（蚌埠依爱消防电子有限责任公司）
一、摘要
集中电源集中控制型消防应急照明灯具为公司新一代两线制消防应急灯具。产品采用全注塑工艺，产品需要具有良好亲和性，兼顾和匹配各种适用场合的风格需求。相应地，产品的结构设计需要从生产、装配、自动化生产到工程安装每个阶段统筹兼顾，考虑到每一个细节。
二、产品定位
集中电源集中控制型消防应急照明灯具适用于安装在一般工业与民用建筑中，为人员疏散、消防作业提供疏散指示的消防应急灯具。产品依GB17945-2010《消防应急照明和疏散指示系统》标准设计。
新一代两线制应急照明灯具打破消防报警行业“总线+电源线”的枷锁，直接去除24V电源线，总线在实现通讯的同时能够提供24V直流电源。在长距离通信、非标信号线、单回路远超正常数量的照明灯具的环境下，依旧能够正常稳定运行。
灯具适宜于直接安装在普通可燃材料表面，不含污染环境的重金属或有毒材料。产品待机功率较低符合绿色能源的要求。
灯具为户内型其工作原理：灯具由内置的微处理器检测灯具内部的光源状态，并接收应急照明控制器的命令改变灯具状态来控制光源的亮灭，可以在紧急疏散时为人员疏散提高照明，工作稳定可靠。发现火警时，应急照明控制器根据火警信息计算判断安全的疏散路径（或根据预案）使灯具点亮，为人员疏散提供应急照明。灯具通过电子编码，唯一ID地址，可通过应急照明控制器在线设置地址。
三、结构设计问题及解决办法
1.圆形PCB线框图的绘制
探测器类结构件壳体为圆形但是电路板均为方形，新一代两线制应急照明灯具的PCB板为公司为数不多的圆形电路板。
5405B线框图
上图分别为5405X和5405BPCB线框图，对于此类圆形或异形电路板的线框图绘制应重点考虑以下两点，其一是方便拼版，两种灯具PCB板的四角均做了四角对称切边处理，为保证拼版牢固建议最大切角尺寸不小于15mm；其二是对称形状的电路板应防止误装，两种灯具的PCB板上均设计有Ф5和Ф2的一大一小防误装过孔。
PCB采用铝基板，由于照明灯具功率和发热都比常规的消防电子产品要大，为了提高散热效率PCB采用铝基板，铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。
吸顶灯具和壁挂灯具的主板采用一体化装配设计，生产调试好的主板和灯板通过7芯插针连接，在装配时只需要一次性装入主板到固定板上即可。
吸顶灯具作为选配设计有人体感应类开关，又叫热释人体感应开关或红外智能开关。当人进入感应范围时，灯具人体感应传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通灯具，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭灯具。
灯具在尺寸做到直径100，行业内应急照明灯具一般都比该尺寸大25%以上，灯具照度达到国标要求，选用光强较大的贴片灯并高密度排布在直径60的灯板上。此外，采用汽车尾灯式透镜设计并进行改良定制，可以最大限度减少光损耗。
2.考虑人机交互习惯
产品的设计最终是要交由消费者去使用的，设计者在设计阶段除了考虑到生产装配需要还需要重点关注消费者的人机交互习惯和使用需求。
逆时针安装底座 顺时针安装底座
上图为设计的两版底座图纸，左图安装底座在设计时未考虑到人机交互和工程安装习惯将灯具与底座的装配方式设计为逆时针旋转装配，在手板试装后进行了更改，采用了符合人机交互的顺时针方向装配。
3.考虑产品的使用环境和安装要求
消防电子产品在设计阶段就必须考虑到使用环境和工程安装的需求，有时候工程上的安装需求分为多种，这通常就需要不同的产品结构设计来实现。
上述为第一版簧片在底座上采用国标ST2.5x6.5-C-F自攻螺钉安装后的效果，在设计时由于整体簧片宽度已经定型，安装孔的位置距离簧片较近，在打螺钉时会存在螺丝刀到头与簧片干涉的现象，在整体尺寸无法变动的情况下通过调整簧片折弯高度和角度以及折弯尺寸来细微调整，改进后的簧片安装时无干涉现象。
5.整机产品需考虑安装接线
整机类产品一般都需要安装接线，不同的产品有不同的安装接线要求，在设计时需要明确具体接线要求包括接线端子数量、位置和线缆粗细等。
开始设计阶段因忽视了安装接线要求，底座的设计中方垫组合螺钉沿用方垫组合螺钉M4x8-8x8x1.5，在实际负载车装配过程中发现照明灯具底座接线电缆一般比探测器类要粗，当工程使用较粗的线缆接线时会存在方垫螺钉压不牢的现象，对底座结构和方垫螺钉型号进行更换，采用M4x8-9x9x1.5方垫螺钉，问题得以改善。
6.手板和首样试装一定要仔细
注塑件在图纸设计完成后一般需要进行手板加工，在手板确认无误后进行开模，开模完成后也会送首样，对手板和首样的试装一定要仔细，尽量将结构问题暴露在手板之中。
在手板试装中由于不仔细对存在的灯具与底座“安装卡顿现象”没有及时发现，后来通过开模后的首样试装才发现该问题，经过分析主要有三个原因导致，其一是底座导向存在半圆形凸台，该凸台设计之初的意图是保证卡扣的牢固性，但是在实际旋转安装时该凸台可能会导致旋转时卡顿；其二是固定板簧片两端固定板高度高出簧片厚度，存在一个凸台，该凸台与底座配合时旋入和退出均会产生卡顿；其三是固定板底部的L型限位过高，在与底座安装时可能会拉扯线缆造成卡顿。
如上图所示是在首样中找到的导致卡顿的三个原因，对于底座凸台卡顿经过讨论因有底座簧片与固定板通过簧片安装紧固，可以直接将底座凸台去除；固定板凸台在设计之初是为了在自动簧片机上对簧片的插入有个限位，借鉴6012固定板设计经验将左右凸台做到与簧片厚度齐平同样可以上自动簧片机，卡顿得以解决；固定板背面的限位是有利于在自动簧片机上进行机械定位的，通过降低高度调整到1.2mm，该高度既能保证自动的定位又能防止安装时与线缆拉扯。
论文作者:吴松
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
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