模塊化機柜的結構設計

王青鋒

模塊化機柜的結構設計

王青鋒

（武漢濱湖電子有限責任公司，湖北武漢，430205）

隨著電子技術的進步，車載信息系統得到了高速的發展，為了滿足資源的高利用率和可重構性，承載機柜向著模塊化方面的發展，本文對一種車載模塊化機柜進行了介紹，對相關工程設計具有一定的參考價值。

機柜；模塊化；結構

1 引言

機柜采用模塊化設計思想，將傳統的非標式專用的機柜經行綜合集成設計，形成標準模塊為基礎單元的設備機柜，內置統一的散熱及機械電氣接口，內部安裝不同電子設備模塊即可完成不同任務系統功能需求。本文結合實際工程項目，對車載電子設備機柜的結構設計進行了介紹。

2 總體結構設計

模塊化的機柜結構是車實現載電子信息系統的技術指標的承載的物理平臺，其結構依據《GJB2825-97 軍用雷達機柜、插箱、插件模塊化要求》的要求，以及車廂的內部空間和電子信息系統所需要的設備模塊數量確定的。為了保證系統較好的無纜化互聯互通能力，機柜結構采用模塊化互聯互通組合方式設計，可支持電子信息系統設備的標準模塊集中放置和智能控制，設備的模塊與機柜之間采用互聯互通連接裝置實現設備電氣連接，無外部線纜連接，達到設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。機柜與電子設備模塊通過快鎖機構互聯，機柜與機柜之間通過結構互聯連接裝置連接。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 機柜結構示意圖

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構，是機柜的重要承載結構，主要由前后主框架、橫梁、上下蓋蓋和左右蓋板組成，兩側設計搬運把手，方便在機柜便攜式組合，適應小型電子信息系統的集成。框架內部設計與機柜內框、散熱互聯的接卸接口，方便內框架和散熱模塊的安裝。前后主框架上預留有機柜互聯限位孔和互聯裝置安裝位，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 機柜內框

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

圖3 內框架示意圖

2.3 智能電氣接口模塊

智能電氣接口模塊能夠對機柜內部安裝的設備模塊的供電狀態進行智能管控，并能進行狀態監測。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；輸出到設備模塊的電壓為12.6V，輸出電流有涓流、恒流兩種狀態，能夠滿足常規設備模塊的供電要求；狀態指示燈提供供電狀態顯示。智能電氣接口模塊結構上設計有供電、定位插銷孔和安裝孔，其外形結構尺寸為：485mm×265mm×15mm（寬×高×厚）。

2.4 組合式結構互聯連接裝置

組合式結構互聯連接裝置，是一種可拆裝的，將機柜與機柜之間結構互連于一體的結構緊固裝置，實現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。并且組合式互聯裝置實現機柜與車廂墻壁之間的快速結構互聯。

2.5 機柜散熱

機柜上裝大量的電子設備，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境溫度要求就越來越高。為了機柜中電子設備的正常工作，采用熱交換器等來保證機柜內保持一定的溫度是很有必要的。因為熱空氣比冷空氣輕,柜內空氣流向應當是由下往上。因此,在機柜的底板設計蜂窩狀的進風口，并安裝散熱模塊進行吸風，機柜底板排氣口，裝置排風扇，加強空氣的對流，為機柜內部的電子設備提供了良好的熱環境，減少電子設備元器件的故障率。

3 結束語

這種電子信息設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，實現電子信息系統的個性化定制，全面提高車載機柜的通用性、互換性、維修性和操作性。

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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，大學本科，工程師，研究方向：通信結構，E-mail：2209282216@qq.com