Радиоэлектронный блок
Область использования: изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструированию блоков радиоэлектронной аппаратуры, работающих в условиях повышенных динамических нагрузок. Сущность изобретения: радиоэлектронный блок позволяет защитить печатные платы от действия динамической нагрузки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, исключить отрыв демпфирующего узла от платы. Блок содержит корпус, установленные в нем печатные платы, на которых закреплены демпфирующие узлы, состоящие из инерционной массы, соединенные с платой текстильной застежкой. Инерционная масса имеет дополнительные упругие элементы крепления с платой, взаимодействующие с текстильной застежкой. 41 з. п. ф-лы, 38 ил.
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструированию блоков радиоэлектронной аппаратуры, работающих в условиях повышенных динамических нагрузок.
Известен радиоэлектронный блок [1] , содержащий корпус и размещенный внутри него функциональный узел, представляющий собой жесткую печатную плату с размещенными на ней радиоэлементами. Функциональный узел прикреплен к стенкам корпуса посредством демпферов, выполненных в виде разнотипных фрагментов текстильной застежки, закрепленных своими кромками на функциональном узле и стенках корпуса соответственно. Основные недостатки известного радиоэлектронного блока. При воздействии на радиоэлектронный блок предельных динамических нагрузок происходит одновременное расцепление фрагментов текстильной застежки и отрыв функционального узла от стенки корпуса, что приводит к разрушению радиоэлементов и платы с одновременным выходом из строя радиоэлектронного блока. В случае использования в радиоэлектронном блоке гибких печатных плат отрывы функционального узла от стенки корпуса могут происходить сначала в центральной его части за счет деформации платы, а затем по его кромкам. При этом предельные динамические нагрузки могут быть существенно меньшими, чем в первом случае. Схема крепления печатной платы в известном радиоэлектронном блоке предполагает существенное увеличение массогабаритных характеристик за счет необходимости повышения конструктивной жесткости функционального узла. Известен также радиоэлектронный блок [2] , содержащий корпус, установленные в нем печатные платы, на которых закреплены своими опорными основаниями демпфирующие узлы, каждый из которых состоит из инерционной массы, соединенной с платой упругими элементами. В известном радиоэлектронном блоке [2] за счет использования демпфирующих узлов, установленных на печатных платах и работающих на принципах динамического гашения колебаний, можно добиться более лучших массогабаритных характеристик, чем в радиоэлектронном блоке [1] . Однако демпфирующие узлы, использованные в блоке [2] , не позволяют защитить платы от действия динамической нагрузки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, имеют сложную конструкцию и низкую надежность. Целью изобретения является создание конструкции радиоэлектронного блока, позволяющего защитить печатные платы от действия динамической нагрузки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, исключить случаи отрыва демпфирующего узла от платы, обеспечить увеличение энергоемкости платы, подавление акустических шумов, уменьшение виброускорений, повышение надежности блока. Для защиты печатной платы от действия динамической нагрузки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и исключения отрыва демпфирующего узла от платы в радиоэлектронном блоке, содержащем корпус, установленные в нем печатные платы с закрепленными на них своими основаниями демпфирующими узлами, включающими инерционные массы, соединенные с платой упругими элементами, упругие элементы выполнены в виде взаимодействующих друг с другом разнотипных фрагментов текстильной застежки, закрепленных на обращенных друг к другу поверхностях платы и инерционной массы. Причем инерционная масса имеет дополнительные упругие элементы крепления с платой, взаимодействующие с фрагментами текстильной застежки. Увеличение энергоемкости обеспечивается за счет закрепления одного из фрагментов текстильной застежки на плате. В этом случае фрагмент текстильной застежки, нанесенный на плату, выполняет функцию вибропоглощающего покрытия, имеющего высокое внутреннее трение. Высокая энергоемкость также обеспечивается за счет наличия сухого трения между взаимодействующими фрагментами текстильной застежки, нанесенными на плату и инерционную массу. Кроме того, энергоемкость радиоэлектронного блока увеличивается за счет противофазного взаимодействия колеблющейся платы и инерционной массы под действием вибрационной или ударной нагрузки. Инерционная масса, установленная на плате с помощью текстильной застежки, в этом случае работает как динамический гаситель колебаний. При этом обеспечивается защита от динамических воздействий в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Широкий частотный диапазон указанного динамического гасителя колебаний обеспечивается за счет совмещения спектра резонансных частот печатной платы и упругих элементов взаимодействующих фрагментов текстильной застежки. Выравнивание частотной характеристики обеспечивается за счет демпфирования колебаний текстильной застежкой (вибропоглощающее покрытие и сухое трение), а также за счет использования дополнительных упругих элементов крепления, выполняющих функцию дополнительных демпферов. Дополнительные упругие элементы крепления используются также для исключения случайного отрыва инерционной массы от платы при воздействии предельной ударной нагрузки. Для регулирования частотных характеристик печатной платы инерционные массы, размещенные на каждой из сторон платы, могут устанавливаться соосно или со смещением относительно оси симметрии одной из масс. Для регулирования частотных характеристик печатной платы инерционные массы могут быть выполнены или многоугольной, или цилиндрической, или овальной формы. Для уменьшения сопротивления воздушному потоку в радиоэлектронных блоках коробчатой формы, а также в воздуховодных и волноводных конструкциях инерционные массы выполнены или каплевидной, или клиновидной, или полусферической формы, или с поверхностью подобной функции Локона Аньези. Для повышения виброзащищенности и технологичности конструкции радиоэлектронного блока в качестве инерционных масс, установленных на каждой стороне платы, использованы электрорадиоэлементы. Для обеспечения возможности регулирования энергоемкости и частотных характеристик платы за счет смещения инерционных масс относительно оси симметрии платы площадь фрагмента текстильной застежки, нанесенного на плату, превышает площадь фрагмента текстильной застежки, нанесенного на инерционную массу. Кроме того указанные существенные признаки обеспечивают подавление акустических шумов, воздействующих на электрорадиоэлементы, установленные на плате. Для расширения возможности регулирования энергоемкости, частотных характеристик платы и повышения технологических возможностей монтажа инерционных масс и электрорадиоэлементов фрагмент текстильной застежки, нанесенный на плату, выполнен в виде или многоугольной, или концентрической, или овальной, или крестообразной формы, или в виде чередующихся полос прямолинейной или волнистой формы, или в виде расходящихся лучей, или в шахматном порядке, или в виде диагональных полос. Указанные существенные признаки позволяют также обеспечить регулирование подавления акустических шумов. Для уменьшения виброускорений инерционных масс во время их противофазного взаимодействия с платой, а также увеличения демпфирующих характеристик платы между одним фрагментов текстильной застежки и платой и/или между другим фрагментом застежки и инерционной массой выполнен слой из эластичного материала. Слой из эластичного материала может также использоваться для фиксации дополнительного упругого элемента крепления на плате. Для увеличения подавления акустических шумов, а также для расширения технологических возможностей конструкции фрагмент текстильной застежки закреплен на боковой поверхности инерционной массы. В конструктивном варианте дополнительные упругие элементы крепления могут быть выполнены из термопластичных крючковых и петельных элементов, закрепленных во фрагментах текстильной застежки и совместно оплавленных вдоль периметра инерционной массы. Совместное оплавление термопластичных элементов текстильной застежки можно осуществить средствами нагрева, например паяльником, газовой горелкой, лучом лазера и т. д. При оплавлении получается эластичный шарик оплавленной массы, который может выполнять функцию дополнительного демпфера. Для увеличения диаметра дополнительного демпфирующего элемента он может быть выполнен в виде шарика или стержня из термопластичного материала, расположенного между фрагментами текстильной застежки, к которому прикреплены, например, оплавлением петлевые и крючковые элементы текстильной застежки. В другом конструктивном варианте ответные части текстильной застежки, нанесенные на плату и инерционную массу, содержат петельные элементы, через которые продернут вдоль периметра инерционной массы дополнительный элемент крепления в виде нити. Соединение ответных частей застежки может быть выполнено, например, с помощью шейной иглы. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет сухого трения упругих петлевых элементов с нитью. В другом конструктивном варианте дополнительные элементы крепления выполнены в виде прошивки текстильной или металлической нитью или изолированным проводом вдоль периметра инерционной массы петельных фрагментов текстильной застежки, нанесенных на боковую поверхность инерционной массы, и платы, причем петли нити или провода зафиксированы в эластичном слое платы. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет сухого трения упругих петлевых элементов, нити или провода, а также внутреннего трения эластичного слоя платы. В другом конструктивном варианте дополнительные элементы крепления выполнены в виде прошивки нитью вдоль периметра инерционной массы выступающей части фрагмента текстильной застежки, прикрепленного к инерционной массе, и платы, имеющей тканую основу. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет сухого и внутреннего трения нити, фрагментов текстильной застежки и тканой платы. В другом конструктивном варианте дополнительные элементы крепления выполнены в виде скобы, закрепленной одним концом на плате, а другим концом, имеющим покрытие в виде одного фрагмента текстильной застежки и взаимодействующим с фланцем, закрепленным на инерционной массе и имеющим покрытие в виде другого фрагмента текстильной застежки. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет сухого трения фрагментов текстильной застежки. В другом конструктивном варианте дополнительные элементы крепления выполнены в виде крючкового элемента из термочувствительного материала, закрепленного на боковой поверхности инерционной массы и взаимодействующего с текстильным фрагментом застежки, нанесенным на плату и имеющим петельные элементы. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет сухого трения крючкового термочувствительного элемента и петельных элементов текстильной застежки. В другом конструктивном варианте в плате выполнено сквозное отверстие, через которое пропущен дополнительный элемент крепления в виде упругого стержня, соединяющего инерционные массы, расположенные с обеих сторон платы. Стержни, соединяющие инерционные массы, могут быть выполнены С- или Z-образной формы или в виде упругого шнура. Демпфирующие свойства соединения обеспечиваются за счет внутреннего трения упругого стержня, а также за счет усиления сухого трения взаимодействующих фрагментов текстильной застежки при наличии дополнительного усилия прижатия. На фиг. 1 показан радиоэлектронный блок, общий вид; на фиг. 2-5 - радиоэлектронный блок, конструктивные варианты, вид А; на фиг. 6-12 - варианты нанесения фрагмента текстильной застежки на плату, сечение Б-Б; на фиг. 13,14 - конструктивные варианты размещения инерционных масс на каждой из сторон платы; на фиг. 15 - конструктивный вариант размещения электрорадиоэлементов на плате; на фиг. 16,17 - конструктивные варианты размещения инерционных масс и электрорадиоэлементов в блоках коробчатой формы; на фиг. 18-21 - конструктивные варианты размещения инерционных масс в воздуховодных конструкциях; на фиг. 22-38 - конструктивные варианты дополнительных упругих элементов крепления. Радиоэлектронный блок (фиг. 1,2,22) содержит корпус 1, установленные в нем печатные платы 2 (условно показана одна), на которых закреплены демпфирующие узлы, состоящие из инерционной массы 3, соединенные с платой 2 текстильной застежкой 4. Фрагменты текстильной застежки 4 (фиг. 22), содержащие петельные 5 и крючковые 6 элементы, нанесенные соответственно на обращенные друг к другу поверхности инерционной массы 3 и платы 2, введены в зацепление. Инерционная масса 3 имеет дополнительные упругие элементы 7 крепления с платой 2, взаимодействующие с текстильной застежкой 4. Дополнительный элемент крепления выполнен из термопластичных крючковых 6 и петельных 5 элементов, закрепленных во фрагментах текстильной застежки 4 и совместно оплавленных до образования эластичного шарика 8. Дополнительные элементы крепления расположены вдоль периметра инерционной массы 3. Совместное оплавление термопластичных элементов текстильной застежки 4 можно осуществить средствами нагрева, например, паяльником, газовой горелкой, лучом лазера и т. д. Для увеличения диаметра дополнительного элемента крепления он может быть выполнен в виде шарика 8 или стержня из термопластичного материала, расположенного между фрагментами текстильной застежки 4, к которому прикреплены, например, оплавлением петлевые 5 и крючковые 6 элементы текстильной застежки 4. Для обеспечения регулирования энергоемкости и частотных характеристик площадь фрагмента текстильной застежки 4, нанесенного на плату 2, превышает площадь фрагмента текстильной застежки 4, нанесенного на инерционную массу 3. Регулирование энергоемкости и частотных характеристик осуществляется смешением инерционной массы 3 относительно оси симметрии платы (фиг. 3,5) или вращением инерционной массы 3 (фиг. 4). Кроме того, наличие указанных существенных признаков обеспечивает подавление и регулирование акустических шумов, воздействующих на электрорадиоэлементы. Для регулирования частотных характеристик в конструктивных вариантах радиоэлектронного блока инерционные массы могут быть выполнены или прямоугольной 3 (фиг. 2), или цилиндрической 9 (фиг. 3), или овальной 10 (фиг. 4), или ромбической 11 (фиг. 5) формы. Для расширения возможностей регулирования энергоемкости, частотных характеристик и повышения технологических возможностей монтажа в конструктивных вариантах радиоэлектронного блока фрагмент текстильной застежки, нанесенный на плату 2, может быть выполнен в виде или прямоугольной 12 (фиг. 2), или концентрической 13 (фиг. 3,6), или овальной 14 (фиг. 4), или ромбической 15 (фиг. 5), или крестообразной 16 (фиг. 7) формы, или в виде чередующихся полос прямолинейной 17 (фиг. 8) или волнистой 18 (фиг. 9) формы, или в виде расходящихся лучей 19 (фиг. 10), или в шахматном порядке 20 (фиг. 11), или в виде диагональных полос 21 (фиг. 12). При размещении инерционных масс 3 с каждой стороны платы 2 они могут быть установлены соосно (фиг. 13) или со смещением


Формула изобретения
1. РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК, содержащий корпус, установленные в корпусе печатные платы с закрепленными на них своими основаниями демпфирующими узлами, выполненными с инерционными массами, которые соединены с печатными платами упругими элементами, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде расположенных с возможностью взаимодействия один с другим разнотипных фрагментов текстильной застежки, которые закреплены на обращенных одна к другой поверхностях печатных плат и инерционных масс демпфирующих узлов соответственно, при этом инерционная масса каждого демпфирующего узла снабжена дополнительными упругими элементами крепления, которые расположены на инерционной массе с возможностью взаимодействия с указанными фрагментами текстильной застежки соответствующей печатной платы. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что инерционные массы демпфирующих узлов размещены на двух противоположных сторонах печатных плат соосно одни с другими. 3. Блок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что инерционные массы демпфирующих узлов на противоположных сторонах печатных плат установлены со смещением относительно геометрической оси симметрии инерционной массы одного из демпфирующих узлов. 4. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены многоугольной формы. 5. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены цилиндрической формы. 6. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены овальной формы. 7. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены каплевидной формы. 8. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены клиновидной формы. 9. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены полусферической формы. 10. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инерционные массы выполнены с поверхностью, образующая линия которой форму графика функции "Локона Аньязи". 11. Блок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что в качестве инерционных масс использованы электрорадиоэлементы. 12. Блок по пп. 1 - 11, отличающийся тем, что площадь каждого фрагмента текстильной застежки, расположенного на печатной плате, больше площади соответствующему фрагмента текстильной застежки, размещенного на инерционной массе. 13. Блок по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что каждый фрагмент текстильной застежки печатной платы выполнен в форме многоугольника. 14. Блок по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что каждый фрагмент текстильной застежки печатной платы выполнен концентрической формы. 15. Блок по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что каждый фрагмент текстильной застежки печатной платы выполнен овальной формы. 16. Блок по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что каждый фрагмент текстильной застежки печатной платы выполнен крестообразной формы. 17. Блок по пп. 1 - 12, отличающийся тем, что каждый фрагмент текстильной застежки печатной платы выполнен в виде чередующихся между собой полос. 18. Блок по п. 17, отличающийся тем, что указанные выше полосы фрагментов текстильной застежки выполнены прямолинейными. 19. Блок по п. 17, отличающийся тем, что указанные полосы фрагментов текстильной застежки выполнены волнистыми. 20. Блок по пп. 17 - 19, отличающийся тем, что указанные полосы фрагментов текстильной застежки расположены в виде расходящихся одни относительно других лучей. 21. Блок по пп. 17 - 19, отличающийся тем, что указанные полосы фрагментов текстильной застежки расположены в шахматном порядке один относительно других. 22. Блок по пп. 17 - 19, отличающийся тем, что указанные полосы фрагментов текстильной застежки расположены по диагоналям параллельно один относительно других. 23. Блок по пп. 1 - 22, отличающийся тем, что между одним фрагментом текстильной застежки печатной платы и печатной платой нанесен слой эластичного материала. 24. Блок по пп. 1 - 22, отличающийся тем, что между другим фрагментом текстильной застежки печатной платы и инерционной массой нанесен слой эластичного материала. 25. Блок по пп. 23 и 24, отличающийся тем, что между одним фрагментом текстильной застежки печатают платы и печатной платой и между другим фрагментом текстильной застежки печатной платы инерционной массы нанесены слои эластичного материала. 26. Блок по пп. 1 - 25, отличающийся тем, что фрагмент текстильной застежки каждой инерционной массы закреплена на ее боковой поверхности. 27. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что дополнительные элементы крепления инерционных масс выполнены в виде крючков из термопластичного материала, закрепленных на фрагментах текстильной застежки инерционных масс и жестко и неразъемно соединены с ними по периметру инерционных масс. 28. Блок по п. 27, отличающийся тем, что указанное жесткое и неразъемное соединение крючков и петель с фрагментами текстильной застежки выполнено в виде оплавленного соединения. 29. Блок по пп. 1 - 28, отличающийся тем, что дополнительные упругие элементы крепления снабжены шариками из эластичного материала, расположенными между фрагментами текстильной застежки, к которым прикреплены крючки и петли ответных фрагментов текстильной застежки. 30. Блок по пп. 1 - 28, отличающийся тем, что дополнительные упругие элементы крепления снабжены стержнями эластичного материала, расположенными между фрагментами текстильной застежки, к которым прикреплены крючки и петли ответных фрагментов текстильной застежки. 31. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что ответные фрагменты текстильной застежки, расположенные на печатных платах и инерционных массах, снабжены дополнительными петельными элементами, расположенными по периметру инерционных масс, и дополнительными элементами крепления в виде нитей, которые продернуты в петлях по периметрам инерционных масс соответственно. 32. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что каждый дополнительный упругий элемент крепления инерционной массы с печатной платой выполнен в виде прошивки нитью вдоль инерционных масс в форме петельных фрагментов текстильной застежки, размещенных на боковой поверхности инерционных масс и печатных плат, причем петельные фрагменты зафиксированы в слоях эластичного материала печатных плат. 33. Блок по п. 32, отличающийся тем, что в качестве нитей прошивки использованы текстильные нити. 34. Блок по п. 32, отличающийся тем, что в качестве нитей прошивки использованы металлические нити. 35. Блок по п. 32, отличающийся тем, что в качестве нитей прошивки использованы изолированные провода. 36. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что каждый дополнительный упругий элемент крепления выполнен в виде прошивки нитью вдоль периметра инерционной массы на выступающих частях фрагментов текстильной застежки инерционной массы и печатной платы, выполненной на тканой основе. 37. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что каждый дополнительный упругий элемент крепления выполнен в виде скобы, которая одним своим концом закреплена на печатной плате и одного фрагмента текстильной застежки, размещенной на другом конце указанной скобы, а каждая инерционная масса снабжена фланцем с другим фрагментом текстильной застежки на нем, причем указанный фланец закреплен на инерционной массе с возможностью взаимодействия его фрагмента текстильной застежки с фрагментом текстильной застежки другого конца скобы. 38. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что каждый дополнительный упругий элемент крепления инерционной массы выполнен в виде крючкообразного элемента из термочувствительного материала, который закреплен на боковой поверхности инерционной массы с возможностью взаимодействия с фрагментом текстильной застежки с петлями, размещенными на печатной плате. 39. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что в печатной плате выполнено сквозное отверстие, дополнительные упругие элементы крепления инерционных масс выполнены в виде упругих стержней, которые пропущены сквозь указанные сквозные отверстия печатной платы соединены своими концами с инерционными массами на двух противоположных сторонах печатной платы. 40. Блок по пп. 1 - 26, 39, отличающийся тем, что указанные выше упругие стержни выполнены С-образной формы. 41. Блок по пп. 1 - 26, 39, отличающийся тем, что указанные упругие стержни выполнены Z-образной формы. 42. Блок по пп. 1 - 26, отличающийся тем, что каждый дополнительный упругий элемент крепления инерционной массы на печатной плате выполнен из упругого шнура.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38