方案詳情
所在位置: 首頁> 技術文章> 其它>

加固式便攜軍用計算機設計方案

日期:2019-10-22 22:22
浏覽次數:396
摘要:加固式便攜軍用計算機設計方案 加固便攜式計算機是一款專為惡劣環境設計的滿足軍标要求的加固便攜式産品。産品機構尺寸為386MMx265MMx69MM(不含護角和把手),鋁合金結構,重量輕、外形美觀;整機IP等級高



加固便攜式計算機

設計方案



加固便攜式計算機

設計方案

型号(或代号):   

   位:                設   位:   北京天拓明達電子科技有限公司 承   位:   北京天拓明達電子科技有限公司



1 概述

加固便攜式計算機是一款專為惡劣環境設計的滿足軍标要求的加固便攜式産品。産品機構尺寸為386MMx265MMx69MM(不含護角和把手),鋁合金結構,重量輕、外形美觀;整機IP等級高

整機設計指導原則

a)       遵循《加固便攜式計算機通用技術要求》的設計準則;

b)      設計時盡量采用成熟技術,繼承型号上使用的加固計算機的已有成果,減少設計、研制工作量,縮短研制周期,提高可靠性。同時也要考慮計算機技術發展迅速的特點,适時地采用一些經過驗證的國内外先進技術,使得研制出的加固機有較長的生命周期;

c)      以可靠性為核心,運用可靠性工程技術,進行元器件降額設計、簡化設計、冗餘設計、和優化設計,滿足可靠性以及其它各項技術指标要求;在電路設計和結構設計同時,開展工藝設計,保證加固計算機的工藝水平和可制造性;

d)     貫徹三化設計思想,實現電路功能的模塊化、電路闆的模塊化、組裝結構模塊化、軟件功能的模塊化以及測試設備的通用化設計。

2方案設計引用标準

下列文件中的有關條款通過引用而成為本規範的條款,供本方案設計參考。

GJB 367A-2001        軍用通信設備通用規範

GJB 3872-1999        裝備綜合保障通用要求


3 技術方案

3.1 産品名稱及型号

産品名稱為:加固便攜式計算機

型号:TEC-2110W



産品成品配套組成見表1。

表1 加固便攜式計算機整機配套表

序号

名稱

數量

備注

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13



3.3 加固便攜式計算機配置規格

加固便攜式計算機配置規格見表2

表2加固便攜式計算機配置規格

序号

名稱

規格

1

CPU

酷睿i7 6600u主頻:2.6GHz

2

内存

8G

3

硬盤

256G SSD

4

功耗

35W

5

顔色

珍珠黃(可按甲方提供色闆定制)

6

擴展

1Mpci-e

7

4g/3g天線

1

8

Wifi

1

9

顯示屏幕

15.6英寸液晶。分辨率1920×1080陽光可視顯示屏 可觸摸操控(電容)

10

鍵盤

88

11

觸摸闆

嵌入式雙鍵觸摸闆

12

電池類型

锂聚合物電池

13

直流電源輸入接口

1個(航插)

14

顯示接口

1HDMI接口

15

RS232串口

3

16

USB接口

4

17

RJ45接口

2

18

立體聲耳機插孔

1個,采用3.5立體聲插座

19

麥克風插孔

揚聲器

1個,采用3.5立體聲插座

1

20

整機尺寸

386MMx265MMx69MM

21

整機重量

8KG(不含适配器)

22

工作溫度

-20~60

23

存儲溫度

-40~65

24

操作系統

Win7

25

EM接口

4(航插)

3.4環境适應性

 工作溫度:-20℃~60℃;

 存儲溫度:-40℃~65℃

黴菌 鹽霧 高低溫 電磁兼容試驗可配合甲方測試取得報告

3.5 設備穩定性

● 結構穩定性:外殼無尖銳棱角。

● 電源應有反接保護措施。

● 設備用接地措施,殼體到接地點之間的搭接電阻不大于5MΩ

3.7 加固便攜式計算機外觀

開蓋組件






 後視圖


4 加固式便攜軍用計算機設計方案關鍵技術及解決途徑

 

4.1抗振動、沖擊設計


由于設備在使用過程或運輸中,遇到強烈的沖擊震動,因而會産生螺釘松落、電路闆制線的斷裂或焊盤的脫落等問題,為增強整機抗震動沖擊的性能,解決隔振與緩沖的矛盾,必須減少震動沖擊時電路闆内部的應變和應力,避免電路闆斷裂或焊盤的脫落。

為達到這一目的,特别對計算機内主闆上的器件進行加固。固定螺柱安裝高彈性橡膠墊,它既能吸收沖擊能量,又能隔離高頻和低頻振動。

1)非沉頭螺釘都采用下加彈簧墊圈和平墊圈,且都打上專用螺絲膠以增強堅固程度。

2)鋁合金上需要拆裝螺絲的地方,盲孔采用鑲鋼絲螺套的方式,增加螺紋孔的強度。有力的避免滑牙的情況發生。



鑲套螺紋

3)線纜的加固安裝:

a) 機箱内部線纜采用分類整理、捆紮、固定的方式。避免産生共振;

b) 插頭處的電纜均留有一定的餘量,防止振動中受到幹擾。

C) 機箱内部闆卡的接插件大多采用帶卡扣的接插座或螺釘固定,采用插針連接的打矽膠固定,對于無卡扣的插頭座采用加裝固定支架的安裝方式。對于由于震動及其他外力造成的松脫及接觸不佳在此設計上可以完全的進行避免,可靠性得以大大提高。

d) 焊接的連線,焊接點處單線均加用熱縮套管,然後打矽膠固定,直接從PCB闆焊線的,焊接點處均打矽膠固定。

e) 活動部位的走線(如轉軸内過線等地方)均采用護線套加以防護。

通過以上的減振設計,設備内部電子元器件、部件都受到有效的保護,免受劇烈的振動和沖擊。

本設備結構設計雖有減振措施但仍須對電路闆上的元器件管腳必須避免橫向受振動,無法避開者均需上矽膠加固;;對連接線焊接端也須加固。

 4.3三防設計

三防指的是防潮、防鹽霧、防砂塵。潮濕的空氣,尤其是沿海含有鹽分的潮濕空氣,對電子元器件和金屬結構件有很強的腐蝕作用。同樣砂塵也會損害設備的可靠性。為保證設備在規定的氣候條件下能正常工作,三防設計甚為重要。

選擇具有一定耐腐蝕性能的金屬材料,并進行适當的耐腐蝕處理。金屬材料優先選用LY11、LY12系列的鋁合金及不鏽鋼類材料。采用這種材料符合體積小、重量輕、高可靠的結構設計原則。所有安裝緊固件均選用不鏽鋼材料。

計算機機箱、接插件連接處采用防鹽霧、封墊或密封圈接縫,能有效預防EMC,沙塵、淋雨、濕熱等現象。

螺釘固定采用厭氧膠鎖固。前後蓋合攏時部分安裝螺釘鎖固後加封标記,防止非法拆卸。

4.4穩定性設計

進行接地設計,合理地選擇接地方式、接地材料和接地技術,實現隔離地、邏輯地隔離,以确保高壓與低壓之間穩定隔離。使接地系統的電氣接觸良好、結構牢固可靠,保證電源的輸入端、輸出端與外殼之間的絕緣電阻在正常試驗大氣條件下不小于100MΩ,在潮濕環境下應不小于2MΩ。電源輸入端與機殼之間能承受直流電壓500V曆時1min的介電強度試驗,無擊穿、飛弧和閃爍現象,漏電流不大于5mA ,外殼盡量避免有尖銳角、毛刺等易造穩定身損傷的結構。電源有反接保護措施。

4.5材料﹑工藝保證

電子設備選用國産原材料時,選擇信譽好、供貨質量穩定的廠家,并經過認定後選作配套供應廠家,并建立配套廠家的質量檔案,加強對定點廠家的動态管理,定期對配套廠家和其它有關廠家進行考察,根據所用材料進所複驗情況及考察認定情況,按”擇優選用”的原則,淘汰質量不好,服務差的生産廠家,優先選用産品質量好,價格合理,送貨及時,售後服務好的廠家産品。

5.提高硬件可靠性的措施

a)  采用成熟技術:采用市場上的成熟技術通過加固再設計等技術改造,将成熟技術應用在本系統中,可有效提高系統的可靠性;

b)  優化設計:認真總結、分析已經裝備的各型計算機等可靠性有關數據資料,進行優化設計。優選有關部件、元器件、材料。如:電源、濾波器、接插件、開關、導電橡膠等;

c)  采用低功耗、集成度高的高可靠性器件:盡量采用低功耗、集成度高的高可靠性器件(如超大規模集成電路、CPLD)設計電路插闆;

d)  加強外購部件驗收;

e)  加強應力篩選:明确應力篩選的程序,采用闆級和組合級兩級應力篩選;

f)  改進工藝:

1)  印制闆工藝;

2)  三防工藝;

3)  電磁兼容布線工藝;

4)  機箱密封工藝;

5)  印制闆熱設計工藝;

6)  全部螺釘采用不鏽鋼材料等。

g)  防靜電措施:

1)  大量采用半導體、CMOS等低壓器件,靜電會導緻半導體器件損傷,影響可靠性。從元器件入庫複驗,元器件篩選,印制闆加工,插件、部件、整機調試,到插件的保存運輸等各個環節,嚴格執行抗靜電措施;

2)  工作場地的地闆采用防靜電漆,工作人員穿戴防靜電的帽子、衣服、鞋,佩戴防靜電手镯,用防靜電烙鐵,工作台配備防靜電銅闆;

3)  印制闆、元器件貯藏采用防靜電袋。

a)   提高電源質量:電源質量是影響計算機可靠性的重要因素。加固計算機的電源模塊采取以下措施:

4)  電源模塊設計成全密封模塊,并實現小型化裝入組合内;

5)  電源模塊采用工作溫度範圍為-20~+65℃的電源;

6 加固式便攜軍用計算機設計方案包裝

交付的産品采用獨立包裝,應有産品名稱的字樣,并且具有良好的防護作用,與産品配套的随機文件應用塑料袋或紙袋封裝,放入包裝箱内。

6)      直流電源具有過流、過壓、過熱保護功能,提高自身穩定性。