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加固式便携军用计算机设计方案

日期:2019-04-26 12:51
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摘要:加固式便携军用计算机设计方案 加固便携式计算机是一款专为恶劣环境设计的满足军标要求的加固便携式产品。产品机构尺寸为386MMx265MMx69MM(不含护角和把手),铝合金结构,重量轻、外形美观;整机IP等级高



加固便携式计算机

设计方案



加固便携式计算机

设计方案

型号(或代号):   

   位:                设   位:   北京天拓明达电子科技有限公司 承   位:   北京天拓明达电子科技有限公司



1 概述

加固便携式计算机是一款专为恶劣环境设计的满足军标要求的加固便携式产品。产品机构尺寸为386MMx265MMx69MM(不含护角和把手),铝合金结构,重量轻、外形美观;整机IP等级高

整机设计指导原则

a)       遵循《加固便携式计算机通用技术要求》的设计准则;

b)      设计时尽量采用成熟技术,继承型号上使用的加固计算机的已有成果,减少设计、研制工作量,缩短研制周期,提高可靠性。同时也要考虑计算机技术发展迅速的特点,适时地采用一些经过验证的国内外先进技术,使得研制出的加固机有较长的生命周期;

c)      以可靠性为核心,运用可靠性工程技术,进行元器件降额设计、简化设计、冗余设计、和优化设计,满足可靠性以及其它各项技术指标要求;在电路设计和结构设计同时,开展工艺设计,保证加固计算机的工艺水平和可制造性;

d)     贯彻三化设计思想,实现电路功能的模块化、电路板的模块化、组装结构模块化、软件功能的模块化以及测试设备的通用化设计。

2方案设计引用标准

下列文件中的有关条款通过引用而成为本规范的条款,供本方案设计参考。

GJB 367A-2001        军用通信设备通用规范

GJB 3872-1999        装备综合保障通用要求


3 技术方案

3.1 产品名称及型号

产品名称为:加固便携式计算机

型号:TEC-2110W



产品成品配套组成见表1。

表1 加固便携式计算机整机配套表

序号

名称

数量

备注

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13



3.3 加固便携式计算机配置规格

加固便携式计算机配置规格见表2

表2加固便携式计算机配置规格

序号

名称

规格

1

CPU

酷睿i7 6600u主频:2.6GHz

2

内存

8G

3

硬盘

256G SSD

4

功耗

35W

5

颜色

珍珠黄(可按甲方提供色板定制)

6

扩展

1Mpci-e

7

4g/3g天线

1

8

Wifi

1

9

显示屏幕

15.6英寸液晶。分辨率1920×1080阳光可视显示屏 可触摸操控(电容)

10

键盘

88

11

触摸板

嵌入式双键触摸板

12

电池类型

锂聚合物电池

13

直流电源输入接口

1个(航插)

14

显示接口

1HDMI接口

15

RS232串口

3

16

USB接口

4

17

RJ45接口

2

18

立体声耳机插孔

1个,采用3.5立体声插座

19

麦克风插孔

扬声器

1个,采用3.5立体声插座

1

20

整机尺寸

386MMx265MMx69MM

21

整机重量

8KG(不含适配器)

22

工作温度

-20~60

23

存储温度

-40~65

24

操作系统

Win7

25

EM接口

4(航插)

3.4环境适应性

 工作温度:-20℃~60℃;

 存储温度:-40℃~65℃

霉菌 盐雾 高低温 电磁兼容试验可配合甲方测试取得报告

3.5 设备稳定性

● 结构稳定性:外壳无尖锐棱角。

● 电源应有反接保护措施。

● 设备用接地措施,壳体到接地点之间的搭接电阻不大于5MΩ

3.7 加固便携式计算机外观

开盖组件






 后视图


4 加固式便携军用计算机设计方案关键技术及解决途径

 

4.1抗振动、冲击设计


由于设备在使用过程或运输中,遇到强烈的冲击震动,因而会产生螺钉松落、电路板制线的断裂或焊盘的脱落等问题,为增强整机抗震动冲击的性能,解决隔振与缓冲的矛盾,必须减少震动冲击时电路板内部的应变和应力,避免电路板断裂或焊盘的脱落。

为达到这一目的,特别对计算机内主板上的器件进行加固。固定螺柱安装高弹性橡胶垫,它既能吸收冲击能量,又能隔离高频和低频振动。

1)非沉头螺钉都采用下加弹簧垫圈和平垫圈,且都打上专用螺丝胶以增强坚固程度。

2)铝合金上需要拆装螺丝的地方,盲孔采用镶钢丝螺套的方式,增加螺纹孔的强度。有力的避免滑牙的情况发生。



镶套螺纹

3)线缆的加固安装:

a) 机箱内部线缆采用分类整理、捆扎、固定的方式。避免产生共振;

b) 插头处的电缆均留有一定的余量,防止振动中受到干扰。

C) 机箱内部板卡的接插件大多采用带卡扣的接插座或螺钉固定,采用插针连接的打硅胶固定,对于无卡扣的插头座采用加装固定支架的安装方式。对于由于震动及其他外力造成的松脱及接触不佳在此设计上可以完全的进行避免,可靠性得以大大提高。

d) 焊接的连线,焊接点处单线均加用热缩套管,然后打硅胶固定,直接从PCB板焊线的,焊接点处均打硅胶固定。

e) 活动部位的走线(如转轴内过线等地方)均采用护线套加以防护。

通过以上的减振设计,设备内部电子元器件、部件都受到有效的保护,免受剧烈的振动和冲击。

本设备结构设计虽有减振措施但仍须对电路板上的元器件管脚必须避免横向受振动,无法避开者均需上硅胶加固;;对连接线焊接端也须加固。

 4.3三防设计

三防指的是防潮、防盐雾、防砂尘。潮湿的空气,尤其是沿海含有盐分的潮湿空气,对电子元器件和金属结构件有很强的腐蚀作用。同样砂尘也会损害设备的可靠性。为保证设备在规定的气候条件下能正常工作,三防设计甚为重要。

选择具有一定耐腐蚀性能的金属材料,并进行适当的耐腐蚀处理。金属材料优先选用LY11、LY12系列的铝合金及不锈钢类材料。采用这种材料符合体积小、重量轻、高可靠的结构设计原则。所有安装紧固件均选用不锈钢材料。

计算机机箱、接插件连接处采用防盐雾、封垫或密封圈接缝,能有效预防EMC,沙尘、淋雨、湿热等现象。

螺钉固定采用厌氧胶锁固。前后盖合拢时部分安装螺钉锁固后加封标记,防止非法拆卸。

4.4稳定性设计

进行接地设计,合理地选择接地方式、接地材料和接地技术,实现隔离地、逻辑地隔离,以确保高压与低压之间稳定隔离。使接地系统的电气接触良好、结构牢固可靠,保证电源的输入端、输出端与外壳之间的绝缘电阻在正常试验大气条件下不小于100MΩ,在潮湿环境下应不小于2MΩ。电源输入端与机壳之间能承受直流电压500V历时1min的介电强度试验,无击穿、飞弧和闪烁现象,漏电流不大于5mA ,外壳尽量避免有尖锐角、毛刺等易造稳定身损伤的结构。电源有反接保护措施。

4.5材料﹑工艺保证

电子设备选用国产原材料时,选择信誉好、供货质量稳定的厂家,并经过认定后选作配套供应厂家,并建立配套厂家的质量档案,加强对定点厂家的动态管理,定期对配套厂家和其它有关厂家进行考察,根据所用材料进所复验情况及考察认定情况,按”择优选用”的原则,淘汰质量不好,服务差的生产厂家,优先选用产品质量好,价格合理,送货及时,售后服务好的厂家产品。

5.提高硬件可靠性的措施

a)  采用成熟技术:采用市场上的成熟技术通过加固再设计等技术改造,将成熟技术应用在本系统中,可有效提高系统的可靠性;

b)  优化设计:认真总结、分析已经装备的各型计算机等可靠性有关数据资料,进行优化设计。优选有关部件、元器件、材料。如:电源、滤波器、接插件、开关、导电橡胶等;

c)  采用低功耗、集成度高的高可靠性器件:尽量采用低功耗、集成度高的高可靠性器件(如超大规模集成电路、CPLD)设计电路插板;

d)  加强外购部件验收;

e)  加强应力筛选:明确应力筛选的程序,采用板级和组合级两级应力筛选;

f)  改进工艺:

1)  印制板工艺;

2)  三防工艺;

3)  电磁兼容布线工艺;

4)  机箱密封工艺;

5)  印制板热设计工艺;

6)  全部螺钉采用不锈钢材料等。

g)  防静电措施:

1)  大量采用半导体、CMOS等低压器件,静电会导致半导体器件损伤,影响可靠性。从元器件入库复验,元器件筛选,印制板加工,插件、部件、整机调试,到插件的保存运输等各个环节,严格执行抗静电措施;

2)  工作场地的地板采用防静电漆,工作人员穿戴防静电的帽子、衣服、鞋,佩戴防静电手镯,用防静电烙铁,工作台配备防静电铜板;

3)  印制板、元器件贮藏采用防静电袋。

a)   提高电源质量:电源质量是影响计算机可靠性的重要因素。加固计算机的电源模块采取以下措施:

4)  电源模块设计成全密封模块,并实现小型化装入组合内;

5)  电源模块采用工作温度范围为-20~+65℃的电源;

6 加固式便携军用计算机设计方案包装

交付的产品采用独立包装,应有产品名称的字样,并且具有良好的防护作用,与产品配套的随机文件应用塑料袋或纸袋封装,放入包装箱内。

6)      直流电源具有过流、过压、过热保护功能,提高自身稳定性。