平板电脑结构设计研究

1、本科毕业论文题目平板电脑结构设计研究作 者： 薛春雷 专 业： 机械工程及自动化(机电一体化)(本一) 指导教师： 周旭 完成日期： 2015 年 5月25 日 原 创 性 声 明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解

2、密后应遵守此规定）学生签名： 指导教师签名： 日期： 南 通 大 学 毕 业 设 计（论文）题目： 平板电脑结构设计研究 姓 名：薛春雷指导教师：周旭专 业：机械工程及自动化(机电一体化)(本一) 南通大学机械工程学院 2015 年 3 月10日南通大学毕业设计（论文）摘 要随着科学技术的进步，平板电脑的发展越来越快，所以对平板电脑的结构设计变得非常重要，平板电脑必须具有防尘、防潮、散热性和良好的电磁兼容性的特点，除此之外还要考虑整机的便携性。 这个课题对平板电脑的结构进行密封性设计，对显示屏和机身整体起到了防尘、防潮的效果，更好地保护内部元器件。外壳材料选用质地轻柔的钛镁合金，加工方便，在一

3、定程度上减轻了整机的重量，同时能够制造出更薄的平板电脑。通过合理的电路板设计和制造工艺，对系统电磁干扰减小到最低。提升芯片的制造工艺减少热量的产生，同时选择金属材质能够具有有效的散热效果。关键词： 便携性，防尘，防潮，散热性，电磁兼容性ABSTRACT With the progress of science and technology, the development of the Tablet PC more quickly, so the structural design of the Tablet PC has become very important, tablets must

4、 have dust, moisture, heat dissipation and excellent electromagnetic compatibility characteristics, addition also consider the portability of the machine. The issue of structural tightness Tablet PC design, display and body as a whole played a dust, moisture effects, to better protect the internal c

5、omponents. Housing material selection Lightweight titanium alloy, easy to process, to a certain extent, to reduce the weight of the machine, at the same time be able to produce thinner tablet. Reasonable board design and manufacturing processes of the system to minimize electromagnetic interference.

6、 Chip manufacturing process to enhance the generation of heat is reduced, while the metal material selection can have an effective cooling effect.Key words: Portability ， Dust-proof， Moistureproof， Heat dissipation， Electromagnetic Compatibility目 录摘 要.IABSTRACT.II第1章 绪论.11.1课题的研究背景.11.2课题的发展趋势.3 第2章

7、 国内外平板电脑结构设计实例.5 2.1 国内品牌平板电脑的结构设计方案概述.5 2.2 国外品牌平板电脑的结构设计方案概述.10第3章 平板电脑结构设计具体设计方案研究.13 3.1 便携设计.13 3.2 散热设计.14 3.3 防尘设计.15 3.4 防潮设计.17 3.5 电磁兼容性设计.18 3.6 塑料结构件设计.19 第4章 总结.20 参考文献.21致 谢.2222第1章 绪论1.1 课题研究的背景随着信息化世界的发展，各类电子类产品随之出现，人们对电子产品的要求也越来越多，因此世界各国都在研究制造能够满足人们需求的电子产品。以平板电脑为代表的电子产品席卷全球，在2010年，苹

8、果公司宣布推出名为iPad的平板电脑，一下子加速了平板电脑市场的发展，从而掀起了平板电脑的购买潮，人们不再依赖于笔记本电脑，而取代它的是方便携带的平板电脑，它的功能也在逐渐完善。随着人们需求量的增加，平板电脑市场参与者也越来越多，以iPad为首的平板电脑市场竞争也变得更加激烈。平板电脑的外观和笔记本电脑比较类似，但它不是简单的笔记本电脑，它是一种笔记本电脑的浓缩版。它的外形特点介于笔记本电脑和掌上电脑之间，但其处理能力比掌上电脑要强大，和笔记本电脑相比，它可以具有手写式输入或者语音式输入的功能，还具备很强的移动性和便携性。用户使用平板电脑的时候可以随意转动它的显示屏幕，一般它的液晶显示屏具有自

9、带的触摸识别功能，可以通过电磁感应方式输入。普通平板电脑液晶显示屏幕的尺寸小于10.6英寸，具备手写识别和无线通信的功能，使用平板电脑还可以移动通信、移动娱乐、移动商务。平板电脑的结构设计分为两种类型，一是“可变式平板电脑”，它是集成键盘形式，另外一种是“纯平板电脑”，可以外接键盘。平板式电脑本身就有一些新的应用软件，人们只需要在屏幕上书写，就可以把手绘图形或文字输入到计算机里面。可变式平板电脑的主机是通过一种特殊的方式将液晶屏和其它结构连接起来，它把键盘和主机有效地集合起来。当把液晶屏掀起的时候，可以把它当作一台类似于笔记本电脑的电子产品；而当液晶屏和主机折叠起来的时候，可以当成“纯平板电脑

10、”。更重要的是，它的屏幕可以上下翻转，不仅如此，还可以180随意旋转，用户和周围的人可以一起看到整体画面的效果。总的来说，和 “纯平板电脑”对比，更加接近于笔记本电脑的是“可变式平板电脑”。为了使用户能够有更好的体验，平板电脑生产企业和研究者研究的平板电脑必须具有一定的功能，最重要的结构设计满足便携式，散热，防尘，防潮的作用，还要对其进行电磁兼容性设计和塑料结构件设计。21世纪，用户需要的平板电脑必须有即时并且随时随身随地地触摸体验。它的整体结构满足更薄更轻更快的特点。自2010年以来，三星和苹果等品牌的平板电脑成为人们主流选择的平板电脑，但是因其价格不满足普通消费者的需求，一些国内品牌平板电

11、脑随之出现，例如联想，台电，华硕等品牌都能够满足普通客户的用户体验，虽然在一些功能方面没有国外的领先，但是国产的平板电脑的优点日益突出，生产厂家也在研究生产制造性价比更高的平板电脑。近些年随着人们生活水平的提高和生活质量的改善，国产平板电脑的销量也在攀升。平板电脑已经应用于军事，工业，生活等方面，国外一些科技发达的国家生产的平板电脑已经能够运用于各种场合，方便人们的工作生活。对于国内来说，国产的平板电脑才刚刚起步，它的发展之路崎岖而道远。在研究平板电脑的结构设计时，一般设计开发者都会通过对它的便携设计、散热设计、防尘设计、防潮设计、电磁兼容性设计以及塑料结构件设计这几个方面着手设计出最满足用户

12、需求的平板电脑，在这方面设计做的好的能够拥有更好的市场竞争力。但是在设计过程中都会遇到各种问题，很难做到兼顾各种设计满足要求，所以在最大程度上设计出最好的平板电脑是设计者和开发商所考虑的最主要的问题。在全球范围内目前来说最好的平板电脑是美国的iPad，它的整机结构设计基本上都处于领先的地位，很多国家无法超越，只能模仿，但达不到设计要求。iPad能够吸引全球用户的要求主要是它的结构设计合理，整机视觉感和使用感都比较符合我们的要求，不仅如此它的系统，硬件设备都是最突出完美的。以下是iPad拆解的图片和它的主板图片：1.2 课题的发展趋势随着各行各业对平板电脑的需求量和要求越来越多，对平板电脑的结构

13、研究也成为厂家和制造商的重要内容。国内外各种品牌的平板电脑厂家也在一直创新，在原有的基础上生产出更加适合人们使用具有更好功能的平板电脑。为了使人们能够有更好的用户体验，平板电脑的结构也出现了新的发展趋势。与此同时，Ipad平板电脑的价格相对比较昂贵，用户希望能够买到更加便宜的平板电脑。性价比高的平板电脑成为未来的发展趋势。（1） 外观设计更便携 用户在不断提升对于平板电脑便携性的要求标准，平板电脑的必然趋势是材质上更轻、造型上更薄；使用时，最可能地排除外观视觉对其地干扰，能够增强用户的使用体验；不用的时候，能够突出平板电脑和周围环境的整体性和和谐性，增强它的视觉体验价值。 为了能够突出用户和平

14、板电脑足够的亲和力，减小平板电脑和用户之间的心理距离，将对平板电脑进行造型设计、材质设计、颜色设计、表面加工处理等方式来完善平板电脑的整体结构。这样对于用户来说平板电脑不仅仅是一款电子产品，它能够作为一种帮助用户，和用户亲密接触并且完全融合用户生活的好帮手。 要使平板电脑能够完善他本身，完全地把它原有的特色展示出来，未来设计者或者厂家会从它的材质，表面处理以及它的部件结构着手设计，使平板电脑具备防尘、防潮、防滑、防摔等基本特性。（2） 用户体验方式多样化 现如今平板电脑已经成为现代人的工作和生活伙伴，平板电脑在人们手中随处可见，用户对它的体验方式要求将会更多。平板电脑将会实现移动办公，这也是未

15、来的发展趋势之一。它不但能够满足商务人士的办公要求，而且可以和使用环境，比如办公环境、教学环境、家居环境中的其他的一些电子设备连接使用，满足用户的使用要求。它的显示方式不再局限于只是通过屏幕液晶屏显示，而是有更好的方式，例如投影界面、空气界面、玻璃界面、自然用户界面等各种方式显示。这也是研究者，设计者未来的目标。目前采用触控的方式操作平板电脑，未来还可以尝试手势、情感计算、口头搜索等其他方式操作平板电脑，这样会更加灵活方便我们的生活体验。为了让用户能够得到超级体验需求，能够身临其境感受平板电脑带给我们的不一样的感觉，未来还将会在它的触觉、视觉、嗅觉、听觉等方面研究设计。未来的平板电脑将会更加多

16、样化满足用户体验要求，这也是未来的发展趋势之一。（3） 突破平板电脑兼容性设计在用户平时使用平板电脑的时候，经常性地受到自身或者外部环境的电磁干扰。因此一款好的平板电脑必须具备足够好的兼容性，而目前平板电脑还处于很薄弱的环境，对它电磁兼容性设计的突破成为大家的难题。电磁兼容性是考量平板电脑好坏的一个重要标准。对平板电脑的结构设计来说，电磁兼容性设计变得至关重要。目前国内外电磁兼容性设计在平板电脑的某些领域发展不错，但是在其他领域有很大欠缺，容易受到外部其他电子设备的干扰，从而影响使用平板电脑，并且可能使本身数据的安全性造成威胁。我们必须依靠科技的力量，通过自主研发和生产制造能满足用户对于电磁兼

17、容性高要求的平板电脑，特别是军事领域，它的安全性更加重要。突破平板电脑的兼容性设计成为未来的发展趋势之一，生产厂家和设计者必须努力研究找到突破口。第2章 国内外平板电脑结构设计实例2.1国内品牌平板电脑的结构设计方案概述2.1.1 昂达平板电脑具体结构设计方案昂达平板电脑是中国品牌电脑之一，深受广大消费者的亲睐。昂达是国内著名电子品牌，成立于1989年，昂达自主生产的华硕主板、打印机、显示器等等都拥有了非常高的市场，也获得了用户非常好的口碑。昂达电子为了占有平板市场，推出了一系列的平板电脑，这些平板电脑的性价比都比较高，产品的性能也越来成熟。近些年，昂达电子生产出了各种型号的平板电脑，特别是2

18、014年7月推出的昂达V989深受广大消费者的喜爱，消费者会选择这款千元性价比高的平板电脑来满足自己的要求。昂达V989的结构设计在便携性、散热效果、防尘防潮、电磁兼容性、塑料结构件设计等方面有了更大的突破。昂达V989平板电脑采用最新的全志A80 Octa处理器，它的顶级配置吸引了消费者的眼球，主要配置有64核Power VR G6230显示GPU、9.7英寸Ipad Air原装视网膜屏、USB3.0接口、超轻巧机身、三轴陀螺仪等高配置。这样的高配置平板电脑性能测试已经追赶上了国外某些品牌的平板电脑。昂达V989的具有轻巧机身的特点，更方便用户携带，昂达电子更加考虑它的结构设计，能够使平板电

19、脑产品更加方便消费者携带。它的尺寸是239*169*7.9mm,而重量仅仅只有490g,该尺寸屏幕大小完全符合用户的使用要求和视觉体验，而如此轻的重要也更加方便用户随身携带和使用，在便携性设计方面昂达一直在突破自我，通过设计各方面的零部件能够使机身重量降到最低来吸引消费者，这点足够说明国内品牌的平板电脑一直在进步。昂达平板电脑的显示屏采用9.7英寸Air原装视网膜屏取代了普通的液晶显示屏，显示效果会更加清楚，所以说它是一种超越人类肉眼辨认极限的具有超级高像素密度的液晶显示屏，屏幕显示比普通的更加清晰、惊艳、鲜活。它的整体厚度比之前的更薄，因此整体的重量也越轻，更加突出了它的便携性。昂达V989

20、更加突出的是它的机身外观设计，采用的是金属机身磨砂处理的方式，昂达平板电脑产品在外观设计方面一直保留了目前主流产品的风格，机身正面的屏幕是9.7英寸的Retina级别并且配合有200万像素的前置摄像头，它的位置是在机身屏幕正上方。昂达V989在塑料结构件设计方面又有了新的方式，在机身的背部采用的是塑料材质以及金属砂砾喷涂相结合的形式，金属触摸感非常强烈，使用这种形式减轻了机身的重量同时也减小了它的厚度，昂达V989实际测量的机身厚度是8.4mm.机身背部给我们整体的感觉非常的简洁，在中央有昂达的Logo标志，简约时尚，机身下方标志了产品的有关信息，不仅如此，还有一个与Ipad非常类似的长条形的

21、白色模块位于机身顶部位置上。用户更加注重使用手感，昂达V989从整体上给我们的感觉还是非常不错的，扬声器的设计位置也是符合整体设计的要求，不会影响使用效果，可以说这样大尺寸的昂达产品在现在主流产品中评价它的便携性时，它是处在中游水平，还有足够的发展空间。昂达V989拥有超级观感的高清屏幕，完美的呈现了它的2048*1536屏幕在现实图片中的细腻度，它的工艺水平和整体结构的设计水平在我国整个国产平板电脑领域当中还是遥遥领先的。昂达V989突破了传统的散热功能，它的散热效果比之前的几款产品要更好，因为机身外壳的设计使它具有更好的散热效果，不仅如此，在三防设计方面，它的防尘，防潮，防摔设计有了大幅度

22、的提高和改进，给用户更加完美的体验。我们对昂达V989进行了多场景的散热性测试，和续航方面变化情况比较类似，处理芯片工艺制程提升后，它的温度得到有效的控制。在目前平板电脑虽然没有笔记本电脑散热大幅提升，但是在它的整机结构没有发生很大变化的前提下，它的散热性和续航能力具有相同的提升趋势，机身表面的温度不再出现之前达到50以上的情况。通过利用FLUKE Ti25热成像仪对机身进行温度检测，模拟了不同使用场景下的机身温度。我们模拟用户进行大型游戏时，在它的散热表现中，半个小时后机身表面的温度基本达到恒定的状态，我们通过热成像仪可以很清楚的看到在后置摄像头的左边区域它的温度堆积相对明显，这也是未来需要

23、克服的重点。在游戏进行10分钟之后正面温度在45度左右，平均温度是37度；背面的最高温度是42度，平均温度37.5度左右。总体来说还是我们人体可以接受的范围。昂达V989进行视频播放测试时，它的机身热量主要来自于不停变换显示画面的屏幕面板所产生的热量，它通过设计DSP芯片来处理视频解码运算工作使其负载热量消耗比较低。它的机身正面平均值是31度左右，背面平均值是31.5度左右。和前几代昂达系列产品相比较，昂达V989它的内部主板的布局更加地合理，结构比以前的更加紧凑，除此之外采用8层PCB，整机的运行稳定性得到足够大的增强。主板芯片的布置位置也非常重要，能够全部集成在正面有利于散热，而主板的背面

24、应该只是设置一些常用的接口，这样可以有效的提升传输的速度。以下是它的主板布局和芯片布局图：除此之外昂达V989在电磁兼容性设计方面实现了更好的突破，能够很少或者几乎没有受到外部电子设备的干扰，这也是这款产品比较突出的特点。2.1.2 昂达V989产品可靠性测试结果表2-1 昂达V989产品可靠性测试结果裸机跌落70cm完好无损储存环境温度-20-60，湿度90%高低温启动高温45 80%RH低温0保持4小时开机振动满足户外环境，公路运输环境按键寿命5000以上三防防尘、防潮、防摔插拔刀连续1000次电磁兼容性主板级主被动防护，防电磁干扰和信息泄露 2.1.1 台电平板电脑具体结构设计方案 国内

25、用户者在亲睐于iPad的同时，也有一部分的用户会选择国内口碑相对比较好的平板电脑，在满足自身要求的同时，更加考虑到它的性价比，价格的合理是这部分用户选择的主要因素。除了昂达平板电脑，还有一款品牌是台电平板电脑也在市场上占有一定的优势。它的结构设计优点体现在整体的便携性。 台电平板电脑有一款比较好的是台电X16HD产品，它的屏幕尺寸比其它品牌的平板电脑相对要大些，屏幕尺寸达到10.6寸，这样的大尺寸屏幕能够使用户更好的获得视觉体验。这款平板电脑最突出的是它具有双系统，它把windows操作系统和安卓操作系统有效的结合。双操作系统的好处是能够在不一样的环境中通过调试软件来测试它的兼容性，除此之外还

26、可以体验双操作系统它们不同的功能，这样可以有效地提高效率，双系统不会影响整机的运行速度，另外如果某一个系统出现中毒，我们可以再另外一个系统中进行杀毒操作，某一个系统如果不能正常使用，那么可以把里面有用的数据拷贝到另外的系统中，这样可以防止数据丢失。但是它也有一定的局限性，它会使开机速度变慢，并且会占用硬盘容量。它的屏幕也是采用目前比较流行的视网膜IPS屏幕，这种屏幕给用户的感觉画面更加清晰，更加有视觉感，它的分辨率是1920*1080，能够和Windows8.1操作系统做到完美的结合，这样它的显示效果更加出色，触控操作也更加地准确。 台电X16HD的机身材料选择金属机身，厚度仅为8.2mm,并

27、且它带有磁吸键盘接口，能够方便地使用键盘和平板电脑相结合，更好地输入信息，这也是这款平板电脑和其它款具有不一样的特色。因此，这样独特的结构设计能够更好地突出这款平板电脑的便携特性。下图是它的整机和键盘相结合的图片信息：通过它的整机设计图我们可以更好地感觉到它的便携性，在不使用它的时候可以方便地拆除键盘，使用时能够快速方便地将键盘通过它的磁吸接口进行连接。 从台电X16HD的外观设计可以看出它的整机的长度比其它的要更加狭长，整体握感突出，周围边框也是比较宽的，虽然边框和现在流行的超窄边区别比较大，但是使用效果比较好，能够降低误触的几率。它的正下方是传统的win健，正上方是摄像头，像素达到200万

28、，能够比较清晰的展现用户需要的画面。从它的整体看来，结构非常简洁，具有一定的专业感。 台电X16HD的背面使用的材质是金属材质，用户触摸时的手感比较好，但是在重量要是比较欠缺的，这是金属材质无法避免的问题，虽然如此，在强度方面达到很高的水准，能够耐摔，耐挤压，这也是它的突出特点。它的背面还有一个后置摄像头达到500万像素，拍出的画面非常清晰。 它使用的接口主要有Micro USB和耳机接口，这是平板电脑必须具有的接口，另外它还设置了Mini HDMI接口，它的按键都主要设置在整机右上角的位置，有音量调节键和电源键，按键的使用感觉非常好。它的硬件配置主要使用了英特尔64位Atom3736F四核的

29、处理器，主频是1.33GHZ左右，除此之外配合了2GB的内存和32GB的硬盘。这样它的运行速度也是非常好的。表2-2 台电X16HD平板电脑的规格参数核心数四核操作系统Windows8双系统CPU主频2.16GHZ处理器构架X86 Bay Trail屏幕尺寸10.6英寸分辨率1920*1080触摸屏类型电容屏硬盘容量32GB内存容量2GB2.2国外品牌平板电脑的结构设计方案概述 2.2.1 美国iPad平板电脑的结构设计方案简介 iPad平板电脑目前是国内外结构性能等方面最好的平板电脑，深受国内广大用户的喜爱。iPad是由美国苹果公司在2010年正式发布的一款介于苹果的智能手机iPhone和笔

30、记本电脑产品MacBook 系列之间的平板电脑。自发布以来iPad经历了4代产品的发布，与此同时还相继设计开发iPadMini和iPadAir产品。iPad一共有四代不一样的产品，每一代都在原有的基础上做出了一部分的改动，在结构设计和它的性能等都有所进步。 iPadMini产品是由苹果公司设计、自主研发的一款整机最轻薄最便携的平板电脑产品之一。它的屏幕为7.9寸，不同于iPad的9.7寸屏幕，这款产品也受到人们的喜爱，最重要的因素在于它的轻薄便携。iPadMini显示屏分辨率达到1024*768，并且设有120万像素的前置FaceTime HD镜头和500万像素的后置iSight镜头，处理器等

31、硬件设备的规格与iPad 2相比较没有太大的差别，基本保持不变。除此之外它设有的立体声扬声器也是突出的特点，用户非常亲睐这款产品。 在iPadMini发布一年后的同一天，苹果公司召开发布会发不了最新产品iPadAir,它的尺寸和iPad一样都是9.7英寸，但是它的特点是更加轻，更加薄，这款新产品显示器继续采用视网膜显示器，而边框将变得更窄。和上一代产品相比较，它的厚度薄了整整20%，仅仅是7.5毫米，它的重量轻了将近30%，只有约454克，而它的上一代产品重量约635，减轻了大概181克的重量，由此可见它的便携性更加突出。iPadAir平板电脑在内部元器件方面的设计制造有了更好的突破，它采用了

32、苹果A7处理器，并且还设置了M7协处理器，和上代产品相比较，它的整体处理性能整整是上一代的8倍，更让我们惊讶的是它的图形处理能力更是提高了约72倍。它的后置摄像头是500万像素的摄像头，并且它支持1080p高清视频FaceTime。它的电池续航能力也比之前的产品有了提高，达到10小时。 在iPadMini和iPadAir后面几代的发展中，它们的整机厚度更薄，重量更轻，便携功能更加突出，通过对它们的整机结构设计和硬件设计，它们的散热性，防尘防潮特性更加进步，使用时很少受到外部设备的干扰，电磁兼容性更加好。表2-2 iPad平板电脑的环境需求指标作业温度0至35（32至95 F）非作业温度-20至

33、45（-4至113 F）相对湿度5% 至 95%，非冷凝状态最大作业高度3000米（10000英尺） 2.2.2韩国三星平板电脑的结构设计方案简介 随着美国在平板电脑的设计开发研究处于领先位置的时候，作为电子产品发展不错的韩国三星公司也将投入到平板电脑的市场竞争当中。当iPad问世抢占平板电脑市场时，三星不甘落后，通过自主研发合作推出三星各种不同型号的平板电脑累计多达11款产品。随着平板电脑的快速发展，平板电脑在PC产业的地位将会越来越重要，在PC产业中所占的比例也必将提升。虽然从目前市场反馈来看，iPad不管他的整机结构设计，性能还是它的全球销售额都处于领先的地位，但是三星产品的出现使得市场

34、品牌的格局发生变动，低价性能满足用户需求的平板电脑更加吸引人们的关注，性价比成为未来消费者选择平板电脑的主要因素。目前来说三星的Galaxy Tab产品更加吸引消费者的眼球，以三星Galaxy Tab为代表的Android平板电脑更具有鲜明的特点，三星的电话功能和它的便携性是区别于其他产品的最突出的特点。和平板电脑发展期相比较而言，目前阶段的平板电脑以IOS、Android为代表的系统与硬件的兼容性有了很大程度的提升。主要是产品的便携性、流畅度和用户操作体验等方面有了前所未有的突破。 韩国三星电子在2011年正式发布了第二代平板电脑产品Galaxy Tab 2.三星Galaxy Tab 2的规

35、格并不是高端机型。它使用了Android 4.0ICS系统和自主设计的TouchWiz UX操作界面相结合。它的屏幕采用PLSTFT屏幕并且配置了1GHz的双核处理器和1GB RAM、16/32G ROM。除此之外还配置了30万像素的前置摄像头和300万像素的后置摄像头，支持720p视频录制和1080p视频播放的功能。 三星Galaxy Tab 2的屏幕尺寸是10.1英寸，相对于iPad的要稍微大一点。分辨率达到1280*800.显示屏幕采用的材质并不是普通的TFT,而是三星特有的PLS材质。PLS材质和IPS材质相比较的优点更为突出，它的技术更加先进，并且功耗更低、亮度更高、透色彩更加丰富。

36、三星Galaxy Tab 2最让人们吸引的功能是它的通话功能，但比较局限的是它并没内置听筒，所以打电话必须要搭配蓝牙耳机。不过未来随着技术的发展，同时使用蓝牙耳机通话和使用平板电脑上网成为可能。三星Galaxy Tab 2的外观设计一直保持了它原来的时尚感，它的机身背板采用了经过处理的工程塑料材质，对指纹和油渍具有非常好的抵御功能，背板喷涂颜色为银色，增加了产品的质感和时尚感。接口方面，除了一般平板电脑有的耳机孔和TF卡槽，还内置专用的Dock数据接口。Android4.0具有比较优秀的操控性，因此它的机身正面也没有设置任何的按键，它只有在侧面配置了音量调节键和电源开机键。虽然三星Galaxy

37、 Tab 2并没有IPS屏幕，但是它的可视角度非常吸引眼球，水平角度可以达到145到155度左右，垂直角度也有135到145度左右，当倾斜角度过大的时候画面也不会很明显的失真效果，用户仍可以看到比较清晰的图像。表2-3 三星平板电脑的各项指标要求作业温度0至40非作业温度-15至45相对湿度5% 至 95%，非冷凝状态最大作业高度2500米三防防水、防尘、防震电磁兼容性主板级主被动防护，防电磁干扰和信息泄露 三星公司一直在品牌平板电脑的结构设计方面不断地改进，近些年推出了各种型号的平板电脑，使性能更加完善，结构更加满足设计要求。第3章 平板电脑结构设计具体设计方案研究3.1便携设计 用户之所以

38、选择平板电脑，是因为可以随时随地很方便地随身携带。因此对平板电脑进行便携设计变得非常重要。用户对平板电脑的便携性的要求将越来越高，在提高它的便携性的同时能够确保不会影响其它设计的实现。对平板电脑的便携性设计主要是考虑如何使它的机身变得更轻薄，和笔记本电脑相比较它的PC配置以及内部设计相差很远。如何提高平板电脑的便携性，最主要的就是它的设备尺寸来决定便携程度，而设备尺寸由屏幕尺寸所决定。虽然屏幕小的平板电脑可以很方便地随身携带，但是它的整体功能仅仅满足普通用户需求，而屏幕大的功能齐全，却不方便携带。所以要同时兼顾保证满足它的便携性和功能的实现。平板电脑的便携性是它的最关键参数之一，便携性好的平板

39、电脑它的设计和做工更加出色。选择好的背壳材质，可以将背壳做的很薄来减轻重量。通过对它的内部合理布局来减小机身的厚度，主板选择要小，尽可能地使电池在自身容量不变的情况下可以更大，而厚度可以更薄。在确保机身结实的前提下，机身的框架厚度要小并且螺丝的数量尽可能地要少。显示屏屏幕可以采用全贴合的技术这样可以减小机身的厚度。通过研究平板电脑便携性设计，可以发现平板电脑的屏幕尺寸，实际的重量以及整机的厚度都会在一定程度上影响着平板电脑的便携性。因此研究了一些平板电脑的结构设计内容，以下是对比表格：iPad Air 2Nexus 9原道W8S蓝魔i9S 实测重量439.1g425.3g491.3g351.8

40、g实测厚度6mm7.7mm8.8mm8.8mm背壳材质铝镁合金橡胶材质PVC塑料玻璃材质卡扣数量无36个26个无螺丝数量34颗20颗15颗17颗外屏材质康宁大猩猩屏康宁大猩猩屏普通玻璃屏普通玻璃屏屏幕贴合方式全贴合全贴合非全贴合非全贴合通过研究发现金属一体成型的机身和全贴合屏幕能够具有更好的便携性。随着科学技术不断地发展，未来会有更多的新型材料满足对平板电脑的便携性设计需求，因此便携性设计将不断地发展进步。 3.2散热设计平板电脑散热程度的好坏直接影响用户的选择，所以对平板电脑的散热设计变得至关重要。有效的散热能够使用户获得更好的体验，散热不好，产生热量多可能会使用户烫手，直接影响用户的使用。

41、笔记本电脑可以通过内部的风扇进行散热，而平板电脑和笔记本电脑不同，一方面它没有更多的空间设置风扇，另一方面考虑到它的便携性，所以平板电脑不采用风扇进行散热，所以在对平板电脑散热设计的时候必须考虑多方面的因素来寻找到更好的散热方式，设计出更好的散热产品。平板电脑发热的原因主要归结为两点，最重要的一点是核心硬件运行时散发出大量的热，另外就是平板电脑本身不合理的内部构造设计和不恰当的材质选择使热量不能及时地散发。和笔记本电脑一样，平板电脑产生热量最主要的来源同样是CPU和GPU，主控芯片的封装面积最大产生的热量最高，除此之外无线模块也成为第二大热量来源。平板电脑热量过高直接影响CPU的寿命和整机寿命

42、，影响到用户的使用，所以必须找到散热的有效方法对平板电脑进行散热设计。降低平板电脑的温度无非机身减少热量的产生和将热量快速地散发出去。第一，可以提升芯片制造工艺来降低热量的产生同时将提升它的性能；第二，可以优化芯片电源管理，可以根据不同的任务需求调用不同数量的处理核心数以此来节约时间功耗，也就能够降低热量的产生；第三，可以优化应用程序代码采用新的硬件接口技术来降低处理器的能量损耗，这样而来可以降低热量的产生。以上都是从根本上来降低热量的产生，还可以通过有效的散热方式进行散热，可以选用利于散热的材料，目前很少有平板电脑选择使用风扇散热，大部分的平板电脑会考虑采用金属材质的机身，并且能够在内部进行

43、合理布局芯片的位置可以有效的降低机身表面的温度。除此之外在机身的侧面可以设置散热孔，这样可以起到均匀地排气作用，不会引起机器局部过热。还可以利用导热材料热石墨膜和导热硅胶垫片这两种材料来进行散热。通过研究发现很多平板电脑都会选用石墨散热膜进行热传导，所以我们平时玩平板电脑时间过长的话都会感觉烫手，这是因为主芯片产生的热量通过石墨散热膜进行有效的热传导，将温度扩散出去，这样能够避免芯片不会因为运行的速度快产生大量的热量导致平板电脑局部热量无法分散而使平板电脑出现死机和烧坏电路板的问题出现。主芯片的发热量最大，因此在主芯片的下面放置石墨散热膜，这样可以通过主板背面将热量散发到平板电脑的外壳，而外壳

44、可以和空气有大面积地接触，能够有效地散热。如下图：显示屏幕的散热也是可以通过在芯片上方部位粘贴石墨散热膜，紧贴显示屏幕后面的金属框结构达到散热的目的。如下图：3.3防尘设计 3.3.1灰尘对平板电脑的危害灰尘无处不在，平时虽然我们不大去注意它，但它就在我们身边，而且它的存在对平板电脑造成了一定的危害。主要有以下几点：1. 灰尘如果长期时间的堆积会而不清理会影响整机散热效果；2. 灰尘进入机身会对电子元器件造成短路的影响；3. 灰尘如果过多的堆积会造成局部过热，内部零件和电源容易因发热而烧毁；4. 可能无法启动平板电脑，造成死机或者蓝屏现象；5. 由于静电作用灰尘会吸附在平板电脑主屏幕的表面，不

45、去除会影响感观效果。这些都是我们在生活中可能遇到的问题，但事实上可能更加严重，所以我们必须采取必要的措施来进行防尘处理，有效地保护好平板电脑不被灰尘所干扰。 3.3.2 防尘设计具体方案在平板电脑的结构设计中，如何做到比较好的防尘设计是至关重要的，防尘效果不好会影响到平板电脑的使用，而整机的密封性的好坏直接影响防尘的效果。因此，要使平板电脑能够具有更好的防尘功能，就必须能平板电脑的整机密封性入手，设计更好的结构来满足良好的密封性。平板电脑的屏幕暴露在空气中，空气中的粉尘无处不在，而屏幕由于静电的作用会吸附大量的粉尘，如果屏幕防尘效果不佳直接会影响到用户的视觉体验，而且又脏，直接接触可能会脏了用

46、户的手。所以必须对平板电脑采取必要的防尘措施。有很多的平板生产商采取在屏幕上使用密封胶，在某种程度上起到了一定的防尘效果，但是效果不是很明显。对于一些屏幕小型的平板电脑我们可以使用防尘网，但是对于屏幕相对比较大的平板电脑这种防尘网不大适用，我们可以使用硅酮胶全密闭形式来对屏幕进行防尘保护，但必须使用特殊工艺来完成这种形式。不仅如此，还可以通过使用屏保材料，这种屏保材料是透明的，很好的实现与屏幕的配合。由于平板电脑的屏幕是触摸屏和显示屏双层结构，所以可以从模具的结构设计出发来改造更好的屏幕结构。目前对平板电脑屏幕的防尘设计主要采用屏保材料和整机屏幕全密封相结合的形式保证具有一定的防尘效果，但是还

47、处于比较落后的状态。未来可以通过对模具结构的设计以及其它材料的选用来提升它的防尘效果。对于平板电脑机身整体防尘设计主要是依靠外壳的设计，可以选择铝镁合金外壳起到防尘的效果，通过使用卡扣将主屏幕和外壳相配合，具有密封的作用，但不是完全性的密封，还有一些通风口保证散热功能，这时可以使用防尘网进行防尘。平板电脑的侧面有一些插口，比如耳机孔等，可以使用防尘塞来密封耳机孔起到一定的防尘效果，方便实用。平板电脑的防尘不能做到很绝对的防尘效果，因此对内部的喇叭也要有防尘措施，可以选择防尘网。随着科技不断地发达，未来平板电脑的防尘将会做的越来越好。 3.4 防潮设计3.4.1 水汽对平板电脑的危害不管是在使用

48、或者是放置平板电脑的时候，对平板电脑所处环境的湿度有一定的要求，这是因为考虑到平板电脑的组成元器件和其他一些因素。环境温度过高或者过低都将直接影响到平板电脑系统的运行情况。根据平板电脑的可靠性测试标准可以知道平板电脑的相对湿度要求是5%至95%。如果平板电脑处在非常潮湿的环境中会使湿气附在平板电脑器件的表面，湿气一旦进入平板电脑的内部将会直接影响它的使用，会对电子电路板造成影响，甚至会导致短路而烧坏元器件。一些金属器件因此会发生生锈，线路板的绝缘性能也会变得更差。由于湿度过高会造成磁性材料在读写方面会发生一些错误，从而影响平板电脑的使用。平板电脑机身内部的元器件的接触部分由于湿度过高可能会造成

49、接触不良和漏电现象。湿度过低也同样会对平板电脑造成很大的影响，在极其低温的情况下，平板电脑容易出现静电现象，因为静电的产生容易吸附一些灰尘造成平板电脑短路以及读写错误的出现，损坏计算机线路，同时由于放电可能造成火灾，对人们的生命财产安全造成一定的威胁。因此不管湿度过高亦或过低对平板电脑都会造成一定的影响。潮湿的环境会严重影响到平板电脑的正常使用，所以对平板电脑的防潮设计也是非常重要的设计要求，设计的合理与否直接影响到平板电脑的寿命长短。为了保证用户能够更好的使用平板电脑，必须对平板电脑进行合理有效的防潮设计。 3.4.2 防潮设计具体方案在平时现实的环境中，难免会遇到潮湿的环境，水汽对平板电脑

50、的屏幕具有一定的危害性，因此平板电脑的屏幕能够防潮是必不可少的。屏幕的防潮设计和之前对屏幕的防尘设计内容基本类似，能够保证屏幕整体的全密封性。这是对屏幕本身的设计，同时不能保证显示屏不会有水汽的覆盖，这时我们需要用专用的擦拭抹布进行及时的擦拭或者可以将平板电脑装在防潮袋中。机身整体的防潮设计要保证机身整体的全密封程度，尽可能地减少通风口，减少水汽进入内部，选择合适的机壳能够起到防潮的作用。3.5电磁兼容性设计 3.5.1电磁干扰对平板电脑的危害电磁干扰对平板电脑最常见的危害是平板电脑受到外部强电设备的干扰或者系统内部的电磁影响造成系统性能的下降或者不能正常工作。电磁干扰对电子，电气设备和系统，

51、特别是对半导体器件的设备或者系统造成严重的破坏作用。主要有以下四点：1. 烧毁器件或者使器件受瞬变干扰；2. 影响电子电路正常的工作传递，影响电路工作性能和参数，对数据传输的准确性造成影响；3. 高压击穿，强电磁将会造成高电压的产生，击穿回路损坏器件；4. 涌浪冲击使涌浪电流进入壳体内部对内部敏感器件造成损坏。因此必须采取必要的措施来防止电磁干扰对平板电脑造成影响。 3.5.2电磁兼容性设计具体方案由于电磁干扰对平板电脑的性能和正常工作造成很严重的影响，所以必须对平板电脑进行必要的电磁兼容性设计。电磁兼容性设计的主要方法是屏蔽、滤波、接地等。选择合适的外壳材料能够有效的屏蔽电磁干扰，主要方法是

52、选择金属材料做成屏蔽壳体，利用绝缘材料进行涂覆、灌封。在内部电路设计中可以设置滤波电路防止干扰。选择正确的接地方式能够减少或避免电路间的互相干扰。保证电路板的电磁兼容性是平板电脑系统设计至关重要的部分，可以提高电路板的抗干扰特性，减小它的电磁辐射，提高电路工作的稳定性。具体的设计内容如下：1. 合理布局电子元器件在电路板上的位置，元器件之间不能靠的太近；2. 因为电源线和地线通过的电流比较大，线太细容易因发热影响寿命，所以电源线和地线尽可能是粗线；3. 要将电路板上的模拟电路以及数字电路严格地分开；4. 电路板可以采用双面印制的形式；5. 元器件的位置布局安排合理，尽可能地缩短连接距离和减少引

53、线；6. 元件的焊接和加工工艺合理。3.6塑料结构件设计选择合适的平板电脑外壳材质，能够保证它承载所有的零件，并且具有一定的强度抵抗外力的冲击。在选择平板电脑外壳材质的时候主要考虑它的物理性质，如密度、弹性系数、抗拉强度等。表3-1常见材料物理性质比较材料镁合金铝合金碳纤维ABS塑料密度1.8-1.87g/cm2.63-2.79g/cm1.76g/cm1.04g/cm弹性系数45GPa71-72.4GPa228GPa2.3GPa抗拉强度165-300MPa172-330MPa3200MPa40MPa 目前比较常用的材料为铝合金或镁合金或者镁铝合金，它们的强度要比塑料高很多，外壳的厚度可以降低更多。镁铝