摘要：方艙作為一種通用的設(shè)備裝載平臺，具有較強(qiáng)的機(jī)動性和環(huán)境適應(yīng)性，日漸進(jìn)入到更多的應(yīng)用領(lǐng)域，因此迫切需要一套科學(xué)的理論和分析方法，來指導(dǎo)方艙的研制和生產(chǎn)。通過分析車載方艙設(shè)計，其目的是為了改變傳統(tǒng)方艙以實(shí)現(xiàn)功能為主，在外觀審美、人機(jī)環(huán)境、用戶體驗(yàn)等方面欠缺的現(xiàn)狀，以求共享當(dāng)今商用化的技術(shù)成果。通過研究創(chuàng)新，方艙的設(shè)計水平得到了提升。

關(guān)鍵詞：車載方艙;內(nèi)部布局設(shè)計;艙體結(jié)構(gòu)

1方艙布局設(shè)計

1.1方艙艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝

某方艙艙體采用大板結(jié)構(gòu)，每塊大板（即方艙的6個面）用鋁質(zhì)型材作為骨架，大板的骨架空間填充聚氨酯泡沫板，大板兩面覆蓋1.2mm厚整張鋁板，大板的骨架、聚氨酯泡沫板、表面鋁板之間采用具有適當(dāng)彈性的高溫固化膠，這樣組合膠接后的大板放入具有抽真空功能的大型壓板機(jī)中加溫、加壓固化。具有抽真空功能的大型壓板機(jī)可以保證大板內(nèi)部的膠接層在加溫、加壓固化的過程中不產(chǎn)生氣泡，另外大鋁板與夾心層的膠接面進(jìn)行打磨、氧化處理，這些措施都增強(qiáng)了表面大鋁板與夾心層的可靠連接。方艙大板制作采用彈性膠工藝，是為了方艙在使用環(huán)境惡劣的條件下（高溫或低溫環(huán)境），方艙內(nèi)外溫差大，方艙大板內(nèi)外表面鋁板膨脹或收縮量相差較大時，方艙大板表面鋁板與夾心層之間不發(fā)生撕裂。在方艙大板內(nèi)外面需要安裝設(shè)備位置的夾心層中預(yù)埋了6—10mm厚的鍍鋅鋼板，以保證設(shè)備安裝穩(wěn)固可靠。采用這種工藝制作的方艙大板具有足夠的剛度和強(qiáng)度，能滿足設(shè)備安裝和車載運(yùn)輸環(huán)境的要求。方艙大板的夾心層填充了聚氨酯泡沫板，使其具有良好的隔溫性能，采用這種大板組合拼裝成的方艙具有良好的保溫性能。大板拼裝合攏時，在大板與大板的內(nèi)、外拼角處安裝鋁包角，采用膠接加鉚接的方式，起到緊固、密封和裝飾的作用。方艙內(nèi)澆注墨綠色防靜電地板，地板和艙底之間具有良好的泄漏靜電電荷通路，地板澆注時確保無雜質(zhì)、氣泡。整個方艙外部采用林地南方夏季型迷彩涂料，便于叢林偽裝。

1.2方艙內(nèi)部布局設(shè)計

方艙內(nèi)部采用分艙室結(jié)構(gòu)，保證使用人員有安靜的工作環(huán)境。艙內(nèi)距離前壁2m處設(shè)置隔墻，將方艙分為2個艙室，分別為A艙室和B艙室，隔墻設(shè)置開門，便于2個艙室互通。開門設(shè)置成半開門的形式，門上部設(shè)置窗戶一個，便于觀察設(shè)備狀態(tài);門下部設(shè)置風(fēng)孔，便于空調(diào)回風(fēng)。

第一，艙門及窗戶設(shè)計在方艙的后側(cè)設(shè)置艙門一個。門的有效尺寸（W×H）為1800mm×800mm，配有門鎖，門鎖采用三點(diǎn)式鎖緊機(jī)構(gòu)，外把手加裝銅鎖，門鎖可靠，開、關(guān)門省力，滿足國軍標(biāo)要求的解鎖功能和限位要求。艙門處安裝扶手，方便人員登艙。B艙右側(cè)和A艙室右艙壁設(shè)置外推式玻璃窗，可自然采光，艙內(nèi)安裝推拉式防光窗簾，保證艙內(nèi)燈光不外泄。

第二，布線設(shè)計。艙內(nèi)的線纜主要有電源線、地線、信號線。信號線有光纜、電話線、網(wǎng)絡(luò)線、串口線、視頻線等。艙內(nèi)布線明暗結(jié)合，艙內(nèi)空調(diào)、照明、風(fēng)機(jī)電源線以及控制線走暗線，其他均走明線，明線裝在走線槽內(nèi)。電源線纜和信號線纜分開布設(shè)，采用最短距離原則，防止干擾。

2方艙配電箱設(shè)計

方艙的配電箱在實(shí)際應(yīng)用中具有非常重要的作用，因此對于方艙配電箱的設(shè)計環(huán)節(jié)也提出了各種為適應(yīng)特殊環(huán)境和用途的需求。如何設(shè)計出實(shí)用的方艙配電箱一直是專業(yè)人士關(guān)注的問題。配電箱是方艙電氣控制系統(tǒng)的總控制箱，將電能進(jìn)行分配，同時又能夠?qū)τ秒娫O(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制。對過載、過壓、漏電、短路等異常起到保護(hù)作用的一種集成配套裝置。一般來說，配電箱由開關(guān)部件、測量部件、電氣保護(hù)部件、箱體及輔助設(shè)備等構(gòu)成。其正常工作時能夠通過手動或自動模式進(jìn)行通、斷電路。當(dāng)供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以通過保護(hù)及時斷電并報警，箱體內(nèi)的測量裝置能夠?qū)Ω鞣N參數(shù)進(jìn)行顯示，對偏離工作范圍內(nèi)的狀態(tài)進(jìn)行提示。

2.1箱體設(shè)計

配電箱是各種電氣設(shè)備及器件的裝載體，要能夠經(jīng)受整個箱體內(nèi)電氣設(shè)備及器件的重量，因此對于箱體的要求在強(qiáng)度上就顯得尤為重要?？紤]到箱體的重量，如果太大，就需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行局部范圍的加強(qiáng)，這樣才能夠保障電氣設(shè)備及器件在特殊環(huán)境或運(yùn)輸過程中不會造成箱體破損的情況發(fā)生。制作箱體的材料要選用優(yōu)質(zhì)鋼板，這種材質(zhì)重量較輕，而且其強(qiáng)度較高，便于加工，能夠按照圖紙要求展開下料后折彎，拼焊成箱體以及門兩個部分。

方艙大板內(nèi)外壁預(yù)埋鋼板，提高了艙壁載重量。在方艙內(nèi)壁預(yù)先設(shè)定好的位置上開四至六個螺紋孔，通過螺紋孔將箱體的背板同方艙壁進(jìn)行連接，各種設(shè)備及器件采用螺紋孔進(jìn)行連接，確保了設(shè)備及器件的安裝強(qiáng)度和穩(wěn)定性，方便安裝及拆卸。軍用方艙在特殊環(huán)境下運(yùn)輸，其運(yùn)輸途中會產(chǎn)生較大的撞擊力和沖擊力，配電箱箱體內(nèi)設(shè)備及器件的安裝配件需要進(jìn)行穩(wěn)固安裝，加裝平墊圈和彈簧墊圈，以免出現(xiàn)松動脫落。電工在進(jìn)行電氣裝配時也要保證設(shè)備及器件不會因震動而脫落。

2.2散熱設(shè)計

方艙配電箱內(nèi)因裝配有發(fā)熱器件，所以必須充分考慮散熱情況?？梢酝ㄟ^在箱體的上方或下方開設(shè)排氣孔來增加設(shè)備的散熱能力，排氣孔可以加工成網(wǎng)格狀或銅網(wǎng)狀，以防止落入異物影響設(shè)備及器件工作。如果箱體內(nèi)配件發(fā)熱量較大，就需要安裝溫度控制繼電器，這樣當(dāng)箱體內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度值時，排風(fēng)系統(tǒng)會自動打開，強(qiáng)行將高溫氣體向外送出，達(dá)到散熱的目的。

2.3絕緣設(shè)計

配電箱的絕緣主要依靠電氣設(shè)備及器件自身的絕緣能力，安裝底板要選擇絕緣材料。對于個別器件，安裝期間如有裸露部分可能會出現(xiàn)漏電情況，也會出現(xiàn)同箱體進(jìn)行接通的情況。因此，需要通過對這類器件進(jìn)行加裝絕緣襯套以隔絕箱體保證絕緣。

2.4接地點(diǎn)設(shè)計

為了確保供電設(shè)備的安全，在箱體內(nèi)通常會設(shè)計接地點(diǎn)。通過在箱體內(nèi)側(cè)壁焊接螺套，經(jīng)焊片、螺釘、墊圈將接地線同箱體進(jìn)行連接。

3接口設(shè)計

該車設(shè)有2個接口窗，分別是電源接口窗和信號接口窗。電源接口窗設(shè)在A艙右壁中下部，接口窗在艙內(nèi)配裝有金屬內(nèi)罩，內(nèi)裝電源濾波器和防雷過壓保護(hù)裝置，作為輸入交流電和輸出交流電的濾波和防雷裝置。金屬內(nèi)罩與艙內(nèi)壁接觸處壓有屏蔽密封條并涂適量的導(dǎo)電保護(hù)液。信號接口窗設(shè)在A艙左壁下部接口窗在艙內(nèi)配裝有金屬內(nèi)罩，內(nèi)裝信號防過壓保護(hù)裝置。金屬內(nèi)罩與艙內(nèi)壁接觸處壓有屏蔽密封條并涂適量的導(dǎo)電保護(hù)液。接口窗上的裝置板可以從艙外拆裝，便于維修。接口窗外蓋板具有鎖緊、開啟和限位支撐裝置，蓋板蓋緊有良好的水密性和光密性。接口窗開啟后，外蓋板有防水擋雨功能，保證在開啟狀態(tài)下不進(jìn)水。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著裝備現(xiàn)代化的不斷深入，憑借其具有良好的機(jī)動性，車載方艙在各領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。作為機(jī)動式的工作平臺，車載方艙是電子設(shè)備和操作人員的載體，由于其內(nèi)部空間有限，布局設(shè)計合理對于使用人員來說十分關(guān)鍵?？紤]車輛行駛在坑洼不平的道路上，各零部件之間的接口很容易松動，所以我們還要在有限的空間內(nèi)、顛簸的環(huán)境下充分考慮接口設(shè)計的合理性。

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作者簡介：秦建明，男，漢，1963年2月生，浙江嘉善人，大專，助理工程師，研究方向：方艙與載車集成，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝，項(xiàng)目研制計劃管理。

中國電子學(xué)會電子機(jī)械工程分會，2012.