整机机械结构的形式及其基本内容

二、整机机械结构的形式及其基本内容

电子设备的总体结构大致由机箱或机柜、底板和前后面板组成，有时也包括其他一些附件，如探头、外部连接线等，如图3－1所示。

图3－1　设备的总体结构

电子设备整机机械结构的形式主要有以下几种。

1．机箱结构

机箱结构通常用于尺寸较小和结构简单的中、小型电子设备。其外形往往主要为矩形六面体，并在此基础上演变出许多不同的形式，形成一个完整的外壳。像一个箱形，故称为机箱。它由底座、面板和箱壳等主要零件组成，如图3－2所示。这种结构的设备是把电子元器件都布置在一个机箱(或几个机箱内)，使之具有体积小、重量轻、使用方便等优点。对于中、小型电子设备，如电视机、功放、影碟机、微波炉、示波器、空调等，多用此种总体结构形式。现代电子设备在此基础上演变出许多不同的形式如流线型、圆弧边等。但基本形式还是箱式。

图3－2　机箱及其组成

图3－3所示为机箱的结构形式，其中图3－3(a)为船用设备机箱;图3－3(b)为空用设备机箱;图3－3(c)为台式仪器机箱;图3－3(d)为箱式变形后的数字显示器;图3－3(e)为箱式演变后的某种图形显示器。

在机箱结构中，较小的一种设备可以做成台式箱型结构，用于需由人来频繁操作的设备，如计算机操作台、控制台等。图3－3(d)及图3－3(e)即是台式箱型结构。

图3－3　机箱的结构形式

2．机柜结构

对于结构复杂，尺寸较大的电子设备，为了便于装配、检修和使用，往往把设备分成具有独立结构形式的若干插箱(分机组合)，安置在一个共同的安装架上。这种用以组合安装设备的安装架称为机架。若将机架装上前后面板、侧板、底板等，则这种封闭结构的机架即是机柜。因机架和机柜总是在一起的，所以习惯上把它们称为机架机柜。机架机柜其外形可分为:立柜式、琴柜式和列架式三种结构，如图3－4所示。立柜式的造型一般为正四棱长方体，结构较简单，要求造型简洁、明快，外形一般受有关尺寸系列标准的约束。由于设备的复杂程度、使用场合和插箱数目的不同，可将整个设备分成数个机柜，而设备的各个插箱集中地安装在相应的机架机柜上，因而使全机集中，便于操作管理，制造成本也可降低。但是这样有时显得体积和重量较大，不仅运输不便，而且给制造上带来一定的困难。陆地固定式或机动性不大的电子设备，如中、小型雷达、程控设备等操作台常使用这种类型。

图3－4　机架、机柜的基本形式

对空用、舰用、大型计算机、车载雷达等设备，由于受占地空间限制，不宜采用集中式机柜，可设计成数个适合安装空间的独立机柜。这样便于设备的制造、安装和运输，但给操作管理及维修等带来不便，甚至因相互电气连接环节增多而降低了设备使用的可靠性。

为了便于观察和操纵，有些设备的控制机柜制成琴柜式，如图3－4(b)所示。这种机柜不仅外形美观，而且带有工作台，因此能使操作人员工作时不易疲劳。但是它结构复杂，制造成本高，体积重量也较大，因此它常用于机动性差的大型电子设备，如系统工程的控制中心台、电视中心监测台等。

载波及微波通信设备，除使用立柜式结构外，还使用列架式结构，如图3－4(c)所示。其形式为高而窄的正四棱长方体，一般为许多机架并列使用。其上有许多供放置插箱的空格。其优点是能适应标准化和积木化电路之用。根据需要，每一个列架上可安装若干功能插箱，这样不仅灵活性大，而且可以充分利用有效空间，又便于维修和实现“三化”。

无论机架机柜的型式如何，它都是由机架、外壳、插箱(插入单元)、底座、面板、导轨及定位措施、锁紧装置、铰链、电气接插件等附件所组成，如图3－5所示。

3．非规则型结构

这种整机总体结构的形体，随新产品的功能、使用方法、使用对象而异，如计算机外部设备、便携式电子产品、电子玩具、家用电器。造型中要比较熟练和灵活地运用美学原则。

图3－5　机柜的组成