阅读说明：本技术 一种双背板结构及其atr机箱 (Double-backboard structure and ATR case thereof ) 是由 张少枫 王树超 李勇利 徐康生 于 2020-07-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双背板结构,包括A背板和B背板,A背板上嵌装有子板卡连接器,且A背板的一侧面上还固定安装有定位销座；B背板上嵌装有母板卡连接器,且B背板的一侧面上还固定安装有定位销,定位销插接在定位销座的内部,B背板通过定位销与定位销座相配合和A背板相连接,且B背板平行于A背板设置,母板卡连接器与子板卡连接器插接连接,且母板卡连接器与子板卡连接器电性连接,可单独拆除亦可随背部面板拆除,结构牢固并便于维护；本发明还公开了一种ATR机箱,包括机箱底板、机箱面板、机箱背板、机箱右板、机箱左板、机箱顶板、机箱内部板卡、A背板和B背板,刚性连接可保证信号及系统的稳定性。(The invention discloses a double-backboard structure, which comprises a backboard A and a backboard B, wherein a daughter board card connector is embedded in the backboard A, and a positioning pin seat is also fixedly installed on one side surface of the backboard A; the back plate B is embedded with a mother plate card connector, one side surface of the back plate B is also fixedly provided with a positioning pin, the positioning pin is inserted in the positioning pin seat, the back plate B is matched with the positioning pin seat through the positioning pin and is connected with the back plate A, the back plate B is arranged parallel to the back plate A, the mother plate card connector is inserted and connected with the daughter plate card connector, the mother plate card connector is electrically connected with the daughter plate card connector, and the mother plate card connector can be independently detached or detached along with a back panel, has a firm structure and is convenient to maintain; the invention also discloses an ATR case, which comprises a case bottom plate, a case panel, a case back plate, a case right plate, a case left plate, a case top plate, a case internal board card, an A back plate and a B back plate, wherein the rigid connection can ensure the stability of signals and systems.)

一种双背板结构及其ATR机箱

技术领域

本发明涉及机箱技术领域，更具体地说，它涉及一种双背板结构及其ATR机箱。

背景技术

随着机箱模块化及通用化程度的不断提高，ATR机箱在各种领域有越来越多的应用。ATR机箱，是指符合规范《运输机设备机箱和安装架》所规定的民用飞机航空电子设备机箱壳体、机架、冷却空气和连接器的标准机箱。由于其抗振、加固、冷却等诸多特性，ATR机箱在小型载荷平台、复杂应用环境下有更大适用性，因此对机箱尺寸、便利性、简单化、稳定性等均提出更高要求，而机箱背板的设计在以上方面均占有很大比重。

目前ATR机箱大多数采用单背板或者柔性互联双背板技术，存在许多缺陷和不足：

1.单背板技术仅适用于对尺寸限制宽松、无信号完整性要求的场合,单背板技术不能解决小背板尺寸与多航空电连接器的矛盾；

2.柔性板互联双背板技术，则存在柔性板焊接工艺复杂、成本昂贵、拆卸维护困难、柔性固定故障率高等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机箱式双背板结构，其旨在解决小背板和多航空电连接器矛盾的设计，在背板尺寸最小的情况下，使用直插焊接方式连接多个航空电连接器，即可在背板平面方向上减小机箱尺寸，又可保证机箱信号的完整性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双背板结构，包括A背板和B背板,

所述A背板上嵌装有子板卡连接器，且所述A背板的一侧面上还固定安装有定位销座；

所述B背板上嵌装有母板卡连接器，且所述B背板的一侧面上还固定安装有定位销，所述定位销插接在所述定位销座的内部，所述B背板通过所述定位销与所述定位销座相配合和所述A背板相连接，且所述B背板平行于所述所述A背板设置，所述母板卡连接器与所述子板卡连接器插接连接，且所述母板卡连接器与所述子板卡连接器电性连接。

进一步的，所述B背板上还通过螺钉安装有固定垫块，所述固定垫块的内部过盈配合安装有航空电连接器，所述航空电连接器与所述母板卡连接器电性连接。

进一步的，所述固定垫块的中部还预留有与所述航空电连接器相过盈配合的配装孔。

本发明还提出一种ATR机箱，包括机箱本体以及上述所述的双背板结构；

所述机箱本体包括机箱底板、机箱面板、机箱背板、机箱右板、机箱左板、机箱顶板以及机箱内部板卡，所述机箱面板和所述机箱背板对称且固定地安装在所述机箱底板的前部和后部，所述机箱右板和所述机箱左板对称且固定地安装在所述机箱底板的右部和左部，所述机箱顶板固定安装在所述机箱面板、所述机箱背板、所述机箱右板以及所述机箱左板的顶部，所述机箱底板、所述机箱面板、所述机箱背板、所述机箱右板、所述机箱左板以及所述机箱顶板围成一个安装空间，所述机箱内部板卡固定安装在所述安装空间中，所述的双背板结构包括所述A背板和所述B背板，所述A背板和所述B背板固定安装在所述机箱内部板卡与所述机箱背板之间，所述B背板靠近所述机箱背板设置，且所述B背板上的所述航空电连接器贯穿所述机箱背板并延伸至所述安装空间的外部，所述A背板上的子板卡连接器与所述机箱内部板卡电性连接，所述航空电连接器通过所述子板卡连接器和所述母板卡连接器与所述机箱内部板卡电性连接。

进一步的，所述机箱背板上预留有与所述航空电连接器相匹配的贯穿孔。

进一步的，所述ATR机箱由如下方法设计：具体包括如下步骤：

步骤一、ATR机箱设计时，对ATR机箱进行功能划分如下：机箱内部板卡由机箱面板处竖直***，并与A背板上的子板卡连接器连接，实现机箱内部板卡的快速插拔更换；

步骤二、所有外部输出信号由贯穿机箱背板的航空电连接器统一引出，便于设备使用以及保持整体美观；

步骤三、机箱底板、机箱右板、机箱左板、机箱顶板用于提供固定支撑及散热功能；

步骤四、为保证各电连接器信号完整性，所有电连接器均应直接焊接于电路板上。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明，提出的双背板结构，有效解决了柔性板互联双背板技术，则存在柔性板焊接工艺复杂、成本昂贵、拆卸维护困难、柔性固定故障率高等问题；

2、本发明，提出的ATR机箱，有效解决了现有技术中单背板技术仅适用于对尺寸限制宽松、无信号完整性要求的场合,单背板技术不能解决小背板尺寸与多航空电连接器的矛盾的问题；

3、本发明,提出的ATR机箱的设计方法，为保证结构稳定，航空电连接器直插焊接到B背板上，即可简化生产工艺，又能保证信号完整性，针对不同航空电连接器，设计专用的固定垫块与航空电连接器通过微小的过盈配合固定为一个整体，然后将之按照电路板上预留针位对插、焊接，此时航空电连接器与B背板通过焊接实现固定，整个B背板与结构背部面板、连接器与结构背板均通过螺钉固定，实现连接器与B背板的刚性固定连接，刚性连接可保证信号及系统的稳定性。

附图说明

图1为一种实施方式的双背板结构的A背板结构示意图；

图2为一种实施方式的双背板结构的B背板结构示意图；

图3为一种实施方式的双背板结构的A背板组装在ATR机箱内部时的示意图；

图4为一种实施方式的双背板结构的B背板组装在ATR机箱内部时的示意图；

图5为一种实施方式的双背板结构的B背板安装有航空电连接器后的结构示意图；

图6为图5沿剖切线B-B的剖开后结构示意图；

图7为一种实施方式的双背板结构的B背板安装有航空电连接器后的侧视结构示意图；

图8为一种实施方式的固定垫板的结构示意图；

图9为一种实施方式的ATR机箱的***结构示意图。

图中：1、A背板；101、定位销座；102、子板卡连接器；2、B背板；201、定位销；202、母板卡连接器；203、航空电连接器；204、固定垫块；205、螺钉；206、装配孔；3、机箱本体；301、机箱右板；302、机箱左板；303、机箱顶板；304、机箱底板；305、机箱背板；306、机箱面板；307、机箱内部板卡；308、机箱底板。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种双背板结构，包括A背板1和B背板2,

所述A背板1上嵌装有子板卡连接器102，且所述A背板1的一侧面上还固定安装有定位销座101；

所述B背板2上嵌装有母板卡连接器202，且所述B背板2的一侧面上还固定安装有定位销201，所述定位销201插接在所述定位销座101的内部，所述B背板2通过所述定位销201与所述定位销座101相配合和所述A背板1相连接，且所述B背板2平行于所述所述A背板1设置，所述母板卡连接器202与所述子板卡连接器102插接连接，且所述母板卡连接器202与所述子板卡连接器102电性连接。

其中，所述B背板2上还通过螺钉205安装有固定垫块204，所述固定垫块204的内部过盈配合安装有航空电连接器203，所述航空电连接器203与所述母板卡连接器202电性连接。

其中，所述固定垫块204的中部还预留有与所述航空电连接器203相过盈配合的配装孔206。

本发明还提出一种ATR机箱，包括机箱本体3以及上述所述的双背板结构；

所述机箱本体3包括机箱底板304、机箱面板306、机箱背板305、机箱右板301、机箱左板302、机箱顶板303以及机箱内部板卡307，所述机箱面板306和所述机箱背板305对称且固定地安装在所述机箱底板304的前部和后部，所述机箱右板301和所述机箱左板302对称且固定地安装在所述机箱底板304的右部和左部，所述机箱顶板303固定安装在所述机箱面板306、所述机箱背板305、所述机箱右板301以及所述机箱左板302的顶部，所述机箱底板304、所述机箱面板306、所述机箱背板305、所述机箱右板301、所述机箱左板302以及所述机箱顶板303围成一个安装空间，所述机箱内部板卡307固定安装在所述安装空间中，所述的双背板结构包括所述A背板1和所述B背板2，所述A背板1和所述B背板2固定安装在所述机箱内部板卡307与所述机箱背板305之间，所述B背板2靠近所述机箱背板305设置，且所述B背板2上的所述航空电连接器203贯穿所述机箱背板305并延伸至所述安装空间的外部，所述A背板1上的子板卡连接器102与所述机箱内部板卡307电性连接，所述航空电连接器203通过所述子板卡连接器102和所述母板卡连接器202与所述机箱内部板卡307电性连接。

其中，所述机箱背板305上预留有与所述航空电连接器203相匹配的贯穿孔。

其中，所述ATR机箱由如下方法设计：具体包括如下步骤：

步骤一、ATR机箱设计时，对ATR机箱进行功能划分如下：机箱内部板卡307由机箱面板306处竖直***，并与A背板1上的子板卡连接器102连接，实现机箱内部板卡307的快速插拔更换；

步骤二、所有外部输出信号由贯穿机箱背板305的航空电连接器203统一引出，便于设备使用以及保持整体美观；

步骤三、机箱底板304、机箱右板301、机箱左板302、机箱顶板303用于提供固定支撑及散热功能；

步骤四、为保证各电连接器信号完整性，所有电连接器均应直接焊接于电路板上。

上述采用双背板实现以上两方面，A背板放置子板使用电连接器，如VPX\CPCI等，A背板通过固定结构与机箱四壁连接，位于机箱内部，连接牢靠并较易拆除；B背板放置航空电连接器作为外部接头，如J599等，B背板通过螺钉固定于机箱背部面板，可单独拆除亦可随背部面板拆除，结构牢固并便于维护。

本发明还采用多航空电连接器直插焊接背板的设计，实现背板重复拆卸，焊接方便，结构简单稳定，可保证信号完整性。

具体方案为：为保证结构稳定，B背板固定于结构背部面板，航空电连接器直插焊接到B背板上，即可简化生产工艺，又能保证信号完整性。针对不同航空电连接器，设计专用的固定垫块。垫块设计为负公差，与航空电连接器通过微小的过盈配合固定为一个整体，然后将之按照电路板上预留针位对插、焊接，此时航空电连接器与B背板通过焊接实现固定，整个B背板与结构背部面板、连接器与结构背板均通过螺钉固定，实现连接器与B背板的刚性固定连接。

本发明还采用双背板小间距信号互联的设计，双背板间距仅有15mm，且双背板之间硬性互联，安装拆卸方便，刚性连接可保证信号及系统的稳定性。

具体方案为：选用高速、微型信号电连接器实现A背板与B背板之间的信号互联，并在A背板与B背板上分别安装特殊设计定位销，实现双背板对插时定位的精准。互联电连接器由于其尺寸小，布置于A背板与B背板边缘处，不会对其他电连接器造成干涉。A背板上装配2件定位销座，B背板上装配2件定位销，通过定位确保生产过程中双背板上互联电连接器精准对插，可极大程度上减小对互联电连接器的损伤及生产工艺复杂程度，降低生产成本。

以下举例说明

例1

如图3和4所示，图3为A背板，放置5块电连接器(电连接器数量随着子板数量变更，同时机箱限制尺寸随之变更)及定位销等，实现与机箱内部子板对插连接功能。利用背板固定结构将A背板与机箱整体结构通过螺钉紧密连接，所有固定转接件与A背板均可拆卸更换。图4为B背板，放置5件航空电连接器(航空电连接器数量按使用要求确定)，电连接器直接与背板焊接，实现供电、信号传输功能。A背板、B背版尺寸一致，背板高度与子板高度一致，为150mm，宽度尺寸由子板数量(5块)决定，为130mm。该设计方式可在最大程度上减小背板在宽度、高度上尺寸，并保证所有电连接器与电路板紧密焊接，确保信号完整性和牢固性。

例2

如图5-8所示，航空电连接器通过专用固定垫块与B背板焊接为整体，再通过螺钉固定与机箱背部结构上。图8为专用固定垫块设计，标注处尺寸需设计为负公差(0-0.3)，便于航空电连接器与专用固定垫块的过盈配合固定。采用此设计方案，可以同时兼顾航空电连接器直插焊接与结构安装可拆卸，且操作简单，成本低廉。

生产装配过程中，按照如下流程完成装配，即可保证航空电连接器焊接精度：

第一步，航空电连接器与专用固定垫块过盈配合装配；

第二步，完成第一步后，将电连接器整体与B背板插合，即电连接器上pin脚全部穿入到B背板焊盘孔位处；

第三步，将所有需焊接的电连接器按上述步骤完成后，从B背板正面(图5显示面)配装机箱背部面板，按紧后翻转，由B背板背面固定螺钉；

第四步，由正面将电连接器上所有螺钉固定，然后从背面焊接电连接器pin针即可。

按照上述步骤可最大程度上消除航空电连接器pin针可能受到的扭曲应力，确保焊接稳定可靠，信号完整性高。

例3

如图1和2所示，A背板与B背板之间使用互联电连接器进行信号交换，该互联电连接器对插后两板间距为15mm。为保证结构稳定性，在双背板上下侧各加装连接器，在提供更多信号传输pin针外，保证两板结合稳定性。为避免双背板连接时出现连接器错针、损坏等，在A背板上加装专用定位销座，在B背板上加装专用定位销，从而保证装配时定位精度。定位销及连接器无需水平或处于同一直线上，仅保证A背板与B背板上器件一一对应即可。

图9为机箱整体结构示意图，由图中可得出背板、结构、板卡安装方式，双背板均螺钉固定于结构件，双背板之间插接由定位销确保精准，整个结构安装便捷，可重复拆卸更换零件，牢固性高。

综上所述：通过双背板功能模块划分、直插焊接设计及小间距互联设计，可有效避免单背板飞线或柔性版转接造成的信号完整性差、成本高、工艺复杂等缺陷，极大的提高了产品可靠性，简化了产品生产工艺，提高了产品后期维护效率，显著的降低了成本。

1)本发明中的双背板设计，在满足多块子板插拔的基础上，增加多个航空电连接器，在机箱宽度、高度两个维度上极大的减小了尺寸，使机箱适用于更多应用平台及应用环境。

2)本发明中航空电连接器直插焊接设计，保证了电信号的信号完整性，且通过焊接后机箱背板可随意拆除，航空电连接器与机箱外结构通过螺钉连接，使整个背板工艺简单、拆卸方便、结构稳定可靠。

本发明中双背板小间距互联设计，确保机箱在深度尺寸上有较小的尺寸，能有效减小机箱尺寸，互联连接器及定位销的选用、设计，保证信号高速互联，装配精准、简单，结构稳定。

本发明，提出的双背板结构，有效解决了柔性板互联双背板技术，则存在柔性板焊接工艺复杂、成本昂贵、拆卸维护困难、柔性固定故障率高等问题；

本发明，提出的ATR机箱，有效解决了现有技术中单背板技术仅适用于对尺寸限制宽松、无信号完整性要求的场合,单背板技术不能解决小背板尺寸与多航空电连接器的矛盾的问题；

因此，本发明,提出的ATR机箱的设计方法，为保证结构稳定，航空电连接器直插焊接到B背板上，即可简化生产工艺，又能保证信号完整性，针对不同航空电连接器，设计专用的固定垫块与航空电连接器通过微小的过盈配合固定为一个整体，然后将之按照电路板上预留针位对插、焊接，此时航空电连接器与B背板通过焊接实现固定，整个B背板与结构背部面板、连接器与结构背板均通过螺钉固定，实现连接器与B背板的刚性固定连接，刚性连接可保证信号及系统的稳定性。

本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。