LRM 结构技术研究及应用
王 鹏，张日飞，朱元武，刘美琴，陈丽红 （北方自动控制技术研究所，太原 030006）
摘 要：为了适应陆军武器装备的快速发展，设计了一种可以实现快速插拔、安全锁紧、装配无焊化、完全模块化等
功能的 LRM 结构，同时具有良好的电磁兼容性，抗冲减震性和冗余的热设计。以满足日益严酷的作战环境及要求。
关键词：模块化设计，无焊化，电磁兼容性，热设计 中图分类号：TP274
文献标识码：A
Research and Application of LRM Framework
WANG Peng，ZHANG Ri-fei，ZHU Yuan-wu，LIU Mei-qin，CHEN Li-hong
（North Automation Control Technology Institute，Taiyuan 030006，China）
A LRM framework is designed，which is fast pluggable，locked safe and no-welded in the Abstract：mounting and modularized and has good EMC，powerful shock-resistance and redundant heat design as well so as to meet requirements of severe operational environment and fast development of army weapon and equipment.
Key words：blocking-design，no-welding，counterelectromagnetism，design of hot
引 言
随着科学技术和兵器工业的迅猛发展，军用电子设备的 功能集成度越来越高，环境适应性要求和使用性能要求也越 来越严酷，然而对结构外形的要求却越来越紧凑，因此，需要 更高程度的综合化结构型式来满足使用要求。这样以来很多 旧的设计方法对于日益严酷的设计要求显得捉襟见肘、应付 不暇。因此，对新技术、新方法和创新型设计的要求也刻不容 缓，针对这一迫切需求，本文结合应用实例，提出一种改进型 的 LRM 模块结构设计方式，同时具备快速插拔、安全锁紧、 装配无焊化、完全模块化等功能，以适应陆军复杂而严酷的 作战环境及作战要求。
有保护性外壳，并支持热插拔。
LRM 模块结构技术具有以下优点：
（1）良好的维护性。LRM 模块具有 BIT 功能，系统可将 故障隔离到每个模块，各个 LRM 模块又具有标准的电讯、机 械接口，系统发生故障时，只要将故障模块取出，换上新的模 块，系统即可恢复正常。另外 LRM 模块具有的抗环境能 力，包括耐盐雾、潮湿电磁防护等。这样，使用方可以 LRM 模 块为基本单位，可大大减少备份设备总量，减轻后勤压力，变 传统的三级维护为二级维护，降低寿命周期费用。
（2）资源共享。利用总线技术，实现信号处理、电源等资 源共享，降低系统复杂度及减少系统重量、体积。
（3）高可靠性。系统采用功能冗余设计，可大大提高其可 靠性。
（4）各 LRM 功能模块具有标准的电、机接口，有利于系 统的改装、扩展以及新技术的应用，易于形成标准化、系列化 产品。
下页图 1 是应用于某项目的 LRM 模块结 构 形 式 ， 其 结构采用模块化设计原理 ，主要分为安装机 架（如图 2 所 示）和 LRM 模 块（如 图 3 所 示）两 大 部 分 。每 个 LRM 模 块都具有统一的外形尺寸，内部封装标准 6U 印制电 路 板 。
1 LRM 结构技术设计原理
LRM 结构技术是超高速集成电路和超大规模集成电路 技术要求下产生的。它更利于分布控制分布处理式系统结构 的实现。系统采用通用 LRM 结构及光纤总线技术，可以实现 系统资源共享，简化系统结构，降低系统的复杂性。
LRM 结构模块是系统安装结构上和功能上相对的 各类通用单元的总称，LRM 模块具有标准的尺寸和接口，其 内建的自检功能可将故障定位并隔离至 LRM 一级，通常带
收稿日期：2013-05-18 修回日期：2013-06-21
作者简介：王 鹏（1979- ），男，河南南阳人，高级工程师。研究方向：电子结构设计。
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王 鹏，等：LRM 结构技术研究及应用
于 50 W~100 W 功率的板卡可采用热管 + 风扇组合散热，小 风扇可置于模块内部直接对发热源进行风冷散热（如图 7 所 示）；大风扇可置于机架和安装接口板中间，通过机架托板上 的长孔与 LRM 模块之间的间隙形成风道散热 （如图 8 所 示）。对于 100 W 功率以上的板卡可采用水冷方式进行散热 （如图 9 所示）。
图 1 结构
图 2 安装机架
图 3 LRM 模块
2 快速插拔及安全锁紧结构设计
LRM 模块的壳体上都留有导轨槽、导销槽和锁紧槽；与 之相对应的机架上留有导轨、导销及快锁机构。模块插入时 先通过导轨槽与机架上的导轨接触推进，然后通过导销槽与 机架上导销定位，最后通过快锁机构与锁紧槽进行锁紧。模 块拔出时操作顺序相反。模块锁紧时无需借助工具，将快速 机构上的锁紧环板起，进行手动锁紧即可；锁紧后将锁紧环 板倒，可达到自锁防脱的效果。
图 6 分布散热
图 7 风冷散热
3 装配无焊化结构设计
图 8 风道散热 图 9 水冷散热
整个 LRM 模块结构采用装配无焊化设计，即结构件与 元器件可完全分离，LRM 模块和安装机架内没有任何“明 线”，所有走线都在印制板（母板和功能板）内部。模块（如图 4 所示）上的指示灯和 LRM 插头均采用印制板型，直接焊在功 能板上，最后由壳体和盖板进行结构进行封装。
安装机架（图 5 所示）前端的 LRM 插座和后端对外的 圆形插座（后装式）均采用印制板型，分别焊接在母板的前后 两面，最后通过机架盖板“封装”在机架内部。
6 减振抗冲设计
为了适应陆军武器平台复杂的冲击振动环境，该 LRM 模块结构对减振抗冲进行了通用化设计。安装机架的托架与 固定底板之间适合多种减震器设计安装，像金属减震器、橡 胶减震器和钢丝绳减振器等，根据不同的工作环境，采用不 同的减振手段，对 LRM 模块可以起到良好减振抗冲的作用， 以达到产品系列化设计的目的。
图 4 印制板型 图 5 机架
4 电磁兼容性设计
首先，LRM 结构采用装配无焊化设计降低了“明线”之间 因为相互串扰产生的电磁干扰问题。然后对结构件（壳体和 盖板）通过导电密封条进行密封，插座与结构件之间通过导 电衬垫密封可降低 LRM 机箱对外的电磁辐射问题。通过内 外两种手段，可大大提高设备的抗恶劣环境的电磁兼容性问 题。
图 10 减振设计
7 结 论
通过以上对 LRM 机箱结构设计的分析，该机箱结构紧 凑、扩展功能强大，具有良好的抗恶劣环境应对手段，并容易 形成综合化、标准化、系列化设计，完全适应陆军武器装备发 展需求。 参考文献：
［1］ 徐德好，平丽浩.军用航空电子 LRM 模块结构设计［C］//
北京：中国电子学会电子机械工程分会第四届学术年会 论文集，2000.
［2］ 牛文生.现场可更换模块 LRM 设计技术［C］// 北京：全国
抗恶劣环境计算机第十四届学术年会论文集，2004.
5 冗余热设计
LRM 模块结构可根据元器件功耗的大小选择多种散热 设计手段进行散热设计。对于 20 W 功率以下的板卡采用直 接贴壳进行传导散热；。对于 20 W~50 W 功率的板卡可采用 在模块壳体中嵌入热管进行多点分布散热（如图 6 所示）。对
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