深圳产品结构设计公司电子产品的整机结构设计是一个复杂的系统工程,需要考虑的要素很多,不仅要考虑单一要素设计的合理性,更要考虑各种设计要素的整体性。有些情况下,不同要素的设计要求甚至是相互矛盾的,这就要求根据产品的总体性能要求采用折中设计方法。
电子产品的整机结构设计一般应遵循以下基本原则:
1、保证产品技术指标的实现
电子产品的性能体现为产品的技术指标,实现这些技术指标是研制与生产的最终目标。要实现产品性能指标,一方面依赖于电路设计,另一方面则依靠整机结构设计。在有些情况下,某些技术指标(与电路无关的)必须依赖于整机结构设计来解决。技术指标的实现应以电子产品的总体技术指标为主,不应盲目追求个别指标的先进性,给设计、制造工作带来额外困难。
2、保证产品可靠性指标的实现
可靠性是电子产品的一项重要指标。电子产品的可靠性包括元器件可靠性和整机(或系统)可靠性两个方面。整机(或系统)可靠性是建立在元器件可靠性基础上的。为了提高产品可靠性,在整机结构设计时,要注意整机电路系统的可靠性和整机机械结构的可靠性。在结构设计时,应进行载荷和应力分析,充分估计工作时的最恶劣情况,精心设计和试验验证,这样可靠性才有保障。
3、保证产品使用要求的实现
电子产品的最终价值体现是满足使用要求。因此在整机结构设计时,必须保证产品满足使用要求。一般来说,使用要求包括产品的体积、质量、产品的可维修性和产品的操纵控制性能等,具体要求如下:
尽量做到体积小、质量轻。对于一些需要在对空间位置和产品质量有严格要求的场合下使用的产品,减小其体积和质量具有重要意义。减小产品的体积和质量还可以节约材料,有利于加工和运输;载荷产品质量轻,结构紧凑,可以减小惯性,降低能耗。军用电子产品的体积和质量越小,其机动性越高,越能充分发挥其作用。因此,在整机结构设计时,必须合理布局,提高其组装密度,选用小型化元器件和轻质材料,并尽量简化结构,最大限度地利用空间,以减少其体积和质量。
尽可能提高电子产品的可维修性。提高可维修性可以缩短维修时间,减少维修费用,延长产品无故障工作时间,充分发挥产品的作用,这对于军用产品更为重要。因此在整机结构设计时,要采取各种措施,如采用模块化结构和快速拆卸结构等,以便在发生故障时能迅速处理。
充分考虑人机工程学。设计出符合人的生理、心理特点的结构,使操作者感到方便、灵活、安全,从而更好地发挥人和机器的效能。如在使用电子产品时,一般都要通过控制器(各种旋钮、开关等)和显示器(图像显示、读数、指示等)来进行操纵和控制。对此,在整机结构设计时,要合理安排,使其符合人的生理特点,做到简便、合理、可靠,符合人的操作习惯。
4、保证产品具有良好的工艺性
设计工艺性是产品设计工作中的一项重要因素,它直接决定了产品的可制造性,是采用经济、合理和可靠的方法制造产品的基础。随着自动化生产设备的应用和智能制造技术的发展,可制造性设计的作用越来越重要。在设计电子产品时,要从实际生产出发,使所设计的零件、组件、部件具有良好的工艺性,整机有良好的装配工艺性。只有对新材料生产情况和新工艺发展情况及加工设备和工艺水平有较全面的了解,才有可能设计出具有良好工艺性的产品。
5、通用化、系列化、模块化
在整机结构设计中,采用模块化结构可以提高标准化程度。模块化就是把一些通用性、重复性较大的单元,用成熟的电路和结构形式固定下来,使之通用化、系列化。在设计整机产品时,通过使用这些通用化、系列化组件、单元,或稍加修改补充即可构成新产品,可以缩短设计和试制周期,减少重复劳动,使设备结构紧凑、操作维修方便,提高生产效率和产品质量。模块化是一种新的设计方法,模块化设计是按照标准化原理和系统工程原理及方法,采用顶层分析与底层需求相结合的设计方法,是一个自上而下的过程,合理划分模块、建立模块体系是其设计的关键。实践证明,采用模块设计方法能显著缩短研制周期,降低研制成本,提高产品的可靠性和可维修性。
6、采用先进的设计技术
现代电子产品结构总体设计时需要进行大量的分析计算、数据处理、图形处理、模拟试验与计算机仿真。传统的设计技术不能满足要求,这就需要在设计上采用先进的设计技术,如 CAD(计算机辅助设计)、EDA(电子设计自动化)、MDA(机械设计自动化)等技术,对产品的电路和结构进行优化设计,尽量简化产品结构,最大限度地利用空间,减小产品的体积。