn)行，將電子產(chǎn)品的生產(chǎn)流程貫穿每個項目訓(xùn)練的始終，使教學(xué)過程模擬了生產(chǎn)過程。以項目一“簡易直流穩(wěn)壓電源分析與制作”項目為例。項目的能力訓(xùn)練任務(wù)包括元器件的檢測，直流穩(wěn)壓電源制作和測試。
5結(jié)束語
外觀設(shè)計是電子產(chǎn)品設(shè)計的重要方面，也是電子產(chǎn)品是否能受到公眾認(rèn)可的直接感受。通過大眾心理調(diào)研，結(jié)合電子產(chǎn)品功能需求，制定電子產(chǎn)品外觀的原則與方法，是保障電子產(chǎn)品科學(xué)性、創(chuàng)新性以及現(xiàn)實性的前提。目前，電子產(chǎn)品外觀設(shè)計軟件及新的方法途徑層出不窮，除了相關(guān)的電子產(chǎn)品專用設(shè)計軟件外，具有豐富圖像圖形處理功能的軟件，在電子產(chǎn)品設(shè)計中發(fā)揮著愈來愈大的作用，MATLAB、AUTOCAD、3DMAX以及一些地理信息系統(tǒng)軟件也在電子產(chǎn)品設(shè)計的多維呈現(xiàn)及空間表達(dá)方面，發(fā)揮著積極作用。無論電子產(chǎn)品如何設(shè)計，除了需要考慮3D空間造型藝術(shù)等因素外，還必須考慮產(chǎn)品的外觀與功能友好結(jié)合的特征。具體而言，電子產(chǎn)品外觀的整體與協(xié)調(diào)性，外觀與環(huán)境的適應(yīng)性以及外觀與安全性等，均是創(chuàng)意及設(shè)計過程需要充分考慮的。符合時代特征的產(chǎn)品，才會受到用戶的喜愛。電子產(chǎn)品在其外形演變的過程中，可以清晰地體味到科技以人為本的原則。同時，結(jié)合當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，提出對未來電子材料及市場發(fā)展趨勢的探索與展望，無疑具有重要的前瞻性與現(xiàn)實的必要性。
1.電子產(chǎn)品外觀設(shè)計的主要特點
目前，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，基于各類電子產(chǎn)品設(shè)計的新穎創(chuàng)意層出不窮。特別是隨著人們對電子產(chǎn)品功能要求的日益提升以及大眾審美觀念的不斷增強，人們對產(chǎn)品的要求已不滿足于其實用性及可靠性等方面，人們更多地是對于產(chǎn)品外觀、材質(zhì)、工藝乃至色彩感覺、富于個性等方面的多樣化要求，在這些需求的催動下，越來越高的審美要求成為電子產(chǎn)品的內(nèi)在特征之一。在電子產(chǎn)品外觀設(shè)計中，令人喜愛的外觀一定對于產(chǎn)品營銷推廣是非常有益的，隨著綠色、環(huán)保、低碳理念的不斷普及，基于仿生學(xué)原理的外觀設(shè)計更能在審美情趣方面給人以美的享受，并在一定程度上能起到形象、逼真、有趣、生動、簡捷、美觀等多種作用。同時，在電子設(shè)計產(chǎn)品外觀時，其外型的尺寸、色彩、指示視覺系統(tǒng)要給人們明確易懂的操作感受，滿足人們在選擇電子產(chǎn)品時更多的對外形的大小，色彩的冷暖明暗度，以及人體工程學(xué)的要求，突出電子產(chǎn)品與人的親合力。隨著社會的進(jìn)步，特別是低碳環(huán)保以及綠色經(jīng)濟(jì)理念的逐漸深入人心，人們的消費理念與審美情趣發(fā)生了變化，現(xiàn)代電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計也是愈加趨向個性化與綠色化。縱觀以前的產(chǎn)品，主要是以實現(xiàn)其基本功能為目的，而忽略了外觀對用戶購買所產(chǎn)生的影響，提供給用戶選擇的款式較少，單調(diào)而顯得古板。現(xiàn)在除了基本功能配置選擇外，還有多種性格傾向選擇，結(jié)合了色彩學(xué)和心理學(xué)在外觀方向?qū)τ脩舻馁徺I傾向進(jìn)行了拓寬，使有更多的選擇空間，而豐富的外觀造型變化能適應(yīng)不同職業(yè)、不同人群的審美喜好。電子產(chǎn)品外觀設(shè)計需要展現(xiàn)的主要內(nèi)涵是人體工學(xué)的因素和產(chǎn)品的美學(xué)含義。電子產(chǎn)品在一定程度上是滿足大眾不同需求的現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)品，作為產(chǎn)品外觀造型設(shè)計則必須滿足用戶的使用需求。電子產(chǎn)品外觀設(shè)計不是簡單的借鑒與模仿，而是需要用理性的邏輯思維來引導(dǎo)感性的形象思維，針對具體問題提出一系列解決方案。通信技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展日新月異，人們的需要也愈加難以琢磨和難以滿足，對電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計提出了更高的要求。設(shè)計及生產(chǎn)具有時尚化、個性化、人性化和娛樂化的電子產(chǎn)品，在豐富娛樂生活的同時其功能和外觀上能達(dá)到平衡和統(tǒng)一，是人們所追求的重要目標(biāo)。同時，電子產(chǎn)品設(shè)計者與使用者是互動的，兩者之間不可分割。電子產(chǎn)品設(shè)計者對使用者起著理念傳播及引導(dǎo)的作用，而電子產(chǎn)品使用者的藝術(shù)修養(yǎng)及審美情趣，又在一定程度上能夠激發(fā)設(shè)計者向更高更新更時尚的方向發(fā)展，并在一定程度上促進(jìn)設(shè)計的內(nèi)容與形式在藝術(shù)層面上得到完美的統(tǒng)一。也就是說，在這種背景下設(shè)計會越來越有文化品位，也會越來越人性化。
1.1外觀形態(tài)與功能的一致性及協(xié)調(diào)性的統(tǒng)一
電子產(chǎn)品的設(shè)計在一定程度上而言是一門藝術(shù)。浮華的外觀設(shè)計并不能帶來好的用戶體驗，反而會起到反效果，理想的電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計要給使用者帶來愉悅的身心體驗。電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計是為了能讓用戶體驗變得更美好的初衷，應(yīng)當(dāng)建立在使用戶身心愉悅的基礎(chǔ)上。電子產(chǎn)品和人們的日常生活密切相關(guān)，因此，要實現(xiàn)科學(xué)合理的外觀設(shè)計，就需要在創(chuàng)造令人舒適的產(chǎn)品外觀方面不斷地努力與探索，力求為人們創(chuàng)造更為舒適與更為美好的工作與生活的人性化設(shè)計，并協(xié)調(diào)好產(chǎn)品外觀的新穎性與技術(shù)性以及電子產(chǎn)品功能的關(guān)系，追求外觀特征與功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目標(biāo)。總之，電子產(chǎn)品外觀設(shè)計還應(yīng)當(dāng)適應(yīng)現(xiàn)代社會多元化的客觀需要。
1.2產(chǎn)品外觀人性化與藝術(shù)性的統(tǒng)一
現(xiàn)如今人們對于產(chǎn)品功能和性能提出了更高層次的要求。為了順應(yīng)和滿足用戶需求，將人性化的設(shè)計應(yīng)用到了電子產(chǎn)品開發(fā)中。人性化重要表現(xiàn)特征是個性化，電子產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計人員應(yīng)針對不同的使用人群、不同的使用環(huán)境以及電子產(chǎn)品的定位，進(jìn)行多要素的精細(xì)化分類，不斷創(chuàng)新出方便用戶的電子產(chǎn)品。電子產(chǎn)品外觀設(shè)計應(yīng)在一定程度上彰顯人性化與藝術(shù)性完美結(jié)合與和諧統(tǒng)一。電子產(chǎn)品形態(tài)自由度空前廣闊，電子市場競爭也推動了電子產(chǎn)品外觀的創(chuàng)新程度，起最終決定作用的是使用者的特定需求或是喚起用戶對電子產(chǎn)品功能的聯(lián)想，或是方便使用者的使用，或是引發(fā)使用者的親切感，由于每個使用者都是特殊的個體，人性化與藝術(shù)化的最終體現(xiàn)應(yīng)包含對個體需求的滿足。
1.3產(chǎn)品實用性與先進(jìn)性的統(tǒng)一
實用性作為外觀設(shè)計的首要原則，反映設(shè)計師對產(chǎn)品外觀設(shè)計的把握程度，首先要滿足方便、高效、安全的要求，實現(xiàn)其功能是電子產(chǎn)品外觀設(shè)計的主導(dǎo)思想，決定著電子產(chǎn)品實用性與先進(jìn)性的方向。同時，還必須符合廣大使用者健康的審美觀和習(xí)俗愛好，過于夸張個性的外形或者浮夸的色彩搭配反而會造成用戶的反感。不能使電子產(chǎn)品成為華而不實的形式主義產(chǎn)物，也不能只是單純地看重實用功能而忽略掉其他的方面。缺乏實用性只注重外觀設(shè)計，與電子產(chǎn)品設(shè)計的初衷背道而馳，而華而不實的設(shè)計除了會增大產(chǎn)品的生產(chǎn)成本外，同時還會給市場營銷造成負(fù)面效應(yīng)。因此，電子產(chǎn)品在追求當(dāng)今社會對外觀的需求的一般性理念背景下，同時還必須充分保留電子產(chǎn)品的現(xiàn)實用途。
1.4產(chǎn)品時尚性與時代感的統(tǒng)一
產(chǎn)品外觀的創(chuàng)新最主要是立足時尚信息的同時并符合當(dāng)代社會審美的需求，創(chuàng)造富有時代氣息的產(chǎn)品，除了為生產(chǎn)者贏得更多的市場外，還能夠帶動電子產(chǎn)品領(lǐng)域的創(chuàng)新性變革。電子產(chǎn)品設(shè)計的外觀新穎、完美、健康、和諧，才能促使使用者在感受到美感的同時欣賞到美好的設(shè)計。目前，市場競爭的日益激烈，產(chǎn)品更新的速度也越來越快，外觀上也要求不斷地更新來適應(yīng)市場的需求與發(fā)展。企業(yè)需要加快產(chǎn)品外觀設(shè)計創(chuàng)新的速度，使產(chǎn)品體現(xiàn)時尚性與時代感的完美統(tǒng)一，才可能滿足和帶動使用者不斷變化的需求。電子產(chǎn)品風(fēng)格是一個國家物質(zhì)文明和精神文明的共同體現(xiàn)，是社會化生產(chǎn)與社會進(jìn)步的有機(jī)結(jié)合，也是歷史文化與人文地理特征的重要體現(xiàn)。創(chuàng)新出有著本國審美取向和文化特點的電子產(chǎn)品以及加強產(chǎn)品創(chuàng)新和追求風(fēng)格體驗是未來電子產(chǎn)品發(fā)展的方向。
2.電子產(chǎn)品外觀美學(xué)設(shè)計的一般思路與方法
電子產(chǎn)品的外觀設(shè)計需要設(shè)計師對當(dāng)代的外觀趨勢有準(zhǔn)確的把握，從大眾電子產(chǎn)品的外觀形態(tài)創(chuàng)造出新穎的外觀，基于美學(xué)理念，把產(chǎn)品功能信息、文化歷史信息、人文審美情趣及生產(chǎn)工藝水平等有機(jī)結(jié)合起來，設(shè)計合理科學(xué)的電子產(chǎn)品外觀形態(tài)。事實上，基于各類信息及外觀數(shù)據(jù)，設(shè)計者就可以進(jìn)行3D建模，通過整體外觀設(shè)計，拆分零部件，每個子零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計等過程，實現(xiàn)總體電子產(chǎn)品的創(chuàng)新性外觀設(shè)計。在具體的電子產(chǎn)品設(shè)計過程中，人們從各類眾多的產(chǎn)品中梳理總結(jié)出了多種方法，其中元素化設(shè)計法、功能化設(shè)計法，以及集成化設(shè)計法等是常用的電子產(chǎn)品設(shè)計方法。特別要提及的元素化設(shè)計法是將客觀需求作為電子產(chǎn)品功能構(gòu)思、元件設(shè)計、線路規(guī)劃、動作控制等依據(jù)，并重點從電子產(chǎn)品開發(fā)的宏觀理念到微觀過程，根據(jù)功能特征，將客觀需求信息有效地轉(zhuǎn)換為電子產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和操作規(guī)程的方法。現(xiàn)在的電子產(chǎn)品設(shè)計和以往已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，以往傳統(tǒng)的設(shè)計逐漸的被新技術(shù)所取代。具體而言，電子產(chǎn)品設(shè)計者把整個電子產(chǎn)品設(shè)計視為由若干個元素組成的系統(tǒng)，每個元素既有一定的獨立性又具有密切的聯(lián)系，將所有的元素進(jìn)行整合也就是局部到整體的過程，最終通過各元素的協(xié)同與耦合，從而實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)的一體化。集成化設(shè)計方法是運用計算機(jī)能夠識別的語言對電子產(chǎn)品的特征的進(jìn)行描述，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)制，再利用已儲存的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計；現(xiàn)實實施過程中，可以利用CAD和3Dmax等相關(guān)軟件來實現(xiàn)，建立知識庫即根據(jù)功能將電器元件進(jìn)行分類，并利用代碼描述功能和元件類別。隨著技術(shù)的發(fā)展，把3D打印的理念融合其中，更能符合未來電子產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的創(chuàng)新思路。
3.主要結(jié)論
3.1合理科學(xué)的外形設(shè)計是電子產(chǎn)品使用的客觀要求
現(xiàn)代電子產(chǎn)品類型多樣，為了迎合用戶對新穎外觀追求的需要，現(xiàn)在的電子市場不乏出現(xiàn)了很多匪夷所思的外觀產(chǎn)品。把握電子產(chǎn)品設(shè)計的原則，不能憑空臆造，同時產(chǎn)品的外觀要有內(nèi)涵，其外型的尺寸、色彩、指示視覺系統(tǒng)要讓人明確易懂。操作界面要簡單明了，操作方式簡便易懂而且要符合人體工程學(xué)的要求，突出與人的親合力。
3.2美學(xué)原理與功能協(xié)調(diào)原理是電子產(chǎn)品設(shè)計的重要基礎(chǔ)
在電子產(chǎn)品設(shè)計中，產(chǎn)品外觀設(shè)計的美學(xué)特征與功能是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造型及外觀比例、色彩設(shè)置等諸多要素的有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)了電子產(chǎn)品的內(nèi)涵特征，它們貫穿于電子外觀設(shè)計的整體過程中。
3.3材料科學(xué)的發(fā)展有利于設(shè)計低碳節(jié)能及綠色環(huán)保產(chǎn)品
關(guān)鍵詞：電子設(shè)備 結(jié)構(gòu)設(shè)計 工藝設(shè)計
中圖分類號：TN02 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0071-03
結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了滿足電子產(chǎn)品的各項功能和電性能，使設(shè)備在各種既定環(huán)境下都能正常工作所進(jìn)行的設(shè)計。它可以把產(chǎn)品的外觀直接展現(xiàn)出來，在一定程度上決定了產(chǎn)品的可靠性、壽命及性價比。好的設(shè)計應(yīng)合理滿足整機(jī)的性能要求，在市場上具有競爭力。
產(chǎn)品的工藝性能直接影響到產(chǎn)品性能和戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)。工藝設(shè)計的最高原則是以最少的社會勞動消耗創(chuàng)造出最大的物質(zhì)財富，這個原則也是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。
無論哪類電子設(shè)備的設(shè)計都離不開結(jié)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的高低和工藝技術(shù)的好壞對于產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。電子設(shè)備的故障或失效大都可歸結(jié)為設(shè)計上沒有想到或沒意識到某些細(xì)節(jié)或約束，一些通用設(shè)計的技術(shù)、準(zhǔn)則、理念和方法必須被予以重視并深入貫徹到產(chǎn)品研發(fā)中去。
1 某系統(tǒng)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.1 概述
某系統(tǒng)主要由多路耦合器、終端機(jī)和信號分配器組成，采用19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜上架安裝方式。各設(shè)備遵循標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化設(shè)計原則，顏色、標(biāo)識、銘牌、把手和接口連接器選擇均符合系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范要求。
根據(jù)研制方案確定電氣功能、性能及使用環(huán)境要求，經(jīng)研究分析整機(jī)結(jié)構(gòu)形式和尺寸約束后，初步進(jìn)行元器件布局、布線和組裝設(shè)計，合理選用材料、涂鍍、加工手段，采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件，簡化制造工藝，積極運用成熟技術(shù)。后通過軟件進(jìn)行三維實體建模、裝配仿真、應(yīng)力應(yīng)變分析、熱流分析，進(jìn)一步優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)。
1.2 多路耦合器
機(jī)箱箱體及內(nèi)部隔板全選用鋁合金板，銑削成型，并通過相互搭接、螺釘擰緊固定。選用鋁合金板，是因其具有重量輕、加工定位準(zhǔn)確、易開溝槽安裝固定屏蔽材料、裝配拆卸簡便、外形美觀等優(yōu)點。
多路耦合器采用模塊化設(shè)計理念，將防雷電路、放大電路和功率分配電路分別安裝在鋁合金板銑削成型的屏蔽盒內(nèi)，構(gòu)成單獨的防雷模塊、放大模塊和功率分配模塊。為便于器件散熱，將散熱器緊貼機(jī)箱左側(cè)板，電源模塊緊貼機(jī)箱右側(cè)板，放大模塊和功率分配模塊固定在散熱器上，并分別在安裝貼合面涂敷導(dǎo)熱硅脂。由于電源模塊較重，為滿足沖擊、振動試驗要求，設(shè)計固定架使其一側(cè)與底板連接，另一側(cè)包住電源與右側(cè)板。防雷模塊安裝在前隔板預(yù)設(shè)位置，并與中隔板和后隔板一起組成隔板部件，組裝時將其整體插入機(jī)箱。各模塊用隔板隔開，分別安裝在3個相對封閉獨立的隔段內(nèi)，盡可能避免電源與模塊、模塊與模塊間的電磁互擾。多路耦合器結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
1.2.1 終端機(jī)
箱體是機(jī)箱結(jié)構(gòu)的主體部分，是設(shè)備功能模塊的安裝載體，也是機(jī)箱結(jié)構(gòu)的集中受力體。根據(jù)安裝器件的尺寸、重量和位置，同時考慮振動、沖擊對結(jié)構(gòu)強度的影響，參考壓鉚螺釘、壓鉚螺母柱的鉚接裝配要求，核算確定各面板材料及厚度。終端機(jī)結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。
終端機(jī)由16個解調(diào)模塊組成，外部線纜通過航空插座進(jìn)入機(jī)箱并通過雙絞塑膠線與母板歐式插座連接。由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，一個航空插座需通過8路音頻信號或8路串口數(shù)據(jù)，為避免設(shè)備內(nèi)部多路信號互相串?dāng)_，走線及母板設(shè)計盡量將多路同類信號線分開。另外所有解調(diào)板都安裝了背板進(jìn)行電磁屏蔽隔離、安全防護(hù)和固定，以提高電氣連接的可靠性。
導(dǎo)軌支撐部件由托板、導(dǎo)軌和連接條構(gòu)成，主要起約束解調(diào)模塊自由度的作用，模塊的插拔、固定簡單方便。
終端機(jī)前面板左、右兩側(cè)各開設(shè)一個進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口安在后面板中部，風(fēng)扇裝在機(jī)箱外側(cè)向外抽風(fēng)。由于風(fēng)扇轉(zhuǎn)動把箱內(nèi)的熱空氣強制抽出，使機(jī)箱內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸引機(jī)箱外的冷空氣由進(jìn)風(fēng)孔口進(jìn)入，從而形成空氣交換。為避免導(dǎo)軌支撐部件阻擋、妨礙空氣在箱內(nèi)流通，導(dǎo)軌上設(shè)計有導(dǎo)風(fēng)孔，冷空氣經(jīng)導(dǎo)風(fēng)孔流過帶走解調(diào)模塊散發(fā)的熱量。其基本任帳竊諶仍粗寥瘸林間設(shè)計一條低熱阻的通道，保證熱量迅速傳遞出去，以便滿足可靠性要求[1]。另一方面，設(shè)計導(dǎo)風(fēng)孔還起到減輕設(shè)備重量的作用。兼顧電磁屏蔽和良好通風(fēng)的雙重要求，通風(fēng)開口處分別安裝了屏蔽通風(fēng)窗，為進(jìn)一步提高屏蔽效果，屏蔽通風(fēng)窗與箱體固定貼合面還粘結(jié)橡膠密封絲網(wǎng)組合襯墊。終端機(jī)風(fēng)道設(shè)計如圖3所示。
1.2.2 信號分配器
以前設(shè)計的機(jī)箱大多采用零部件搭接、螺釘擰緊固定的結(jié)構(gòu)形式，為滿足強度和電磁兼容性要求，完成箱體組裝往往要使用很多螺釘，這使得設(shè)備拆卸、裝配十分繁瑣，維修性不好。為解決此問題，信號分配器設(shè)計采用插裝結(jié)構(gòu)形式，如圖4所示。
根據(jù)裝配順序?qū)⒌装宀迦肭懊姘濉⒑竺姘濉⒆髠?cè)板和右側(cè)板底部對應(yīng)的溝槽，推動左、右側(cè)板使其與前、后面板互相卡住，然后用螺釘進(jìn)行固定。把隔板插入箱內(nèi)使其與底板和后面板配合，分別將濾波器、電源模塊和主板模塊安裝在隔板分開的兩個封閉隔段內(nèi)，盡可能避免電源對主板模塊的電磁騷擾。將蓋板榫齒插入前面板頂部后面的溝槽中，往前推動蓋板使其后端向下插入左、右側(cè)板卡槽，用螺釘將蓋板與箱體固定。信號分配器全部零部件共計12個，結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便。
2 某系統(tǒng)電子設(shè)備工藝設(shè)計
2.1 概述
某系統(tǒng)電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性要求比較苛刻，設(shè)計人員不僅要將“六性”設(shè)計理念融入、貫徹到研發(fā)工作中去，還需清楚產(chǎn)品的工藝流程。電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性主要取決于所選材料、構(gòu)件、元器件的耐環(huán)境能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計采取的耐環(huán)境措施是否合理和有效[2]。裝聯(lián)工人應(yīng)積極主動地提出合理化建議，配合工藝人員共同完善產(chǎn)品設(shè)計，這樣才能使設(shè)備滿足低溫、高溫、濕熱、鹽霧、霉菌、振動、沖擊、顛震等環(huán)境試驗要求。
裝配、組裝質(zhì)量不僅影響設(shè)備外觀，而且影響系統(tǒng)的性能，可以說系統(tǒng)的質(zhì)量直接體現(xiàn)在焊接和組裝上。應(yīng)合理安排裝配順序，注意前后工序的銜接，連接應(yīng)牢固可靠，安裝方向、位置要正確，不損傷設(shè)備單元和零部件，不損傷面板等機(jī)殼表面涂覆層，確保電性能穩(wěn)定和機(jī)械強度足夠。
2.2 通用工藝技術(shù)
根據(jù)各種材料在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)，內(nèi)部設(shè)計規(guī)范應(yīng)明確禁止使用預(yù)鍍鋅鋼板。以前鈑金件多采用冷軋鋼板，加工后進(jìn)行鍍鋅工藝處理，但其防護(hù)能力還是偏弱，長時間使用時會產(chǎn)生銹斑腐蝕，相關(guān)零件要求全部換成奧氏體不繡鋼，新產(chǎn)品設(shè)計不再使用冷軋鋼板。除鈍化處理外，奧氏體不繡鋼零件可不再做其他表面處理。
電磁兼容設(shè)計應(yīng)采取主動預(yù)防、整體規(guī)劃、“對抗”與“疏導(dǎo)”相結(jié)合的方針[3]。某系統(tǒng)電子設(shè)備的箱體材料全部選用鋁合金板材，機(jī)加工后進(jìn)行導(dǎo)電氧化處理，使機(jī)箱內(nèi)表面形成理論上連續(xù)的導(dǎo)電面。
箱體搭接縫隙處全部安裝橡膠芯金屬絲網(wǎng)屏蔽條，這種屏蔽條既有很好的彈性，又抗永久壓縮形變，在潮濕及鹽霧環(huán)境中具有很強的抗電化學(xué)腐蝕性能。由于屏蔽條有彈塑性，按設(shè)計尺寸截取時不要用力拉伸，可先從一端塞入溝槽并順著按壓到另一端再截取，剪切屏蔽條時應(yīng)使其端頭的橡膠芯微縮在絲網(wǎng)內(nèi)，切忌安裝后屏蔽條端頭的橡膠芯露出金屬絲網(wǎng)很長。
在設(shè)備通風(fēng)開口處安裝屏蔽通風(fēng)窗，利用截止波導(dǎo)原理解決通風(fēng)和屏蔽這對矛盾。具體設(shè)計可參考GJB 1046-1990《艦船搭接、接地、屏蔽、濾波及電纜的電磁兼容性要求和方法》（6.2.2.3截止波導(dǎo)通風(fēng)孔）。
電源線穿過箱體會使機(jī)箱整體屏蔽效能降低，為提高設(shè)備電磁兼容性，電源輸入接口采用將航空插座與電源濾波器做成一體的結(jié)構(gòu)形式。在濾波器與后面板安裝固定面粘接扭角鈹銅簧片或?qū)щ娨r墊，使殼體和機(jī)箱貼合并保證接觸良好，輸入輸出線不能靠得太近，引線盡量短且不能交叉，電源線不要與其他電纜捆綁走線。電源輸入接口旁邊就近設(shè)計安裝安全的螺栓，并將電源線安全地連接。
帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、點焊、單面焊接等組合件，原則上不允許進(jìn)行電化學(xué)處理，不同金屬材料組合在一起的部件不能進(jìn)行溶液處理，這些組合件應(yīng)盡可能采用涂漆，或分別進(jìn)行電化學(xué)處理后再組裝。所有電化學(xué)處理都應(yīng)在零件狀態(tài)（即非組合件）下進(jìn)行。
鋼鐵件在噴涂前應(yīng)進(jìn)行磷化處理，鋁件噴涂前應(yīng)進(jìn)行氧化處理（鑄鋁合金可采用噴砂處理），以增加涂層附著力。
體積和質(zhì)量較大的模塊、晶振、線圈可用硅橡膠封裝或加固管腳。盡量降低元器件的安裝高度，縮短其管腳引線。導(dǎo)線穿過金屬孔或靠近金屬零部件時需用絕緣套管將導(dǎo)線套住，線束的安裝和支撐應(yīng)當(dāng)牢固，以免使用期間絕緣材料因磨損而短路。電路GND通過金屬化螺釘以及對應(yīng)的阻焊亮銅帶和結(jié)構(gòu)件良好搭接，對應(yīng)的結(jié)構(gòu)件不作噴漆處理。使用不銹鋼錯齒彈墊、棘爪彈墊、止退螺母等緊固件防止裝配松動。
3 結(jié)語
隨著社會發(fā)展及加工技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式有了很大變化，從單機(jī)到系統(tǒng)，從最初主要使用型材、鈑金結(jié)構(gòu)發(fā)展到數(shù)控銑削成型的零件實現(xiàn)形式，精密加工技術(shù)已開始影響電子設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)。
電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計是項目研制過程的重要組成部分，直接影響到產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和品質(zhì)指標(biāo)，并不僅是為硬件平臺做個外殼那樣簡單，需考慮多方面的約束因素以選擇最合理最可靠的設(shè)計技術(shù)。綜合某系統(tǒng)裝備介紹，可了解電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計方法和在工程實際應(yīng)用時采取的具體措施，對其他電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。
某系統(tǒng)電子設(shè)備裝配拆卸簡單，生產(chǎn)維護(hù)方便，具備較高的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度，符合國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求。系統(tǒng)通過公司內(nèi)部功能、性能測試和第三方電磁兼容試驗、環(huán)境試驗、信道試驗驗證，所有設(shè)備均滿足研制方案要求。
⒖嘉南
[1] 邱成悌，趙殳，蔣全興.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（修訂本）[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計 電子設(shè)備 振動 電磁兼容
Abstract: With the development of electronic technology, electronic equipment structure design is in constant development and improvement. This paper firstly describes the overall structure design of the equipment significance, given the design of the main points, to the structure, heat dissipation, electromagnetic compatibility, this paper discussed the general layout, the improvement is also improve the quality of the product and enhance electronic product competitiveness of the important means.
Key Words: Structure design, Electronic equipment, vibration, Electromagnetic compatibility
中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
引言
對于一個電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮的因素很多，該概念不僅是指設(shè)計設(shè)備的外形和安裝元器件，更重要的是需要綜合考慮各種因素的影響，包括設(shè)備的性能和參數(shù)。熱設(shè)計、電磁兼容設(shè)計、防腐蝕設(shè)計等都是非常重要的內(nèi)容。尤其是對于小型的電子設(shè)備，由于其體積小、重量輕，內(nèi)各種模塊分布共同占有的空間非常小，此時，產(chǎn)生的熱量和電磁干擾對其性能和參數(shù)的影響非常大，因此要更加合理的設(shè)計，要綜合考慮各種因素，盡可能將對設(shè)備性能和參數(shù)的影響因素降低到最低的程度[1]。
1結(jié)構(gòu)總體設(shè)計
結(jié)構(gòu)總體的設(shè)計要從兩個主要方面來入手：系統(tǒng)設(shè)計和綜合設(shè)計，在設(shè)計中，要善于移植其它行業(yè)已經(jīng)發(fā)展成熟的設(shè)計成果，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，特別要貫穿機(jī)電一體化的思想。例如，對于雷達(dá)測量精度的提高，如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，僅僅從提高天線系統(tǒng)剛度的方面來實現(xiàn)，必然引起重量加大，同時也帶來機(jī)動性等問題，但是，如采用強度設(shè)計這樣一種新的設(shè)計方法，不僅能夠保證精度，而且又能保證重量在允許的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計包括機(jī)動性、可維修性及操作性等內(nèi)容。運輸性能的好壞是機(jī)動性問題的重要表現(xiàn)，對于機(jī)動式裝備，要能夠很好的實現(xiàn)多種手段的運輸，同時在實戰(zhàn)中，要求快速轉(zhuǎn)移、展開、架設(shè)和折收；這些要求都是在實際中需要嚴(yán)格遵守的設(shè)計要求，首要的設(shè)計思想是使之實現(xiàn)小型化和輕便化。陸用設(shè)備普遍采用了方倉來解決運輸性問題，雖然方倉具有很多優(yōu)點，并且已經(jīng)被人們普遍接受，但是，設(shè)計時機(jī)動性問題也是不容忽視的[2]。
可維修性在整體設(shè)計中也是值得注意的問題，由于裝備對可靠性有比較嚴(yán)格的定量要求，在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)總體設(shè)計中可維修性成為重點。周所周知，一個裝備必須具備很好的可維修性，因為我們無法保證一個設(shè)備是百分之百可靠的，對其進(jìn)行維修也是無法避免的。在設(shè)備遇到故障的時候，就會涉及到維修的問題，這個時候要求能夠比較方便的接近故障點，也就是接近維修的地方。這樣才能夠在最短的時間內(nèi)將設(shè)備修好，使其快速投入應(yīng)用。但是，也不能一味的求快。有時，快速連接使用不當(dāng)，反而引起設(shè)備不可靠，這就有點得不償失了。
2熱設(shè)計
電子設(shè)備的熱設(shè)計是不可避免的話題，過熱是造成設(shè)備不穩(wěn)定甚至發(fā)生故障的主要原因。近年來，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，集成化器件的功能也日趨復(fù)雜，其復(fù)雜主要表現(xiàn)在：在輸出功率不斷加大的情況下，電子設(shè)備要求體積越來越小，器件的封裝密度不斷提高，以適應(yīng)電子設(shè)備的軍用，因此，熱設(shè)計對于對電子產(chǎn)品可靠性來說是至關(guān)重要的。減少元器件、部件以及設(shè)備的內(nèi)部和外部熱阻是熱設(shè)計研究的基本方向，將在運行過程中產(chǎn)生的熱量迅速地傳至最終的散熱器。減小元器件內(nèi)部熱阻的方法主要有改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)以及采用合適的封裝材料，電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計師的主要任務(wù)是：在滿足環(huán)境條件和可靠性要求的前提下，盡量選擇簡單、有效、經(jīng)濟(jì)的冷卻方法。為了確保設(shè)備可靠工作，要求在規(guī)定的使用期內(nèi)，冷卻系統(tǒng)的故障率比被冷卻元器件的故障率低[3]。
熱設(shè)計技術(shù)在我國已經(jīng)有相應(yīng)的部標(biāo)、國標(biāo)、國軍標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)文件，這些都為熱設(shè)計提供了技術(shù)依據(jù)。如今的電子設(shè)備電路的組裝形式基本上實現(xiàn)了印制電路化，因此印制電路的冷卻成為了關(guān)鍵技術(shù)。設(shè)計中，把箱體兩側(cè)壁設(shè)計成帶散熱風(fēng)道的冷板形式，同時在箱體后部安裝有軸流風(fēng)機(jī)，這樣就可以給箱內(nèi)的印制電路板提供一個傳熱途徑，可以順利的為兩側(cè)的風(fēng)道提供強迫風(fēng)。現(xiàn)階段，關(guān)于熱設(shè)計過程的計算與試驗問題還不算完善，在傳熱過程中各種參數(shù)相互耦合，計算與試驗相當(dāng)復(fù)雜。因此，還是在嚴(yán)格的環(huán)境中經(jīng)受實際考驗來驗證設(shè)計。
3電磁兼容的設(shè)計
電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中其他事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力，具體包括能在電磁環(huán)境中正常工作，具有一定的抵抗電磁干擾的能力和對所處環(huán)境中的其他設(shè)備的電磁干擾有一定的限值，不致于影響其他設(shè)備的正常工作兩個方面的內(nèi)容。如果電子設(shè)備不受任何保護(hù)，電磁的干擾就會導(dǎo)致邏輯錯誤或信息丟失，甚至造成電子設(shè)備的失控、死機(jī)或整個系統(tǒng)的混亂。產(chǎn)生電磁干擾有三個途徑：干擾源、傳輸介質(zhì)和接收單元。
如今，我國的EMC技術(shù)還剛剛起步。造成這種局面的原因主要有以下幾點。
（1）EMC技術(shù)的發(fā)展相對較晚，又是一門邊緣學(xué)科，介于電機(jī)之間，多種學(xué)科交叉，一些技術(shù)人員對有關(guān)EMC方面的知識掌握不夠。
（2）測試設(shè)備價格昂貴，測試設(shè)備不能得到很好的普及。當(dāng)然，現(xiàn)在我國已從國外引進(jìn)了EMC監(jiān)測和實驗手段以及一些先進(jìn)的設(shè)備儀器，加上有關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)的制訂與頒布，我國EM設(shè)計技術(shù)的發(fā)展正在穩(wěn)步發(fā)展。
在電磁兼容的設(shè)計方面，有幾點需要注意。
1）對機(jī)殼的屏蔽，要想實現(xiàn)較好的電磁屏蔽效果，需要選用良導(dǎo)體材料，并且盡量少開孔。但殼體上往往會有各種接插件、按鍵、顯示器、通風(fēng)孔和電纜孔等孔縫，而不是一個完整的封閉體，這樣就會會降低屏蔽的效果，造成電磁泄漏。一般情況下，可通過以下幾種方法來提高其屏蔽效能：散熱處采用金屬絲網(wǎng)；采用階梯狀接口，以此增加縫隙深度，提高結(jié)合面加工的精度；在接插件與殼體的接觸面上增加導(dǎo)電橡膠襯墊；同時，用金屬箔密封帶對縫隙進(jìn)行密封，增加殼體的密封性。
2）采用電源濾波器。周多周知，電源濾波器能夠很好地降低由于傳導(dǎo)耦合帶來的系統(tǒng)電磁兼容性能的降低。將濾波器安裝在設(shè)備的機(jī)殼上；在靠近設(shè)備的電源輸入端，連線應(yīng)盡量短；盡量使用雙絞線和屏蔽線；被測設(shè)備中若出現(xiàn)其他單獨的電源，需要在合適的地方加裝各自的濾波器。
4沖擊和振動的隔離設(shè)計
由于支承結(jié)構(gòu)的剛性小以及固有頻率低，傳至敏感組件上的沖擊能量會變小。防止結(jié)構(gòu)共振是沖擊振動隔離設(shè)計中的首要任務(wù)，其次才是在沖擊與共振的隔離之間進(jìn)行折衷考慮，在這一過程中，也要考慮到設(shè)備的造價、體積以及重量等問題。所以沖擊振動隔離的設(shè)計夜不是一門單一的技術(shù)。在軍用裝備中，由于使用環(huán)境的不同，具有各自不同的特點。比如：在艦船上，強迫振動頻率比較低，一般能做到使結(jié)構(gòu)的固有頻率高于強迫振動頻率的上限。在飛機(jī)上，振動頻率要高得多，這樣高的強迫振動頻率，只有利用阻尼技術(shù)來耗散共振時的能量，使其保持在許可的范圍內(nèi)。
使用隔振器是沖擊與振動的隔離普遍采用的方法，伴隨隔振器的發(fā)展是隔振技術(shù)的另一門類。目前，阻尼材料也取得了很大的發(fā)展。由于在隔振與降噪方面的獨特功能，粘彈材料一直是工程界普遍采用的材料，但由于生產(chǎn)的成本太高，很難推廣普及，因此主要是應(yīng)用在航空與航天工程中，還有一種叫減震鉻鐵鋁新材料在受到打擊或振動時，幾乎不發(fā)出聲音，它能夠?qū)C(jī)械能幾乎全部轉(zhuǎn)化成了熱能。當(dāng)材料受震時，在第一個振動周期就使能量消耗。從目前的發(fā)展趨勢來看，今后沖擊、振動隔離技術(shù)的發(fā)展不僅取決于隔振器新形式的出現(xiàn)，更是取決于新的、廉價的隔振材料的出現(xiàn)。
5結(jié)束語
電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要考慮的因素很多，不僅僅要老考慮熱設(shè)計、電磁兼容設(shè)計，同時，還需要考慮抗振動沖擊性、機(jī)動性、可維修性、可操作性等等，當(dāng)然，設(shè)備的體積、重量和造價等因素也是必須要考慮的因素。尤其是對于軍用電子設(shè)備來說，系統(tǒng)中電子設(shè)備的技術(shù)含量越來越高，要求更高的可靠性，和適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的性能，這給結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝人員提出了更高的要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，有時候不能夠把每一方面做到盡善盡美，當(dāng)各因素遇到矛盾時，要進(jìn)行綜合考慮，在各矛盾中選擇最優(yōu)的方案。
參考文獻(xiàn)：
[1] 侯亮-產(chǎn)品模塊化設(shè)計理論、技術(shù)與應(yīng)用研究進(jìn)展(5)-機(jī)械工程學(xué)報,2004,40(1):56-61.
[2] 邱成悌,趙惇殳.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].南京:東南大學(xué)出版社, 2001
[3] 陳樹輝.強非線性振動系統(tǒng)的定量分析方法[M].北京:科學(xué)出版社
我國是一個有高原、多山的國家，我國高原主要有黃土高原、云貴高原、青藏高原。由于各高原地理緯度不同、地面性質(zhì)不一樣，氣候也有差別。在我國的高原地區(qū)擁有得天獨厚的風(fēng)、光資源，對清潔可再生能源的利用具備很好的自然條件。因此，近年來，隨著一批風(fēng)電項目、光伏項目、風(fēng)-光-儲項目進(jìn)軍高原，可再生新能源項目在高原的建設(shè)加快，在未來將在我國的高原地區(qū)形成“高原風(fēng)谷”、“高原光谷”的獨特風(fēng)景。
關(guān)鍵詞：高原型，結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract：Our country is a plateau, mountainous country, China's main plateau of loess plateau, eastern yunnan-guizhou plateau, the qinghai-tibet plateau. Because each plateau geographical latitude, the ground is not the same as the nature of the different, climate also have a difference. In our plateau has advantaged wind, light resources, to clean the use of renewable energy has very good natural conditions. Therefore, in recent years, with a number of wind power projects, the wind, and photovoltaic project-light-store project into the plateau, renewable energy projects in the highlands of new construction speed up, in the future will be in China's plateau form "plateau of the wind", "plateau optical valley" the unique scenery.
Keywords: plateau type, the structure design
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
引言：
由于高原運行環(huán)境與普通低海拔環(huán)境有很大差異，作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要針對高原的環(huán)境特點進(jìn)行特殊的結(jié)構(gòu)處理來滿足設(shè)備在高原環(huán)境的安全可靠運行。本文結(jié)合我公司的風(fēng)、光變流器變器以及SVG設(shè)備等產(chǎn)品的在高原環(huán)境下的應(yīng)用情況分析高原型電力電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計要點。首先介紹了高壓環(huán)境的主要特點；接著針對高原環(huán)境特點對設(shè)備的性能影響分析；根據(jù)高原環(huán)境對設(shè)備性能影響的分析從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面提出具有的解決辦法，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計也主要考慮從散熱、絕緣、凝露以及機(jī)械結(jié)構(gòu)件及材料的設(shè)計考慮等方面處理。
（一）高原氣候特點：
高原具有較惡劣的自然氣候條件，對電力電子的設(shè)備性能影響較大，高原氣候的主要特點有：
（1）空氣壓力或空氣密度低；
（2）空氣溫度較低，變化較大；
（3）空氣絕對濕度較小；
（4）雷暴日多；
（5）太陽幅射照度（紫外線）較高；
（6）降水量較少；
（7）年大風(fēng)日多；
（8）土壤溫度較低，且凍結(jié)期長。
以上特點是行業(yè)內(nèi)針對高原氣候形成的普遍共識，但我國的高原地區(qū)分布較廣，各高原地區(qū)的氣候也存在差異。其中尤其以西南地區(qū)的云貴高原氣候存在一定的特殊性。云貴地區(qū)河流眾多，地形復(fù)雜，山谷間的水汽不易發(fā)散，在清晨和傍晚經(jīng)常起霧。在相對濕度接近飽和的情況下，晝夜溫差將造成嚴(yán)重的凝露。而且，云貴高原的高濕季節(jié)持續(xù)時間較長。因此，設(shè)備在高原氣候應(yīng)用必須考慮各高原地區(qū)的氣候差異。
（二）高原氣候條件對電力電子設(shè)備性能的影響：
空氣壓力或空氣密度對性能的影響：
氣壓低 電氣間隙的擊穿電壓降低絕緣強度降低
空氣稀薄風(fēng)流量減小相對散熱能力減弱
空氣溫度較低及溫度變化對性能的影響：
溫度低凍結(jié)器件壽命受影響
溫度變化大凝露爬電
空氣濕度對性能的影響：
濕度小電氣間隙的擊穿電壓降低絕緣強度降低
濕度大積水爬電
太陽幅射照度（紫外線）較高對性能的影響：
紫外線高破壞功率器件的空間電荷區(qū)電場器件失效
紫外線高有機(jī)保護(hù)材料老化絕緣強度降低
（三）高原型電力電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：
1. 高原型電力電子設(shè)備絕緣的設(shè)計：
空氣壓力或空氣密度的降低，引起外絕緣強度的降低。在海拔至5000m范圍內(nèi)，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7～10.5kPa,外絕緣強度降低8%～13%.根據(jù)安規(guī)（如IEC60664-1）對絕緣的相關(guān)規(guī)定：由系統(tǒng)電壓、過壓等級和絕緣等級確定所需電氣間隙距離，并按海拔高度進(jìn)行修正。
電氣間隙修正系數(shù)
15 000 12.00 6.67
平均絕對濕度隨海拔升高而降低。絕對濕度降低時，電工產(chǎn)品的外絕緣強度降低，因此要考慮工頻放電電壓與沖擊閃絡(luò)電壓的濕度修正。濕度修正以零海拔時的平均絕對濕度：11g/m3為基準(zhǔn)，具體修正按GB311.2中有關(guān)規(guī)定。
我司的高原型設(shè)備嚴(yán)格執(zhí)行安規(guī)審查，按照海拔4000m考核電氣間隙與爬電距離，保證足夠的電氣間隙與爬電距離。
其中結(jié)構(gòu)布置時分項審查主要有：
單板：PCB改板，加大電氣間隙
主功率回路：增加絕緣防護(hù)
隔離帶：一次回路與二次回路隔離，確保電氣間隙符合要求，如設(shè)置變壓器隔離、UPS隔離等
配電器件：更換部分器件，如用高原型斷路器替換普通型斷路器。所有配電器件逐一分類審查：開關(guān)類、接觸器類等。
同時結(jié)構(gòu)件設(shè)計時候優(yōu)化導(dǎo)電體形狀，加大電氣間隙與爬電距離。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)測試驗證，測試電壓5000Vdc/1min，漏電流
2. 高原型電力電子設(shè)備散熱設(shè)計：
空氣壓力或空氣密度的降低引起空氣介質(zhì)冷卻效應(yīng)的降低。對于以自然對流、強迫通風(fēng)或空氣散熱器為主要散熱方式的電工產(chǎn)品，由于散熱能力的下降，溫升增加。在海拔至5000m范圍內(nèi)，每升高1000m，即平均氣壓每降低7.7～10.5kPa,溫升增加3%～10%.
空氣溫度最高值與平均值隨海拔的升高而降低。高原環(huán)境空氣溫度的降低可以部分或全部補償因氣壓降低而引起的電氣設(shè)備溫升的增加。環(huán)境空氣溫度補償值為 0.5K/100m。
高原環(huán)境對采用空氣冷卻方式的電力電子設(shè)備的散熱有利也有弊，所以散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計時候要綜合考慮雙方面的影響。設(shè)計要點：保證良好的風(fēng)道設(shè)計；高可靠性的器件選擇；合適的散熱風(fēng)機(jī)選擇；合理的器件布局；增加柜內(nèi)擾流措施。
3. 高原型電力電子設(shè)備凝露處理的設(shè)計：
高原環(huán)境溫差變化大容易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，我司主要通過以下方式來解決凝露問題
加熱除濕
通過加熱除濕裝置使柜內(nèi)溫度高于環(huán)境溫度，實時檢測柜內(nèi)溫度濕度，嚴(yán)格控制濕度小于85%。
增大爬電距離
在易發(fā)生爬電的位置增加安全柵格。
將可能的放電點密封
密封放電點，使之與外部完全隔離。
柜內(nèi)擾流
增加擾流裝置，使凝露不易發(fā)生。
三防處理
對單板噴涂三防漆。
4. 高原型電力電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)件及材料的設(shè)計考慮：-
對于器件內(nèi)部機(jī)械傳動件，如操作手車、脫扣器等要考慮高原溫度變化大而造成材料變形對公差的影響，這些在設(shè)計對應(yīng)器件時要加以考慮；
絕緣材料的選擇，應(yīng)盡量選用受溫差變化不大和防老化程度高的絕緣材料（如DMC或SMS模塑料等），在保證高強度的同時，變形量和老化程度較小，適應(yīng)其對絕緣配合要求較高的地方。
參考文獻(xiàn)
[1] JB/T7573-94《高原環(huán)境條件下電力電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件》
[2] 安規(guī)IEC60664-1
[3] 廣東明陽龍源電力電力電子有限公司結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.
在系列產(chǎn)品開發(fā)過程中與企業(yè)進(jìn)行項目合作,同行業(yè)一線專家一起進(jìn)行技術(shù)開發(fā),并共同進(jìn)行課程開發(fā)和實驗室建設(shè),建立工廠化的專業(yè)實習(xí)實訓(xùn)基地;借助項目合作企業(yè)的連鎖經(jīng)營或者特許經(jīng)營,所有學(xué)生自己制作的產(chǎn)品經(jīng)檢驗合格后,都可以通過合作企業(yè)正式對外銷售,達(dá)到產(chǎn)學(xué)合作的目的。從系統(tǒng)論角度研究,將人才培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計分為頂層設(shè)計、中間層設(shè)計、底層設(shè)計三個部分。
1.1頂層設(shè)計—系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以設(shè)計為:信息采集、信息統(tǒng)計和人才培養(yǎng)方案設(shè)計的組織和實施部門為教務(wù)處,而實施部門為教學(xué)系部;課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的組織部門為教學(xué)系部,實施部門為相應(yīng)教研室;課程教案設(shè)計與執(zhí)行的組織部門為教研室,實施部門為教師,共同組成了教學(xué)系統(tǒng)。
1.2中間層設(shè)計—人才培養(yǎng)方案與課程體系設(shè)計
課程體系設(shè)計采用目標(biāo)模式的任務(wù)分解的設(shè)計方法。基于目標(biāo)模式的任務(wù)分解課程體系設(shè)計方法,目標(biāo)分解然后具體化為任務(wù),任務(wù)分解然后具體化為核心課程。這樣來實現(xiàn)由宏觀到微觀,由抽象到具體的人才培養(yǎng)方案或課程體系設(shè)計過程。目標(biāo)的實現(xiàn)要體現(xiàn)在具體任務(wù)的完成中,所以任務(wù)是目標(biāo)的具體化。而任務(wù)的實現(xiàn)要體現(xiàn)到具體課程實現(xiàn)中,所以課程又是任務(wù)的具體化,如此完成課程體系的構(gòu)造。實現(xiàn)目標(biāo)的任務(wù)可以是不同的,這體現(xiàn)了異曲同工之效,因此就可在不同學(xué)校的同一個專業(yè),通過任務(wù)設(shè)計的不同而體現(xiàn)各自的特色。人才培養(yǎng)方案設(shè)計中,總目標(biāo)是提高運用知識解決實際問題的能力。該目標(biāo)分解為基礎(chǔ)能力目標(biāo)、專業(yè)能力目標(biāo)和社會能力目標(biāo)。通過“系列產(chǎn)品(項目)驅(qū)動”、“校企合作、訂單培養(yǎng)”等方式著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力;將社團(tuán)、勤工助學(xué)、創(chuàng)業(yè)孵化基地等活動融入到社會能力課程模塊,引導(dǎo)學(xué)生把情商相關(guān)理論知識用于實際過程,實現(xiàn)學(xué)生情商的提升,促進(jìn)社會能力的培養(yǎng);通過組織基礎(chǔ)能力課程競賽,將競賽項目融入到課程教學(xué)全過程的方式,提高學(xué)生基礎(chǔ)能力。這里的系列產(chǎn)品(項目)在具體設(shè)計時應(yīng)該具有如下五個特點:①是在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域具有知識的綜合性、可持續(xù)的技術(shù)先進(jìn)性和一定競爭力的產(chǎn)品或項目;②具有完整的服務(wù)和使用功能且在關(guān)鍵部件上最好有自主知識產(chǎn)權(quán);③通過一定的努力、協(xié)同和教師的指導(dǎo),學(xué)生可以在三年內(nèi)完成;④在設(shè)計、制作或開發(fā)上不需要投入過多資金;⑤在一定時間內(nèi)具有良好的商業(yè)價值和市場前景。
1.3底層設(shè)計—課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計
其主要的設(shè)計思路是:課程目標(biāo)是教學(xué)生完成一個與課程相關(guān)的實際項目或任務(wù)。課程的組織是按照實際的項目或任務(wù)完成時的操作過程進(jìn)行逐層的任務(wù)分解,以此構(gòu)成有任務(wù)分解邏輯關(guān)系的實踐系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上,確定完成每個最底層的子項目或子任務(wù)需要的知識。這種設(shè)計保證了實踐內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性,而知識是根據(jù)最底層的子項目或子任務(wù)的需要確定的,它可能是不完整的或不系統(tǒng)的。
2產(chǎn)品或項目驅(qū)動描述
基于“無線傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊系列產(chǎn)品”的開發(fā)流程,按照工程實際工作過程將開發(fā)流程分解成需求分析與系統(tǒng)設(shè)計、模塊電路設(shè)計、PCB設(shè)計與制作、模塊焊接安裝調(diào)試、通信建模、模塊控制與調(diào)試、開發(fā)應(yīng)用等工序。然后將完成每一道工序的任務(wù)所需的技術(shù)和相關(guān)理論,設(shè)計一門或兩門核心課程,并根據(jù)教育的規(guī)律,從基礎(chǔ)到高級技能、從模塊到綜合系統(tǒng)安排教學(xué)內(nèi)容。
2.1產(chǎn)品或項目的使用說明
1)系列產(chǎn)品概述。“無線傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊”主要分為三個部分:控制模塊、RF無線電發(fā)射模塊和RF無線電接收模塊,通過USB接口從計算機(jī)下載控制程序,利用串、并行的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)信息、機(jī)器人控制信息及其他信息,從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線遙控。
2)使用說明。以機(jī)器人為例,“無線傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊”可以直接連接在控制板部分,機(jī)器人通過接口與RF無線模塊通訊,使用RF無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)就像通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)一樣,在一個簡單的通信協(xié)議下可以實現(xiàn)多個機(jī)器人間的數(shù)據(jù)通信,組成無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。這樣兩個或更多的機(jī)器人在一起可以共享數(shù)據(jù)信息,如傳感器信息,位置信息等,可以使多個機(jī)器人協(xié)同工作。RF信號的覆蓋范圍可達(dá)150米,這樣便可通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程機(jī)器人的控制。
2.2產(chǎn)品或項目的設(shè)計開發(fā)流程
“無線傳感網(wǎng)絡(luò)控制模塊”系列產(chǎn)品,運用電路分析與設(shè)計技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、通信技術(shù)、C語言編程技術(shù)、電子制板技術(shù)、生產(chǎn)工藝與品質(zhì)管理技術(shù),在通信技術(shù)專業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有知識的綜合性,在技術(shù)上具有可持續(xù)的先進(jìn)性和一定競爭力,有著良好的商業(yè)價值和市場前景。需求與功能分析,系統(tǒng)概要設(shè)計階段:根據(jù)市場調(diào)研進(jìn)行需求分析,產(chǎn)生需求規(guī)格說明書;根據(jù)需求分析進(jìn)行可行性分析,產(chǎn)生可行性分析報告;由此進(jìn)行確定產(chǎn)品的主要功能,根據(jù)產(chǎn)品功能需求對產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)概要設(shè)計,建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、進(jìn)行模塊劃分,產(chǎn)生系統(tǒng)概要設(shè)計說明書;編寫項目進(jìn)度,進(jìn)行項目管理。主要技術(shù)及相關(guān)理論知識:資料搜集與分析、項目管理技術(shù)、技術(shù)文檔編輯規(guī)范等。模塊電路設(shè)計階段需對模塊功能進(jìn)行可行 性分析,據(jù)此設(shè)計電路,再根據(jù)工程計算結(jié)果、工程經(jīng)驗以及參考文獻(xiàn)與技術(shù)手冊選用合適的元器件,最后利用常用電子線路仿真軟件對電路進(jìn)行仿真,直至仿真結(jié)果滿足功能需求。該階段所需的技術(shù)與理論知識有:功能與可行性分析、元器件識別與選用、電路設(shè)計與仿真、文獻(xiàn)查閱技術(shù)、電子線路知識、工程計算知識、電機(jī)控制知識。PCB設(shè)計與制作階段需使用CAD軟件進(jìn)行電路的原理圖繪制與PCB版圖設(shè)計,若仿真結(jié)果正確,則輸出PCB文件,根據(jù)PCB文件進(jìn)行印制電路板的制作。該階段所需的技術(shù)與理論知識有:CAD軟件安裝與使用、印制電路板制作設(shè)備的使用、計算機(jī)輔助設(shè)計方法與常用元器件庫相關(guān)知識。模塊焊接按照調(diào)試階段需根據(jù)電路需要選購元器件,再進(jìn)行電路的焊接,最后進(jìn)行電路的硬件調(diào)試。該階段所需的技術(shù)與理論知識有:電子產(chǎn)品制造技術(shù)、電子產(chǎn)品測量技術(shù)、電子產(chǎn)品調(diào)試技術(shù)、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝知識、常用電子儀器儀表與電子產(chǎn)品焊裝基本知識。模塊控制與調(diào)試階段需要對做好的模塊電路進(jìn)行控制程序的編寫、編譯、下載與調(diào)試。該階段所需的技術(shù)與理論知識包括:單片機(jī)的C語言編程技術(shù)、編譯與下載軟件使用、軟件調(diào)試工具的使用、單片機(jī)與接口技術(shù)等相關(guān)知識。通信建模主要構(gòu)建無線通信傳輸模型,根據(jù)協(xié)議確定傳輸模式,進(jìn)行編碼算法設(shè)計。該階段所需的技術(shù)與理論知識包括:信號與系統(tǒng)、通信協(xié)議、傳輸模式、軟件調(diào)試工具的使用等相關(guān)知識。模塊開發(fā)應(yīng)用階段需對整機(jī)電路功能進(jìn)行分析,再根據(jù)功能進(jìn)行編碼算法設(shè)計、最后進(jìn)行整機(jī)裝配與調(diào)試,具體要求如下:(1)整機(jī)功能分析:根據(jù)需求規(guī)格說明書進(jìn)行可行性分析,系統(tǒng)
架構(gòu)設(shè)計、功能模塊設(shè)計,并完成各部分相應(yīng)文檔的編寫。該部分主要包括整機(jī)電路功能可行性分析、整機(jī)電路設(shè)計等方面的內(nèi)容。(2)源代碼開發(fā)與下載:是對系統(tǒng)功能的實現(xiàn),主要進(jìn)行程序的編碼、算法實現(xiàn)、功能測試。為實現(xiàn)系統(tǒng)的功能此階段所需的知識為:C語言程序設(shè)計、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)等。(3)整機(jī)裝配與調(diào)試:系統(tǒng)測試階段主要是針對前段編碼設(shè)計階段模塊單元測試和集成測試。測試所需的理論知識和技術(shù)為:測試計劃、測試工具、整機(jī)電路裝配與調(diào)試測試文檔的編寫、測試過程管理等。