TI Stellaris开发板尺寸等效结构模型

　　在嵌入式硬件开发的前期结构适配环节，很多结构工程师都会遇到板卡与安装腔体干涉、排针引脚与外围接插件对位不准的问题，这类尺寸等效模型的核心作用，就是在正式打样PCB之前，完成结构层面的匹配验证，避免硬件打样后出现装配公差问题。这个模型还原的是TI Stellaris系列开发板的完整外部安装边界，板体本身的长宽尺寸严格参照实物的安装孔位、边缘轮廓做1:1复刻，板上的排针引脚高度、接插件凸起高度、按键的凸起尺寸都做了精准的尺寸还原，甚至板载USB接口的外伸长度、位置都和实物保持一致，完全可以用来做外壳腔体的空间校核、安装柱的位置匹配。很多做嵌入式设备集成的工程师，在设计产品外壳的时候，不需要等待硬件板卡打样回来，

　　就可以用这类尺寸模型提前完成结构设计，把结构设计和硬件设计的流程并行推进，大幅缩短整个产品的研发周期。模型里的PCB部分仅做外形轮廓的还原，没有还原内部的电路走线与层叠结构，这也是尺寸等效模型的典型特征——它的核心服务对象是结构设计人员，而非硬件电路设计人员，所以不需要呈现电路相关的细节，只需要把所有会影响装配的外部尺寸特征做精准还原即可。板体下方的支撑垫高块也做了尺寸还原，这个垫高结构是很多开发板用来抬高板体、避免底部焊盘与安装平面短路的常用结构，在做外壳设计的时候，这个垫高块的高度、占用的底部空间都需要纳入腔体的尺寸计算里，不然很容易出现板体装进去之后底部被顶住、螺丝孔位无法对齐的问题。板上的排针是两排对称布置的长排针，

　　排针的引脚间距、每一排的引脚数量、排针高出板体的高度都严格参照实物，在设计外接扩展模块的时候，这个排针的位置尺寸可以直接用来做扩展板的孔位对位，避免扩展板做出来之后插不进排针、或者引脚对位偏移的问题。板上的几个功能按键的位置、凸起高度也做了还原，在设计外壳的按键开孔的时候，可以直接参照这个模型的按键位置来确定开孔坐标，不需要等实物板回来反复测量调整。USB接口的位置在板体的侧边，接口的外伸长度、接口的厚度尺寸都和实物一致，设计外壳的USB避让开口的时候，可以直接用这个模型的接口轮廓来做开孔的切割参考，保证开口位置和接口完全对齐，不会出现插头插不进去的问题。这类尺寸等效模型在嵌入式产品研发流程里的应用场景非常广泛，

　　除了前期的外壳结构设计，还可以用来做产品内部的走线空间规划，计算板卡安装后剩余的内部空间，确定电池、连接线等其他部件的布置位置，避免各个部件之间出现空间干涉。很多初创团队在做快速原型验证的时候，用这类尺寸模型配合3D打印的外壳，可以在硬件板还没完成调试的阶段就先把外壳的结构验证完毕，等硬件板调试完成之后直接装配即可，能节省至少一到两周的研发等待时间。在做模型设计的时候，所有的外部特征都做了简化处理，没有做不必要的细节刻画，比如板上的丝印文字、细小的贴片元件都没有做精细建模，只保留了会影响装配尺寸的凸起结构，这样模型的文件体量更小，在大型装配体里调用的时候不会占用过多的软件运行资源，不会出现装配体卡顿的问题。板体四个角的安装孔位置、孔径大小也完全参照实物，在设计安装柱的时候，可以直接匹配对应的孔径和孔位坐标，保证安装柱和板体的孔位完全对齐，不需要后期反复调整孔位位置。排针的引脚做了等径的圆柱还原，没有做引脚末端的尖点细节，因为在结构校核的时候，只需要知道排针的整体占用空间即可，引脚末端的细节不会影响装配判断，做简化处理反而能提升模型的使用流畅度。板上的复位按键、功能按键的按压行程对应的凸起高度也做了还原，设计外壳按键的时候，可以根据这个高度来确定按键帽的行程空间，保证按键按压的时候不会被外壳卡住，能正常触发功能。