CN114828516A - 一种总线板浮动式减振插箱及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种总线板浮动式减振插箱及其安装方法，插箱包括上顶板、下底板、侧板以及总线板，所述上顶板和下底板靠近前端面对面均设置有前横梁，前横梁上设置有滑槽，上顶板和下底板的滑槽内均设置沿滑槽滑动的滑块，所述总线板上下两端均与滑块固定连接，所述侧板内侧设置限位装置，限位装置用于限制总线板沿垂直于滑槽方向移动，所述总线板内侧设置总线板连接器插座，总线板连接器插座用于连接插件印制板。总线板与插箱外壳通过滑块和滑槽连接，当插箱受到振动时，总线板和总线板上的插件会同步相对插箱移动，使两者的相对位移得到有效控制。
Description
技术领域
本发明涉及减振插箱，具体是涉及一种总线板浮动式减振插箱及其安装方法。
背景技术
电力二次保护、测控装置主要使用19英寸标准机箱与插件结构。装置通过固定在机箱内横梁上的总线板连接CPU插件、模拟量采集插件、IO插件、电源插件、通信插件等，插件与总线板电气连接采用多芯连接器，连接好坏决定装置内部电信号的质量。装置如果长期工作在恶劣的机械环境中，机械振动可能破坏连接器的导电接触。其中模拟量采集插件、电源插件上有互感器、变压器等元件，单插件质量大；在振动过程中，这些插件与总线板间多芯连接器磨损大，连接器接触面易氧化、造成连接失效。
为了提高插件抗振能力，现有技术通常采用附加锁紧结构减少插件与机箱导轨配合间隙，降低振动过程中插件相对机箱的位移，减少插件与总线板连接器的磨损。如专利申请CN 103388643 A公开了“板卡插箱的减振装置以及板卡插箱”，其中减振装置在支架的两侧壁均装设有簧片，两个簧片的接触部之间的间隙即可供板卡插拔，两个簧片的支撑部能够以固定部为支撑受力点而对接触部实现弹性支撑，因而两个簧片的支撑部能够对板卡受到的振动冲击实现弹性缓冲。
又如专利申请CN 109429462 A公开了“功能模块在插箱内的减振安装结构及方法、插箱”，其中功能模块在插箱内的减振安装结构及方法，包括安装在插箱内的滑槽和安装在功能模块上的导轨，导轨与滑槽滑移配合插入滑槽中，将功能模块装于插箱内，所述的滑槽上装有减振压紧装置，所述的减振压紧装置在滑槽上运动，压紧导轨或松开对导轨的压紧。
总线板固定于机箱横梁的19英寸标准机架式插箱结构，总线板上连接器插座与插件连接器插头的装配尺寸链长，为了保证连接器配合及插件与箱体的装配精度，插箱导轨的开槽尺寸必须大于插件印制板厚度，用预留间隙来消除零件加工误差对装配的影响，但配合间隙减弱了导轨对插件垂直方向的支撑。总线板与机箱是刚性连接，总线板连接器插座与插件连接器插头是挠性连接，当装置受到振动冲击时，总线板连接器插座随机箱一起振动，总线板连接器插座与插件板连接器插头的相对位移造成了振动磨损。
现有减振技术都是在导轨上增加减振结构，通过限制插件装配后的运动，来减少振动过程中插件相对机箱位移。为保证减振效果的一致性，不仅需要在插件上、下导轨都设置专用减振结构，而且对减振结构的零组件制造与装配要求非常高，经济性与通用性较差，还降低了标准插箱上功能模块安装与拆卸效率。
发明内容
发明目的：针对以上缺点，本发明提供一种结构简单、通用性好的总线板浮动式减振插箱及其安装方法。
技术方案：为解决上述问题，本发明采用一种总线板浮动式减振插箱，包括上顶板、下底板、侧板以及总线板，所述上顶板和下底板靠近前端面对面均设置有前横梁，前横梁上设置有滑槽，上顶板和下底板的滑槽内均设置沿滑槽滑动的滑块，所述总线板上下两端均与滑块固定连接，所述侧板内侧设置限位装置，限位装置用于限制总线板沿垂直滑槽方向移动，所述总线板内侧设置总线板连接器插座，总线板连接器插座用于连接插件印制板。
进一步的，所述滑槽横截面为T字型，包括滑槽宽部和滑槽窄部，滑块横截面为与滑槽配合的T字型，包括滑块宽部和滑块窄部，滑块宽部在滑槽滑槽宽部内滑动，滑块窄部在滑槽窄部内滑动。
进一步的，所述滑块宽部上下两端均设置凸出的若干限位凸点，所述限位凸点与滑槽宽部内表面接触。
进一步的，所述滑块宽部前后两端均设置有金属弹片，金属弹片一侧与滑块接触，另一侧与滑槽宽部内表面接触，所述金属弹片设置凸出的接触凸点，接触凸点与滑槽宽部内表面接触。
进一步的，所述限位装置包括与侧板固定连接的限位夹安装底座、限位卡勾、限位夹扭簧、限位夹转轴和限位夹凸台，所述限位夹扭簧通过限位夹转轴定位于限位夹安装底座和限位卡勾之间，所述限位卡勾包括导向斜面和限位部，所述限位夹凸台位于限位部内侧，限位夹凸台与限位部之间形成总线板的容置空间，导向斜面用于将总线板导向限位部内侧，所述总线板接触导向斜面时，限位卡勾绕限位夹转轴转动，挤压限位夹扭簧，限位夹扭簧产生形变；所述总线板由导向斜面进入限位部内侧时，限位夹扭簧恢复形状推动限位卡勾绕限位夹转轴转动，限位部与限位夹凸台对总线板进行限位。
进一步的，所述上顶板和下底板设置若干相互平行的导向槽，导向槽延伸方向垂直于滑槽延伸方向，所述导向槽用于支撑插件印制板，插件印制板卡入导向槽内，所述导向槽为内壁平滑过渡的变截面曲线槽，所述上顶板和下底板靠近后端面对面均设置有后横梁，所述导向槽两端分别与前横梁和后横梁固定连接。
本发明还提供一种总线板浮动式减振插箱的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：在上顶板和下底板上固定安装前横梁和后横梁；
步骤2：在前横梁和后横梁上固定安装导向槽；
步骤3：安装上顶板、下底板、两个侧板形成插箱框架，两个侧板内侧均安装有限位装置；
步骤4：将总线板由插箱框架前端向后推进，总线板两侧接触限位装置的导向斜面，导向斜面对总线板进行导向，总线板使限位卡勾绕限位夹转轴转动，挤压限位夹扭簧，限位夹扭簧产生形变；总线板进入限位部内侧，限位夹扭簧恢复形状推动限位卡勾绕限位夹转轴转动，限位部与限位夹凸台对总线板进行限位；
步骤5：将总线板上下两端通过防松螺丝固定在滑块上；
步骤6：将插件印制板卡入导向槽内并与总线板连接器插座连接。
有益效果：本发明相对于现有技术，其显著优点是总线板与插箱外壳通过滑块和滑槽连接，当插箱受到振动时，总线板和总线板上的插件会同步相对插箱移动，使两者的相对位移得到有效控制。特别是当装置受到对连接器破坏最大、垂直于插件印制板方向(即附图1的Z方向)的振动冲击时，由于总线板上除连接器插座外仅有少量电阻、瓷片电容，质量与惯性都相对插件小，插件发生位移的同时，浮动式总线板也可以同步相应的位移，降低了标准插箱在插件印制板垂直方向(即附图1的Z方向)配合尺寸精度要求。机箱振动与冲击实验结果显示，接插件与总线板间多芯连接器接触电芯因相对位移而导致的磨损与氧化得到有效控制，解决了振动导致的连接失效问题，提升了整个系统的抗振性能。
附图说明
图1为本发明减振插箱的整体结构示意图；
图2为本发明减振插箱总线板部分连接的剖视图；
图3为本发明减振插箱滑块与滑槽之间配合的剖视图；
图4(a)为本发明减振插箱限位夹扭簧产生形变时的限位装置的结构示意，图4(b)为本发明减振插箱限位装置对总线板限位的结构示意；
图5为本发明导向槽的结构示意图；
图6为本发明插件印制板与导向槽配合的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，本实施例中的一种总线板浮动式减振插箱，包括上顶板、下底板、侧板以及总线板，上顶板和下底板靠近前端面对面均设置有前横梁1，前横梁上设置有滑槽，具体实施时，用铝挤工艺制成带有滑槽结构的机箱前横梁1，将与滑槽横截面配合的滑块2装配嵌入前横梁1滑槽内部。滑槽横截面为T字型，包括滑槽宽部和滑槽窄部，滑块2横截面为与滑槽配合的T字型，包括滑块宽部和滑块窄部，滑块宽部在滑槽滑槽宽部内滑动，滑块窄部在滑槽窄部内滑动。两者嵌合，实现滑块2可以沿滑槽直线运动并且约束其它自由度。在滑块2上，设计总线板3的安装孔，将总线板3通过防松螺丝7固定在上顶板和下底板的滑块2上。
如图3所示，滑块宽部上下两端均设置凸出的若干限位凸点10，限位凸点10与滑槽宽部内表面接触，机箱前横梁1通过限位凸点10，限制滑块2在图中X方向位移。在Z方向结构设计预留适当间隙，使滑块2可以沿机箱前横梁1滑槽的延伸方向(即图中Z方向)在设计范围内自由活动。在滑块宽部前后两端，即滑块2的Y方向上安装有金属弹片9，金属弹片9设置凸出的接触凸点19，金属弹片9一侧与滑块2接触，另一侧通过接触凸点19与滑槽宽部内表面接触，滑块2与机箱前横梁1之间通过金属弹片9上的接触凸点19实现的多点接触，保证总线板3与插箱可靠导电连接,以达到静电防护与电磁屏蔽要求。
如图4所示，插箱通过限位装置来限制总线板3在其装配方向(即图中Y方向)的直线运动。限位装置包括与侧板11固定连接的限位夹安装底座12、限位卡勾15、限位夹扭簧13、限位夹转轴14和限位夹凸台18。具体实施时，将限位夹安装底座12固定于机箱左、右两侧侧板11上。限位夹扭簧13通过限位夹转轴14定位于限位夹安装底座12和限位卡勾15之间，限位卡勾15包括导向斜面和限位部，限位夹凸台18位于限位部内侧，限位夹凸台18与限位部之间形成总线板3的容置空间，导向斜面用于将总线板3导向限位部内侧。总线板3装配时，如图4(a)所示，总线板3的边缘推动限位卡勾15旋转一定角度、打开限位夹；当总线板3继续推进，接触到限位凸台18后，如图4(b)所示，在限位夹扭簧13力的作用下，限位卡勾15将沿轴14旋转复位，将总线板3夹在限位卡勾15和限位凸台18之间。限位装置通过限制总线板3在其装配方向的运动，来降低振动过程中可能发生的位移。
如图5和图6所示，上顶板和下底板设置若干相互平行的插箱导轨8，插箱导轨8延伸方向垂直于滑槽延伸方向，插箱导轨8上设置导向槽16，将插箱导轨8的导向槽16设计成曲线槽，固定于机箱前横梁1、机箱后横梁17上，相比原直线槽，曲线槽16的形状带有平滑的轻微起伏，这使得插件印制板5装入后也会发生局部小幅扭曲。这种设计减少了插箱导轨8与插件印制板5的配合间隙，增强了插箱导轨8对插件印制板5的结构支撑。插件印制板5因微小扭曲产生内应力，提高了其结构刚度，也可以有效减少振动过程可能发生的插件位移。
在实施以上措施后，总线板安装于插箱的浮动零件上，总线板与插箱之间不再是刚性连接，总线板能够沿横梁拉伸方向(即附图1的Z方向)小幅滑动；通过总线板限位结构，限制总线板垂直方向(即附图1的Y方向)振动位移；减小插箱导轨与插件印制板的间隙，提高插件结构刚度，插件板连接器插头6与总线板连接器插座4的接触电芯因相对位移而导致的磨损与氧化得到控制，避免了因振动或冲击导致的连接失效问题的。
实施例2
本实施例中总线板浮动式减振插箱的安装方法，包括以下步骤：
步骤1：在上顶板和下底板上固定安装前横梁1和后横梁17；
步骤2：在前横梁1和后横梁17上固定安装导向槽16；
步骤3：安装上顶板、下底板、两个侧板11形成插箱框架，两个侧板11内侧均安装有限位装置；
步骤4：将总线板3由插箱框架前端向后推进，总线板3两侧接触限位装置的导向斜面，导向斜面对总线板进行导向，总线板3使限位卡勾15绕限位夹转轴14转动，挤压限位夹扭簧13，限位夹扭簧13产生形变；总线板3进入限位部内侧，限位夹扭簧13恢复形状推动限位卡勾15绕限位夹转轴14转动，限位部与限位夹凸台18对总线板3进行限位；
步骤5：将总线板3上下两端通过防松螺丝7固定在滑块2上；
步骤6：将插件印制板5卡入导向槽16内并与总线板连接器插座4连接。
Claims (10)
1.一种总线板浮动式减振插箱，包括上顶板、下底板、侧板(11)以及总线板(3)，其特征在于，所述上顶板和下底板靠近前端面对面均设置有前横梁(1)，前横梁(1)上设置有滑槽，上顶板和下底板的滑槽内均设置沿滑槽滑动的滑块(2)，所述总线板(3)上下两端均与滑块(2)固定连接，所述侧板(11)内侧设置限位装置，限位装置用于限制总线板沿垂直滑槽方向移动，所述总线板(3)内侧设置总线板连接器插座(4)，总线板连接器插座(4)用于连接插件印制板(5)。
2.根据权利要求1所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述滑槽横截面为T字型，包括滑槽宽部和滑槽窄部，滑块(2)横截面为与滑槽配合的T字型，包括滑块宽部和滑块窄部，滑块宽部在滑槽滑槽宽部内滑动，滑块窄部在滑槽窄部内滑动。
3.根据权利要求2所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述滑块宽部上下两端均设置凸出的若干限位凸点(10)，所述限位凸点(10)与滑槽宽部内表面接触。
4.根据权利要求2所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述滑块宽部前后两端均设置有金属弹片(9)，金属弹片(9)一侧与滑块(2)接触，另一侧与滑槽宽部内表面接触。
5.根据权利要求4所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述金属弹片(9)设置凸出的接触凸点(19)，接触凸点(19)与滑槽宽部内表面接触。
6.根据权利要求1所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述限位装置包括与侧板(11)固定连接的限位夹安装底座(12)、限位卡勾(15)、限位夹扭簧(13)、限位夹转轴(14)和限位夹凸台(18)，所述限位夹扭簧(13)通过限位夹转轴(14)定位于限位夹安装底座(12)和限位卡勾(15)之间，所述限位卡勾(15)包括导向斜面和限位部，所述限位夹凸台(18)位于限位部内侧，限位夹凸台(18)与限位部之间形成总线板(3)的容置空间，导向斜面用于将总线板(3)导向限位部内侧，所述总线板(3)接触导向斜面时，限位卡勾(15)绕限位夹转轴(14)转动，挤压限位夹扭簧(13)，限位夹扭簧(13)产生形变；所述总线板(3)由导向斜面进入限位部内侧时，限位夹扭簧(13)恢复形状推动限位卡勾(15)绕限位夹转轴(14)转动，限位部与限位夹凸台(18)对总线板(3)进行限位。
7.根据权利要求1所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述上顶板和下底板设置若干相互平行的导向槽(16)，导向槽(16)延伸方向垂直于滑槽延伸方向，所述导向槽(16)用于支撑插件印制板(5)，插件印制板(5)卡入导向槽(16)内。
8.根据权利要求7所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述导向槽(16)为内壁平滑过渡的变截面曲线槽。
9.根据权利要求8所述的总线板浮动式减振插箱，其特征在于，所述上顶板和下底板靠近后端面对面均设置有后横梁(17)，所述导向槽(16)两端分别与前横梁(1)和后横梁(17)固定连接。
10.一种如权利要求9中所述总线板浮动式减振插箱的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在上顶板和下底板上固定安装前横梁(1)和后横梁(17)；
步骤2：在前横梁(1)和后横梁(17)上固定安装导向槽(16)；
步骤3：安装上顶板、下底板、两个侧板(11)形成插箱框架，两个侧板(11)内侧均安装有限位装置；
步骤4：将总线板(3)由插箱框架前端向后推进，总线板(3)两侧接触限位装置的导向斜面，导向斜面对总线板进行导向，总线板(3)使限位卡勾(15)绕限位夹转轴(14)转动，挤压限位夹扭簧(13)，限位夹扭簧(13)产生形变；总线板(3)进入限位部内侧，限位夹扭簧(13)恢复形状推动限位卡勾(15)绕限位夹转轴(14)转动，限位部与限位夹凸台(18)对总线板(3)进行限位；
步骤5：将总线板(3)上下两端通过防松螺丝(7)固定在滑块(2)上；
步骤6：将插件印制板(5)卡入导向槽(16)内并与总线板连接器插座(4)连接。
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