胎压监测系统（TPMS）的结构设计

 1  TPMS产品结构设计研究 

摘要：将电子产品结构设计的一般要求和原则应用于TPMS产品结构设计，阐述了TPMS产品结构设计的一般要领。重点从发射模块壳体的材料选择、发射模块的强度设计和结构可靠性试验等几个方面研究了TPMS产品结构设计，试图从结构设计上对该产品的设计理论与方法进行进一步完善。

TPMS产品结构设计是该产品设计中的重要一环，因为结构设计往往涉及到产品的功能、构造形式、操作方式、**性等诸多因素。特别是对于TPMS，该产品关系到汽车的**行驶，结构设计这一环节更是不容忽视。

1 什么是TPMS

  TPMS（Tire Pressure Monitoring System)，即轮胎压力监测系统。在汽车告诉行驶过程中，轮胎中的气压和温度应保持在一定的范围之内，否则，就会对汽车的**行驶构成威胁。气压过高，会使胎内帘线受力过度而变形，轮胎弹性下降，胎冠加快磨损，如受到冲击破裂；气压过低，会使胎体增大变形，造成胎侧裂口，同时使轮胎接地面积增大，加快胎肩的磨损，也会导致过度摩擦生热，使橡胶老化、帘线折断并*终导致爆胎。而TPMS为预防胎内压力和温度的急剧变化、防止发生**事故提供了有力武器。TPMS系统组成由发射模块、接收模块、显示模块和接收天线组成，其中，显示模块可根据整车厂家和后装市场的不同需求决定是否提供。装有压力和温度传感器的发射模块被安装在轮胎内部，当轮胎气压和温度过高、过低或快漏气时，发射模块发出的信号就通过天线被接收模块接收到，然后由接收模块进行信号处理，再传给显示模块或汽车仪表，*后以声光的行驶警告驾驶者，从而达到主动预防事故的目的。

电子产品结构设计的一般要求

 （1）功能要求 电子产品同其他机械产品一样，在进行结构设计时首先要满足功能的要求。这体现在工作原理的实现、工作的可靠程度上。

 （2）产品质量要求 质量往往决定产品的竞争力。质量要求具体表现为美观、操作、成本、**、环保等众多要求和限制。与功能要求相比，质量要求更多的是体现在细节上，在结构设计开始的时候就应该纳入考虑范围。

 （3）结构优化要求 结构设计中，得到一个能实现一般功能的结构并不难，难的是在众多的结构方案中找到解决问题的*优解法。结构优化设计应建立在由工艺、材料、联接方式、形状、位置、尺寸等结构设计元素所造成的综合因素的基础上。

 （4）结构**要求 现代电子产品的发展日新月异，市场竞争越来越激烈，已形成个性化要求的趋势。只有运用创造性的思维进行结构设计，才能使产品在竞争中立于不败之地。

 3 电子产品结构设计一般原则

（1）实现预期功能的原则 电子产品结构设计要从整体考虑它的功能要求。结构零部件的主要功能有：保护电路及电路元器件、承受载荷、传递运动和动力以及保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹等。通常情况下，设计师要将功能进行分解，得到若干个子功能。各子功能由不同的结构件承担，各结构之间要关系合理、协调。但是，有时为了简化电子产品的结构、降低加工成本、便于安装，在某些情况下，可由一个零部件承担多个功能。

（2） 满足强度与刚度的原则  在现今的电子产品市场上，特别是消费类电子产品，外壳材料大多采用的是工程塑料。普通的外壳虽然对材料没有特别要求，但也要通过规定的试验，如环境试验，跌落测试、弯曲测试、疲劳测试等，更多情况下，强度是由结构设计决定的。比如，增加壳体厚度、在壳体中加筋，都可以提高强度，但单纯的增加壳体厚度不是明智的办法。应使塑料件厚度尽量均匀，避免局部强度过小、降低整体强度的情况出现。减小应力集中、改善受力情况也是提高强度的有效途径。另外，为了保证产品在使用期限内正常的实现其功能，必须使其具有足够的刚度。

 （3）满足制造工艺和装配要求的原则 电子产品零部件的设计应使其易于加工。如果产品的销量较大，采用机械加工的方式显示是不合适的。结构件中的外壳、按键等，通常采用注塑成型的塑料件。反之，如果是小批量生产，用模具生产也是不合算的，毕竟，模具的制造成本相对较高。产品的装配性能也是衡量产品结构设计成败的因素之一。结构设计中，要合理划分装配单元，使零部件得以正确安装。

 （4）满足美观要求的原则 现代电子产品对外观提出了更高的要求，而现今的制造工艺和表面处理方法也为多样化的造型提供了有力保障。结构设计师在考虑充分满足功能等要求的同时，也要积极配合工业设计师，让产品同时具有内在美与外在美。

   结构设计是电子产品设计的重要组成部分，而合理的结构是建立在一定要求的基础上的。只有充分理解电子产品结构设计的一般要求，运用结构的一般原则，大胆假设，小心求证，才能设计出令人满意的产品来。

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