卷首语
【画面:1977年秋,实验室工作台两端,新旧传信终端形成鲜明对比——左侧旧终端笨重方正(20x15),按钮密集;右侧新型终端小巧流线(12x8x5),仅3个核心按键,屏幕显示清晰波形。张工用指尖滑动新型终端的调节旋钮,示波器上信号随操作精准变化,李工在旁记录“体积缩减60%,操作步骤减少50%”的测试数据。字幕:“从‘能用’到‘好用’,新型传信终端的试制不是简单的迭代,而是对实战需求的深度回应——每一次结构优化、每一项功能集成,都是为了让一线操作员‘拿得起、用得顺、靠得住’。”】
一、新型终端需求溯源:实战痛点驱动的迭代
【历史影像:1976年《传信终端用户反馈报告》油印稿,红笔圈出高频问题:“体积大,井下巷道转身困难”“操作复杂,新兵需1周熟练”“抗摔性差,野外使用易损坏”;档案柜中,边防部队《装备损耗统计》显示,旧终端年故障率达30%,其中70%源于结构脆弱和操作繁琐。画外音:“1977年《军用便携终端设计规范》明确:新型终端需满足‘小型化、易操作、高可靠、多功能’四大核心需求,适配全场景实战。”】
便携性升级需求:旧终端重量3.5kg,单兵携带占负重15%,矿井、丛林等狭窄环境难以机动;一线操作员普遍要求“重量≤1.5kg,体积≤5003”,确保单手可握、背包可装。
操作简化需求:旧终端12个操作按钮、8步启动流程,新兵误操作率达25%;需求聚焦“减少按键至5个以内,启动步骤≤3步”,降低技能门槛。
可靠性提升需求:旧终端塑料外壳抗摔性差(1跌落即故障),电路板无防护(高湿环境易短路);要求“1.5跌落无损伤,防护等级≥Ip65”,适应野外严苛环境。
功能集成需求:旧终端仅能单一传信,需外接示波器调试;需求集成“信号显示、参数调节、故障自检”功能,实现“一机多用”,减少携行装备。
续航延长需求:旧终端续航仅4小时,野外需频繁换电;要求“连续工作≥8小时,支持应急充电(如手摇发电)”,保障长时间任务。
二、新型终端方案设计:技术路径的系统规划
【场景重现:设计会议室黑板上,技术团队绘制“新型终端三维设计图”,标注核心创新点:“镁合金外壳+一体化主板+触控旋钮+应急供电”;张工用粉笔画出“功能模块布局”:左侧电源区、中部主控区、右侧接口区,强调“结构服从功能,功能贴近实战”;李工补充“需通过‘用户参与设计’,邀请10名一线操作员提改进建议”。历史录音:“方案不能闭门造车——操作员的每一个吐槽,都是设计的重要依据!”】
结构小型化方案:
材料替代:外壳采用镁合金(密度1.8g\/3)替代冷轧钢(7.8g\/3),重量降低70%;
集成设计:将“发生器、解码器、显示屏”三模块集成一体化主板,体积从60003缩减至4803;
流线造型:边角采用圆弧设计,减少巷道磕碰,便携性提升60%。
操作人性化方案:
按键简化:保留“电源、模式、调节”3个核心按键,通过“长按+短按”组合实现多功能;
可视化显示:配备1.5英寸oLEd屏,实时显示频率、振幅、信号强度,替代传统指针仪表;
语音提示:集成简易蜂鸣器,通过“1短1长”提示操作成功\/失败,嘈杂环境易识别。
可靠性强化方案:
防护升级:外壳接缝加装硅胶密封圈,接口采用防水航空插头,防护等级达Ip66;
结构抗摔:内部电路板悬浮固定(弹簧减震),1.5跌落冲击减少80%;
环境适配:采用宽温元器件(-40c~85c),高湿、粉尘环境连续工作72小时无故障。
功能集成方案:
自检功能:开机自动检测电源、电路、天线状态,故障时屏幕显示代码(如“E1”代表电源故障);
参数记忆:保存5组常用场景参数(矿井、边防、野战等),一键切换无需重复调试;
应急供电:支持手摇发电模块(1分钟摇转可供电10分钟),解决野外断电难题。
可行性验证:制作10套3d打印模型,邀请一线操作员试用评分,针对“旋钮阻尼、按键手感”优化设计;通过振动仿真测试,验证抗摔结构有效性,方案满意度达90%。
三、核心部件研发:关键技术的攻坚突破
【画面:部件研发实验室,王工调试新型“触控调节旋钮”——旋转时屏幕参数连续变化,精度达0.1hz\/0.01,较旧终端机械旋钮精度提升10倍;旁边的电路板测试台上,李工焊接“一体化主控芯片”,集成8个分立元件功能,体积缩小80%;示波器显示,芯片输出信号稳定性较旧方案提升25%。】
主控芯片研发:联合高校开发“传信专用cU”,集成“频率生成、振幅调节、信号解码”功能,替代8个分立芯片:
性能:运算速度较旧方案提升50%,功耗降低40%;
体积:芯片尺寸5x5,仅为旧电路的1\/10;
可靠性:通过1000小时高温老化测试,故障率≤0.1%。
触控调节部件开发:设计“电磁触控旋钮”替代机械旋钮:
精度:频率调节精度0.1hz,振幅调节精度0.01,满足精细操作需求;
寿命:连续旋转10万次无磨损,远超旧旋钮(2万次);
手感:阻尼可调节(适应不同操作员习惯),操作反馈清晰。
oLEd显示模块集成:采用1.5英寸单色oLEd屏,优势显着:
功耗:仅为Lcd屏的1\/3,延长续航2小时;
可视性:宽视角(170°),强光下仍清晰可见,适配野外环境;
功能:可显示参数、波形、故障代码,信息密度高。
应急供电模块设计:开发“电池+手摇”双供电模式:
主电池:采用2节
锂电池(容量4000Ah),连续工作8小时;
手摇发电:集成微型发电机,转速120转\/分钟时输出5V电压,1分钟发电可支持紧急传信3次;
充电便捷:支持太阳能板、车载电源等多方式充电,适配复杂场景。
抗干扰部件优化:继承并升级抗干扰技术:
滤波:内置自适应带通滤波器,干扰抑制率达90%;
屏蔽:主板覆铜屏蔽层,电磁干扰防护提升至40db;
信号:采用差分传输技术,抗共模干扰能力较旧终端提升30%。
四、原型机试制与装配:从图纸到实体的落地
【历史影像:1977年10月,首台新型终端原型机组装现场,技术员们围坐工作台:张工固定镁合金外壳,李工焊接一体化主板,王工调试触控旋钮;装配过程中发现“旋钮与屏幕间隙过大”,立即调整模具精度(从0.5缩至0.2);原型机完成后,机身印着“xt-77型”标识,屏幕亮起时,所有人自发鼓掌。档案资料:《原型机试制日志》详细记录12次结构调整、8次电路优化的过程。】
模具开发与制作:按设计图纸制作外壳、按键等模具:
外壳模具:采用压铸工艺,精度控制在±0.1,确保镁合金成型后贴合紧密;
按键模具:硅胶材质一体成型,触感柔软且耐磨,按压寿命≥10万次;
模具测试:试生产10套外壳,通过尺寸检测、跌落测试,合格率达90%。
核心部件采购与筛选:对cU、oLEd屏、电池等核心部件严格筛选:
供应商审核:选择3家以上国内定点厂家,对比性能、可靠性、成本;
入厂检测:每批次部件抽样20%开展高低温、振动测试,不合格率≤1%;
兼容性测试:确保不同厂家部件互换性良好,避免供应链风险。
主板焊接与集成:采用波峰焊替代手工焊接,提升精度与效率:
焊接工艺:温度控制在250±5c,焊锡量均匀,虚焊率≤0.5%;
集成装配:将主板、显示屏、旋钮等部件按定位孔装配,误差≤0.2;
线缆优化:采用扁平排线替代传统导线,减少空间占用,提升可靠性。
初装与调试:完成原型机初装后,开展基础功能调试:
通电测试:检查电源电路、显示屏、按键是否正常工作;
参数校准:调节频率(50-100hz)、振幅(0.1-1),确保精度达标;
联调测试:与现有传信设备对接,验证信号发送、接收兼容性,成功率≥98%。
结构优化与迭代:针对初装问题开展多轮优化:
间隙问题:调整外壳模具,缩小旋钮与屏幕间隙,避免粉尘进入;
手感问题:增加按键回弹力度(从200g增至300g),提升操作确认感;
散热问题:在外壳增设微型散热孔,连续工作2小时温度≤45c。
五、性能与可靠性测试:严苛环境的全面验证
【场景重现:测试实验室里,新型终端正在接受系列严苛测试:振动测试台上,终端随15hz频率震动4小时,屏幕显示正常;防水测试中,终端浸入1水深30分钟,取出后立即通电,功能无异常;张工在《测试报告》上记录“振动后信号正确率99%,防水后无短路”,李工补充“1.5跌落测试后,仅外壳轻微划痕,核心功能完好”。】
基础性能测试:测试核心参数精度与稳定性:
频率范围:50-100hz,步进0.1hz,误差≤0.5hz,满足传信需求;
振幅调节:0.1-1,精度0.01,连续调节无卡顿;
信号质量:输出波形失真度≤5%,解码正确率≥99%,优于旧终端(失真度10%)。
环境适应性测试:模拟全场景极端环境:
高低温:-40c低温储存24小时后启动正常,55c高温连续工作4小时无死机;
高湿粉尘:95%湿度、20g\/3粉尘环境下工作72小时,电路板无腐蚀、无短路;
盐雾测试:5%氯化钠盐雾喷射48小时,外壳无锈蚀,接口接触良好。
可靠性耐久测试:开展长周期、高强度测试:
跌落测试:1.5高度自由跌落至水泥地面(6个面各1次),仅外壳轻微损伤,功能正常;
按键寿命:连续按压10万次,按键无卡滞、无失效;
连续工作:满负荷运行72小时,性能衰减≤3%,无死机、重启现象。
抗干扰性能测试:在复杂电磁环境下验证:
电磁干扰:20db电磁辐射下,信号正确率97%,较旧终端(90%)提升7%;
机械干扰:10-50hz机械震动下,参数漂移≤0.1hz\/0.01,稳定性优异;
多设备干扰:与对讲机、发电机等设备同场工作,无信号冲突。
续航与供电测试:验证供电可靠性:
主电池续航:连续传信8.5小时,超出设计目标(8小时);
手摇发电:1分钟摇转可支持发送指令5条,应急供电有效;
充电效率:5V\/1A充电器充电2小时,电量达100%,充电过程不影响使用。
六、多场景试用部署:贴近实战的用户检验