模块化机柜的结构设计

王青锋

模块化机柜的结构设计

王青锋

（武汉滨湖电子有限责任公司，湖北武汉，430205）

随着电子技术的进步，车载信息系统得到了高速的发展，为了满足资源的高利用率和可重构性，承载机柜向着模块化方面的发展，本文对一种车载模块化机柜进行了介绍，对相关工程设计具有一定的参考价值。

机柜；模块化；结构

1 引言

机柜采用模块化设计思想，将传统的非标式专用的机柜经行综合集成设计，形成标准模块为基础单元的设备机柜，内置统一的散热及机械电气接口，内部安装不同电子设备模块即可完成不同任务系统功能需求。本文结合实际工程项目，对车载电子设备机柜的结构设计进行了介绍。

2 总体结构设计

模块化的机柜结构是车实现载电子信息系统的技术指标的承载的物理平台，其结构依据《GJB2825-97 军用雷达机柜、插箱、插件模块化要求》的要求，以及车厢的内部空间和电子信息系统所需要的设备模块数量确定的。为了保证系统较好的无缆化互联互通能力，机柜结构采用模块化互联互通组合方式设计，可支持电子信息系统设备的标准模块集中放置和智能控制，设备的模块与机柜之间采用互联互通连接装置实现设备电气连接，无外部线缆连接，达到设备模块的电气和机械放置的快捷、方便和简单，使得机机柜具有较强的机动能力和扩展能力。

综上所述，机柜是由机柜外框、机柜内框、减震装置、智能电气接口背板及其附件等组成。机柜与电子设备模块通过快锁机构互联，机柜与机柜之间通过结构互联连接装置连接。机柜的外形尺寸为：618mm×425mm×500mm（宽×高×深），组成示意图如图1所示。

图1 机柜结构示意图

2.1 机柜的外框架

机柜的外框架是采用高强度框架式承力结构，是机柜的重要承载结构，主要由前后主框架、横梁、上下盖盖和左右盖板组成，两侧设计搬运把手，方便在机柜便携式组合，适应小型电子信息系统的集成。框架内部设计与机柜内框、散热互联的接卸接口，方便内框架和散热模块的安装。前后主框架上预留有机柜互联限位孔和互联装置安装位，方便机柜的堆叠。机柜外框如图2所示。

图2 机柜外框示意图

2.2 机柜内框

机柜内框采用用钢材框架结构，标准6U上装空间，上下设计滑槽，滑槽及其框架采用铝合金型材，进行适应性设计，与设备模块形成结构配合，滑槽支架上的凹槽与模块过渡装置上设计的凸槽配合，支架上预留接口与设备模块前面板通过锁紧机构连接，整个滑槽与机柜内框架结构连接，便于设备模块的快速拆装。这种结构方式既可以满足标准19英寸上架电子设备的装放，也可满足标准6U高度的，宽度为60mm的标准设备模块的安装。框架前面板预留设备标准模块快锁机构接口，支撑智能电气接口背板的互联。内框架减震方式采用内置式减震器，由上下8个减震器对称安装，对设备标准模块进行内部整体减震，隔离恶劣换将对其的震动和冲击。内框架如图3所示。

图3 内框架示意图

2.3 智能电气接口模块

智能电气接口模块能够对机柜内部安装的设备模块的供电状态进行智能管控，并能进行状态监测。模块的核心组成部分是9路供电管理模块，能够同时给9块设备模块供电。具有较宽的输入范围（6-33V），直接采用外部提供的24V直流电源作为电路的输入；输出到设备模块的电压为12.6V，输出电流有涓流、恒流两种状态，能够满足常规设备模块的供电要求；状态指示灯提供供电状态显示。智能电气接口模块结构上设计有供电、定位插销孔和安装孔，其外形结构尺寸为：485mm×265mm×15mm（宽×高×厚）。

2.4 组合式结构互联连接装置

组合式结构互联连接装置，是一种可拆装的，将机柜与机柜之间结构互连于一体的结构紧固装置，实现机柜的模块化组合连接，防止组合后的机柜箱体之间的相互移位，保证机柜连接可靠性。并且组合式互联装置实现机柜与车厢墙壁之间的快速结构互联。

2.5 机柜散热

机柜上装大量的电子设备，是各种各样电子元器件的高度集成，这些电子元气件对周围的环境温度要求就越来越高。为了机柜中电子设备的正常工作，采用热交换器等来保证机柜内保持一定的温度是很有必要的。因为热空气比冷空气轻,柜内空气流向应当是由下往上。因此,在机柜的底板设计蜂窝状的进风口，并安装散热模块进行吸风，机柜底板排气口，装置排风扇，加强空气的对流，为机柜内部的电子设备提供了良好的热环境，减少电子设备元器件的故障率。

3 结束语

这种电子信息设备机柜具有模块化组合能力，支持机柜精确堆叠和并柜的需求，将改变以往车载机柜集成的形式，使装车集成更加高效快速，实现电子信息系统的个性化定制，全面提高车载机柜的通用性、互换性、维修性和操作性。

[1] GJB2825- 97,《军用雷达机柜、插箱、插件模块化要求》[S].

[2] 闫迎军． 综合模块化航空电子设备结构设计［D］． 西安:西安电子科技大学，2006．

[3] 卢凉，严志坚，黄诚． 基于 SEM-E 标准的 LＲM 模块设计［J］．电讯技术增刊，2011，51( 2)．

[4] 鲁学亮.高校智能模块化数据中心机房建设[J].电脑知识与技术,2018,14(30):40-42+45.

[5] 刘磊磊. 模块化热管智能机柜的研究与设计[D].北京邮电大学,2015.

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

王青锋（1985-）男，汉，陕西柞水县，大学本科，工程师，研究方向：通信结构，E-mail：2209282216@qq.com