МЕХАТРОННЫЙ БЛОК Российский патент 1997 года по МПК H05K7/12 H05K5/00 

Изобретение относится к области техники использующей синтез электроники и механики мехатронике, направлено на повышение стойкости и адаптируемости мехатронных устройств к воздействиям окружающей среды и может использоваться в широкой гамме радиоэлектронных, механических, электромеханических, оптических и других приборах бытового и специального назначения.

Наибольший опыт в производстве приборов использующих синтез электроники, механики, оптики, а так же гидравлики и пневматики имеет радиоэлектронная отрасль промышленности.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий корпус, установленные в нем субблоки на печатных платах с ручками, соединенные разъемами с коммутационной панелью, и крышку с прокладками из упругого материала, размещенными между внутренней поверхностью крышки и ручками субблоков, в пазах крышки. Прокладки выполнены ступенчатой формы с определенным соотношением параметров, описанных в описании изобретения (11).

Выполнение прокладок из упругого материала ступенчатой формы позволяет гасить энергию колебаний при воздействии знакопеременных динамических нагрузок и защищать от них платы. Учитывая, что основная доля возмущений имеет небольшую частоту, а для решения задачи виброизоляции необходимо амортизаторам придать большую податливость желательно выполнение прокладок на основе тканых материалов, которые обладают лучшими упруго-диссипативными характеристиками в нижнем диапазоне частот. Кроме этого, в условиях случайного приложения ударных нагрузок деформации корпуса могут находиться за пределом упругости конструкционного материала, что влечет изменение внешнего вида прибора вплоть до поломок.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа радиоэлектронный блок, содержащий корпус с жестко закрепленным внутри него демпфером, выполненным в виде соединенных между собой тканым материалом валиков из ткани, и функциональный узел, закрепленный на демпфере. При этом демпфер снабжен установленной в корпусе двухслойной оболочки (2).

При воздействии на блок внешних динамических нагрузок, между слоями тканого материала валиков возникает сухое трение, которое обеспечивает гашение энергии колебаний.

Данная система хорошо решает задачу гашения энергии знакопеременных нагрузок, однако корпус, как и в аналоге, не восстанавливает первоначальную форму после снятия ударных нагрузок.

Целью изобретения является повышение надежности в условиях случайного приложения широкого спектра ударных и знакопеременных нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в мехатронном блоке, содержащем функциональный узел и демпфер в оболочке, жестко соединенный с функциональным узлом, демпфер выполнен полым из упругого материала, оболочка эластична и охватывает демпфер по всей его наружной поверхности, а функциональный узел размещен в полости демпфера. Органы соединения, контроля и управления размещены в объеме демпфера и жестко прикреплены к оболочке демпфера. Функциональный узел закреплен с помощью разъемного соединения в жестком каркасе и совместно с ним размещен в полости демпфера. Функциональный узел имеет наружную панель. Органы соединения, контроля и управления размещены на наружной панели функционального узла. В качестве материала демпфера использован вспениваемый материал. В качестве материала оболочки демпфера использована кожа. В качестве кожи использованы заменители кожи, текстиль или вязанный материал. В качестве оболочки демпфера использована лакокрасочная пленка.

На фиг. 1, 2 представлен общий вид блока и его конструктивное исполнение.

Мехатронный блок (фиг. 1), содержит функциональный узел 1 жестко закрепленный в полом демпфер 2 из упругого материала, например, газонаполненного полимера. Демпфер 2 по всей своей наружной поверхности покрыт эластичной оболочке 3 из кожи, искусственной кожи, ткани или вязаного материала соединенных по форме швейным или сварным швами. Функциональный узел 1 может крепиться во внешнем жестком каркасе 4 с помощью разъемного соединения 5 и совместно с ним размещаться в полости демпфера 2 (фиг. 2). Органы соединения 6, контроля 7 и управления 8 могут размещаться в панели 9 функционального 1 (фиг. 2) или в объеме демпфера 2 и жестко крепиться к оболочке 3 (фиг. 1). Демпфер 2 может выполняться из газонаполненного материала образующего при формообразовании внешнюю однородную плотную безячеистую поверхность покрываемую сверху оболочкой из лакокрасочного материала.

В процессе эксплуатации мехатронного блока (фиг. 1) оболочка 3 демпфера 2 придает ему внешнюю форму с требуемым расположением органов соединения 6, контроля 7 и управления 8 и совместно с демпфером 2 защищает функциональный узел 1 от внешних знакопеременных и ударных нагрузок. За счет упруго-диссипативных свойств материала демпфера 2 происходит гашение энергии и восстановление первоначальной формы оболочки 3 внешней поверхности демпфера 2. Закрепление функционального узла 1 во внешнем жестком каркасе 4 с помощью разъемного соединения 5 (фиг. 5) позволяет оперативно менять функциональные узлы.

Использование предлагаемой конструкции повышает надежность работы приборов в условиях случайного приложения широкого спектра ударных и знакопеременных механических, гидро- и газодинамических нагрузок, и температурных полей.

Область использования изобретения: изобретение относится к механике и может быть использовано при проектировании радиоэлектронных, механических, электромеханических, оптических и других приборах бытового и специального назначения, используемых в условиях широкого спектра ударных и знакопеременных нагрузок. Сущность изобретения заключается в том, что в мехатронном блоке, содержащем функциональный узел 1 с внешней панелью 9, органами соединения 6, контроля 7 и управления 8 и демпфер 2 в оболочке 3, жестко соединенный с функциональным узлом 1, демпфер 2 выполнен полым, а оболочка 3 демпфера выполнена из эластичного материала и размещена на всей его внешней поверхности, причем функциональный узел 1 размещен в полости демпфера 2, при этом органы соединения 6, контроля 7 и управления 8 размещены в полости демпфера 2 и жестко прикреплены к оболочке 3 демпфера 2, функциональный узел 1 закреплен в жестком каркасе 4, внешняя панель 9 закреплена на оболочке 3 с ее внешней стороны, в качестве эластичного материала оболочки 3 использован вспениваемый материал или кожа, или текстильный материал, или лакокрасочная пленка. 8 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Мехатронный блок, содержащий функциональный узел с внешней панелью, органами соединения, контроля и управления и демпфер в оболочке, жестко соединенный с функциональным узлом, отличающийся тем, что демпфер выполнен полым, а оболочка демпфера выполнена из эластичного материала и размещена на всей его внешней поверхности, причем функциональный узел размещен в полости демпфера. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что органы соединения, контроля и управления размещены в объеме демпфера и жестко прикреплены к оболочке демпфера. 3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен жестким каркасом, на котором с помощью разъемного соединения закреплен функциональный узел, при этом функциональный узел с жестким каркасом размещены в полости демпфера. 4. Блок по п. 1, отличающийся тем, что внешняя панель функционального узла закреплена на оболочке демпфера с ее внешней стороны, при этом органы соединения, контроля и управления размещены на внешней панели. 5. Блок по пп. 1 4, отличающийся тем, что в качестве эластичного материала оболочки демпфера использован вспениваемый материал. 6. Блок по пп. 1 4, отличающийся тем, что в качестве эластичного материала оболочки демпфера использована кожа. 7. Блок по п. 6, отличающийся тем, что в качестве кожи использована искусственная кожа. 8. Блок по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что в качестве эластичного материала оболочки демпфера использован текстиль или вязаный материал. 9. Блок по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что в качестве эластичного материала оболочки демпфера использована лакокрасочная пленка.