电子产品结构设计大全11篇

电子产品结构设计篇（1）

中图分类号：TN602 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 04-0015-01

按键是电子产品中极其重要的结构件，常用按键按材质分为：塑料按键（Plastic key）、橡胶按键（Rubber key）、塑料+橡胶按键（P+R key）。随着塑料制造工艺的提高，塑料按键（Plastic key）尤其连体塑料按键以它整体造型好、后处理方便、组装简单等特点受到设计者欢迎。连体塑料按键结构要素主要包括按键的悬臂、定位及间隙。连体塑料按键在试装和使用中常出现按键手感僵硬、按键联动、卡键等问题，主要是由于上述结构要素的设计缺陷造成。本文结合作者多年的设计和注塑加工实践，给出连体塑料按键主要结构要素的设计经验，旨在为结构设计工作者提供设计经验。

一、悬臂

（一）悬臂尺寸。一般电子产品的按键悬臂厚度0.8-1mm，宽度1.2-2.5mm，长度10-20mm较合适。悬臂厚度小于0.8mm注塑时冲胶慢导致悬臂强度降低，厚度大于1mm悬臂弹性较差。根据悬臂的设计空间、弹性和强度要求，悬臂宽度可以设计等宽的，如图1；也可以设计渐变宽度的，如图3。悬臂长度大于10mm弹性较好，小于10mm会感觉按键手感僵硬。为提高短悬臂弹性，在悬臂与按键体连接处进行变壁厚处理，局部最薄壁厚0.5～0.6mm，变壁厚悬臂连接处一定采用圆角过渡，注塑浇口宜设计在悬臂附近，否则容易出现注塑不全缺陷。当然悬臂越薄，长度越长弹力越好，但长度超过20mm会给注塑走胶带来困难，同时出模、包装、运输极易变形，因此设计时要综合考虑上述因素。

（二）悬臂形状。以直臂设计最简单，如图1，如果悬臂不能伸的很长，可以做成S形或弧形悬臂，以增加悬臂长度，如图2、3。悬臂转弯和受力处须采用圆角过渡，避免注塑时材料在直角处受到剪切而产生应力集中，造成悬臂先天强度不良。如果做S形空间不够，可以做成上文提到的变壁厚悬臂，这样也能达到较好的手感效果。（三）悬臂数量。最好采用双悬臂结构，这样按键不易变形。如果只能采用单臂，单臂最好靠近按键长轴方向，按键上触动开关的柱子设计在长轴另一边，即使悬臂较短，但整个活动臂依然较长，按动也会很轻松，如图2。由于长单悬臂按键在注塑、后处理、运输等过程极易变形，因此尽量设计辅助悬臂，在装配前剪掉，这可以有效保护按键不变形，如图2。悬臂在短轴方向时，宜做成双悬臂，双悬臂的间距尽量宽一点，这样与按键触点柱子成三角形分布，能避免按键按动时偏斜，如图1。

二、连体按键定位

连体按键和壳体采用定位套和定位柱定位，两者配合间隙单边0.1-0.25mm，如图3。为防止按键串动，从理论上此处设计应为紧配合，但是按键和壳体一般有两个以上定位结构，加工时很难做到完全对中，这样很容易导致按键装配不上或歪斜而影响按键手感，因此此处一定设计成间隙配合，并根据加工精度和定位柱数量调整间隙大小。

连体按键的定位结构一般设计在容易产生联动的两按键悬臂交汇点，同时按键定位套分别顶在PCB和壳体上，如图3，这样既防止按键联动又防止因壳体变形而引起的按键被夹紧使手感僵硬的问题。设计中尽量不采用螺钉或热熔方式把按键和壳体固定成一体，否则容易导致按键歪斜而影响按键手感和外观。外壳与PCB之间的固定柱尽量远离按键悬臂，如果无法避免，此处螺钉不能固定过紧，否则将会造成死键或手感僵硬。

三、按键与周边件的设计间隙

（一）按键触点柱与触动开关设计间隙。小B键和锅仔片是电子产品常用的轻触开关。实际生产中小B键通常不能完全落地，与PCB板间通常存在0-0.2mm间隙，为保证较好的手感按动效果，按键触点柱距小B键顶面间隙设计为0.5-0.8mm。锅仔片采用透明双面胶粘在PCB板上，底面与PCB板贴平，顶面与按键触点柱间隙设计为0.3-0.5mm。（二）按键与壳体设计间隙。不进行表面后处理的按键与壳体，单边间隙0.15-0.25mm，后续或有喷油或电镀，单边间隙0.2-0.4mm，在外观要求不严格情况下，间隙值尽量靠上限，这样按键稍有变形或歪斜也不容易卡键，按键最高处露出壳体约1-1.2mm，壳体的按键孔碰穿面宜设计在孔内，不能设计在外表面，否则后续容易出现飞边造成卡键，按键孔碰穿面距上端面大于按键行程，这样既保证按键正常使用，又避免按键周圈间隙过大而影响美观。

四、结束语

看起来简单的连体按键结构设计，隐藏着诸多微妙，只有仔细体会和耐心设计，才能减少后续模具、注塑、组装工艺的控制难度，才能使产品具有竞争力。

参考文献：

电子产品结构设计篇（2）

空调可以调节夏季的高温，可以驱赶冬天的寒冷，让人们可以随着自己的心愿任意地调节自己喜欢的温度，使人们的生活和工作的环境更加的舒适。随着人们环境保护意识的增强，空调设备在结构设计中也做了很大的调整，空调生产厂家为了迎合市场经济的发展，研发出更加节能、环保类型的新型产品。对空调的内部结构进行了更好的技术改进，达到提高空调的性能，降低了能源的消耗，提高了能源的高效利用率，推动空调产业的向前发展。

1优化空调性能的优点

现在的空调与电脑、电视、洗衣机、冰箱一样是人们日常生活中，家用电器的重要组成部分，其中空调的消耗能量是最高的，对人们的生活环境影响也最大。在空调的生产过程中，使用了非金属元素氟，非金属元素氟可以对大气外层的臭氧层进行破坏作用，臭氧层具有隔离太阳紫外线的功能，保护地球生物不被紫外线直接照射；一旦臭氧层出现空洞，紫外线就会通过空洞直接进入到地球表面，给地球生物造成重大的伤害。例如：紫外线直接照射到地表或是人体上，可以产生强烈的辐射，导致海洋生物的死亡或是灭绝，使农作物大量的减产，使人们的皮肤出现红肿、皱纹、色素沉积等问题。空调使用的数量越多，产生的氟元素就会越多，破坏臭氧层的几率就越大，对人体造成的伤害就越强。空调的运转是由电能带动的，电能是由煤炭资源经过燃烧释放出的热能，或是由石油、天然气等不可再生资源的消耗产生的热能带动。如果有一天这些不可再生资源消耗完了，人类生存的环境将不可想象。因此，只有优化空调的性能，改善空调的内部结构，加强空调的能源使用效率，生产出符合社会经济发展的新型产品，才是节约能源的最好做法。

2优化空调的各个组成部分

2.1空调换热器的优化

换热器是空调的重要组成部分之一，要想提升空调的能源利用率，改变空调的内部结构，首先，就要优化空调的换热器。空调的重要组成部分中包括换热器和压缩机，它们是空调消耗能源最大的组成部分，要想优化空调的结果设计，就要先将空调的换热器更换成比当前使用更大的。更大的换热器可以促进空调更好的调节环境的温度，降低空调的能源消耗。当然，优化换热器的同时，还要兼顾生产成本的考虑，既要选择最适合的换热器，优化空调的结构设计，又要提高空调的使用性能。

2.2空调压缩机的优化

空调的压缩机比换热器的重要性更高，属于是空调结构的核心技术，压缩机的性能决定了空调的使用性能，优化空调的压缩机是提高空调节能的最佳途径。空调的压缩机大多数采用的旋转式压缩机，这种压缩机的制冷量与空调的整体制冷量不同，当压缩机的制冷量过高时，就会增加空调的耗能，降低了空调的性能；当压缩机的制冷量过低时，就会损失制冷的数量，使空调的整体制冷量降低，起不到空调节能的效果。因此说，压缩机的能效决定了空调的能效，是空调能效的重要参考数值，能效高的比能效低的更加节能。与换热器一样，优化压缩机要考虑生产的成本控制，推动空调事业的发展。

3影响空调性能的送风方式

空调的使用是为了更好的改善人们生活和工作的环境，更换室内的空气，保证室内空气的流通和清新，使人们生活在轻松、愉悦的环境之中，提高生活环境的质量。

3.1置换通风

置换通风是新兴起的一种空调换气方式，他是将新鲜的气流从空调的散热器中释放出来。这些新鲜的气流由于没有受到外界的污染，所以质量比较轻，是从室内的底部上升到室内的顶部，在气流上升的过程中，底部的空气比较新鲜，上面的空气由于杂物比较多，空气的质量不是很好。因此，空调的散热器一般安装在室内的底部，确保空调通风的顺利进行。

3.2工位送风

工位送风是非常特殊的送风方式，包括设备通风、区域通风、人员的自动调节。工位送风的方式就是将送风的出口安装在人们可以呼吸的位置，通过特殊的管道把送风口与空调的送风设备连接在一起。空调的送风口的位置可以根据人们的需要进行位置的调换，气流的速度、流量、流向、温度的调节，从而提高空调设备的使用性能。工位通风更加适合现代的办公环境，满足不同人对生活环境的要求，更好地发挥空调设备的性能。

3.3地板送风

地板通风属于混合形通风方式，空气经过处理之后要经过地板下的静压箱，传输到送风散流器，再由送风散流器输送到室内，与室内的空气混合在一起。地板送风将新鲜空气由下至上地在室内进行流通，带走室内的热量和湿气，通过屋顶的排风口排除，保持室内温度和湿度的均衡。地板式的送风方式带有一定的局限性，受到地板高度的限制，送风的数量有限。适合安置在散热设备比较多、人员集中、建筑密集的地方使用，促使空调设备的效果达到最好。

4结束语

综上所述，空调是人们日常生活和工作必不可少的电器设备，空调的耗能也是众多电器中最大的一个。随着社会经济的不断发展，环保节能越来越受到人们的重视，只有提高空调设备的使用性能，才能推动空调设备市场的向前发展。调节空调设备的结构，优化空调设备的压缩机和换热器，提高空调的使用性能，使空调的性能发挥到最大值。在生产空调时，设计师要了解空调结构设计的重要性，设计出更好、更符合人们需要的空调，切实地改善人民的生活和工作的环境。

参考文献

[1]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场,2014(5):79-80.

电子产品结构设计篇（3）

空调可以调节夏季的高温，可以驱赶冬天的寒冷，让人们可以随着自己的心愿任意地调节自己喜欢的温度，使人们的生活和工作的环境更加的舒适。随着人们环境保护意识的增强，空调设备在结构设计中也做了很大的调整，空调生产厂家为了迎合市场经济的发展，研发出更加节能、环保类型的新型产品。对空调的内部结构进行了更好的技术改进，达到提高空调的性能，降低了能源的消耗，提高了能源的高效利用率，推动空调产业的向前发展。

1 优化空调性能的优点

现在的空调与电脑、电视、洗衣机、冰箱一样是人们日常生活中，家用电器的重要组成部分，其中空调的消耗能量是最高的，对人们的生活环境影响也最大。在空调的生产过程中，使用了非金属元素氟，非金属元素氟可以对大气外层的臭氧层进行破坏作用，臭氧层具有隔离太阳紫外线的功能，保护地球生物不被紫外线直接照射；一旦臭氧层出现空洞，紫外线就会通过空洞直接进入到地球表面，给地球生物造成重大的伤害。例如：紫外线直接照射到地表或是人体上，可以产生强烈的辐射，导致海洋生物的死亡或是灭绝，使农作物大量的减产，使人们的皮肤出现红肿、皱纹、色素沉积等问题。空调使用的数量越多，产生的氟元素就会越多，破坏臭氧层的几率就越大，对人体造成的伤害就越强。

空调的运转是由电能带动的，电能是由煤炭资源经过燃烧释放出的热能，或是由石油、天然气等不可再生资源的消耗产生的热能带动。如果有一天这些不可再生资源消耗完了，人类生存的环境将不可想象。因此，只有优化空调的性能，改善空调的内部结构，加强空调的能源使用效率，生产出符合社会经济发展的新型产品，才是节约能源的最好做法。

2 优化空调的各个组成部分

2.1 空调换热器的优化

换热器是空调的重要组成部分之一，要想提升空调的能源利用率，改变空调的内部结构，首先，就要优化空调的换热器。空调的重要组成部分中包括换热器和压缩机，它们是空调消耗能源最大的组成部分，要想优化空调的结果设计，就要先将空调的换热器更换成比当前使用更大的。更大的换热器可以促进空调更好的调节环境的温度，降低空调的能源消耗。当然，优化换热器的同时，还要兼顾生产成本的考虑，既要选择最适合的换热器，优化空调的结构设计，又要提高空调的使用性能。

2.2 空调压缩机的优化

空调的压缩机比换热器的重要性更高，属于是空调结构的核心技术，压缩机的性能决定了空调的使用性能，优化空调的压缩机是提高空调节能的最佳途径。空调的压缩机大多数采用的旋转式压缩机，这种压缩机的制冷量与空调的整体制冷量不同，当压缩机的制冷量过高时，就会增加空调的耗能，降低了空调的性能；当压缩机的制冷量过低时，就会损失制冷的数量，使空调的整体制冷量降低，起不到空调节能的效果。因此说，压缩机的能效决定了空调的能效，是空调能效的重要参考数值，能效高的比能效低的更加节能。与换热器一样，优化压缩机要考虑生产的成本控制，推动空调事业的发展。

3 影响空调性能的送风方式

空调的使用是为了更好的改善人们生活和工作的环境，更换室内的空气，保证室内空气的流通和清新，使人们生活在轻松、愉悦的环境之中，提高生活环境的质量。

3.1 置换通风

置换通风是新兴起的一种空调换气方式，他是将新鲜的气流从空调的散热器中释放出来。这些新鲜的气流由于没有受到外界的污染，所以质量比较轻，是从室内的底部上升到室内的顶部，在气流上升的过程中，底部的空气比较新鲜，上面的空气由于杂物比较多，空气的质量不是很好。因此，空调的散热器一般安装在室内的底部，确保空调通风的顺利进行。

3.2 工位送风

工位送风是非常特殊的送风方式，包括设备通风、区域通风、人员的自动调节。工位送风的方式就是将送风的出口安装在人们可以呼吸的位置，通过特殊的管道把送风口与空调的送风设备连接在一起。空调的送风口的位置可以根据人们的需要进行位置的调换，气流的速度、流量、流向、温度的调节，从而提高空调设备的使用性能。工位通风更加适合现代的办公环境，满足不同人对生活环境的要求，更好地发挥空调设备的性能。

3.3 地板送风

地板通风属于混合形通风方式，空气经过处理之后要经过地板下的静压箱，传输到送风散流器，再由送风散流器输送到室内，与室内的空气混合在一起。地板送风将新鲜空气由下至上地在室内进行流通，带走室内的热量和湿气，通过屋顶的排风口排除，保持室内温度和湿度的均衡。地板式的送风方式带有一定的局限性，受到地板高度的限制，送风的数量有限。适合安置在散热设备比较多、人员集中、建筑密集的地方使用，促使空调设备的效果达到最好。

4 结束语

综上所述，空调是人们日常生活和工作必不可少的电器设备，空调的耗能也是众多电器中最大的一个。随着社会经济的不断发展，环保节能越来越受到人们的重视，只有提高空调设备的使用性能，才能推动空调设备市场的向前发展。调节空调设备的结构，优化空调设备的压缩机和换热器，提高空调的使用性能，使空调的性能发挥到最大值。在生产空调时，设计师要了解空调结构设计的重要性，设计出更好、更符合人们需要的空调，切实地改善人民的生活和工作的环境。

参考文献

[1]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场，2014（5）：79-80.

[2]张志明.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技视界，2015（15）：77.

电子产品结构设计篇（4）

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)

电子产品结构设计篇（5）

电子产品的开发离不开企业这个实体，开发项目管理理念需要结合企业的自身实际情况，如企业的行政组织架构，开发项目团队的组织架构等来制定最适合企业的一套产品开发项目管理流程。本文以图1所示的开发项目团队组织架构框来阐述电子产品开发项目管理流程。产品开发整体流程实际上包含一系列阶段步骤，把一组需求和思想转化为市场上成功产品的流程。本文介绍的电子产品开发项目整体流程框图如图2所示。由图2所述，电子产品开发首先要进行市场调研阶段对产品作出准确的市场定位，项目管理者需要进行产品评估设计阶段仔细分析产品功能指标、性能指标、技术参数、系统规格确定准确的项目开发文档作为产品开发的输入，需要对整体设计进行开发计划的制定，系统规格等进行产品开发目标的确定，同时组织设计开发项目团队成员分配，设计开发人员项目责任分配，制定团队各成员的详细准确的设计参数任务书，设置各个阶段时间节点，进行产品成本、时间的控制目标和措施，生产过程中文件控制的实施，产品标准化制定计划等。随后进行产品设计实施阶段，进行设计评审、开发执行，接着进入制作ES样机阶段制作样机进行测试，测试成功随后进行产品小批量生产阶段进行生产小批量样机测试，产品大批量生产阶段，产品更新维护阶段直至产品全生命周期结束。

2电子产品开发技术的详细流程

2.1硬件设计流程

产品硬件设计流程如图3所示，硬件项目组根据产品的技术定义，准确的系统技术参数规格、功能指标、电气性能指标等，进行硬件电路实现方案的设计工作，方案的设计可以提出几套实现方案，最好能引用原有生产产品上的经典的电路模块从而更有力保证产品的设计的稳定可靠性，项目协调员组织相关责任人进行硬件电路设计的评审，评审的原则是以最低的成本最可靠的方案为原则进行方案选定。选定后由硬件工程师进行原理图的设计，设计完成后需要进行原理图的评审工作，评审合格后再进行PCBlayout设计，在进行PCB设计的同时硬件工程师需要与结构工程师一同协调确定产品的开口，孔位，接口位置等信息进行PCB设计。PCB设计完成后需要进行PCB图的评审，PCB评审成功后再进行BOM表的整理，进行元器件的采购，焊接PCB后与软件设计人员进行硬件单板功能调试工作，与结构设计人员进行装配组装调试，发现问题填写问题报告，反馈协调到具体的相关设计人员进行整改工作。最后输出的原理图、PCB、BOM表等资料归档作为下一阶段产品ES样机资料发放的输入。

2.2软件设计流程

产品软件设计流程图如图4所示，软件项目组软件系统需求分析得出的系统需求说明按软件设计流程进行软件方面的设计工作，设计的方案首先根据具体的硬件设计电路模块进行各个模块的软件设计驱动及测试工作，如发现问题及时反馈给硬件设计人员进行协商修改，如果没问题则提出系统软件框架的设计方案，项目协调员组织相关责任人进行软件方案评审，评审的时候需要仔细根据需求实现的技术细节来核实软件是否能达到相应的技术指标。评审成功后则根据具体的功能实现模块逐个进行软件设计，每个功能模块设计完成后，再进行软件整体模块代码兼容软件集成设计调试工作，调试成功后需要在几套硬件上进行反复的测试，测试完成各方面达到系统要求指标后进行程序整理归档及初次发放版本管理。最后输出的软件说明文件、源程序、烧录程序等作为下一阶段ES样机资料发放的输入。

2.3结构设计流程

根据产品的技术定义，提出的准确的系统参数规格，结构项目组进行结构设计工作，根据产品的外观要求，整体尺寸大小、开孔位置、按键、LED灯、屏的位置、端子开孔、电气要求等，选择合适的壳体，进行结构图纸的绘制，绘制的过程中需要与硬件设计人员一同确定产品的一些细节问题，绘制完成后通过软件模拟，模拟成功项目协调员协调相关责任人进行结构设计方案的评审，评审成功后进行结构图纸的释放进行快速成型制作一套结构结合PCB板、结构开孔、按键、屏、端子等进行组装测试。测试没有问题后进行结构图纸的归档工作，最后输出的结构装配图、部装总装文件等作为下一阶段ES样机资料发放的输入。

2.4产品ES样机流程

产品ES样机流程如图6所示，技术工程部在产品开发设计实施阶段完成了硬件、软件、结构设计之后，将硬件设计的输出、软件设计的输出、结构设计的输出作为产品ES样机的输入文件，相关技术设计工程师完成ES样机的测试、调试、组装、装配工作，同时将遇到的问题记录到样机问题反馈表中，随后进行产品功能测试、产品电气测试、产品整机测试，测试过程中如发现问题及时反馈给相关责任技术设计人员进行修改，如果没问题则将产品设计文件，ES样机反馈问题，功能测试报告，电气测试报告，ES样机整机检验报告等进行归档工作，同时将ES样机进行拍照录像存档工作作为下一阶段小批量生产的输入，完成产品ES样机流程。

2.5产品的小批量生产

产品ES样机阶段结束后，接下来的阶段就是进行产品的小批量生产试制阶段，工艺部门与技术工程部门进行输入输出文件交接工作，工艺部门根据产品ES样机流程阶段的输出得到的各种归档资料作为产品小批量生产的输入。产品小批量生产试制其流程如图7所示。工艺部门独立按计划按流程制作小批量样机，完成后质检部门QC对小批量样机进行整机全检，并公布遇到的所以问题，工艺部门完成解决相关问题无法解决的问题反馈到技术部门相关设计人员解决相关问题，解决完成后公布处理结果，工艺、质检进行协调测试直至一致通过，接着进行修改完善相关资料，最后进行工艺、质检、技术三部门共同认证小批量生产的样机是否合格，合格则完成产品的小批量生产流程。

2.6产品的大批量生产

电子产品经过工艺部门小批量生产后完善了产品的配套的工艺生产指导文件，但是有时在大批量生产会暴露出批量的相同的问题如电子元器件采购出错，芯片批次不同造成性能不同，结构件的加工误差无法组装等等，所以在大批量生产之前除了需要根据工程样机及配套的工程样机文件来指导大批量生产之外，在大批量生产进行头几台生产时仍然需要仔细进行整机制造后进行整机全检，持续修改完善工艺资料后，接着就将完善后的工艺资料正式转为生产指导资料指导流水线进行大批量生产进程。大批量生产的流程图如图8所示。

2.7产品维护阶段

产品开发大批量生产阶段结束后，整个项目并未结束，此后由于客户需求，技术更新，降低成本等因素进行产品修改更新，都会在原产品基础上提出些设计的更新变更方案，这个阶段就是项目产品维护更新阶段，需要对项目设计更新，设计人员修改设计文档，在ES样机上进行测试，测试合格是否正式，正式发放升级通知及更新套件处理等，以及进行产品更新升级批次的管理工作等一系列跟踪直到项目生命周期的结束。其中产品修改更新流程如图9所示。

电子产品结构设计篇（6）

性别: 男

出生日期: 1967.04.17

电子邮件: ＊＊＊＊＊＊@mail.＊＊＊＊＊＊net

手机: 136＊＊＊＊＊＊＊＊

教育背景:

1984.9-1988.8 北京邮电大学

电子精密机械专业 学士学位

工作经历:

2005.3-2006.5 高级结构工程师

IP终端事业部 ＊＊电信（成都）公司

负责IPTV数字娱乐产品“Multimedia On Networks System”家用网络机顶盒 、“Personal Media Player”手持PMP（MP4）产品的外观结构设计、模具制造技术跟踪。工作职责包括提出产品外观和结构设计需求，协调和解决设计过程中面临的各种技术问题，对设计图纸进行审核和修改完善以确保五金模具、塑胶模具开模成功。

＊＊电信光通信分公司

负责“核心路由器（银河玉衡）”项目机柜结构设计，该项目是大唐电信科技股份有限公司与国防科技大学计算机学院共同承担的国家“863” 信息领域跨主题重大攻关课题，“中国高速信息示范网”项目。

负责“光交叉连接设备（OXC）和光分插复用设备（OADM）”项目的结构设计，担任结构课题组组长。该项目是大唐电信科技股份有限公司与清华大学共同承担的国家“863” 跨主题重大功关课题，“中国高速信息示范网”项目。

负责“基于SDH的多业务传送平台（MSTP）”产品的结构设计，在项目中具体完成产品结构总体方案，以及项目中的MSTP2.5Gb/s子架结构详细设计。

1988.8-1998.9 结构设计工程师/结构设计工程师

＊＊邮电部第五研究所助理

独立承担“准同步数字系列光电传输设备（PDH）”系列产品的结构设计，先后完成GD/MF34-53型、GD/MF34-54型、GD/MF34-55型、GD/MF34-56型、GD/MF34-57型、GD/MF34-58型、GD/MF34-59型等多种型号的产品，其中“GD/MF34-53型光电传输设备”，是邮电部第五研究所科研项目转化为产品并面向市场的首个产品。

参与小同轴电缆3600路载波通信系统科研项目，承担“无人站增音机设备”的结构设计任务。

职业特长:

具有近17年光通信产品和1年消费类数字娱乐产品的结构设计经验，在通信产品系统结构设计、多种类型结构零部件详细设计等方面具有长期的技术积累；对数字娱乐产品外观、时尚、结构设计特点以及发展趋势有一定的了解。

熟悉钣金、塑胶、切削加工、铝合金挤压等多种类型零部件的结构设计特点，有与协作制造工厂长期合作进行样机试制的经验，熟悉钣金成型、塑胶模具、机械加工等工艺过程。

熟悉国际国内通信行业的相关结构设计技术标准，擅长在标准化设计理念的指导下，进行各类通信设备的结构设计。

电子产品结构设计篇（7）

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。

电子产品结构设计篇（8）

中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0071-03

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。其基本任帐窃谌仍粗寥瘸林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GJB 1046-1990《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。

⒖嘉南

电子产品结构设计篇（9）

中图分类号：F407.63 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0122-02

引言

出于市场多样化及我所项目种类多、批量小特点的考虑，传统先设计零件，再逐步装配的设计方法，由于其数据不具有关联性、设计修改不便、多次修改容易引起干涉等诸多弊端，已不能够满足需求。本文所介绍的自顶向下设计（Top-Dowm Design）方法以设计结果为导向，从整体的概念设计出发，按照产品的层次结构逐级细化，最终落实到每个细小零件的设计，设计过程遵循人的思维方式，随着设计师的设计意图由粗入精，产品也实现由抽象到具体的转变。设计中以骨架模型为数据传递载体，数据关联性强，修改方便。

1 自顶向下设计方法（Top-Dowm Design）

与传统自底向上的设计方法相比，自顶向下设计方法在设计思维上有着本质的区别。传统从零件设计、装配，最后完成整机设计的方法，设计过程中零部件之间只存在简单的装配关系，不存在设计参数的关联，产品结构比较复杂时，容易出现互相干涉的情况。零件装配操作繁琐，经过多次反复修改才能得到满意的结果，设计效率低下。自顶向下设计是一种以概念设计为起点，逐步细化的产品设计方法。产品设计是一个逐步细化的渐进过程，一般包括概念设计、布局设计、层次结构设计、详细设计等，首先从产品的外形出发对整体进行结构建模，然后根据零部件之间的配合关系拆画出各级零部件的模型，最终完成产品设计。二者相比，自顶向下的设计方法优势明显：

（1）该设计方法符合产品开发过程和设计者的构思过程，设计中首先考虑产品要实现的功能和最终的外形，其次根据功能和外形构建结构要素，有利于把握结构和功能的协调统一。

（2）设计修改方便，顶层设计信息与底层零件存在数据关联，顶层设计发生变更时可自动传递给底层零件。

（3）便于多子系统并行设计。顶层骨架模型和各子骨架模型集成了产品的关键约束、连接关系，各子系统的设计信息均由本层骨架模型传递，便于团队协作和资源优化配置。

（4）便于实现产品系列化设计。同系列产品往往风格一致，结构类似。完成基本型产品的设计后，通过修改其顶层骨架模型，可以实现同类产品的快速设计。

Pro/ENGINEER软件为产品设计提供了一个整体化、关联性的设计平台，可以完美实现自顶向下的设计。

2 某型电子仪器的设计过程

2.1 某型电子仪器的外形设计

根据设计要求，仪器外形尺寸为426mm（宽）×221.5mm（高）×160mm（深），选用10.4寸液晶屏幕。设计初期，根据外形尺寸及前、后面板特征分布要求确定关键尺寸和位置，给出外形的初步模型。然后按照硬件初步布局要求，由外观设计工程师确定仪器外观模型。

2.2 骨架模型建立

根据设计要求，仪器结构由前、后壳、内部硬件等组成。充分考虑机箱的可靠性、环境适应性及可维修性等方面的需求，确定机箱内部的大体框架结构。考虑到内部电路板及电源的散热及电磁屏蔽需求，对风道进行合理的规划，选择合适的风机进行风冷散热。对电源及电路板上有电磁屏蔽需求的部分加装金属壳体进行隔离，以免造成干扰。整机结构层次如图2所示。

骨架模型用来表达设计意图，是一个3D的参数化布局，包含了整机主要的尺寸参数和零部件的位置及空间设计信息，一般由基准点、基准面、坐标系、曲面等组成。根据整机的结构层次规划，把各级装配中需要用到的曲面、曲线等外形信息及基准面、坐标系等位置信息作为共享数据纳入到骨架模型中。鉴于整机结构不是特别复杂，建模数据量不是太大，本例只建立整机骨架模型，所有零部件都以该骨架模型为参照。

2.3 整机结构详细建模

整机建模中两种方法最为常用，一是几何+复制几何的方法，二是合并/继承的方法。两种方法均能实现骨架模型到零部件的数据共享，但特点及应用场合略有不同。几何是跟复制几何配合使用的，几何可以将骨架模型中的几个几何特征收集起来，作为一个整体提供给目标零件进行共享。复制几何是使用在目标零件上的，可以把骨架模型中的几何复制到零件中来，作为建模的参照和基础。合并继承可以把骨架模型中所有的几何特征复制过来，但不能单独选择某个特征。

本例中大部分曲面造型主要体现在前壳、后壳、把手三大模块，该三部分的外形、安装位置均由骨架模型控制，详细设计中通过合并继承把骨架模型复制过来作为设计参照及曲面采集的数据源。而其余按键、旋钮、探头接口等的详细设计中，通过复制几何从骨架模型中把各自的位置及形状特征复制出来，作为局部造型的基础。设计结果如图4所示。

3 自顶向下设计在系列化中的应用

产品开发中，若每种产品都单独研发，同类产品之间不统一规划、互相借鉴，不仅费时费力，设计效率低，而且类似的产品不能做成同样的风格，无法形成自己的品牌。同类产品，一般来说原理和硬件结构类似，外观风格一致。我所同类课题，往往有系列化需求，不同型号整机，除了技术指标上的不同，区别主要体现在整C结构形式、外形尺寸、屏幕大小等方面。系列化产品的开发中，可以通过修改基型产品骨架模型，实现同类产品的快速设计。

如同图5、6为我所在图4整机基础上开发的两款产品，该三款产品外形相似，细节处却各有不同。图5与图4相比选用了更大的屏幕（12.1寸宽屏），选用了不同造型的把手。图6机头沿用了图4的风格，高度增加了1U，屏幕也换成了更大的12.1寸方屏，整机形式由便携式改成了台式机。图5整机在图4骨架模型的基础上，通过修改屏幕、按键及把手的特征信息，形成新的骨架模型，设计过程继承了大部分已有信息，大幅提高了设计效率。图6整机在图4骨架模型的基础上，通过修改前壳外形尺寸、按键及屏幕特征，形成自己的骨架模型，详细设计中，只从骨架模型中共享前壳特征，机箱外形及内部结构配合前壳外形，根据相关标准进行单独设计，形成全新的台式机产品。以上两例产品的开发中，通过采用自顶向下的设计方法，不仅最大限度实现了数据共享，形成了类似的设计风格，而且极大地提高了设计效率，缩短了开发周期，充分体现了自顶向下设计方法在系列化产品开发中的优势。

4 结束语

基于Pro/E的自顶向下设计方法已在企业得到了广泛应用，软件提供的建模工具和多种数据共享方法，能够很好的满足产品开发需求。我所相似产品之间借用、互相组装等数据共享现象很常见，系列化要求较多，通过修改骨架模型实现系列化产品设计的方法，不仅能够明显提高设计效率，而且能够保证系列产品的相同风格，对产品开发及品牌塑造有重要意义。

参考文献：

[1]徐国斌.Pro/Engineer Wildfire在企业的实施和应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

电子产品结构设计篇（10）

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.

电子产品结构设计篇（11）

1．从产业大类结构看，计算机与元器件类产品比重继续上升，而家电等电子消费产品的比重有所下降。2003年，在以总产值计算的电子信息产品制造业生产规模结构中，计算机类占28．6％，电子元器件类占23．8％，家用视听设备类占20．3％，通信与广播电视设备类占19．6％，电子仪器与设备类占2．2％，其他占5．5％。2004年，电子信息产业结构不断优化，计算机类、电子元器件类和电子仪器及设备类产品的增速都超过40％以上，其生产规模在全行业中所占比重继续提高，而家用视听类、通信类和广播设备类产品比重则有所下降。这一特点反映了我国各行业对投资类电子信息产品需求逐渐提升的趋势。

2．产品结构进一步优化，高端产品比重不断提高。2004年，笔记本电脑和高端彩电增长迅速，增幅超过70％以上。笔记本电脑销售1200万部，占PC机销量的50％以上；高端彩电?穴背投、液晶和等离子电视?雪销售收入占全部彩电销售收入的比例，由2003年的15％上升到2004年的25．9％。新型电子元器件产销大幅增长，尤其是微型显示器件和集成电路产品，产销量较上年增长均超过50％以上。

3．产品生产进一步向优势地区和优势企业集中，产业集中度提高。我国已初步形成了长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区三大信息产业区域。2004年，三大区域的劳动力、销售收入、工业增加值、利润总额占全行业的比例分别为83．8％、89．3％、86．7％和88．7％。首批9个国家电子信息产业基地已经挂牌，2004年完成的产品销售收入、工业增加值、实现利税总额分别占全行业的79．6％、77％和75．8％。同时，一批跨地区、跨行业发展的大企业集团进一步做大；2004年，百强企业中有16家营业收入超过100亿元，6家营业收入超过300亿元。

4．从行业资本结构看，外资对行业的主导作用进一步增强。2004年底，电子信息产业利用外资超过1000亿美元，《财富》世界500强中的IT企业已有90％在我国投资。2004年，电子三资企业?穴制造业?雪对全行业经济增长的拉动作用进一步增强，全年外商及港澳台投资企业完成销售收入、利税总额、工业增加值、出口额占行业的比重分别为77％、70．3％、74．4％和85．8％，比上年分别提高了9．5、12．4、22．4和3．1个百分点；对该产业的经济增长贡献率高达86．8％。

二、存在的问题

1．外资企业与内资企业在企业收益与社会贡献方面的“反差”加大。电子外资企业完成销售利润率上升并高于内资企业，但其每百元销售收入创造税金，却低于内资企业且呈连年下降趋势。2004年，电子外资企业的销售利润率为4．2％，高出内资企业0．2个百分点。与此同时，外资企业每百元销售收入创造税金却逐年下降，2004年仅为0．7元，比2002年降低了0．6个百分点；而内资企业每百元销售收入创造税金，近3年来均保持在2．1元左右。这一“反差”表明，加入WTO3年多来，外资电子企业在税收政策环境方面日益好转；而内资电子企业在税收的国民待遇方面却没有大的进展。

2．人才结构失衡妨碍产业结构的进一步升级。我国电子信息人才结构，呈“两头小中间大”的特征：一方面电子信息产业科技人员较少，IC（集成电路）高级设计师等高端专家人才缺乏；另一方面技术工人文化程度低的多，高的少；技术等级低的多，高的少；高等级技术工人年龄大的多，年轻的少。这种橄榄型人才结构，已经成为我国电子信息产品制造业结构升级的严重障碍，特别是对集成电路设计、计算机和通信产品设计等高级人才需求较大的领域更为严重。据统计，美国现今拥有40万人的集成电路设计人才，而我国仅有3000―4000位设计人才。

3．电子元器件行业与产业整体发展严重脱节。其总体特征是，通用元器件生产能力富裕，传统产品多，新产品所需的新型元器件供给严重不足，与国内市场需求严重脱节。这是因为长期以来，我国电子元器件企业与整机企业联系不紧密，双方主要是产品配套的交易合作，缺乏企业间包括所有权在内的深层次联合；在研发、生产和发展战略上没有形成有机协调、良性互动的发展机制。国内整机生产企业几乎成为国外元器件的组装线。这种状况不利于集成产业链条各要素形成合力，把产业做大做强。三、对策建议

1．调整相关政策，改善内资企业的政策环境。加入WTO3年来，外资企业在政策方面的“超国民待遇”问题，并没有得到有效解决；内资电子企业在税收政策方面仍然处于不利地位，而外资企业在业内的主导地位得到进一步加强。如果内资企业在销售利润率日益下降的情况下，还要承担比其竞争对手（外资企业）更多的税负，那么它们不可能具备自主创新的起码基础。因此，应尽快调整相关政策，改善内资电子企业的市场发展环境。

2．重点支持电子元器件研发和制造，推动良性互动的电子信息产业链的形成。一是出台鼓励有实力的整机企业向关联元器件领域投资的政策，通过资本纽带加强整机企业与元器件企业之间的联系。二是政府要重点支持新型元器件的发展，特别是围绕各种家电消费类产品、移动通信、数字电视、基础网络设备等重要整机产品配套的新型元器件的发展。