Nextion嵌入式工业触控显示模组结构设计

　　这款显示模组的结构设计，最初是面向小型嵌入式工控终端、桌面级检测设备的人机交互场景做的适配，日常在便携检测仪器、小型自动化单机的操作面板上，这类尺寸的显示屏是选型时的高频选项，既要保证足够的显示区域承载参数、操作按钮的界面内容，又不能占用过多设备内部的安装空间，还要兼顾现场装配时的走线、固定效率。从实际使用的角度出发，这类显示屏在设备上承担的核心作用是实现操作人员和设备主控单元的信息交互，既要实时反馈设备运行的状态参数、故障提示，也要支持触控输入完成参数设置、功能切换的操作，所以结构设计上首先要保证屏幕面板的防护性，边缘做了阶梯式的止口结构，装配时可以和设备面板的安装槽紧密贴合，避免日常使用中灰尘、少量溅液从装配缝隙渗入设备内部，影响屏幕排线或者内部电路的稳定性。

　　设计过程中没有直接沿用公版的屏幕裸板结构，而是在原有屏幕核心板的基础上，拓展了两个实用的附属安装结构：一个是侧置的电池仓位支架，另一个是SD卡的固定支撑结构。做这两个结构的初衷，是考虑到很多便携类检测设备、脱机运行的小型控制终端，不会一直依赖外部供电，需要预留备用电池的安装位置，公版屏幕本身没有预留电池固定的结构，要是直接把电池用双面胶粘贴在壳体内，一方面后期维护拆卸不方便，另一方面设备在移动、受振动的时候电池容易移位，拉扯供电排线造成接触不良，所以专门在屏幕背板的侧方设计了卡扣式的电池支架，支架的限位筋刚好贴合常规选用的软包锂电池轮廓，不需要额外打胶或者上螺丝就能把电池牢牢固定在指定位置，同时预留了走线的槽位，让供电排线可以顺着背板的加强筋内侧排布，避免排线被其他结构件挤压磨损。而SD卡支架的设计，是考虑到这类Nextion屏幕本身支持通过SD卡导入界面工程、更新固件，很多设备批量生产的时候，会用SD卡完成屏幕程序的批量烧录，后期现场维护的时候也可能需要通过SD卡导出运行日志或者更新界面，公版屏幕的SD卡槽是直接裸露在板边的，插卡之后卡体突出板边一部分，要是设备内部空间紧凑，很容易在装配外壳的时候把SD卡顶歪，甚至损坏卡槽焊盘，所以专门做了SD卡的导向支撑结构，插卡的时候可以顺着导向槽推入，插到位之后卡体完全被支架限位，不会因为外力偏移，同时支架上预留了插拔的缺口，用指甲就能轻松完成SD卡的插拔操作，不需要额外借助工具。

　　从安装边界的尺寸来看，整个显示模组的四个角都设计了带安装孔的固定耳，安装孔的位置和同尺寸工业显示屏的通用安装孔位完全兼容，不管是做新设备的结构设计，还是替换老设备上损坏的同规格屏幕，都不需要重新在面板上打孔，直接用M3的螺丝就能完成固定，固定耳的厚度做了加厚处理，拧紧螺丝的时候不会因为应力集中造成固定耳开裂，哪怕是需要经常拆卸维护的场景，也能保证足够的结构强度。屏幕本体的四周做了0.8mm的凸台，装配的时候这个凸台会嵌入设备面板的开孔里，一方面可以快速定位，让屏幕在装配的时候不会出现偏移，另一方面凸台和面板之间可以粘贴薄的泡棉胶条，进一步提升装配后的密封性能，适合在有少量粉尘、湿度稍高的车间环境下使用。背板上的排线接口位置做了下沉式的避让空间，屏幕和主控板连接的FPC排线插好之后，接口上方的空间足够容纳排线的弯折半径，不会因为排线弯折角度过大造成线芯断裂，同时接口旁边设计了小小的压线卡扣，排线插好之后可以把线卡在卡扣里，避免设备受振动的时候排线松脱。

　　实际建模的时候，所有的安装尺寸都按照实际硬件的公差做了适配，固定孔的孔径、支架的限位尺寸都留了合理的装配间隙，不会出现加工后装不上的问题，电池支架的内部尺寸比选用的电池标称尺寸大了0.2mm，哪怕电池本身有一定的厚度公差，也能顺利放入支架里，不会出现卡滞的情况。SD卡支架的导向槽尺寸按照标准SD卡的外形公差做了适配，插拔的时候手感顺畅，不会出现过松或者过紧的情况。整个模组的外形轮廓方正，没有多余的突出结构，在设备内部布局的时候，可以很好的贴合壳体的内壁，最大化利用设备内部的空间，对于内部空间紧张的小型便携设备来说，这种紧凑的结构设计可以有效降低整体的外壳尺寸，让设备做的更加轻便。另外，屏幕上方的固定小凸台是专门预留的光敏电阻或者触控指示灯的安装位，要是设备需要实现自动亮度调节或者操作状态指示的功能，可以直接在这个位置加装对应的元件，不需要额外修改结构，拓展性足够覆盖大多数小型工控设备的使用需求。