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总体设计的基本原则

出处:按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第581页(1301字)

在考虑总体安排时须根据使用要求来确定结构型式。从外表来分,结构型式有柜式和台式两种。柜式一般是落地的;台式也有落地的,像桌子一样,在台上装有操作开关和指示仪表等,一般为操作台。小功率电子设备一般制成方形体或长方形体,放在实验桌上使用。对于功率比较大或电路比较复杂的设备,可以采用“分箱式”结构,把整机分装在几个箱体中,各分箱之间以电缆连接。使用时把各分箱并列或重叠起来。分箱式结构便于制作和调试,也便于移动和检修。

箱体的尺寸。柜式结构箱体高度大致以人高为准,一般为1.8~2m,宽度要小于门的宽度。操作台式结构以人坐姿高度为准,一般总高为1.3m左右,台面高为0.7~0.8m,宽为1~1.5m,使手便于触及。经常搬动的设备,厚度、宽度和高度分别以20、30、40cm为宜,一般放在桌子上的仪器设备,以尽量减少占地面积,并便于提携为好。

结构设计的大致程序。首先把电路依据功率大小,减少互相干扰,满足使用要求等原则分成几个部分,大致定出整机的轮廓尺寸。根据各部件的大小、散热通风、减震、重心等考虑元器件的排列方式,拟定面板的形状(直形或斜形),再定出各部分的尺寸,画出加工图,制成样机。试制定型后,再修改图纸,交付生产。

在设计结构时,除了应当考虑前面已经提到的散热、减震、避免干扰等问题和尽量要求结构简单、牢固以外,还应注意以下几点。

1.尽量减少设备的重量和体积

例如外壳采用铝板、塑料板,而不用钢板;用钢板弯成角铁或用角铝,而不用角钢;底板和侧板可以挖空一部分或多开一些孔;电磁元件采用冷轧硅钢片制成C型铁芯,而不用普通热轧硅钢片E型铁芯,以减轻重量。采用小型化元件,尽量利用机内的空间使元件安装紧凑一些,以减小体积。当然这些都要根据具体情况而定。

2.便于使用和维修

要考虑使用者的生理和心理特点,有利操作,减少疲劳。例如,电表的大小要合适,安装的位置要考虑视野的大小,一般在视平线上下45°之间为宜。信号灯的颜色也要便于分辨。警报器的声响勿过大。操作把手尽量放在操作者坐位的右侧,把手的扭力不要过大,电源开关要放在近手处等。又如机箱要便于拆卸,螺钉孔要准确;插件和插座、抽屉和柜架的尺寸要配合好,必要时要加装导轨;箱体外面要加装提手;经常更换的元件(保险丝、电池等)要装在便于提取处等。

3.便于生产、注意节约

结构型式要便于流水作业。元件要尽量使用标准件,并便于机械加工。尽可能采用印刷电路,以减少工时。要合理选择器材,节约材料,不要追求用优质元件,尽量减少辅助设备,降低维护费用。设备要便于包装和运输。

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