一种组合式VPX模块机箱的制作方法

一种组合式vpx模块机箱
技术领域
1.本实用新型涉及机械制造和产品设计领域，具体涉及一种组合式vpx模块机箱。


背景技术：

2.vpx模块标准自从vme引入后快速增长而发展迅速，是新一代嵌入式总线标准，采用最新的连接器技术和高速串行接口技术。与同类总线相比，它在数据传输带宽和结构性能方面有较大的优势，更加适应现代国防和航空领域。全球产值年增长率保持在20%以上，在大规模应用背景下被公认为是21世纪比较有发展前景的技术领域之一。
3.目前，vpx模块的结构已经不能满足国防和航空领域越来越高的性能要求和更为恶劣环境下的应用，vpx模块的高集成性和高可靠度及其模块化的结构设计在散热和加固等方面需要投入更多更新的考量，要满足产品在射频与数字交叉设计，内部模块化，满足产品的散热及电磁屏蔽要求，因此亟需一种模块化的多槽位vpx模块结构的设计来满足以上要求。
4.一般而言，在当前市场上现有vpx模块结构的布局主要有两种方式：
5.第一种是以数字信号为主的单板结构，结构简单，便于加工和维修，广泛应用于数字信号为主的产品中，是现在市场上应用最为广泛的vpx模块结构。
6.第二种是以射频信号为主的腔体模块式的结构，由于射频部分需要进行电磁屏蔽，一般采用腔体式模块插件结构，高频部分与低频部分分腔安装。由于射频部分发热量大，在工作环境下对低频部分电路有较大的制约。当然，比常规的单板结构更能适应恶劣环境下的使用要求。
7.以上两种vpx模块的结构，其结构均较为简单，能够满足部分产品的结构需求，但在现在越来越高的性能要求和更为恶劣的环境下应用时，这两种vpx模块的结构都有很大的局限性，要么不能满足射频电路的高标准屏蔽要求，要么不能满足产品的模块化扩展需求，要么不能很好的满足产品的散热要求。


技术实现要素：

8.为解决上述产品的模块化扩展需求，本实用新型提出了一种组合式vpx模块机箱，通过将vpx模块设计为多次级模块组合结构，并设计可拆卸的扩展模块，通过扩展模块上的扩展接口与不同尺寸的扩展槽可拆卸地连接，适应了各数据模式下模块的运行，实现了对数据的扩展和限制；同时对vpx模块各模块进行分区，极大提高了vpx模块的电磁屏蔽效果。
9.为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体内容如下：
10.一种组合式vpx模块机箱，包括机箱、分区设置在机箱内的组合式vpx模块、模块夹；
11.所述组合式vpx模块包括用于采集处理数字信号的数字模块、用于信号转换的中间模块、用于采集处理不同频率的射频信号的射频模块、用于电路连接的交互模块、用于数据扩展的扩展模块；
12.所述数字模块、中间模块、射频模块、扩展模块、交互模块通过模块夹连接；
13.所述数字模块、中间模块、射频模块依次连接，扩展模块可拆卸地连接在中间模块与射频模块之间；
14.所述数字模块、中间模块、射频模块通与交互模块连接；
15.所述扩展模块上设置有接口电路，所述扩展模块通过接口电路与交互模块可拆卸地连接。
16.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述机箱包括模块面板、模块后盖、助拔器、扩展槽；
17.所述模块面板设置在机箱的前侧，模块面板内侧与组合式vpx模块可拆卸地连接，模块面板外侧设置有助拔器和用于与扩展模块连接的扩展槽；
18.所述模块后盖设置在机箱后侧。
19.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述模块夹包括用于连接数字模块、中间模块、射频模块、扩展模块的模块上夹和模块下夹；
20.所述模块上夹设置在机箱顶部；
21.所述模块下夹设置在机箱底部。
22.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述数字模块、射频模块、扩展模块设置有用于与机箱可滑动地连接的导向条。
23.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述交互模块为交互pcb板。
24.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述射频模块设置有散热齿。
25.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述射频模块设置在组合式vpx模块边缘。
26.为了更好地实现本实用新型，更进一步地，所述组合式vpx模块和机箱内所有零件采用铝合金材料。
27.本实用新型具有以下有益效果：
28.（1）本实用新型提出一种组合式vpx模块机箱，模块部分由数字模块、中间模块、射频模块、扩展模块和交互模块组成。通过设计可拆卸的扩展模块，让扩展模块上的扩展接口与不同尺寸的扩展槽可拆卸地连接，适应了各数据模式下模块的运行，实现了对数据的扩展和限制。
29.（2）本实用新型的散热设计采用散热齿自然降温设计，可适应自然散热和风冷强迫散热的工作环境，设置在射频模块上的散热齿能有效降低组合式vpx模块的整体温度，此类散热设计可以将射频模块与其他模块分开设计和组装，极大的提高了相关器件的使用寿命和使用时的稳定性，降低了整机的故障率。本实用新型的整体设计采用多次级模块组合设计，可用于模块功能分区和产品扩展等多种应用要求。由于模块内部是多个次级模块组成，各个模块通过一个整体的pcb交互电路连接，极大的提高了vpx模块的电磁屏蔽效果。
30.（3）本实用新型的所有零件选用高强度铝合金材料，根据结构、材料力学的特点设计，由高精度机床加工，具有高强度的尺寸精准，零件表面经过特殊喷砂后，再本色导电阳极氧化，表面硬度高且具有导电性，在强振动、高海拔、干旱、潮湿环境下使用不影响性能。模块具有拆卸维修方便、便于产品设计分区及抗电磁屏蔽的作用，适用于射频和数字电路交叉的产品设计。
31.（4）本实用新型整体所使用零件的原材料在市场上容易采购且成本低廉，机械加工性能优良，表面处理兼容面广，广泛应用于各个行业之中，各个零件无特别异形设计，一般由机床和钳工即可完成大部分加工，表面处理简便且价格低廉，整体制造周期短，不需要特别工具、特别原材料和加工时的特别培训。
32.（5）本实用新型提出的一种组合式vpx模块，最大程度解决了目前市场上同类模块扩展性差、屏蔽效果差、环境适应性不强、散热性能不强的缺点，整体设计基于人机工程学、结构力学和热仿真理论基础，设计考究，加工精良，装配方便，防护力强，屏蔽效果和散热效果好，不受各类恶劣环境限制，功能增改空间大，制造周期短，整体成本低，满足产品在射频电路与数字电路的交叉设计，满足产品的内部模块化，满足产品的散热及电磁屏蔽要求，组合式vpx模块在国防科技上的发展十分广泛。
附图说明
33.图1为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱模块爆炸图；
34.图2为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱前侧视图；
35.图3为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱后侧视图；
36.图4为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块主视图；
37.图5为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块后视图；
38.图6为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块左视图；
39.图7为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块右视图；
40.图8为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块俯视图；
41.图9为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展模块仰视图；
42.图10为本实用新型3u8hp组合式vpx模块机箱扩展性说明图；
43.其中，1、数字模块，2、模块上夹，3、交互模块，4、模块后盖，5、射频模块，6、模块下夹，7、中间模块，8、模块面板，9、助拔器，10、扩展模块，11、扩展槽，12、导向条。
具体实施方式
44.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.实施例1：
47.本实施例提出了一种组合式vpx模块机箱，如图1、图2、图3、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，包括机箱、分区设置在机箱内的组合式vpx模块、模块夹；
48.所述组合式vpx模块包括用于采集处理数字信号的数字模块1、用于信号转换的中间模块7、用于采集处理不同频率的射频信号的射频模块5、用于电路连接的交互模块3、用于数据扩展的扩展模块10；
49.所述数字模块1、中间模块7、射频模块5、交互模块3、扩展模块10通过模块夹连接；
50.所述数字模块1、中间模块7、射频模块5依次连接，扩展模块10可拆卸地连接在中间模块7与射频模块5之间；
51.所述数字模块1、中间模块7、射频模块5与交互模块3连接；
52.所述扩展模块10上设置有接口电路，所述扩展模块10通过接口电路与交互模块3可拆卸地连接。
53.所述交互模块通过电路与数字模块1、中间模块7、射频模块5连接，通过扩展模块10上设置的接口电路与扩展模块10可拆卸地连接。
54.工作原理：3u8hp组合式vpx模块由数字模块1、中间模块7、射频模块5、扩展模块10、交互模块3组成。模块呈长方形横平竖直结构，装配时首先将数字模块1、中间模块7、射频模块5按照顺序放置在一起，通过模块上夹2和模块下夹6将各个子模块连接在一起，再将模块面板8和助拔器9安装在组合后的子模块上，最后安装模块之间的交互模块3然后安装后盖4，完成组合式vpx模块的结构装配，通过数字模块1和射频模块5上下导向条12可以轻松可滑动地插入组合式vpx模块机箱内部。
55.实施例2：
56.本实施例在上述实施例1的基础上，进一步地，如图2、图3、图10所示，所述机箱包括模块面板8、模块后盖4、助拔器9、扩展槽11；
57.所述模块面板8设置在机箱的前侧，模块面板8内侧与组合式vpx模块可拆卸地连接，模块面板8外侧设置有助拔器9和用于与扩展模块10连接的扩展槽11；
58.所述模块后盖4设置在机箱后侧。
59.工作原理：在3u8hp的组合式vpx模块中，机箱内导轨尺寸有3种标准，以3u4hp尺寸为20.32mm或25.4mm的产品为例，当设计产品为3u8hp时，模块占用2个槽位，通过数字模块1和射频模块5上下导向条12可以轻松插入通用风冷组合式vpx模块机箱内部，其这两个模块的导向条12间距为20.32mm或25.4mm，射频模块5在整个vpx模块的边缘，在射频模块5上可以设计散热齿为射频模块5提供散热条件，独立的各个模块能有效屏蔽它们之间的电磁干扰，通过模块后面的交互模块3将各个模块的电路连接起来，简单高效，维护方便。巧妙利用模块上下夹子将各个子模块连接在一起，即增加整体的结构强度，有利于产品的生产安装维护。当产品需要将8hp变更为12hp时，通过更换扩展模块10的数量和尺寸，可以将数字模块1和射频模块5从3u8hp组合式vpx模块扩展到3u12hp组合式vpx模块。
60.本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
61.实施例3：
62.本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，进一步地，如图1所示，模块夹包括用于连接数字模块1、中间模块7、射频模块5、扩展模块10的模块上夹2和模块下夹6；
63.所述模块上夹2设置在机箱顶部；所述模块下夹6设置在机箱底部。
64.本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。
65.实施例4：
66.本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，进一步地，如图1所示，所述数字模块1、射频模块5、扩展模块10设置有用于与机箱可滑动地连接的导向条12。
67.工作原理：数字模块1、射频模块5、扩展模块10上、下设置的导向条与机箱内设置的导轨可滑动地连接，固定支撑模块的同时，减小了模块与机箱间的摩擦，延长了使用寿命。
68.本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
69.实施例5：
70.本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，进一步地，所述交互模块3为交互pcb板。
71.工作原理：pcb电路板上同时安装数字电路和模拟电路，两种电路的地线和供电系统完全分开，有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同层内，数字模块1、射频模块5、中间模块7、扩展模块10通过接口电路与pcb板上的电路连接，实现了整个电路的导通，且具有相互间绝缘的作用。
72.本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
73.实施例6：
74.本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上，进一步地，如图1、图2所示，所述射频模块5上设置有用于散热的散热齿。
75.工作原理：组合式vpx模块中射频模块5发热较大，组合式vpx模块整体散热设计采用散热齿自然降温设计，可用于自然散热和风冷强迫散热的工作环境，在射频模块5上的散热齿能有效降低模块的整体温度，此类散热设计可以将高温模块与常温模块分开设计和组装，极大的提高了相关器件使用寿命和使用时的稳定性并降低整机故障率。
76.本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。
77.实施例7：
78.本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上，进一步地，如图2所示，所述射频模块5设置在组合式vpx模块边缘。
79.工作原理：散热齿通过吸收机箱内产生的热量，将热量散发到机箱外部，通过将设置有散热齿的射频模块5设置在整个组合式vpx模块的边缘，能更好地将热量散发至机箱外部，缩短了降温时间，提高了散热效率。
80.本实施例的其他部分与上述实施例1-6任一项相同，故不再赘述。
81.实施例8：
82.本实施例在上述实施例1-7任一项的基础上，进一步地，所述组合式vpx模块和机箱内所有零件采用高强度铝合金材料。
83.工作原理：所有结构选用高强度铝合金材料，根据结构、材料力学的特点设计，并由高精度机床加工，尺寸精准强度高，零件经过特殊喷砂工艺后再本色导电阳极氧化，表面硬度高，具有良好的导电性，在各种复杂恶劣环境下的使用都不影响产品性能。
84.本实施例的其他部分与上述实施例1-7任一项相同，故不再赘述。
85.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。