摘要：机顶盒最早起源于上个世纪九十年代初，其作为解决电视数字化改造的方案应运而生，在世界各国都得到了大范围的普及推广。目前，伴随着智能家电的日益增长，人机交互需求的日益频繁，电视机顶盒结构设计也要重视其人机功能及环保等方面的设计，为此，本文选取了一种电视机顶盒的结构设计为实例展开论述。
关键词：电视；机顶盒；结构设计
1.电视机顶盒概述
机顶盒又称数字视频变换盒，是连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数字内容，包括电子节目指南、因特网网页、字幕等等。
2.电视机顶盒的发展历程
2.1作为信号转换装置的机顶盒
机顶盒起源于20世纪90年代初，当时主要是欧美国家有线电视台为解决有线电视收视费问题而设计的一个解扰设备。机顶盒作为数字电视（DTV）辅助设备是从20世纪90年代后期欧美国家试播数字电视和高清数字电视（HDTV）开始的。它的主要作用是使用户能够用原有的模拟电视机收看数字电视节目和高清数字电视节目，即提供数/模信号转换功能，通常把这类机顶盒称为数字电视机顶盒。
2.2集成机顶盒
随着机顶盒技术的发展和需求的增多，机顶盒逐渐增加了一些附加功能，如在机顶盒上加上预告节目的电子节目指南，发布政府惠民信息的数据广播，增加收入的VOD点播，用于管理机顶盒的用户管理系统和用于控制收费的CA系统等。这样，一个清晰的“集成机顶盒”功能实现架构就呈现出来。它的技术特点是各种软件相互集成在一起，一次成型难以改变，因而这种机顶盒的过渡性体现得非常明显，在“开放”“交互”理念的深入普及下，这一技术也必然会遭到淘汰。
2.3互联网智能电视机顶盒
为了突破集成机顶盒的单向性，在IT技术和新媒体技术的推动下，智能机顶盒随之出现。它拥有传统机顶盒所不具备的应用平台优势，成为连接电视、网络和程序之间的智能设备；它可配合各类外围应用终端，可以很方便地扩展基于家庭通信、娱乐和生活应用的各项服务，为家庭用户提供更加丰富多彩的综合信息服务，具备多接口、多业务感知和承载、可管理等特点。在互联互通的网络时代，智能电视机顶盒的标配就是网络功能模块，所以智能电视机顶盒也叫做互联网智能电视机顶盒。
3.电视机顶盒结构设计实例分析
某电视机顶盒在设计过程中严谨地考虑其材质、结构及人性化等问题，以保证产品的坚固性并满足环保要求。该机顶盒在设计中考虑到产品生产过程的稳定性，因此在设计时采用简单、成熟的“组合式”产品结构。产品由前面板组件（前面板、按键、导光柱、装饰片）、上盖、下盖和PCB板组件等四部分组成，为电子部分提供支撑、定位、电磁保护、指示灯功能，并起到美化产品的作用，该机顶盒结构的具体结构设计要点如下：
3.1材质选用
3.1.1该产品对质量及环保方面要求严格，因此铅（Pb）、汞（Hg）、六价铬（Cr6+）、多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）最大允许含量为0.1%（1000ppm）、镉（cg）为0.01%（100ppm）。
3.1.2材料的普遍性。所选用的材料应该在市场上很容易找到。
3.1.3材料的易加工性。所选用的材料必须可以用常规的加工手段就可以加工出合格的产品。
这款机顶盒产品塑料选ABS和PMMA，五金材料选SECC，都符合以上要求。
3.2强度要求
该机顶盒产品的结构部分要为电子部分提供支撑、定位、保护等功能。根据产品的负荷大小、抗震、抗冲击要求来进行强度、刚度设计验算。在进行强度和刚度设计时要考虑结构件的连接方式和结构，可以增加折弯或压筋来增加结构件的强度和刚度等。
3.3人机要求
该电视机顶盒在造型方面引入工业设计思想，要求形体比例协调，符合工艺和审美要求，并遵循体量平衡原则，力求整体和局部相适应，外形美观大方；色彩方面应用色彩学理论，从色相、明度、饱和度入手，色彩配置有利于设备功能的发挥，适应操作者对色彩的心理要求，并与周围的环境相适应。总之，使操作者感到方便、灵活、安全、舒适、便于操作、观察和监视。鉴于以上原理，该产品突出一个几个重点：
3.3.1该产品根据当前人们的消费审美的习惯，整机采用亚黑色和亮银色。
3.3.2由于机顶盒是方方正正的形态，上盖和前面板接合收容易形成尖角利边，如下图1所示。上盖是由镀锌板折弯而成，折弯处会形成圆角；如果前面板没在这里做圆角，或者与上盖的圆角半径不一致，就形成尖角或利边。
铁板折弯形成圆角半径：R=2xt
t为铁盖的厚度；这个产品 t=0.6mm；圆角半径为 1.2mm，所以前面板的四个角也要做半径为 1.2mm 的圆角。
3.3.3前面板与上盖接合处不可有段差，因为上盖是由厚度为0.6mm 的上盖。
3.3.4前面板与上盖接合处不可有离缝。
3.4工艺性要求
该产品前面板采用工程塑料 ABS和 PMMA。产品设计中，在满足强度需求和外观要求的情况下要兼顾工艺要求。
3.4.1壁厚设计
壁厚的大小取决于产品需要承受的外力的大小、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。从经济角度来看，过厚的产品会增加物料成本，延长生产周期，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品会导致产生空穴、气孔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。
3.4.2转角位置设计
转角位的设计准则也同样适用产品中的于悬梁式扣位。因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯曲嵌入，转角位置的设计图说明如果转角弧位 R太小时会引致其应力集中系数过大，产品弯曲时容易折断，弧位 R太大的话则容易出现收缩纹和空洞。因此，圆弧位和壁厚采用 0.5的比例值。
结束语：综上所述，文中分析机顶盒结构的设计通过了落摔测试、振动测试，老化测试，盐雾测试以及高低温环境测试，并顺利通过了质监部门的验测，因此具有一定的推广应用价值。今后，随着数字电视和网络技术的发展，电视机顶盒的功能将更加完善，因此，这就需要相关结构设计人员的研究，设计出符合当前时代发展的电视机顶盒。
参考文献
[1]赵向阳.一种基于交互式视频网络的高清机顶盒[J].电视技术.2010.
[2]吴劲松.数字电视机顶盒设计及发展[J].现代电子技术.2011.
[3]庞力源.基于三网融合的立式机顶盒创新设计[J].中国高新技术企业.2017.
论文作者:杨俊奇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/7
标签：机顶盒论文; 电视论文; 产品论文; 上盖论文; 前面板论文; 数字电视论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;