CN111981073B - 一种微惯导用抗大冲击减振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微惯导用抗大冲击减振器，包括第一减振单元、第二减振单元、上壳体、下壳体和连接件；上壳体和下壳体通过连接件连接，微惯导系统设置于上壳体和下壳体形成的腔体内；第一减振单元为圆柱形壳体，其底部的中心具有第一通孔，沿第一通孔的周向分布有多个第二通孔，第一减振单元的侧壁上具有多个第一凹槽；第二减振单元为圆柱形壳体，其底部的中心具有第三通孔，沿第三通孔的周向分布有多个第四通孔，第二减振单元的侧壁上具有多个第二凹槽；第一减振单元底部的厚度大于第二减振单元底部的厚度。本发明能够解决现有的微惯导用减振器无法抗大冲击的技术问题。

Description

一种微惯导用抗大冲击减振器

技术领域

本发明涉及减振器技术领域，尤其涉及一种微惯导用抗大冲击减振器。

背景技术

炮射冲击载荷具有冲击峰值较大、冲击脉宽复杂的特点，其峰值加速度往往达到甚至超过10000g，脉宽从千分之毫秒到几十毫秒不等。目前，微惯导内置于减振器内，通过减振器来抑制炮射时的轴向和径向的冲击载荷，保护微惯导正常工作。

现有的适用于微惯导的减振器，由于受限于微惯导的结构体积，一方面无法采用传统螺栓紧固的安装形式，只能采用规格较小的螺钉紧固的安装形式，容易冲击后失效甚至断裂；另一方面难以提供足够的缓冲行程吸收能量，过载后容易达到极限行程造成减振器损伤。因此，抗大冲击减振器成为制约微惯导发展的瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种微惯导用抗大冲击减振器，能够解决现有的微惯导用减振器无法抗大冲击的技术问题。

本发明提供了一种微惯导用抗大冲击减振器，所述减振器包括第一减振单元、第二减振单元、上壳体、下壳体和连接件；

所述上壳体和所述下壳体通过连接件连接，微惯导系统设置于所述上壳体和所述下壳体形成的腔体内；

所述第一减振单元为圆柱形壳体，设置于所述下壳体与所述微惯导系统之间并包裹所述微惯导系统的下部，所述第一减振单元底部的中心具有第一通孔，沿所述第一通孔的周向分布有多个第二通孔，所述第一减振单元的侧壁上具有多个第一凹槽；

所述第二减振单元为圆柱形壳体，设置于所述上壳体与所述微惯导系统之间并包裹所述微惯导系统的上部，所述第二减振单元底部的中心具有第三通孔，沿所述第三通孔的周向分布有多个第四通孔，所述第二减振单元的侧壁上具有多个第二凹槽；

所述第一减振单元底部的厚度大于所述第二减振单元底部的厚度；

其中，冲击方向为由下至上。

优选的，多个所述第二通孔的直径均相同，且沿所述第一通孔的周向均匀分布；多个所述第一凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第一减振单元的侧壁上；多个所述第四通孔的直径均相同，且沿所述第三通孔的周向均匀分布；多个所述第二凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第二减振单元的侧壁上。

优选的，所述第一减振单元底部的外侧设有倒角。

优选的，所述第一通孔的直径大于或等于所述第一减振单元直径的1/3，且小于或等于所述第一减振单元直径的1/2；所述第三通孔的直径大于或等于所述第二减振单元直径的1/3，且小于或等于所述第二减振单元直径的1/2。

优选的，每一个所述第一凹槽的宽度为相邻两个所述第一凹槽之间的部分的宽度的1/2，每一个所述第二凹槽的宽度为相邻两个所述第二凹槽之间的部分的宽度的1/2。

优选的，所述第一减振单元的材料和所述第二减振单元的材料均为橡胶。

优选的，所述第一减振单元与所述下壳体通过冷粘工艺粘接，所述第二减振单元与所述上壳体通过冷粘工艺粘接。

优选的，所述上壳体和所述下壳体形成的腔体为圆柱形；所述微惯导系统的高度、所述第一减振单元底部的厚度与所述第二减振单元底部的厚度之和大于所述上壳体和所述下壳体形成的腔体的高度，所述微惯导系统的直径与2倍的所述第一减振单元侧壁的厚度之和大于所述上壳体和所述下壳体形成的腔体的内径。

优选的，所述连接件为螺栓。

应用本发明的技术方案，通过第一减振单元底部的厚度大于第二减振单元底部的厚度，使减振器能够在有限的安装空间内提供足够的缓冲行程吸收冲击能量；同时在第一减振单元和第二减振单元的底部均设有多个通孔，在第一减振单元和第二减振单元的侧壁上均设有多个凹槽，使减振器向内变形以节约体积。本发明的减振器具备外形体积小、安装简便且节约空间的特点，同时具备衰减冲击峰值较大(峰值加速度在10000g以上)且冲击脉宽复杂的冲击载荷的能力。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的一种实施例提供的微惯导用抗大冲击减振器的结构示意图；

图2示出了图1中第一减振单元的俯视图；

图3示出了图1中第一减振单元的侧视图；

图4示出了根据本发明的一种实施例提供的输入与输出冲击响应曲线。

附图标记说明

1、第一减振单元； 2、第二减振单元； 3、上壳体；

4、下壳体； 5、连接件； 6、微惯导系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1-3所示，本发明提供了一种微惯导用抗大冲击减振器，所述减振器包括第一减振单元1、第二减振单元2、上壳体3、下壳体4和连接件5；

所述上壳体3和所述下壳体4通过连接件5连接，微惯导系统6设置于所述上壳体3和所述下壳体4形成的腔体内；

所述第一减振单元1为圆柱形壳体，设置于所述下壳体4与所述微惯导系统6之间并包裹所述微惯导系统6的下部，所述第一减振单元1底部的中心具有第一通孔，沿所述第一通孔的周向分布有多个第二通孔，所述第一减振单元1的侧壁上具有多个第一凹槽；

所述第二减振单元2为圆柱形壳体，设置于所述上壳体3与所述微惯导系统6之间并包裹所述微惯导系统6的上部，所述第二减振单元2底部的中心具有第三通孔，沿所述第三通孔的周向分布有多个第四通孔，所述第二减振单元2的侧壁上具有多个第二凹槽；

所述第一减振单元1底部的厚度大于所述第二减振单元2底部的厚度；

其中，冲击方向为由下至上。

应用本发明的技术方案，通过第一减振单元1底部的厚度大于第二减振单元2底部的厚度，使减振器能够在有限的安装空间内提供足够的缓冲行程吸收冲击能量；同时在第一减振单元1和第二减振单元2的底部均设有多个通孔，在第一减振单元1和第二减振单元2的侧壁上均设有多个凹槽，使减振器向内变形以节约体积。本发明的减振器具备外形体积小、安装简便且节约空间的特点，同时具备衰减冲击峰值较大(峰值加速度在10000g以上)且冲击脉宽复杂的冲击载荷的能力。

在本发明中，炮射冲击减振器内的微惯导系统6时，微惯导系统6沿着冲击输入方向进行反向压缩，对减振器中的上、下的减振单元进行不等厚设计，在微惯导系统6的炮射输入方向的一侧采用底部较厚的第一减振单元1，另一侧采用底部较薄的第二减振单元2，从而在相同的设计空间内，为微惯导系统6提供了更大的行程，使减振器具备更高的缓冲效能。其中，第一减振单元1主要用于对微惯导系统6提供缓冲，第二减振单元2主要用于对微惯导系统6进行限位。

此外，可以通过调整第一减振单元1和第二减振单元2的底部各个通孔的直径来控制第一减振单元1和第二减振单元2的邵氏硬度，使得第一减振单元1和第二减振单元2具备稳定的动刚度，在抗大冲击之外还能具备良好的防振动能力。

根据本发明的一种实施例，多个所述第二通孔的直径均相同，且沿所述第一通孔的周向均匀分布；多个所述第一凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第一减振单元1的侧壁上；多个所述第四通孔的直径均相同，且沿所述第三通孔的周向均匀分布；多个所述第二凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第二减振单元2的侧壁上。采用这种设置方法，可以使减振器的变形更加均匀，从而具备更好的抗大冲击效果。

根据本发明的一种实施例，所述第一减振单元1底部的外侧设有倒角，以增加第一减振单元1的抗大冲击能力。

根据本发明的一种实施例，所述第一通孔的直径大于或等于所述第一减振单元1直径的1/3，且小于或等于所述第一减振单元1直径的1/2；所述第三通孔的直径大于或等于所述第二减振单元2直径的1/3，且小于或等于所述第二减振单元2直径的1/2。采用这种设置方法，可以使减振器的缓冲效能更高。

根据本发明的一种实施例，每一个所述第一凹槽的宽度为相邻两个所述第一凹槽之间的部分的宽度的1/2，每一个所述第二凹槽的宽度为相邻两个所述第二凹槽之间的部分的宽度的1/2。采用这种设置方法，可以使减振器的缓冲效能更高。

根据本发明的一种实施例，所述第一减振单元1的材料和所述第二减振单元2的材料均为橡胶，通过橡胶的形变吸收冲击载荷的能量保护微惯导系统6的正常工作。

根据本发明的一种实施例，所述第一减振单元1与所述下壳体4通过冷粘工艺粘接，所述第二减振单元2与所述上壳体3通过冷粘工艺粘接，避免了炮射出膛的旋转分力导致上、下减振单元与微惯导系统6之间发生旋转，以维持微惯导系统6的初始标定方向不发生较大的变化。采用冷粘工艺还避免了传统的螺栓紧固形式，提升了减振器安装的可靠性，同时还有效的减少了安装空间，节约了减振器的体积和重量。

根据本发明的一种实施例，所述上壳体3和所述下壳体4形成的腔体为圆柱形；所述微惯导系统6的高度、所述第一减振单元1底部的厚度与所述第二减振单元2底部的厚度之和大于所述上壳体3和所述下壳体4形成的腔体的高度，所述微惯导系统6的直径与2倍的所述第一减振单元1侧壁的厚度之和大于所述上壳体3和所述下壳体4形成的腔体的内径。采用这种设置方法，可以使上、下壳体对第一减振单元1和第二减振单元2提供轴向和径向的预压缩量以提升减振器的初始刚度，从而避开冷粘工艺中的胶料初始压缩段的不稳定部分。

根据本发明的一种实施例，所述连接件5为螺栓。

图4示出了根据本发明的一种实施例提供的输入与输出冲击响应曲线。如图4所示，光滑曲线为输入冲击响应曲线，震荡曲线为输出冲击响应曲线，从图4中可以看出输出冲击响应曲线为单方向震荡，因此本发明的减振器可以实现抗大冲击的效果。

根据本发明的一种实施例，将冲击响应13000g作为静载荷作用于本发明的减振器上，通过实验可知，微惯导系统中的陀螺与加表焊点应力分布及PCB板应力分布均低于FR4强度极限，不会发生塑性变形，电子设备工作正常。因此，本发明的减振器能够抗大冲击。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微惯导用抗大冲击减振器，其特征在于，所述减振器包括第一减振单元（1）、第二减振单元（2）、上壳体（3）、下壳体（4）和连接件（5）；

所述上壳体（3）和所述下壳体（4）通过连接件（5）连接，微惯导系统（6）设置于所述上壳体（3）和所述下壳体（4）形成的腔体内；

所述第一减振单元（1）为圆柱形壳体，设置于所述下壳体（4）与所述微惯导系统（6）之间并包裹所述微惯导系统（6）的下部，所述第一减振单元（1）底部的中心具有第一通孔，沿所述第一通孔的周向分布有多个第二通孔，所述第一减振单元（1）的侧壁上具有多个第一凹槽；

所述第二减振单元（2）为圆柱形壳体，设置于所述上壳体（3）与所述微惯导系统（6）之间并包裹所述微惯导系统（6）的上部，所述第二减振单元（2）底部的中心具有第三通孔，沿所述第三通孔的周向分布有多个第四通孔，所述第二减振单元（2）的侧壁上具有多个第二凹槽；

所述第一减振单元（1）底部的厚度大于所述第二减振单元（2）底部的厚度；

其中，冲击方向为由下至上。

2.根据权利要求1所述的减振器，其特征在于，多个所述第二通孔的直径均相同，且沿所述第一通孔的周向均匀分布；多个所述第一凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第一减振单元（1）的侧壁上；多个所述第四通孔的直径均相同，且沿所述第三通孔的周向均匀分布；多个所述第二凹槽的宽度均相同，且均匀分布在所述第二减振单元（2）的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述第一减振单元（1）底部的外侧设有倒角。

4.根据权利要求2所述的减振器，其特征在于，所述第一通孔的直径大于或等于所述第一减振单元（1）直径的1/3，且小于或等于所述第一减振单元（1）直径的1/2；所述第三通孔的直径大于或等于所述第二减振单元（2）直径的1/3，且小于或等于所述第二减振单元（2）直径的1/2。

5.根据权利要求4所述的减振器，其特征在于，每一个所述第一凹槽的宽度为相邻两个所述第一凹槽之间的部分的宽度的1/2，每一个所述第二凹槽的宽度为相邻两个所述第二凹槽之间的部分的宽度的1/2。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的减振器，其特征在于，所述第一减振单元（1）的材料和所述第二减振单元（2）的材料均为橡胶。

7.根据权利要求6所述的减振器，其特征在于，所述第一减振单元（1）与所述下壳体（4）通过冷粘工艺粘接，所述第二减振单元（2）与所述上壳体（3）通过冷粘工艺粘接。

8.根据权利要求7所述的减振器，其特征在于，所述上壳体（3）和所述下壳体（4）形成的腔体为圆柱形；所述微惯导系统（6）的高度、所述第一减振单元（1）底部的厚度与所述第二减振单元（2）底部的厚度之和大于所述上壳体（3）和所述下壳体（4）形成的腔体的高度，所述微惯导系统（6）的直径与2倍的所述第一减振单元（1）侧壁的厚度之和大于所述上壳体（3）和所述下壳体（4）形成的腔体的内径。

9.根据权利要求1-5或7-8中任一项所述的减振器，其特征在于，所述连接件（5）为螺栓。

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