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电子产品的结构设计范文

电子产品的结构设计

电子产品的结构设计范文第1篇

【关键词】汽车用 电子产品 缓冲包装 结构设计

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计是一项系统性的工作。设计人员在进行这一设计时需要提前考虑到设计工作可能面临的难点和要点,才能够在此基础上提升设计的精确程度。

1电子产品缓冲包装结构设计简析

电子产品缓冲包装结构设计包括了诸多内容,以下从设计前提、设计难点、材料选择、设计要点等方面出发,对于电子产品缓冲包装结构设计进行了分析。

1.1设计前提

电子产品缓冲包装结构设计有着基本的设计前提。众所周知缓冲包装结构设计往往是根据产品的性能参数以及几何参数来进行的。在这一过程中设计人员可以在根据产品的具体需要来确定电子产品具体的保护性能和形态包装结构。其次,电子产品缓冲包装结构设计还需要进一步的重视包装结构设计的作用,从而能够以更加合理的包装设计来提升电子产品的整体性能。

1.2设计难点

电子产品缓冲包装结构设计存在着诸多设计难点。通常来说缓冲包装结构的设计工作的主要难点在于其可能牵涉到的材料多数为非线性材料,这实际上导致了结构设计时计算的繁杂性。其次,缓冲包装结构设计工作还需要在满足以上所有条件的基础上进一步的把合适的结构设计图稿摆到桌面上,从而在实际上增强了设计转为产品过程中的整体难度。与此同时,由于在原材料市场上包装材料的价格基本都是透明的,因此这意味着设计人员想要以同质性很高的材料设计出卓越的结构就有着很高的创新难度了。

1.3材料选择

电子产品缓冲包装结构设计的关键在于确保材料的质量过关。设计人员在材料选择的过程中首先需要根据材料实际的性能参数来进行材料性价比的判定,在这一过程中由于不同的材料其性能参数不用,哪怕是同一材料在不同的厚度表具体的动态特性曲线还是不同。因此这意味着与此同时,设计人员在材料选择的过程中应当在保护产品安全的基础上最大限度地降低包装成本,从而能够更加有效的提升电子产品本身的经济效益和使用价值。

1.4设计要点

电子产品缓冲包装结构设计需要设计人员把握住设计要点。一般而言电子产品的缓冲包装结构设计首先需要设计人员着眼于保护产品的功能性及外观安全上,并且这些因素本身也是评价一个缓冲包装结构设计方案最为基本的准则。其次,设计人员在进行电子产品缓冲包装结构设计时应当尽可能的避免因为设计误差而造成电子产品的变形与误差,因此保证产品功能性和外观的安全则成了包装结构设计中最为基本并且也是最为重要的关键所在。

2汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计应当有着全面的策略,以下从合理降低设计成本、做好基础设计工作、考虑包装材料特性、提前预估设计难度等方面出发,对于汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略进行了分析。

2.1合理降低设计成本

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计首先应当着眼于合理降低设计成本。设计人员在合理降低设计成本的过程中首先应当深刻的了解到成本就是生命这一电子产品设计的最基本原则。因此这意味着设计人员在遵循充分保护产品的原则时应当最大限度地降低包装设计的成本。其次,设计人员在合理降低设计成本的过程中应当努力的避免过度包装现象的存在,从而能够在确保汽车用电子产品的缓冲包装达到产品价值的同时也有效的降低了相应的生产成本。

2.2做好基础设计工作

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员做好相应的基础设计工作。设计人员在做好基础设计工作的过程中首先应当考虑到产品实际的安全性能[1]。由于汽车用电子产品在汽车的行驶过程中必然会面临着冲撞、跌落、振动等风险的存在,因此设计人员在汽车用电子产品的缓冲包装结构设计过程中应当以扎实的基础设计工作来避免产品在汽车行驶的过程中受到各种恶劣因素的影响。

2.3考虑包装材料特性

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员全面的考虑到包装材料的特性。设计人员在考虑包装材料特性的过程中首先应当考虑到外包装容器的结构、形状、材质及强度。其次,设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到结构本身的抗震性能和具体的工艺性能。与此同时,设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到产品的防潮性能、防水性能、防锈性能、防尘能力等重要的因素。在这一系列的因素分析过程这能够涉及到的知识涵盖了力学、物理学、化学等诸多学科,而两者又是建立在数学基础上的,因此一个好的包装结构设计人员必须受过良好的设计培训才能够设计出优秀的结构。

2.4提前预估设计难度

汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的关键在于提前预估设计工作的实际难度和难点[2]。设计人员在提前预估设计难度的过程中手续应当考虑到产品的装配问题及包装结构生产流程的操作问题等因素。在这一过程中包装件如果其装配过程相当复杂则很有可能会造成工作人员的误操作或生产线上工作效率的滞后,在这一前提下即使电子产品的保护性能很好也不能称其为优秀的设计作品。其次,设计人员在提前预估设计难度的过程中应当对于结构设计过程中可能面临的难点和问题做到心中有数,从而能够在此基础上提升汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的整体效率。

3结语

汽车电子产品的包装结构设计需要在相应的包装机械理论支持下才能够顺利的进行,因此设计人员需要在做好基础设计工作的前提下以更多的设计实践来提升设计工作的整体水平。

参考文献:

电子产品的结构设计范文第2篇

【关键词】 电子产品 结构设计 设计原理 使用寿命

一、前言

现如今,各行各业运用的电子产品越来越多,电子产品的安全性和使用寿命受到越来越大的重视。而为了保障电子产品的安全性和更长的使用寿命必须保障电子产品的设计原理合理,同时保证结构设计的准确性。本文重点的分析了电子产品结构设计的要求,原则以及影响因素。通过电子产品结构设计要求,原则及影响因素的分析,为以后的电子产品结构设计提供有力的帮助,保障设计出结构更加合理,安全性更高,使用寿命更久的电子产品。

二、电子产品结构设计的要求

第一,功能要求。电子产品归根结底是一件商品,对于使用者来说,满足其功能是其基本的要求。所以,电子产品必须在设计中体现自身的价值。第二,质量要求。电子产品要想有更好的效率和更高的效益,必须质量可靠,同时在结构上必须更加合理,外观美观。第三,结构更加优化。合理优化的电子产品结构主要是从其尺寸,工艺,使用材料等方面体现,通过这些方面的考虑和选择,找到最优化的结构设计方案。第四,结构设计上要满足创新性的要求。现如今,电子产品都能满足自身的功能要求,但要体现其创新性才能有更好的市场,比如多功能的电子产品,外观设计独特,更加吸引人的注意力等等。只有电子产品的创新性做好,产品安全性高,实用性强,外观设计美化,才能有更好的市场。

三、电子产品结构设计的原则

第一,各部分功能满足设计要求的原则。电子产品的基本原则就是设计的各部件,各部分的功能得以满足预先设计,能够满足基本的使用。第二,产品的强度和刚度满足要求的原则。电子产品作为一件商品,其强度和刚度必须满足要求,达到该产品的规范标准要求,只有满足这个原则,才能有更大的使用寿命。第三,工艺和装配上满足要求的原则。电子产品在工艺设计和装配上必须满足电子产品装配的要求,在这个原则满足后,产品才能更好的进行装配使用。第四,满足用户的审美要求的原则。电子产品最终作为商品使用,在满足使用者基本功能需求的基础上,要更加美观,这样才能更好的吸引使用者。

四、电子产品结构设计的影响因素

1、生产和维修方面的因素。电子产品结构设计的过程中,必须考虑后续的生产和维修因素。在设计中必须保障后续的生产更加合理,方便后续的生产,保障后续生产更加流畅合理。同时,在设计时,就必须考虑电子产品的后续维修。因为,一个电子产品不可能在使用中不出现问题,而出现问题后,就必须进行维修,所以在维修上更加方便的电子产品更容易满足要求。这需要设计者在结构设计上就必须考虑好。合理的结构设计,可以在电子产品出现问题进行维修时,能够方便的进行维修,而不破坏电子产品的本体。

2、零部件材料选择方面的因素。电子产品在设计中,零部件材料的选择会直接影响电子产品的使用寿命以及电子产品的安全性。所以,选择合适的材料是非常必要的。这就要求在电子产品零部件材料选择上,必须考虑环保,安全,可回收利用等等因素。在选择材料的时候,不能贪图便宜,要认真选择生产厂家,选择资质齐全,口碑好的材料生产厂家。

3、功能实现方面的因素。功能实现方面因素考虑是保障后续电子产品后续投入使用良好的关键。为了满足功能要求,必须考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局方面的相互影响。保障三者合理的实现功能,同时元器件布局、电路板布线、组件部件布局三者方面不会产生干扰的现象。

4、产品使用寿命方面的因素。电子产品结构设计必须考虑使用寿命的因素。用户购买电子产品首先考虑的就是能够长久使用。所以提升使用寿命,是电子产品设计者必须考虑的重要问题。而为了保障使用寿命更久,就必须设计更加合理,零部件参数选择更加优化,材料选择更加安全等等。

总结:总之,在以后的电子产品设计中,在保障其设计原理合理的基础上,注重其结构设计是非常有必要的,保障结构设计满足国家标准要求,并且根据其应用环境来设计合理的结构,来满足人们的需求,同时保持产品的安全性,保障电子产品使用寿命更长。

参 考 文 献

[1]曹伟智,田野. 产学研背景下的自行车产品设计研究[J]. 美苑. 2015(06)

[2]李晓明,姜红明,任召. 某高密度电子设备结构设计与解析[J]. 科技风. 2016(01)

[3]巫发茂,蒋龙,王健,朱维兵. 基于ANSYS Workbench某机载电子设备随机振动响应分析[J]. 现代电子技术. 2016(10)

电子产品的结构设计范文第3篇

关键词:模态仿真分析;航天电子产品;结构设计;ANSYS

中图分类号:TB115

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)09-0307-03

1 航天电子产品力学特点

航天电子产品结构的功能是维持设备的外部构型,提供内部电路板组件、独立的元器件及模块的安装空间,满足安装要求,确保在各种受载条件下元器件、组件的安全,其中力学设计是结构设计中最重要的内容之一。

航天电子产品所承受的载荷根据其力学特性可分为静载荷和动载荷,通常静载荷可以通过采取适当措施减小其影响。动载荷则比较复杂,航天器在地面到发射、进入轨道和返回地面的各阶段工作状态下要经受各种环境条件,都属于动载荷范畴,下表是航天器飞行过程中的动态激励特性。

POGO:液体火箭发动机的液体输送系统与火箭结构之间的液固耦合现象。

动载荷中的高频部分容易衰减,低频部分则不容易衰减,如果航天电子产品中的元器件或结构组件的固有频率与上述动态激励的频率相同,则容易引起共振,发生事故,所以航天电子产品的结构设计过程中必须尽量提高整体的基频。

模态分析的目的是确定航天电子产品结构的动态特性(固有频率和振型)。因为它一方面可以避免与电子元件及控制元件的频率共振,另一方面是其它动力响应分析的基础,为结构设计选型提供依据。

2 航天电子产品结构设计流程

航天结构设计的一般流程如图1所示。其中一个数值分析验证和试验验证两个反馈环节,其中的力学分析就包含模态分析,但此时模态分析的目的是检验详细设计后的结构是否满足基频的要求。一般从总体设计到详细设计中间环节往往凭设计人员的工程经验,如果到详细设计完成后的力学分析中发现问题,则需要重新进行详细设计,甚至可能需要对总体设计的进行更改。

同时,由于模态分析可以使用比较简单的模型,使用有限元分析便可得到结构的固有频率,需要的代价很小,且在结构详细设计之前增加一项模态分析能有助于结构的选型,可以提前发现问题,有效的减少结构设计的反复,并能为详细力学分析提供初始数据。结合实际工作提出如下结构设计的优化流程,具体如图2所示:

下文就通过一个实例来分析总体设计阶段增加模态分析的对于航天电子产品设计的重要作用。

3 模态分析理论基础

有限元的基本思想是将弹性体离散成有限个单元,然后据各单元节点的位移协调和节点力平衡,其动力学基本方程:

由于一般结构阻尼对结构的固有频率和振型影响极小,所以,求结构的固有频率和振型时,直接用无阻尼的自由振动方程求解,即:

因任意弹性体的自由振动都可分解为一系列的简谐振动的迭加:即结构上各节点位移为:

δ0为节点位移振幅向量(即振型),与时间t无关的位移幅值;

ω为与该振型对应的频率。

将节点位移代入动力方程,化简得广义特征值问题:

上式称为结构的特征方程。设计结构的自由度为n,则特征方程为ω的n次代数方程,其n个根称为特征值,记为ω21,…ω2n。

它们的平方根称为系统的固有频率,即ωr,r=1,…n

将这些固有频率从小到大依次排列为ω1≤ω2…ωn

最低的频率ω1称为基频,它是所有频率中最重要的一个。

对于有n个自由度正定系统,就得到ω2的n个大于零正实根。振型就是任一阶固有频率作简谐振动时,各频率对应的n个振幅值间所具有确定的相对比值,表示系统有一定的振动形态。由于篇幅所限其具体方法本文不再赘述。

4 模态分析应用实例

航天电子产品中电路板形状的选择是一个比较常见的任务,也是电路设计、结构设计和可靠性设计的基础。下面将就某仪器的三种电路板方案进行分析,来说明模态分析在结构选型过程中的应用。

4.1 有限元建模

本文模型建立过程中对其忽略电路板和元器件细节,在ANSYS有限元软件平台上,假设有效载荷和模块结构质量均匀分布。本文结合实际,选择三种面积基本相当的电路板形状作为备选,具体情况如下:

方案A的电路板为正方形,其对应的箱体为薄的、底面为正方形的箱体,如图3所示。

图3 方案A电路板外形和其可能对应的箱体外形图

方案B电路板选择为长方形,其对应的箱体是薄的、底面为长方形的箱体,相对于方案A,其特点是减小了面板面积,增加了长度,如图4所示。

图4 方案B电路板外形和其可能对应的箱体外形图

方案C则选择两层电路板布线,通过四颗支柱连接,其对应的箱体是比A、B两个方案高的正方形箱体,但减小了底面积,如图5所示。

三种方案各有优缺点,在没有其它设计约束的情况下,电路设计人员和结构设计人员要凭经验选择一种方案作为设计的输入,本文试图通过对三种电路板的模态分析试图找出其中的优劣,进而做出选择。

4.2 模态仿真分析

在ANSYS软件中我们利用3D-Elastic Shell 63和3D-Elastic Beam 4单元对电路板的连接杆进行模拟。输入实常数及材料常数,以Smartsizing网格密度的方式。电路板材料采用环氧酚醛层压玻璃布板,电路板连接结构采用2A12硬铝。

由于主要影响系统结构是最低几阶的固有频率,本例中我们取前5阶固有频率进行计算,具体计算过程从简,由于经过了适当简化,普通配置的台式机的计算时间一般只需要几秒钟。在相同的边界条件和物理属性参数的情况下,经过仿真计算,获得了三种不同方案的电路板结构的固有频率和振型,三种方案的基频和振型结果分别见表2,三种方案的第一阶振型和应力云图分别见图6、图7和图8。

4.3 模态分析结果

上述结果可以看到,方案A的固有频率最小为221.03Hz,方案B的固有频率最小为187.02Hz,固有频率均大于100Hz,且均未出现应力集中的情况均能符合要求。分析结果显示出正方形电路板方案的固有频率更高,对结构

设计更加有利。如果仅从模态分析考虑,电路板形状应该

选择方案A,且箱体选择薄的、底面为正方形的结构,如图3所示。

方案C的最小固有频率为23.10Hz,基频太低,与表1中动态激励中的低频部分重叠较多,容易引起共振而破坏系统结构。且方案C的产生的应力比前两个方案大,并且出现了应力集中的情况,薄弱环节出现在4根支柱的连接处,有可能在上下两层电路板的这8个点对造成直接的破坏,换句话说,要采用方案C则需要对两电路板进一步加固,或改为其他的双层固定方式,并同时解决固定支柱位置的应力集中问题。

4.4 讨论和说明

关于以上分析,还有以下几点需要总结和说明:

(1)通过上文分析,可以得出,方案A最优,可以作为下一步结构设计的输入,如果必须选C则应该另选其他的支撑形式,并且还要对连接处做进一步分析,处理好电路板上应力集中的问题;

(2)采用模态分析对航天电子产品结构选型有一定的指导意义,能从大量的方案种找出可能比较合理的方案,并为详细设计后的力学分析提供了初步的分析依据;

(3)模态分析仅仅是航天电子结构动力学分析的一种,也是其他动力学分析的基础,故模态分析数据良好并不能说明其他动力学分析可以忽略。反之如果模态分析出现问题,则必须认真分析结果,并采取措施提高基频;

(4)计算的时候仅考虑了电路板,忽略了元器件的重量和分布,忽略了电路板上覆铜层的特点,所以计算结果与实际可能有一定差别,但计算结果能对定性的分析构型的优劣提供可靠依据,对结构选型有一定的参考价值。且计算固有频率和振型结果,没有考虑阻尼等因素,还需进一步仿真分析修正和模拟空间环境模态分析试验验证。

5 结束语

航天电子产品结构设计过程中,使用有限元分析方法进行初步的模态分析可较方便的得到某一构型的基频和振型,为判断结构的优劣提供了依据,可以给电路设计和结构设计提供了初始的输入,也为进一步动态仿真分析和模拟空间环境模态分析试验验证提供了依据,由此可以看出,在总体设计阶段增加简单的模态分析可以以很小的代价获得最终产品的大致评价,对初始设计阶段的选型有一定的指导意义,可以减少设计的盲目性,可以改进航天电子产品结构设计流程。

参考文献

电子产品的结构设计范文第4篇

[关键词]电子电气产品 机械结构 设计

中图分类号:TP750 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)19-0315-01

前言

在进行电子电气产品的设计时,合理的机械结构设计是其中一项重要的组成部分,而通常情况下,电子电气的机箱与机柜以及仪器仪表的外壳部分都属于机械结构的基本范畴之内,而产品的机械结构通常会为电子电气部分提供有效的安装与支撑以及联接传动等功能,为电气产品中的各个零部件与电气的连接与元器件之间提供良好的兼容性。

一、电子电气产品机械结构的基本设计要求

(一)机械结构的尺寸与强度要求

在进行电子电气产品机械结构的基本设计时,要求设计人员必须严格依据电子电气的原件与各种装置所需要的实际空间,来确定将电子电气产品机械结构的基本尺寸,尺寸系列需要依照通用的标准以及实际的定型尺寸,并充分的考虑产品的标准化与互换性。而机械结构的强度要求则需要设计人员必须根据产品的负荷大小以及产品实际的抗冲击能力,来进行相应的强度设计检验,并充分的结合结构件的连接方式,采用恰当的结构形式来进一步提高电子电气产品机械结构件的强度[1]。

(二) 机械结构的安装与防护要求

合理的机械结构安装通常需要充分考虑用户的实际需要,合理改变其安装方式,并要求选择恰当的固定方式与锁紧方式,确保机械机构安装能够更加符合电器标准与要求,而在电子电气产品机械结构的外壳防护方面,则必须依据设备的实际使用环境与设备对于防尘防雨的要求,来进一步确定其防护等级,通常情况下,户外设备以及在恶劣环境下使用的机械设备的防护等级较高。

(三) 机械结构的散热与布线要求

这就要求我们必须依据设备的实际负荷情况以及发热量的大小来进行合理的通风散热设计。当机壳中所形成的热量过大时,则需要我们采用合理的散热风机与冷却装置来对其进行有效的散热工作,而当机壳中所产生的热量较小时,则可以使用散热板来实现散热工作。此外,配线布线是实现电子电气产品中电气连接的重要途径,在进行各个部件与功能模块的空间布置方面,要求我们必须充分的考虑元气件的电气连接情况,并对接线走线的布局和位置进行正确的连接,为了有效的解决各个线路之间的干扰,就要求我们在进行布线活动之前,将线路进行有效的分类,把高功率与低功率的线路分为两个部分,促使总体的布线情况负荷电气的实际需要。

二、电子电气产品结构的工艺性设计要求

工艺通常指的是将产品的原材料与半成品来转变成相应的成品的过程与手段,是把具体的实践经验转变成理论化的过程。任何的产品在生产过程中都要充分的考虑其工艺的可行性以及市场的经济效益特征,而作为电子电气产品中的重要结构部分,其机械结构通常也可以作为一个独立的产品来进行相应的研发与生产以及销售工作。现阶段,我国已经有许多的企业与厂家将机械产品中的机箱机柜以及仪器仪表的外壳等作为自己的产品来进行研发与生产销售,这就要求其必须充分的考虑机械产品加工装配的难易程度以及外购和外协的可行性需求,同时要考虑机械结构的标准化需求与通用化需求,确保机械结构能够具备一定的系列化以及结构的继承性,并要求其能够依据企业中所拥有的设备情况以及实际的加工水平,来对其制定相应的加工文件。

三、电子电气产品机械结构中的电磁兼容设计

(一)电磁兼容设计要点

所谓的电磁兼容是指在有限的时间与空间以及频谱资源的背景下,促使各种系统和设备之间能够有效的实现共存,且不允许其发生性能的降低与降级现象。通常情况下,电磁的兼容主要包括电磁敏感与电磁干扰两个方面,电磁敏感所研究的主要是电气产品自身所具有的抗干扰能力,而电磁干扰则主要研究的是促使产品免受干扰的有效措施。一般来说,电磁干扰往往需要具备三个基本要素,第一是要求其必须有充分的电磁骚扰源,第二是要求其必须具备有效的电磁敏感设备,第三是要求其必须要具备一定的电磁传播通道。因此,要想有效的解决电磁干扰问题,就要求我们必须合理的从这三个方面入手来对干扰源进行有效的抑制,从而切断干扰因素的传播途径,促使敏感设备的抗干扰能力得到更好的提高。

(二)电磁兼容的接地设计

电磁兼容的接地设计通常分为机壳接地与信号接地等形式,其中机壳的接地是为了能够有效的实现设备的安全接地,从而对操作人员进行充分的安全保护,并能够进一步将因静电积累而成的电荷进行有效的泄放,避免因电位的升高而造成的机械放电,确保设备的安全性。而设备的信号接地则是为了为设备提供全部或者部分的电路电平参考平面,其中最理想的接地平面指的是零阻抗力与零电位的物理实体,其能够有效的保证任何的电流在通过它时都不会产生压降。

1、 接地线的线径与长度设计:接地导线的截面大小通常需要依据导线中可能出现的电流大小来进行设置。当系统的工作波长较小,且小到能够与接地线的长度相比时,就会形成一定的驻波,使得这个时候的接地线就成为了一根终端短路的传输线,起不到有效的作用。而在电厂与变电站中的电磁干扰通常来源于高压的工频干扰,当电器完成接点的吸收与释放之后,冲击电流就会产生一定的电磁干扰,所以说,机柜机箱的接地线长度一定要和干扰波相匹配[2]。

2、 接地线的接地电阻设计:要求系统的接地电阻要小,一般情况下要求其小于0.01欧姆,这就要求我们进行接地线的搭接工作。搭接通常指的是在两个金属面之间,建立起有效的低阻抗通道,促使搭接完成后的两个金属面能够成为一个等电位面,从而实现电路与机壳以及接地系统之间的有效连接,使其在很大程度上能够呈现出电感性。同时要求其无论进行怎样的线路搭接,都要求接触面必须没有漆塑和氧化膜,并确保接触面良好以及接触电阻要小[3]。

(三)电磁兼容的屏蔽设计

屏蔽功能可以有效的抑制由空气来进行传播活动的电磁波干扰,并能有效的将电磁波的辐射限制在一定的范围之内,同时也能合理的避免外来辐射的影响。电磁兼容的屏蔽设计主要包括磁场屏蔽、电场屏蔽以及电磁场屏蔽这三个重要的方面,其中磁场屏蔽主要是依靠具有低磁阻的高导磁率材料来将磁通进行有效的分路设计,使得屏蔽体内部的磁场能够得到有效的降低。而电场屏蔽则主要是为了降低耦合电容,要求屏蔽版要有良好的接地,且屏蔽体的形状最好能够实现全封闭,从而获得更好的屏蔽效果。电磁场的屏蔽则通常会与反射损耗以及干扰源频率都有直接的关系,在进行屏蔽设计时,通常需要对其进行全面的综合考虑。

四、结语

对电子电气产品的机械结构进行良好的设计活动,不但能够直接的关系到电子电气产品的性能情况,而且可以有效的提高整个电子电气设备的使用性能,从而进一步提高产品的附加值,本文中就电子电气产品结构设计中所涉及的相应问题进行探讨分析,来为电子电气产品的结构优化与性能提高提供有效的理论依据。

参考文献

[1] Altium为电子产品设计提供平价且高度集成的数据管理方案[J].单片机与嵌入式系统应用,2011,(8):87.

电子产品的结构设计范文第5篇

关键词:儿童;电子产品;视觉;体验

1视觉体验的含义

视觉体验既是一种普遍的体验又是一种特定的体验,在眼睛看的过程中通过一系列抽象过程形成的体验过程我们通常说的看,是一种生理能力作为最简单的感知活动,是客观的对事物的记忆,是外在的一种扫描。视觉体验是人们接触社会感受世界的最直接的一种方式,儿童的视觉体验,例如对事物的认知都是先以判断事物的颜色、形状、大小等进行感知,在通过其他的例如重量,体积等进行认知活动,当然全面的了解事物还有坚硬、美丽、柔软、丑陋等一些心理上的感觉,这些都可以依托视觉进行感官上的体验,视觉的体验相对其他感官占得比重最高。

2分析现代儿童的电子产品中体验学习的视觉要素分类

2.1儿童电子产品中的色彩视觉

色彩对人的感官冲击很大,也直接影响人的精神和认知取向,在儿童探索世界的阶段,色彩是认识世界的重要因素,对儿童的心理健康起到重要的作用,儿童电子产品在设计时期一定要考虑产品色彩的要素,颜色对产品设计具有强大的艺术魅力,对儿童的教育以及成长起到直接作用。所以,儿童电子产品在设计时一定要根据儿童心理体验的需要为基准进行研发。一般我们印象中电子产品都是感觉比较冰冷的印象,所以在设计儿童电子产品的时候,考虑儿童发展阶段的特征必须打破这种成规,儿童电子产品在颜色搭配和色彩组合上一定要体现出使孩童感受的新鲜,通过接触电子产品产生喜爱、好奇等情感,所以设计电子产品的色彩的时候一定要考虑孩童视觉的体验,单纯且明快、完整且鲜明,进行合理的配色。既要能够使儿童身心健康又要赏心悦目,效果和谐统一。结合现代心理学孩子的视觉体验的相关理论,在设计中传达美的享受,爱的体验。将色彩运用到和谐能够让儿童健康成长,在使用产品的过程中得到快乐愉悦的感受。

2.2儿童电子产品中的形态视觉

产品的外观吸引力强是消费者购买的重要因素之一,通过外观形态也建立了较好的情感认知,对孩子来说,电子产品的设计在外观上一定有足以吸引的能力让儿童感到好奇和引起兴趣,拉近距离并且设计产品要充分考虑孩子身心发展特征,产品设计既要满足儿童心理需要又要满足市场的双重需求。所以根据儿童形态视觉的特点,电子产品在设计时优先考虑儿童的感受和体验,让孩子在使用电子产品时得以满足和感受愉悦。电子产品设计外形上要选择适合儿童身心发展的样子,符合孩童的形象思维和逻辑思维,因为孩童时期的思维发展与成人不同,所以在产品形象要求上更为敏感,一般年龄较小的孩子对圆润的外形,简单的形象,活泼可爱的风格更为偏好,这也符合孩子当时的视觉体验的心理,在孩子身心发展的阶段,满足其强烈好奇心的电子产品或者满足求知欲的产品加上特殊或心理感受的造型都能收到儿童的喜爱。产品设计的形态在吸引孩子视线的同时也建立了与孩子联系的一种方式,充满趣味性的电子产品能够让孩子身心得到满足,设计产品的形态来满足孩子的趣味心理不是单纯地盲目的而是要建立在能够吸引孩子产生对产品具有强烈认知的基础上,通过趣味性强的设计来建立,从而引导孩子喜欢和享受产品。外形美观且大方的造型,结构新颖别出新意,对孩子的审美和艺术培养都起到较好的作用,儿童接触较好外形的电子产品还能锻炼其形象和创造性思维。

2.3儿童电子产品中的结构视觉

产品设计是按照一定的结构方式进行的,儿童电子产品在设计的时候一定要结构简单不失童趣,对孩子的体验式要求进行合理的满足,儿童电子产品通常含有多种电子零件而进行装配,一定要体现出结构设计的合理性。在产品设计过程中,根据孩子自身阶段特点,产品设计要容易操作,不要因为操作不当或者零件太多太复杂而造成产品结构损坏,或者根据孩子注意力时间短的特点,产品结构设计要皮实耐用,设计紧凑,保证使用安全。尤其是结构的安全性,在设计产品中这一点显得尤为重要,尽量将外观机身部分进行电子零件的围封,避免自行打开产品外壳,不要接触带电零件。

2.4儿童电子产品中的材料视觉

产品形态的关键是材料,不同的材料拥有不同的特性,在设计中会展现出不同的魅力和品质,带给人丰富多彩的视觉和触觉体验。因此,材料的选择,要合理而巧妙,更好的获得人们的喜爱。材质的变化对带来视觉体验上的变化或者提升,这种体验与触觉和行为相结合,能够在感知的过程中获得多样的感官体验。儿童在经过一定阶段的触觉积累之后,很多触觉上的感触会抓化为视觉上的间接感受,在大脑中唤起对此种产品材料的感性记忆。儿童独特的身心发展特点,要求在材料选择和外在处理方面要严格谨慎,避免对儿童产生不良影响或损害。伴随着低碳、绿色、环保等设计理念的出现,儿童电子产品的设计也要遵循这些原则,多使用健康环保材料,开发出性能更为优越,且兼具时尚潮流等诸多元素的产品。根据产品概念、儿童心理特征,设计师应通过对不同质感绝缘材料的合理选用,增强产品的亲和力,调动儿童的视觉体验特点,提升其兴趣,让其能够更加充满乐趣和好奇心,在与电子产品的互动之间获得优质的享受与体验。

3结论

电子产品的设计既要考虑儿童视觉体验,又要满足儿童健康身心发展的要求,产品设计得到孩子的认可和喜爱才能长久的生存和发展。对于产品的形态,结构,材质和色彩都要进行研究,充分迎合孩子生长规律,体现出产品设计的优越性能,通过多种元素相辅相成进而成功的将视觉理论运用到产品研发中。

作者:金煦阳 单位:河北省唐山市第一中学

参考文献:

[1]况燧媛.基于儿童认知特点的玩具包装视觉体验及设计[J].人民论坛.2015(33)

[2]彭国华,陈红娟,杨君顺.视觉体验与日用产品设计[J].包装工程.2015(02)

[3]战宁.童话般的视觉体验──墨尔本皇家儿童医院导视系统设计探析[J].装饰.2014(04)

电子产品的结构设计范文第6篇

【关键词】电子电气产品 环保评价技术 实践意义解析

随着社会经济的运行及发展,人们对生态环境的重视得到了进一步的提升,因此,越来越多的目光焦距在电子电气产品环保评价中。很多国家对电子电气产品的设计进行了系统性安排,如,我国在电子电气产品环保问题分析的过程中,出台了《电子信息产品污染控制管理办法》、欧盟政府提出了《关于在电子电气产品中限制使用某些有害物质的指令》等。但是,在电子电气环保产品设计的过程中,仍然存在着很多限制性的因素,因此,在现阶段电子电气产品设计的过程中,企业管理着应该认识到环保问题的重要意义,通过对社会发展现状及企业发展现状的充分融合,实现电子电气产业的生态化发展。

一、电子电气产品环保评价中的法律依据

随着电子电气产业的运行及发展,不同领域颁布了不同的法律制度体系,在电子电气产品环保评价标准分析的过程中,其等级标准存在着差异性,其具体图示如一所示。与此同时,在环保评价分析的过程中,不同制度体系对环保评价进行了系统性的研究,其具体的内容体现为以下几个方面: 第一,我国于2006年颁布了《电子信息产品污染控制管理办法》,这一法律制度的提出是我国最为权威的电子电气环保法律中最为权威的制度机制,该法律的颁布旨在减少电子信息产品废弃物的出现对环境污染造成的影响,从而为人们生态环境的构建及污染的防治提供良好依据。对于该项法律机制而言,我国境内生产、销售以及电子信息等资源进行了合理的控制,但是该制度并不适用于出口产品。第二,RoHS指令,该项指令执行的核心目的限制电子电气中铅、汞、镉、六价铬、等多种物质的含量,对于相关物质含量超标的电子电气设备禁止混入到市场中,从而实现电子电气产品设计的合理性。第三,WEEE指令的执行,其核心目的是为了实现对电子电气设备的科学保护,并为电子电气产品环保系统的构建提供科学、有效依据。

二、环保等级评价技术的要求分析

(一)评价原则的分析

首先,对产品全生命周期的研究分析,在电子电气产品设计的过程中,生命周期是整个环境因素的关键,电子电气生产环节主要包括了项目的设计、生产、使用等环节,并在各个阶段中有效构建系统性的评价指标。其次,在具体产品指标设计的过程中,应该将产品设计的标准作为基础,对各自的指标参数及建立评价作为基础,从而实现电子电气产品环保评价的合理性。最后,通过对电子电气指标谁合理性的分析,应该对指标内容进行约束性及评价性的分析,充分满足产品环保设计的科学性。

(二)评价指标的分析

在电子电气产品环保等级分析的过程中,其评价指标的设计应该实现以下几种原则:第一,设计阶段评价指标的合理性,在生态化电子电气产品设计的过程中,应该考虑到产品设计的科学性及合理性,并构建以下几种评价项目:电子电气产品设计接口的通用性、结构设计的模块性以及电子电气产品设计的可回收性等。通过这些评价指标的科学构建,实现电子电气产品设计的科学性及生态化,从而实现环保设计的核心理念。

(三)生产原则分析

在电子电气产品生产阶段中,应该构建科学化的评价标准系统,通过对能源消耗、污染物排放以及温室气体排放等问题的分析,构建针对性的系统评价标准。因此,在评价目标设计及分析的过程中,应该认识到以下几点生产原则。第一,构建科学化的资源能源管理措施;第二,构建电子电气产品生产中出现的“三废”以及噪音的废弃管理等制度体系;第三,对于材料中有毒、有害的物质应该构建系统化的生产原则。第四,在产品生产的过程中,应该合理运用再生材料;第五,在产品废弃使用阶段,应该重点考虑及分析废弃阶段电子电气产品包装设计的环保因素。

三、电子电气产品环保评价技术及实践

(一)合理限制有害物质的运用

在电子电气产品设计的过程中,对有害物质的处理要应该参照RoHS的指令标准,其制度内容的规定主要将电子电气产品作为基本,充分满足设备设计的合理性,对于这一设计标准而言,应该充分满足电子电气设计的基本要求,并通过环保评价的有效设计符合最低等级的产品设计要求。与此同时,要为有毒有害物质设计最低的限度值,从而合理体现出产品设计的环保价值。例如,在RoHS指令设计的过程中,对镉含量进行了明确性的规定,要求该物质的含量不能超过100mg/kg,并在此基础上提出了更低的标准。对于其他的有害物质也构建了系统性评价标准。要求电子电气产品设计的过程中,应该为产品设计提供环保性的空间,实现电子电气产业运行的稳定性发展。

(二)电子电气原材料的选择

随着电子电气产业的运行及发展,原材的选择应该将环保作为基础,提倡产品商品设计的可循环性及可利用性,并将其作为替代产品,实现生物及材料中生产制品的可在生运用。对于生物基材料而言,是一种全部及部分的生物制品以及可再生农业材料 ,通过这些材料的运用而言,可以改变传统电子电气产品的设计理念,为产品原材料的运用提供可再生物质基础。因此,在现阶段电子电气产品设计的过程中,应该将原材料的环保评价作为基础,合理设置产品的和循环、可再生系统,使生物材料占据总塑料质量的5%,为生产商生物材料的运用提供有效依据。

(三)产品设计中寿命终结的现象分析

在电子电气产品设计的过程中,其基本的设计理念应该充分考虑到产品的寿命总结的设计理念,在整个项目考察及分析中做到以下几点内容:第一,实现产品材料的循环再利用,对于大部分的电子电气产品而言,在其设计的过程中,会采用加大部分的塑料进行产品的设计,并通过粉碎实现产品的再循环及再利用,因此,这就要求在产品设计的过程中,不能出现油漆及涂料,在可回收的塑性件中,应该进行明确性的标注,从而实现项目材料的科学回收及科学管理。第二,在产品设计的过程中,相关人员应该认识到产品总体含有可再生及可循环利用的基本比例,实现对共有能力企业的科学化选择。第三,电子电气产品的设计应该认识到个别产品的特殊性,对于一个含有特殊材料的物质应该标注说明,从而为电子产品的可循环利用提供稳定发展空间。

(四)产品包装中的项目分类

在电子电气环保理念分析的过程中,应该实现产品包装材料的可持续运用。首先,要消除产品材料中的有毒、有害物质,可以参考相关的制度规范,如欧盟包装指令中对铅、汞等材料用量的分析。其次,应该合理设计包装产品,对于不可重复使用的包装内容应该结合其使用的环境进行包装产品的分离处理,有效防止不可重复使用的包装机产品出现分离,而造成包装浪费现象的出现。最后,应该要求生产商在包装上进行塑料种类的标记,标记电子电气中的可再生材料以及与再生材料的相似百分比。

(五)有效延长产品生命的使用周期

通过对产品项目的设计分析可以发现,通过产品项目的延长使用可以使项目的使用时间得到有效的延长,并合理避免过早及无法修复而出现产品废弃的现象,因此,在产品延长使用的过程中,应该认识到产品延长服务中的产品保修以及服务协议等内容。产品生产商应该让消费者在额外获取保修以及服务协议的基础上,将更长的产品设计运用在产品保修以及服务协议之中,有效防止由于服务协议以及保修项目对产品延长造成的制约影响。对于一些电子电气产品的设计而言,在其运用的过程中,应该合理选择简单、易用的产品项目进行产品的升级,有效延长产品的生命周期,从而为电子电气产品环保评价及技术设计提供有效依据。与此同时,在产品生命周期设计分析的过程中,也应该认识到节能对产品环保功能的影响。通过对国内消耗测量产品的分析,在一些低耗能产品评价的过程中,一个个对低耗能进行明确性的要求,在电子电气产品设计的过程中,可以通过家庭用电、知冷知热设备等产品的综合运用,实现产品设计的节能效果。

(六)产品生产商的环保设计理念

对于产品生产商而言,在其项目确立及分析的过程中,应该将环境管理体系作为基础,将ISO 14001的环保制度作为产品设计及生产中的基本依据,并在此基础上设计内部审核人员,通过对环保项目的定期审查,实现环保项目设计的核心理念。在ISO 14001的环保制度执行的过程中,其项目要求有来自政府的、消费者的也有来自市场外部机构的,因此,企业在运行中,应该认识到这样因素,构架针对性、科学性的环保设计机制,提高环保产品设计的核心理念,从而为电子电气环保设计的实现提供科学、有效依据。生产商在产品设计的过程中,应该满足其相关的年度报告,其内容包括了:第一,充分满足环境管理体系以及目标产品的环境管理机制;第二,通过对审计项目的合理分析,进行产品项目的确立;第三,产品生厂商在环保项目设计的过程中,开展相关的项目生产宣传活动,强化企业人员环保意识;第四,对于环保中出现的问题应及时构建针对性的解决计划。

结束语:总而言之,在现阶段电子电气产品设计及环保评价的过程中,应该将环保设计产品研发的重点,将环保实践项目作为研究的重点,构建多层次、多产品以及多环节的项目设计内容。从电子电气产品的初步设计、材料选择,到产品的外包装、运送、回收等进行材料的精细化分析及选择,从而完善环保评价的评价管理机制,为电子电气产品的环保设计营造良好的空间,实现整个产业的生态化发展。

参考文献:

[1]袁少权,曹焱鑫,白陌音,等. 电子电气产品环保评价技术

浅析[J].家电科技,2011,01:62-64.

[2]罗庚.电子电气产品环保评价技术浅析[J].神州,

2014,06:50.

[3]马奇菊,吴尚光.深圳电子电气产品环保等级评价[J].质

量与认证,2015,06:59-60.

[4]童艳.回收电子信息产品中有害材料的污染控制管理研究

[D].浙江大学,2013.

电子产品的结构设计范文第7篇

“这种情况出现的原因有三个:第一,电子产品的技术同质化。设计的核心是技术。电子产品技术已发展成熟并逐渐同质化,没有技术上的突破,电子产品在特性上自然没有太大突破。第二,电子产品对新材料的应用程度较低。由于电子产品对新材料要求较高,导致新材料在电子产品中的应用程度较低。第三,笔记本电脑形态受内部结构限制太大。几乎所有的笔记本电脑的内部结构都早已固定,内部结构不改变,产品形态也就难以改变。”北京工业设计促进会副理事长宋慰祖表示。虽然电子产品形态变化不大,但这并不意味着其工业设计价值低。

一个产品的创新受到技术、制造工艺等不同因素的影响。一个成功的工业设计作品,必须要考虑到产品的制造工艺和技术水平,充分发挥材料自身的热性,将产品的品质通过设计的手段充分地展现出来。这种与制造密不可分的关系,也是工业设计和其他设计最大的不同,它和制造必须服务于市场。

笔记本电脑的设计也是这样的,它和消费者的需求是分不开的。毕竟笔记本电脑的产生是出于人们携带电脑的需求,是为工作、学习等带来便利。所以笔记本电脑的形态设计不论怎么变化,也离不开消费者需求的变化。

“从笔记本电脑到平板电脑,这被认为是电脑在工业设计上的一次飞跃,但平板电脑至今未能取记本电脑,一定程度上是受其形态限制。目前,笔记本电脑的形态还是最适合人们工作的。”宋慰祖表示。

如果科技被视为企业间的第一次竞争,产品的工业设计则是第二次竞争。目前两次竞争的间隔时间越来越短,很多国际上的大企业在市场长远战略下将技术和工业设计并行开发。

电子产品的结构设计范文第8篇

[关键词]机电一体化 概念设计 理论研究

中图分类号:T9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0047-01

机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来,是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员,要使产品设计符合机电一体化技术要求,并富于时代感,就要对于产品设计技术以掌握,并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性,就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。

一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义

在机电一体化产品设计中,概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段,对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品,就要将机电一体化产品概念确定下来,制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的,在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论,如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等,对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。

在机械工程研究领域中,这些理论被运用于其中,进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品,由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性,多门科学技术的融合,使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么,在机电一体化产品概念设计理论研究中,就要从机电一体化系统自身的性能出发,结合设计目标而建立起完整的概念设计理论,以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时,还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后,结合相关学科,以使理论研究逐渐扩展。

二、机电一体化产品概念设计理论研究现状

按照现代机构角度对机电一体化系统进行分类,可以划分为三个子系统,即广义执行机构、信息处理及控制系统和传感检测系统。将三个子系统相衔接,建立起框架体系,不仅有效实现机电一体化运动功能,而且还促进了产品创新设计。在机电一体化产品设计系统中,广义执行机构子系统是核心部分,其概念设计理论研究关乎到机构运动的总功能。特别是在基本工艺动作设计过程中,要基于广义执行机构的概念设计理论对基本的工艺动作进行构思,以使其具有动作的独立执行能力。当执行动作的创新技术确定下来之后,就可以结合机构系统建立框架模型,以使系统设计更具有可操作性,而且采用这种方式更能够结合计算机辅助进行产概念设计。

对于机电一体化产品的框架模型而言,仿真问题是最为重要的。作为设计结构复杂的动态系统,机电一体化产品实现动态性能的同时,更要注重系统仿真性嫩的验证。那么,在机电一体化产品概念设计阶段,就要确立功能实现的约束条件,将各种相关的仿真软件技术纳入到框架模型当中,运用各种通用建模技术,使用仿真软件将诸如原理图、键合图、信号流图以及方框图等等参数化。运用Simulink仿真软件将系统仿真平台建立起来,以为机电一体化产品概念设计的实现奠定基础。

三、机电一体化产品概念设计理论的发展展望

对于机电一体化产品设计人员而言,产品概念设计理论具有重要的指导作用。国外研究机电一体化产品概念设计理论所获得的成果,是建立在研究电子控制理论的基础上的。国内的研究学者则着重于机电一体化产品的运动结构研究。机电一体化系统是基于多种学科而建立起来的,这就需要产品设计者对于产品从多种学科角度进行研究,并趋向于产品概念理论的使用操作性。虽然国内外对于机电一体化产品设计理论的研究方向有所不同,但研究目标是相同的,且对于新技术、新产品的开发具有重要的指导意义。

关于机电一体化产品概念设计理论,从研究趋势上来看,还要面临诸多问题有待解决。比如,在进行机电一体化产品概念设计理论时,还要将推理方法建立起来;对于机电一体化产品的运动机构进行分类,为了对驱动元件以及传动机构等等进行选择,还要将驱动元件库以及机构执行库建立起来;对于传感器的选择,有赖于测物理量的参数定量化,以确定传感器类型。此外,还要将信息处理、控制方法库建立起来,以提高系统软件和硬件的可控性。机电一体化产品在不同的设计阶段,都会产生不同的概念设计理论,将产品概念设计评价体系建立起来,以利于产品不同阶段设计有效衔接。

总结

综上所述,对于机电一体化产品设计人员而言,概念理论设计所发挥的指导作用是不容忽视的。中国目前对于机电一体化产品设计的研究主要是基于运动功能为主产品结构设计。作为多种学科集合的机电一体化技术,其复杂性决定了机电一体化产品概念设计理论的重要性。

参考文献

电子产品的结构设计范文第9篇

关键词:电子设备;结构设计;工艺设计

结构设计是为了满足电子产品的各项功能和电性能,使设备在各种既定环境下都能正常工作所进行的设计。它可以把产品的外观直接展现出来,在一定程度上决定了产品的可靠性、寿命及性价比。好的设计应合理满足整机的性能要求,在市场上具有竞争力。产品的工艺性能直接影响到产品性能和战术技术指标的实现。工艺设计的最高原则是以最少的社会劳动消耗创造出最大的物质财富,这个原则也是企业赖以生存和发展的基础。无论哪类电子设备的设计都离不开结构,整机结构设计水平的高低和工艺技术的好坏对于产品质量至关重要。电子设备的故障或失效大都可归结为设计上没有想到或没意识到某些细节或约束,一些通用设计的技术、准则、理念和方法必须被予以重视并深入贯彻到产品研发中去。

1某系统电子设备结构设计

1.1概述

某系统主要由多路耦合器、终端机和信号分配器组成,采用19英寸标准机柜上架安装方式。各设备遵循标准化、系列化、通用化设计原则,颜色、标识、铭牌、把手和接口连接器选择均符合系统设计规范要求。根据研制方案确定电气功能、性能及使用环境要求,经研究分析整机结构形式和尺寸约束后,初步进行元器件布局、布线和组装设计,合理选用材料、涂镀、加工手段,采用通用件和标准件,简化制造工艺,积极运用成熟技术。后通过软件进行三维实体建模、装配仿真、应力应变分析、热流分析,进一步优化零部件结构。

1.2多路耦合器机

箱箱体及内部隔板全选用铝合金板,铣削成型,并通过相互搭接、螺钉拧紧固定。选用铝合金板,是因其具有重量轻、加工定位准确、易开沟槽安装固定屏蔽材料、装配拆卸简便、外形美观等优点。多路耦合器采用模块化设计理念,将防雷电路、放大电路和功率分配电路分别安装在铝合金板铣削成型的屏蔽盒内,构成单独的防雷模块、放大模块和功率分配模块。为便于器件散热,将散热器紧贴机箱左侧板,电源模块紧贴机箱右侧板,放大模块和功率分配模块固定在散热器上,并分别在安装贴合面涂敷导热硅脂。由于电源模块较重,为满足冲击、振动试验要求,设计固定架使其一侧与底板连接,另一侧包住电源与右侧板。防雷模块安装在前隔板预设位置,并与中隔板和后隔板一起组成隔板部件,组装时将其整体插入机箱。各模块用隔板隔开,分别安装在3个相对封闭独立的隔段内,尽可能避免电源与模块、模块与模块间的电磁互扰。多路耦合器结构形式如图1所示。

1.2.1终端机

箱体是机箱结构的主体部分,是设备功能模块的安装载体,也是机箱结构的集中受力体。根据安装器件的尺寸、重量和位置,同时考虑振动、冲击对结构强度的影响,参考压铆螺钉、压铆螺母柱的铆接装配要求,核算确定各面板材料及厚度。终端机结构形式如图2所示。终端机由16个解调模块组成,外部线缆通过航空插座进入机箱并通过双绞塑胶线与母板欧式插座连接。由于结构尺寸的限制,一个航空插座需通过8路音频信号或8路串口数据,为避免设备内部多路信号互相串扰,走线及母板设计尽量将多路同类信号线分开。另外所有解调板都安装了背板进行电磁屏蔽隔离、安全防护和固定,以提高电气连接的可靠性。导轨支撑部件由托板、导轨和连接条构成,主要起约束解调模块自由度的作用,模块的插拔、固定简单方便。终端机前面板左、右两侧各开设一个进风口,出风口安在后面板中部,风扇装在机箱外侧向外抽风。由于风扇转动把箱内的热空气强制抽出,使机箱内产生负压,吸引机箱外的冷空气由进风孔口进入,从而形成空气交换。为避免导轨支撑部件阻挡、妨碍空气在箱内流通,导轨上设计有导风孔,冷空气经导风孔流过带走解调模块散发的热量。其基本任务是在热源至热沉之间设计一条低热阻的通道,保证热量迅速传递出去,以便满足可靠性要求[1]。另一方面,设计导风孔还起到减轻设备重量的作用。兼顾电磁屏蔽和良好通风的双重要求,通风开口处分别安装了屏蔽通风窗,为进一步提高屏蔽效果,屏蔽通风窗与箱体固定贴合面还粘结橡胶密封丝网组合衬垫。终端机风道设计如图3所示。

1.2.2信号分配器

以前设计的机箱大多采用零部件搭接、螺钉拧紧固定的结构形式,为满足强度和电磁兼容性要求,完成箱体组装往往要使用很多螺钉,这使得设备拆卸、装配十分繁琐,维修性不好。为解决此问题,信号分配器设计采用插装结构形式,如图4所示。根据装配顺序将底板插入前面板、后面板、左侧板和右侧板底部对应的沟槽,推动左、右侧板使其与前、后面板互相卡住,然后用螺钉进行固定。把隔板插入箱内使其与底板和后面板配合,分别将滤波器、电源模块和主板模块安装在隔板分开的两个封闭隔段内,尽可能避免电源对主板模块的电磁骚扰。将盖板榫齿插入前面板顶部后面的沟槽中,往前推动盖板使其后端向下插入左、右侧板卡槽,用螺钉将盖板与箱体固定。信号分配器全部零部件共计12个,结构简单,组装方便。

2某系统电子设备工艺设计

2.1概述

某系统电子设备环境适应性要求比较苛刻,设计人员不仅要将“六性”设计理念融入、贯彻到研发工作中去,还需清楚产品的工艺流程。电子设备环境适应性主要取决于所选材料、构件、元器件的耐环境能力和结构设计、工艺设计采取的耐环境措施是否合理和有效[2]。装联工人应积极主动地提出合理化建议,配合工艺人员共同完善产品设计,这样才能使设备满足低温、高温、湿热、盐雾、霉菌、振动、冲击、颠震等环境试验要求。装配、组装质量不仅影响设备外观,而且影响系统的性能,可以说系统的质量直接体现在焊接和组装上。应合理安排装配顺序,注意前后工序的衔接,连接应牢固可靠,安装方向、位置要正确,不损伤设备单元和零部件,不损伤面板等机壳表面涂覆层,确保电性能稳定和机械强度足够。

2.2通用工艺技术

根据各种材料在实际应用中的表现,内部设计规范应明确禁止使用预镀锌钢板。以前钣金件多采用冷轧钢板,加工后进行镀锌工艺处理,但其防护能力还是偏弱,长时间使用时会产生锈斑腐蚀,相关零件要求全部换成奥氏体不绣钢,新产品设计不再使用冷轧钢板。除钝化处理外,奥氏体不绣钢零件可不再做其他表面处理。电磁兼容设计应采取主动预防、整体规划、“对抗”与“疏导”相结合的方针[3]。某系统电子设备的箱体材料全部选用铝合金板材,机加工后进行导电氧化处理,使机箱内表面形成理论上连续的导电面。箱体搭接缝隙处全部安装橡胶芯金属丝网屏蔽条,这种屏蔽条既有很好的弹性,又抗永久压缩形变,在潮湿及盐雾环境中具有很强的抗电化学腐蚀性能。由于屏蔽条有弹塑性,按设计尺寸截取时不要用力拉伸,可先从一端塞入沟槽并顺着按压到另一端再截取,剪切屏蔽条时应使其端头的橡胶芯微缩在丝网内,切忌安装后屏蔽条端头的橡胶芯露出金属丝网很长。在设备通风开口处安装屏蔽通风窗,利用截止波导原理解决通风和屏蔽这对矛盾。具体设计可参考GJB1046-1990《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》(6.2.2.3截止波导通风孔)。电源线穿过箱体会使机箱整体屏蔽效能降低,为提高设备电磁兼容性,电源输入接口采用将航空插座与电源滤波器做成一体的结构形式。在滤波器与后面板安装固定面粘接扭角铍铜簧片或导电衬垫,使壳体和机箱贴合并保证接触良好,输入输出线不能靠得太近,引线尽量短且不能交叉,电源线不要与其他电缆捆绑走线。电源输入接口旁边就近设计安装安全的螺栓,并将电源线安全地连接。带有螺纹连接、压合、搭接、铆接、点焊、单面焊接等组合件,原则上不允许进行电化学处理,不同金属材料组合在一起的部件不能进行溶液处理,这些组合件应尽可能采用涂漆,或分别进行电化学处理后再组装。所有电化学处理都应在零件状态(即非组合件)下进行。钢铁件在喷涂前应进行磷化处理,铝件喷涂前应进行氧化处理(铸铝合金可采用喷砂处理),以增加涂层附着力。体积和质量较大的模块、晶振、线圈可用硅橡胶封装或加固管脚。尽量降低元器件的安装高度,缩短其管脚引线。导线穿过金属孔或靠近金属零部件时需用绝缘套管将导线套住,线束的安装和支撑应当牢固,以免使用期间绝缘材料因磨损而短路。电路GND通过金属化螺钉以及对应的阻焊亮铜带和结构件良好搭接,对应的结构件不作喷漆处理。使用不锈钢错齿弹垫、棘爪弹垫、止退螺母等紧固件防止装配松动。

3结语

随着社会发展及加工技术的进步,产品的结构形式有了很大变化,从单机到系统,从最初主要使用型材、钣金结构发展到数控铣削成型的零件实现形式,精密加工技术已开始影响电子设备的设计和生产。电子设备的结构及工艺设计是项目研制过程的重要组成部分,直接影响到产品的可靠性、稳定性和品质指标,并不仅是为硬件平台做个外壳那样简单,需考虑多方面的约束因素以选择最合理最可靠的设计技术。综合某系统装备介绍,可了解电子设备的结构形式及设计方法和在工程实际应用时采取的具体措施,对其他电子产品的结构及工艺设计具有一定的指导意义。某系统电子设备装配拆卸简单,生产维护方便,具备较高的标准化、系列化、通用化程度,符合国家标准有关要求。系统通过公司内部功能、性能测试和第三方电磁兼容试验、环境试验、信道试验验证,所有设备均满足研制方案要求。

作者:彭辉 单位:

参考文献

[1]邱成悌,赵惇殳,蒋全兴.电子设备结构设计原理(修订本)[M].南京:东南大学出版社,2005.

电子产品的结构设计范文第10篇

关键词:电子产品;电路设计;绿色设计;环境污染;污染控制;电子产业 文献标识码:A

中图分类号:TM44 文章编号:1009-2374(2015)30-0081-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.042

电子科技在高速发展的同时,电子产品在投入使用中对环境产生了一些影响。电子废弃物得不到有效的处理会给环境造成一定的污染,比如污染土壤、水质、空气等。对此,对于电子产品的污染控制问题成了社会关注的问题,研究者致力于电子产品的绿色设计,协调电子产业发展与环境污染的问题,力求在电子产品设计、使用、回收等过程中考虑到环境污染的问题。为了人们的健康,各电子企业要积极响应电子产品电路“绿色化”设计的理念,有效地控制电子产品污染源。

1 电子产品的环保现状

社会对于电子产品环保的关注始于1973年美国马萨诸塞州“聚溴苯”污染事件。污染事件发生之后,人们开始认识到电子废弃物会对人们的健康造成严重的影响。随后,1995年,在中国广东屿镇也发生了严重的电子产品废弃物污染。1995年,广东屿镇一年要处理来自世界各国上百万吨的电子产品废弃物垃圾。当时,人们虽然已经注意到对电子产品废弃物的处理,但是由于处理技术落后,给当地的环境造成了影响,影响了人们的健康。之后,电子产品废弃物污染问题受到了全社会的高度关注。美国率先对电子垃圾治理做出了规定,2004年美国加州立法机构提出:“顾客在购买新的电子产品时,需要缴纳电子垃圾回收处理费,规定每件电子产品10美元。”欧盟也起草了一些相关的法律,欧盟对电子生产商提出了一些要求,要求生产商在生产电子产品时不添加有毒的原料,欧盟的治理措施更旨在从电子产品源头控制污染源。

2 常用电路设计存在的问题

常用电路设计存在的问题有“电流污染”的电路结构和电池供电“浪费电流”现象。

2.1 “电流污染”的电路结构

在电子产品中,使用“电流污染”的电路结构会影响电子产品的质量,影响电子产品的使用时间。“电流污染”的电路结构会影响电器芯片的稳定性,降低单片机的使用时间。电子产品使用时间短,会产生更多的电子产品废弃物,也会影响产品的销量。

2.2 电池供电“浪费电流”现象

当前,许多电子产品都需要电池供电。如果电子产品在设计时未解决“浪费电流”的问题,那么电子产品在投入使用后会产生许多废旧电池,废旧电池没有很好的处理,又会产生一系列的环境污染问题。“浪费电流”会缩短电池的使用时间,使购买者的利用率降低,最终会影响电子产业的长远发展。在日常生活中,“浪费电流”的现象会对人们的健康造成影响。假如在军工设备、航天设备中也出现“浪费电流”的现象,这将会对国家造成严重的影响。

3 电子产品的绿色设计

本文以家电产品为研究对象:

3.1 电子产品绿色材料的选择

企业如何选择恰当的材料去生产电子产品,研究者也给出了一些原则:(1)选择与环境相适应的材料,产品成分种类尽量少一些,以利于产品的回收;(2)产品上应详细标明材料的型号、种类、等级等字样以便于回收利用;(3)为了产品能回收再利用,产品选择的材料应该是可以再利用的材料;(4)材料一定要具备无毒素、少污染、无腐蚀性等特点。

3.2 电子产品设计要绿色模块化

电子企业为了提高产品的质量,增加产品的种类,减少电子产品废弃物对环境的污染,加大电子产品废弃物的循环利用效率,电子企业生产商在对电子产品设计时要积极采取模块化设计。模块化设计是指:在一定的范围内,对不同功能或相同功能不同性能的产品在详细分析其功能的条件下,划分和设计出一些功能模块,再把这些不同的模块进行恰当的组合,最终形成产品。针对一些复杂的家电产品,模块化设计能大大缩短产品研发、制造的时间,提高产品的质量。当前,电子行业提倡环保研发、环保生产、环保使用、环保回收,电子产品在模块化设计时再增加环保设计,那么产品的质量就会得到很大的提升。如冰箱的设计,生产商就是使用模块化设计,把电冰箱化分为门体、箱体、制冷系统、电气系统四个模块。每个模块是独立的,拥有各自独立的属性,制造模块时也减少了难度,回收的时候也很便利,各个模块分别回收,提高了电子产品废弃物的回

收率。

3.3 电子产品设计要以节能为理念

电子企业生产商在设计电子产品时要以“节能”为原则。在产品设计阶段,生产商要充分考虑到产品在投入使用时“耗能”的问题。可以说,产品耗能问题予以解决,产品质量也会得到一定的提升,产品废弃物污染问题也会得到相应的控制。如,科龙企业关注到冰箱耗能的问题,它们研制出了节能冰箱“BCD209冰箱”,可以为每个家庭每天节省0.8千瓦时的电,这款冰箱深受顾客的欢迎。

3.4 电子产品的包装进行绿色设计

电子企业生产商在对产品包装时采用了“绿色包装设计”,绿色包装就是对环境不会产生污染,可以再次回收循环利用的包装。

3.5 电子产品进行可维修设计

电子企业生产商在设计电子产品时,要充分考虑到产品的维修。毕竟产品在使用中会出现一些故障,顾客在使用产品时,不能一出现故障就换产品,一些小的故障是可以维修的。产品故障维修的设计可以增加产品的使用时间、使用效率。对于产品的维修设计,电子企业生产商要引以重视,既要设计产品整体维修方案,又要兼顾产品各模块的维修。

3.6 电子产品进行可回收性设计

电子企业生产商对于电子产品回收利用方面需要做出精心的设计方案。电子企业生产商只有在电子产品设计初期充分考虑到电子产品的回收,才能在电子产品被废弃时很好地回收利用。

4 倡导电子产品绿色设计

当前,电子产业获得了快速的发展,但是电子废弃物对环境的污染也随之而来。作为电子企业生产商,企业应该以“绿色环保设计”为原则,设计产品时充分考虑环保问题,制造出无毒无污染的电子产品;作为销售商也应该积极向顾客阐述“绿色环保”理念,大量回收可利用资源;作为电子产品使用者,我们也应该积极倡导“绿色环保”理念,科学地使用电子产品,正确地处理电子废弃物。相信在全社会的努力下,电子废弃物污染问题会得以解决。

参考文献

[1] 王幸之,钟爱琴,王雷,等.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[2] 刘晓叙,陈敏.机械产品绿色设计理念[J].机械设计,2005,(11).

电子产品的结构设计范文第11篇

论文摘要:本文从专业人才需求出发,经过岗位分析,进行专业定位和人才培养模式选择,之后论述了建筑行业内应用电子技术专业人才培养体系的构建,实践表明课程体系、实训环境、教学团队三个方面的建设对人才培养质量的提高至关重要。

一、引言

教职成[2011]9号文《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。

二、专业人才培养体系构建的指导思想

专业人才培养体系的构建需要从应用电子技术专业人才市场调研出发,根据岗位定位人才培养目标和规格,选择合理的人才培养模式,从而为人才培养体系的构建做好准备。

1.专业定位。在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要去向在电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。

2.人才培养模式。人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。作为建筑行业的应用电子技术专业人才培养,我们采用“411”模式,即第1~4学期完成支撑专业核心能力的理论基础知识的学习和各专项技能的训练,第5学期通过生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考证训练等综合课程形成专业能力、方法能力和社会能力;第6学期到企业顶岗实习,完成职业素养的全面形成。在人才培养的各个环节当中,从实际工作岗位出发,理论知识够用为度,重视理论前沿新知识的传授和技术的拓展,实践技能培养方面构建虚拟真实的岗位工作环境,通过真实项目设计教学内容,运用行动导向教学方法,使得电子产品的设计、制作、维修、技术服务等能力逐步形成。

三、人才培养体系的构建

明确专业定位和专业人才培养模式之后,我们重点从改革课程教学体系、设置实践教学环境、教学团队建设等方面构建人才培养体系,完善应用电子技术专业“工学结合”人才培养模式的内涵。

1.课程教学体系的改革。根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强PCB制造方面的动手操作能力,了解SMT技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、PCB绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(SMT)工艺、PCB制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、PCB绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、C语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子CAD、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与PLC应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、EDA技术、智能卡技术、VB程序设计、建筑设备智能控制等课程。在课程的微观教学设计上,运用行动导向教学方法使学生在项目任务完成中形成能力,掌握知识。例如在《单片机应用设计》课程中从开发仿真到模仿真实产品项目开发,在电子产品开发的真实工作环境中学习单片机开发、测试工具设备、加工手段的选择和运用,在教学实施过程中模拟企业真实项目任务开发的组织形式将学生分组,为学生分配角色,培养团队协作精神。

2.实践教学环境构建。为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(SMT)加工工艺实训、PCB线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。通过实践培养PCB板制作、SMT贴装等工艺技能,另外可满足教科研和学生课外兴趣制作项目中的电路板加工。电子创新设计实训室主要承担单片机原理与接口实训、电子线路应用实训、智能建筑电子产品设计与制作,配备有计算机、单片机和FPGA实验箱、仿真软件(Proteus),可使电子产品创新设计过程中的测控应用电路设计和编程在计算机仿真软件环境中得以验证,从而加速产品开发和节省材料成本。同时可支撑电子测量与仿真技术、电子CAD、单片机应用设计、检测与控制技术、EDA技术、智能卡技术等课程。另外该实训室是教学科研项目设计、大学生电子设计竞赛、职业技能大赛、科技文化创新活动、课外兴趣制作的主要平台。电子材料室主要支撑应用电子技术专业开展的实训教学项目,储备电子元件材料,库存系列阻值的电阻、电容、二三极管、IC芯片、及各种接插件等。实践教学体系构建的主要特色是从人才培养模式出发,结合相关专业课程,以专业人才实际动手能力的培养和工艺设计管理经验的积累为目的,为教学提供实践环境,注重在职业环境中培养学生道德素质,使学生在学习中完成角色的转变,以工学结合的模式为学生搭建通向企业职场的桥梁。

3.教学团队的建设。教学团队的建设是专业内涵建设的保证,是提升人才培养质量的着力点。现阶段职业教育的模式要求教学团队成员根据经济建设和社会发展需要不断地研究新情况,更新教育教学理念,整合教学资源,深化专业与课程改革,加强“双师”素质的养成。因而我们注重教学团队在知识结构、工程项目实践以及教科研等方面的进修、培训、提高,为人才培养质量打造优质教学团队。

以职业教育理念为指导,通过科学的调研和专业定位,合理地选择专业人才培养模式,主要从课程体系、实训环境、教学团队三个方面构建了适于建筑行业发展的应用电子技术专业人才培养体系,该体系从岗位工作过程出发,全面培养学生的专业能力、方法能力和社会能力,在提高人才培养质量方面收到良好的效果,例如学生在各类电子设计竞赛中多次获奖,学生在职业资格证书考试中通过率达到96.61%,毕业生的就业率逐年提高,2010、2011两年就业率均达到98%以上,毕业生受到用人单位的好评。

参考文献:

[1]教育部.教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见[Z].教职成2011]9号文,2011.

[2]贾雯杰.物联网与智能家居发展浅析[J].科技与生活,2010,(13).

电子产品的结构设计范文第12篇

关键词:面向装配的设计;简化设计;虚拟装配;模块化设计

中图分类号:TH136 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)02-0094-02

随着现代电子产品的高度集成化和小型化,以及用户对设备的可靠性、环境适应性等提出的越来越严格的要求,使得电子设备结构复杂程度不断提高,也使产品的装配面临越来越多的困难,导致出现装配质量下降、装配效率降低等一系列问题。在这一环境下,引入面向装配的设计(DFA)这一产品开发模式,在电子设备结构设计阶段即充分考虑产品的装配环节以及各种相关因素的影响,采用简化产品设计、减少零件数量、使用标准件、零件装配模块化和减少装配过程中的调节、装配防错等方法,并利用分析、评价、规划、仿真等各种技术手段,不断地完善设计和改进装配性能,确保装配工序简单、效率高、质量高、不良率低和成本低[1]。

1 基于SolidWorks的DFA应用方法

将SolidWorks功能和DFA方法相结合,在SolidWorks的环境下,主要可以进行以下三方面的应用方法研究。

1.1 简化设计

简化设计就是在设计中遵循KISS原则。简化设计过程往往是对已有的产品结构进行提炼和优化的过程,可以充分利用CAD的数据存储和规划优势,建立各种库文件,选择和调用成熟设计和模块,构建具有较高装配性能的产品。

1.2 标准化模块化设计

在电子设备结构设计过程中,运用标准化和模块化的设计方法,能大幅提高装配质量的可靠性,使装配问题能更早、更容易被发现,从而提高产品装配效率和装配质量。

1.3 虚拟装配

以产品设计为中心的虚拟装配,是在虚拟环境下对CAD模型进行装配性能分析的一项计算机辅助设计技术。基于DFA虚拟装配的基本任务是寻求产品装配结构的最优解,即通过CAD模拟产品装配、进行定量或定性分析,找出结构设计中装配性差的结构特征,进行设计修改和完善的过程。

使用SolidWorks 等CAD软件,可对产品的三维模型进行虚拟装配,并利用CAD提供的分析模块,进行包括静态干涉、运动干涉分析以及装配公差分析等装配性能分析、判断和改进。

2 DFA应用步骤

产品概念设计阶段的主要任务是根据用户要求、设计输入定义产品的架构,并将产品进行模块划分;在此基础上,建立产品装配模型,将各类库文件引入建模过程中,贯彻标准化、模块化设计理念;完成装配模型建立之后,开始虚拟装配,即对模型进行装配性能分析,运用 DFA简化设计等方法对装配体及零部组件进行简化、合并等设计改进,并且进行装配相关检查,直到得到优化模型。

根据DFA的应用方法,制定出在SolidWorks环境下产品设计的流程,见图1所示。

3 DFA装配建模

主要需要建立两类模型,一类是建立一系列库模型,一类是对产品本身结构的建模,而前者是后者的基础。在对产品建模的过程中贯彻标准化模块化思想,为产品的简化设计提供良好的土壤。

3.1 产品装配建模

CAD装配建模有自下而上和自顶向下两种方法。自下而上设计法即首先完成零件设计建模,然后在装配文件中逐一插入零部件,组合成装配体模型,零部件之间无关联;自顶向下法为在装配文件中直接建立零部件模型,零部件之间往往存在几何关联以及配合限制。

综合两种设计方法的优势,在方案设计阶段,采用自顶向下的设计思路,首先规划产品装配体的框架,划分模块类型,在此基础上,将产品主体零件在装配图中进行初步建模或者将通用模块装入装配体中,使产品具备基本的模型架构,然后进入自下而上的模式,对构成装配体的零件模型作细化处理以及建立相关的零件,将生产的零部件装入装配体中并进行配合限制,逐步装配形成产品最终的装配模型。

3.2 库文件建模

库文件泛指CAD软件可调用的所有子组件和模块,它是构建新研制产品的基础,也是面向装配的设计中标准化和模块化设计原则实施的基础。

库文件建立的原则是:

(1)库文件归属文件夹应层次分明,库文件名应简洁明确地表示出库集合的特征,以方便选用;

(2)库文件中固化的组件和模块,如紧固件、外购件等,尽量以零件形式建模,以便存储和调用;

(3)分析同一系列模块的主要安装尺寸,形成尺寸系列表,以方便建模和扩充;

(4)同一系列化零件的建模尽量采用一个模型、多个配置;

(5)模块应尽量包含安装基准、安装尺寸等装配信息,有助于选用和避免装配加工错误。

根据库文件存放的位置和模块的类型可分为两类库,一是存放于计算机本地的本地资源库;另一种需要通过网络管理可上传和下载的ODM电子仓库。

3.2.1 本地资源库

根据电子设备的特点,在CAD环境中主要建立紧固件库(螺钉、螺母等)、电子器件库(连接器、显示屏、键盘、滤波器等)、机械成品库(风机、减震器等)、材料库(屏蔽材料、密封材料、铝型材)以及通用件库(机柜、机箱、控制台、把手、导轨、走线架等)。建立各种库后,将其存放地址添加到SolidWorks系统选项中的设计库中,即可开始在CAD界面中直接调用设计库文件。库文件的设计、编辑、修改等较容易实现, 技术人员可以通过改变某些参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计。

3.2.2 PDM电子仓库

SolidWorks Workgroup PDM作SolidWorks的插件,主要用于工作组的产品数据管理,可以将本地成熟产品的数据检入到电子仓库,同时也可以分享工作组内其他成员上传到电子仓库并共享的数据,以实现设计资源的充分利用,并且能确保设计版本和复杂的结构件挂接关系得到有效管理。

根据电子设备结构面向装配的设计需要,以便于选择和调用为建库原则,电子仓库可主要划分为公用资料库、设备资源库和工艺资源库等。将设计相关标准、规范、资料放入公用资料库中;将工艺相关规程、工具资料等放入工艺资源库;设备资源库可以根据电子设备使用的工作环境,如地面、车载、舰载、星载、机载等进行分类,也可以按照结构形式、密封性、抗冲击振动性和电磁兼容性等产品结构特点设置有利于搜索的关键词。

4 装配性能分析

4.1 直观检查

SolidWorks软件界面中提供了装配统计、对称性检查、质量特性以及间隙检查等命令,可以很方便、直观地对已建立的产品模型进行相关的统计和检查,根据检查结果对装配体作进一步简化、合并、调整等减少装配错误、提高装配效率的设计,直观检查一般包含以下几项:

(1)考虑把相邻、相似、对称的零件合并成一个零件;(2)设计多功能零件,减少零件数量;(3)合并减少紧固件的种类、数量;(4)调整装配体及主体零件重心,避免装配时失稳;(5)通过间隙检查,避免零件过约束;(6)进行防错设计,避免非对称零部件具有一个以上的装配位置。

4.2 干涉检查

对产品装配体的干涉检查主要包括静态干涉检查和运动干涉检查两种方式。

SolidWorks命令项中的干涉检查,能够直观、明确、定量地给出装配体静态情况下干涉的零件、部位和干涉几何尺寸,有利于对干涉的零部件定位、定向进行设计修正。

对实现机械运动的产品,采用虚拟仿真工具SolidWorks Motion插件,对虚拟装配体进行运动学和动力学状态的仿真,模拟产品的不同运动状态,检验产品的运动性能及设计计算结果的正确性,对运动部件进行运动干涉检查,查看限位运动的干涉情况以及装配情况和零部件模型的精确程度,有助于在设计中发现产品结构空间布置的干涉和运动机构的碰撞等问题。

更好地完成干涉检查的关键点是完善装配体模型,尽量详尽真实地建模,特别是应注重建立自制件以外的外购件、紧固件、附件等的真实几何模型,往往一些看似微不足道的省略处会在实际装配时出现干涉问题。

4.3 公差分析

SolidWorks有 DimXpert和TolAnalyst两项与公差相关的插件。DimXpert可以直接在3D图形中按照标准生成标注,还可以帮助用户查找图形是否缺少尺寸;TolAnalyst主要作用是解决公差设计的问题。

将公差分析的结果与装配体的简化设计原则相结合,简化装配关系、减少尺寸链数量、减小累积公差,才能够降低尺寸公差等级,实现宽松且合理的公差设计,提高装配质量和装配效率。

4.4 动态装配

SolidWorks的爆炸视图和animator插件可提供静态和动态装配拆分效果图,按需要对虚拟装配体进行拆分、分组,通过爆炸路径和键码对动画进行编辑,生成各虚拟装配体各部分的动画和图样文件。可以用于电子设备结构设计方案评审中,提供直观生动的产品效果;也可以直接应用于实际装配生产,特别是对于复杂的产品的装配具有指导作用。

5 结语

通过基于SolidWorks软件及其插件对电子设备结构面向装配的设计作了一些研究和尝试,体会到无论对软件强大功能的应用,还是对先进的产品设计模式的理解和运用,都需要更加深入地探索。新的设计方法和设计思路在不断涌现,CAD软件的功能也在与时俱进,设计师如何将两者更好地结合进而提升设计水平,是结构设计人员面临的一项艰巨任务。

参考文献

[1]钟元.面向制造和装配的产品设计指南[M].北京:机械工业出版社,2013.

电子产品的结构设计范文第13篇

关键词 教育系统工程 空中乘务专业 人才培养

中图分类号:G718.5 文献标识码:A

《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》指出,要以科学定位为立足点,优化职业教育层次结构,构建现代职业教育体系,树立系统培养的理念,坚持就业导向,明确人才培养规格、梯次和结构,明确高等职业学校定位,促进学生全面发展,重点培养高端技能型人才。作为一所以建设类专业为主的高职院校,我院以服务区域经济和建设行业发展需求为己任,探索“依托行业,校企合作、工学结合”的人才培养模式,紧贴人才市场需求,铸造建筑特色的专业品牌。作为广东省第一大支柱产业,电子与信息技术产值连年提高,其中智能建筑电子产品市场需求旺盛,对楼宇智能化电子产品设计开发、生产、维修、技术服务人才的培养提出需求。这就要求我们以“工学结合”理念为指导,面向行业就业,对社会人才需求进行调研,科学定位专业人才培养规格,合理选择人才培养模式,改革课程体系,配备实践教学条件和教学团队,从而构建适合建筑行业需要的应用电子技术专业人才培养体系。

1专业人才培养体系构建的指导思想

1.1专业定位

在建筑行业,一方面智能家居市场需求旺盛,产品蓬勃发展,另一方面工程应用领域产品的技术性能尚处于开发改良阶段,调研表明毕业生主要工作于电子产品设计、样机制作、调试维修、生产线产品制程技术指导、质量成本控制等岗位。依据“工学结合”关于职业教育能力目标培养的理念,针对这些专业工作岗位,将其工作过程归纳出典型工作任务,主要包括:产品方案选择、电路原理设计、控制编程、电子线路制作、调试、测试、文件编写等。因此应用电子技术专业人才培养方案规定要面向智能建筑电子产品设计与生产应用第一线,培养从事产品设计、生产、维修和技术服务工作,具有扎实的电子电路基础理论知识和分析能力,具有电子线路设计与产品制作工艺实践能力,能够胜任智能建筑电子产品的工程应用、安装调试、维修等工作的高素质技能型专门人才。

1.2人才培养模式

人才培养模式是为了实现培养目标,在培养过程中采取的构造样式和运行方式,包括专业设置、课程体系、教学设计和教育方法等方面。

2人才培养体系的构建

2.1课程教学体系的改革

根据专业设置,结合往届毕业生顶岗实习反馈信息,以及各类电子设计大赛和技能竞赛情况,我们认为需要提高学生在电子产品装配工艺、质量检测、成本控制方面的能力,加强PCB制造方面的动手操作能力,了解SMT技术工艺,因此结合专业定位和企业岗位实际调研制订课程体系改革重点:在专业课程中设置针对电路分析、设计、PCB绘图、样机制作、编程与调试、测试测量等技能的教学,以及积累电子产品工艺的设计和管理经验,如电子产品表面贴装(SMT)工艺、PCB制板等内容。针对产品设计工作过程中软硬件设计、PCB绘图、样机制作、测试,将专业课程体系划分为专业理论基础知识课程、专业核心能力平台课程、专业综合能力形成课程和专业知识技能拓展课程,共26门专业课程,其中4门集中实训课,占总学时60%以上。包括电路基础、模拟电路、数字电路、C语言程序设计、检测与控制技术、单片机原理与接口技术等专业理论基础知识课程,电子CAD、电子测量与仿真技术、单片机应用设计、电子基本技能实训、电子产品装配工艺实训、电子线路应用实训、单片机原理与接口实训等专业核心能力平台课程,以及生产实习、智能建筑电子产品设计与制作、专业证书考试训练、顶岗实习等专业综合能力形成课程,在专业知识技能拓展方面开设电气控制与PLC应用、集成电路应用、高频电子技术、电力电子技术、EDA技术、智能卡技术、VB程序设计、建筑设备智能控制等课程。

2.2实践教学环境构建

为满足教学体系中的实践环节,配置专业实践条件和环境,包括电子技术应用实训室、电子加工工艺实训室、电子创新设计实训室和电子材料室。电子加工工艺实训室主要承担表面贴装(SMT)加工工艺实训、PCB线路板制作工艺实训和电子线路应用实训。配备的设备有:数控电路板雕刻机、热转印线路板制作机、腐蚀机、沉铜器、手动焊锡膏丝印机、真空吸笔、再流焊机、放大镜和热风拆焊台等加工与返修设备。

2.3教学团队的建设

电子产品的结构设计范文第14篇

关键词:电子电镀;分子设计;合成

中图分类号:TQ153.13文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(c)-0000-00

随着科学技术的不断发展,电子电镀技术也更为成熟和先进。在电子电镀过程中最为普遍和重要的类型就是锡金属及锡合金的电镀,其应用广泛的存在于工业产品的加工制作中。在无添加剂的情况下,镀锡所获得的成果并不完美,加工品基本是粗糙和松散的,这是因为镀锡的过程中存在较快的化学反应速度、较大的电流、较低的电压,因此想要成功的镀锡离不开添加剂的使用。

1添加剂的设计方法

将添加剂的分子结构按照其各部分的特征、功能进行合理的分组设计,再规划每个比分的具体形态和构成。这种有针对性和适用性的方法是值得考虑并采用的。不同的种类、形态、范畴使得添加剂分类的方法也千差万别,现阶段还没有任何规范、完善的方法来对添加剂的组成进行划分、归类。目前主要有光亮剂、加速剂、整平剂等常见的添加剂,镀锡使用的添加剂应属于光亮剂、抗氧化剂这一类型[1]。只有全面地了解使用添加剂物质的具体性能才能更完美地设计出添加剂的结构。目前也有一些中间体来进行专业的添加剂生产,并已初具规模形成了完整的产业链。但针对镀锡添加剂的中间体只占很小一部分,大部分都是其他金属的项目。因此,研究分组功能是非常重要的,在制定可供选择的添加剂类型之前,先构建一个涵盖了不同性能的基础组成的规划蓝图,制定完成后,对单个类型的添加剂行进考核,最后将对单体研究的内容融入到对多种类型性能的研究中。完成了这些基础研究后,就可以着手开始构建添加剂分子结构的设计体系[2]。

2 添加剂的制配方法

添加剂可以通过对电沉积的过程及电沉积的质量进行合理的调控来实现对物质形态、大小、构成、性能的控制。而物质的外貌形态往往会影响沉积层的质量,因此使用添加剂对其加以控制是必不可少的。工业生产中对沉积层性质的要求在不断提高,因此添加剂的功效也应该日益强大,电子电镀添加剂的分子设计也应更加完善。目前主要采用的是用构成基础部分的分子结构尝试拼凑或将分子结构组合起来进行筛选的方法[3]。这样的方法并不合理,很大程度上使工作更加复杂、冗余,也无法保证添加剂的性能,这样就大大降低了工作效率。

添加剂组分的合成和组分间的混合是添加剂制配的两个主要组成部分。添加剂作为一种具有配方性的产品,绝大多数情况下,其制配与多种组分的混合是密不可分的,只有把各组分更好地协调、配合起来,使各组分互相影响、互相作用,才能使制配好的添加剂性能更加优良。

3 添加剂的考核方法

研发添加剂的过程非常复杂、繁琐,新研发的添加剂在实际应用到工业生产中之前,必须针对其特点和性能进行规范的、全面的、完善的评估与考核。不仅要在实验室对其理论上的可行性进行考核,更要在工厂器械中对其实际上的适用性和在特殊情况下会出现的各种问题进行观察和考核。以下内容是考核中应该具备的项目:添加剂的的物理性质、电镀液体的物理性质、电镀液体的性能、电镀层的外观形态和性能、添加剂抗老化的功能等。结合考核的结果,对其进行进一步的分析、讨论,对添加剂设计的具体参数进行相应合理地调整,并建立一个按这种模式运行的考核体系,今后对添加剂的考核都严格按照这些步骤来进行。

4 添加剂的分子结构设计

生产出具有优质性能的产品是涉及添加剂的主要目标。现实际工作中,添加剂的种类、性能繁多复杂,不同添加剂对不同电镀也会产生不同的作用。添加剂具有优质的性能是对其设计的最主要要求。如,要使工业产品具有良好的外观、坚韧的硬度、较强的可焊性和密度等;同时,也要使电镀液具有较强的平整能力和覆盖能力、较快的沉积、较好的电流效率等。普遍情况下,电镀添加剂都是多种性能分子结构的整合体,各种分子结构间相互联系、相互影响。其性能是对个分子结构整合的结果,与单个结构的性能是不同的。添加剂的能效受到许多状况的影响,存在着很大的复杂性,设计时往往采用经验性的、模糊性的方法,这使得添加剂设计的目标难以达成。

添加剂的效果主要表现在电极表面的分子结构的各种表现及化学反映情况。添加剂的性质是由其分子构成决定的。分子大小、官能团结构、邻近基团、和碳架结构等是影响分子结构特性的主要因素。一定要从分子水平的角度,全面探索分子结构和产生不同化学反应的联系,必须从分子水平上系统地研究分子结构与电化学性能之间的关系,研究产生这种化学反应的原理。通过对分子结构的不同作用引起添加剂性能的变化的研究,实现对分子结构影响化学性质的深入理解与认识,更好的优化添加剂的设计。

然而,现阶段对电镀添加剂设计的方法还是过于经验化,无论是在思想上还是研发过程中都存在着一定的局限性,从分子水平的角度来设计的方法也只是理论上的构想。因此,对添加剂的分子设计进行更全面、更深入的讨论与探索是十分重要的,这样才能为构建更合理、更全面的添加剂设计方法和体系。结合当前情况,在进行添加剂的分子设计时,应该尽可能地运用分子结构发生各种化学反应的理论知识和信息,进一步对分子构成与添加剂性能之间存在的关系和规律进行探索,结合分子结构的研究成果,设计规划出添加剂的分子结构。

5 结束语

电子电镀添加剂的研发、设计、使用、作用过程十分复杂,影响这些部分的因素很多,对这些因素所造成的影响目前还并没有相关的解决方案以及系统的理论解释。但只要能按照前文中所描述的各阶段的方法来工作,就能很大程度上保证添加剂具有良好的性能。同时,不断完善电子电镀添加剂设计的理论基础和操作能力,努力转变为从分子水平来进行设计工作,设计出的添加剂就会日趋完美,该行业的发展也会更加迅速,进而促进我国工业水平的提高。

参考文献

[1]贺岩峰,王鹤坤,刘鹤等.基体表面性质对引线框架上无铅镀锡层的影响[J].电镀与环保,2011(2):1-4

电子产品的结构设计范文第15篇

一、《电子产品系统设计》课程设计理念与思路

(一)课程设计理念

本课程是一门综合性、实践性很强的课程,在课程设计中注重学生综合职业能力的培养。以学生现有的认知体系为基础,以培养具备技术指导、研发助理所具备的岗位能力为培养目标,课程设计时基于工作过程所需的知识、技能组织课程内容,基于工作过程来设计教学活动,精讲多练、务求实效。

(二)课程设计思路

本课程围绕电子产品设计研发助理、电子产品生产一线技术支持等岗位的职业能力为核心,通过岗位调研和工作任务分析确定课程目标定;根据企业需要以及学生职业能力培养需要,将实际研发项目、典型产品案例及学生创新项目作为载体构建教学内容,基于工作过程构建教学过程。在教学中采用项目引领、任务驱动的教学方法,建立过程化、标准化、开放式的教学评价。

二、《电子产品系统设计》课程教学内容

(一)教学内容的选取

本课程以就业为导向,按照相关岗位的职业能力,来确定知识、能力和素质框架,用从而构建教学内容。要根据电子从业人员的典型岗位,提炼出其典型工作任务有硬件电路设计、测试方案制定、文件整理以及产品故障分析,结合校企合作,本课程中以典型、真实的电子产品为载体构建教学内容。根据电子产品的结构不同,通常可以分为硬件电路、软硬件结合、软硬件结合,本课程选取了直流稳压电源、智能LED照明控制系统、方波信号合成器三个电子产品作为教学内容的载体。其中直流稳压电源为校企合作单位康舒电子的主要产品之一,通过直流稳压电源的设计与制作,加强学生电子产品系统设计的能力以及;智能LED照明控制系统为电子设计工程师认证培训项目,根据电子产品设计与制作的流程将项目分解为若干子任务,在子任务的完成中,学生的系统设计能力特别是程序读写能力以及系统调试能力得到加强,并且学生按照大赛要求进行分组以及分工,学生的团队合作意识得到加强;方波合成电路的制作来自电子设计竞赛,这个项目主要以硬件电路设计与制作为主,强化学生模电、数电等知识的运用能力。

(二)教学内容的序化

以学生现有的知识体系为基础,遵循学生的认知规律,由简单到负责对教学内容进行序化。项目间按照由简单到复杂进行编排,我们的学生普遍程序设计能力较弱,项目1为纯硬件电路,电路结构相对比较简单,成功率通常较高,提高学习积极性;项目2偏软件,注重程序编写和调试能力的培养;项目3是软硬件结合电路,偏硬件,注重软硬件的联合调试。按照电子产品设计与与制作过程对项目内的教学内容进行序化,即由方案分析、总体方案设计、各单元电路设计以及制作,系统统调。

三、《电子产品系统设计》课程教学设计

(一)教学模式设计

本课程以学生主题,采用基于工作过程导向的“教学做一体”教学模式,按照电子产品设计的工作过程进行产品开发,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,以综合的培养方式使学生在基础知识、个人能力、人际团队能力和系统能力达到预定目标。

(二)教学方法和手段

在教学中,提倡教师主导、学生主体的教育思想,融小组讨论法、项目引领任务驱动法、演示法等多种方法,尽可能地发挥学生的主观能动性,由“要我学”到“我要学”。

(三)教学组织与实施

在教学的组织与实施中,采用了基于工作过程导向的设计。教学过程如下:首先展示成品,激发学生的学习热情。根据电子产品设计与制作的工作过程,分为几个主要阶段。在计划阶段,主要任务为资料搜集整理以及方案分析;第二阶段为设计阶段,根据成员分工分别进行硬件设计、软件设计以及文档整理,培养学生的综合知识应用能力、组织能力以及合作精神。第三阶段阶段为实施阶段,即系统联合调试阶段,主要任务是测试方案的制定、测试数据以及故障排除,旨在提高学生的分析问题能力以及解决问题的能力。最后一个阶段评价、总结以及现场清理,以小组为单位对整个设计过程进行总结,分享设计过程中的经验与教训,提高了学生的语言表达能力以及职业素养。

四、《电子产品系统设计》课程教学条件

该课程综合性、实践性较强,对教师提出了更高要求,也促进了“双师型”教师队伍的培养。教师在教学过程中不断关注专业领域的新思想、新成果,并将这些信息及时传递给学生,使学生能较早地接触新知识。在这一过程中,教师之间、学生之间相互促进、共同提高,形成了良好的教学氛围。以部级电工电子及自动化实训基地为依托,从理实一体化实训场所、校内生产性实训场所以及校外定岗实习三个层次保障课程的教学。

五、《电子产品系统设计》课程考核机制