CN116592088B - 一种控制装置的防振方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制装置的防振方法，先判断控制装置的安装环境是否有足够空间以及控制装置的安装方式是否限定，判断加装减振器是否满足防振需求，判断进行防振安装是否满足防振需求，判断加装减振器配合进行防振安装是否满足防振需求多个条件，基于不同的判断结果采用不同的防振手段，解决了集成于机电设备后的控制装置的防振问题。

Description

一种控制装置的防振方法
技术领域
本发明涉及机电设备防振技术领域，特别涉及航空机电设备防振技术领域，具体而言，涉及一种控制装置的防振方法以及集成有控制装置的机电设备。
背景技术
目前航空领域的机电设备与各自的控制装置普遍是独立设计的，二者之间通过信号线进行连接，该架构的优点在于可以将机电设备与控制装置分置于不同的环境中，机电设备本体可以安置在高温强振动的恶劣环境中，而较为精密的控制装置则可以安置在环境更好的电子舱中，从而降低控制装置的设计难度并增加控制装置运行的可靠性。然而该架构也存在一些问题，首先，有线连接只能实现点对点的信息传输，集成度低，空间利用率低；其次，通讯线缆布局复杂，线缆本身故障率高，出现故障后难排查，难检修；最后，分立式设计无法直接在机电产品本体上实现实时的数据采集、信号监测、信息处理。因此，有必要研制各控制装置与机电设备高度集成的智能航空机电产品，从而取代分立的机电设备本体及信息采集系统和控制装置及数据处理系统。
然而，简单的将控制装置与机电设备进行融合集成设计，无法满足工作环境的要求，这是因为机电设备与控制装置在原本设计过程中所考虑的环境因素有较大区别，这些区别主要体现在温度及振动强度两方面，本专利主要针对振动强度方面。在分立式设计中，机电设备本体通常处于较为恶劣的工作环境中，一方面，机电设备本体的安装位置往往靠近振源发动机，另一方面，机电设备本身在运行过程中也会产生一定的振动，因此，机电设备的设计通常包含防振设计，有较强的防振能力；但控制装置往往是按照电子舱环境进行设计的，该舱室远离振源发动机，且控制装置运行过程中也不会产生额外的振动，因此在控制装置的设计过程中对防振的要求是比较低的。
发明内容
直接将控制装置与机电设备进行融合集成设计，控制装置会面临振动过强等问题，导致接触不良，设备移位，甚至电路板断裂等故障频繁发生，因此，将控制装置与机电设备融合集成设计必须考虑控制装置的防振问题，同时，不同机电设备的安装环境、机械结构、运行工况都不相同，控制装置与机电设备集成融合后考虑防振问题时，需要采取不同的技术方案。为解决集成于机电设备后的控制装置的防振问题，本发明提供了一种控制装置的防振方法和一种集成有控制装置的机电设备。
第一方面，本发明提供了一种控制装置的防振方法，所述控制装置集成于机电设备上，防振通过以下手段实现：防振手段一：加装减振器，防振手段二：进行防振安装，防振手段三：进行防振设计；所述防振方法包括以下步骤：
S1，判断控制装置的安装环境是否有足够空间以及控制装置的安装方式是否限定，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则执行S2，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S3，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则单独采用防振手段三，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S4；
S2，判断加装减振器是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段一，否则，组合采用防振手段一、防振手段三；
S3，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，进行S5；
S4，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，组合采用防振手段二、防振手段三；
S5，判断加装减振器配合进行防振安装是否满足防振需求，若是，则组合采用防振手段一、防振手段二，否则，组合采用防振手段一、防振手段二、防振手段三。
在一些实施例中，所述控制装置的安装环境是否有足够空间通过以下方法进行判断：
S6，判断机电设备表面是否有足够大的平面，若有，则进行S61，否则，通过设置支架和进行填充构造平面，再进行S61；
S61，判断机电设备附近是否有足够的空间同时容纳减振器和控制装置；若有，则认为控制装置的安装环境是否有足够空间，否则，认为控制装置的安装环境是否没有足够空间。
在一些实施例中，控制装置的安装方式是否限定通过以下方法进行判断：
S7，判断控制装置体积小、控制装置底板材料脆性高、控制装置安装在机电设备平整表面以及控制装置处于高温环境是否均成立，若均成立，则认为控制装置的安装方式限定，否则，认为控制装置的安装方式不限定。
在一些实施例中，所述防振手段一包括：将所述控制装置设于壳体内，在所述控制装置一侧或两侧设置减振器。
在一些实施例中，所述防振手段二包括：将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间通过螺钉固定；和/或，将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间通过细线绑扎；和/或，将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间设置环氧胶加固。
在一些实施例中，所述防振手段三包括：采用耐振的材料制作电路板；和/或，增加电路板厚度；和/或，优化电路板形状；和/或，调整电路板质量分布。
在一些实施例中，所述减振器的刚度K和阻尼比ζ通过以下公式计算得出：
；
fn=f/λ；
；
其中，fn为机电设备固有频率，f为控制装置壳体运动频率，λ为频率比，M为控制装置的质量，TMAX为发生谐振时受迫振动的放大倍数。
在一些实施例中，所述螺钉设于振动幅值较大处；所述细线紧贴控制装置的电路板；所述环氧胶设于振动幅值较大处。
在一些实施例中，优化电路板形状包括在电路板长宽固定的情况下，在电路板底部安装加强筋；调整电路板质量分布包括在电子原件固定的情况下，将大型电子芯片分布在固定电路板的约束周围。
第二方面，本发明提供了一种机电设备，所述机电设备集成有控制装置，其特征在于，所述控制装置采用如第一方面的防振方法进行防振。
本发明具有以下有益效果：本发明通过判断控制装置安装环境是否有足够空间进行判断是否可以加装减振器，通过判断控制装置安装方式是否限定进而判断是否可以进行防振安装，从而将控制装置的防振设计分为多个场景，针对不同场景下的具体情况，结合控制装置的实际防振需求，设计多种不同的防振方案，并给出每种防振方案的关键技术参数计算方法或实施过程中需要注意的要点，在结构设计和生产制造难度小的基础上，保证了控制装置的防振能力，避免了发动机振动以及机电设备运行振动对控制装置工作的影响，保证控制装置正常稳定地运行。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1示出了本发明控制装置的防振方法的流程示意图；
图2示出了本发明控制装置几种优化电路板形状的防振手段示意图；
图3示出了本发明控制装置几种调整电路板质量分布的防振手段示意图；
图4示出了本发明控制装置几种设置螺钉的防振手段的示意图；
图5示出了本发明控制装置几种细线绑扎的防振手段的示意图；
图6示出了本发明控制装置几种设置环氧胶的防振手段的示意图；
图7示出了本发明控制装置加装减振器的结构示意图；
图8示出了本发明控制装置另一种加装减振器的结构示意图；
图9示出了本发明控制装置加装减振器配合细线绑扎的结构示意图；
图10示出了本发明控制装置加装减振器配合设置螺钉的结构示意图；
图11示出了本发明控制装置加装减振器配合优化电路板形状的结构示意图；
图12示出了本发明控制装置加装减振器配合调整电路板质量分布的结构示意图；
图13示出了本发明控制装置细线绑扎配合优化电路板形状的结构示意图；
图14示出了本发明控制装置设置螺钉配合调整电路板质量分布的结构示意图；
图15示出了本发明控制装置加装减振器配合设置螺钉、调整电路板质量分布的结构示意图；
图16示出了本发明控制装置加装减振器配合设置螺钉、细线绑扎、调整电路板质量分布、优化电路板形状的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
机电设备在机载环境中运行，其承受的振动主要来自两个方面，一是机电设备自身运行过程中的振动，二是发动机、飞机机身的振动，通过机体传递到机电设备，二者对比，前者存在于有机械运动的机电设备中，其强度由机电设备运行状态决定，后者则是所有机电设备都需要承受的，在飞行包线、发动机工况、机身材料等固定的情况下，其强度由机电设备的安装位置决定。机电设备集成融合控制装置后，控制装置由电子舱转移至设备舱，电子舱往往位于机身中部，环境较好，振动轻微，而设备舱往往在机身边缘，振动强烈，按照电子舱振动指标所设计的控制装置在转移至设备舱后，无法适应新的安装环境，在强振动的影响下，控制装置会出现接触不良、移位、断裂等现象，导致控制装置失效。因此，将机电设备集成融合控制装置必须对控制装置增加防振手段。
因此，本发明提供了一种控制装置的防振方法，所述控制装置集成于机电设备上，防振通过以下手段实现：防振手段一：加装减振器，防振手段二：进行防振安装，防振手段三：进行防振设计；所述防振方法包括以下步骤：S1，判断控制装置的安装环境是否有足够空间以及控制装置的安装方式是否限定，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则执行S2，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S3，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则单独采用防振手段三，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S4；S2，判断加装减振器是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段一，否则，组合采用防振手段一、防振手段三；S3，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，进行S5；S4，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，组合采用防振手段二、防振手段三；S5，判断加装减振器配合进行防振安装是否满足防振需求，若是，则组合采用防振手段一、防振手段二，否则，组合采用防振手段一、防振手段二、防振手段三。
在本实施例中，控制装置的安装环境是否有足够空间以及控制装置的安装方式是否限定判断流程也可以分开进行，如图1所示，防振方法包括以下步骤：S1，判断所述控制装置安装环境中是否有足够空间，若有，则可以加装减振器，否则，无法加装减振器；S2，判断所述控制装置安装方式是否限定，若是，则无法进行防振安装，否则，可以进行防振安装；S3，对可以加装减振器而无法进行防振安装的场景，判断加装减振器是否满足需求，若是，则采用加装减振器方案，否则，采用加装减振器配合控制装置防振设计的方案；对可以加装减振器且可以进行防振安装的场景，判断防振安装是否满足需求，若是，则采用防振安装设计方案，否则，进行S4；对无法加装减振器且无法进行防振安装的场景，采用控制装置防振设计方案；对无法加装减振器但可以进行防振安装的场景，判断防振安装是否满足需求，若是，则采用防振安装设计方案，否则，采用防振安装设计配合控制装置防振设计方案；S4，判断减振器加防振安装是否满足需求，若是，采用加装减振器配合防振安装设计方案，否则，采用加装减振器配合防振安装设计，同时进行控制装置防振设计方案。
在一些实施例中，所述控制装置的安装环境是否有足够空间通过以下方法进行判断：S6，判断机电设备表面是否有足够大的平面，若有，则进行S61，否则，通过设置支架和进行填充构造平面，再进行S61；S61，判断机电设备附近是否有足够的空间同时容纳减振器和控制装置；若有，则认为控制装置的安装环境是否有足够空间，否则，认为控制装置的安装环境是否没有足够空间。
在本实施例中，所述判断所述控制装置安装环境中是否有足够空间，包括两方面，首先判断机电设备表面是否有足够大的平整区域，其次判断机电设备附近是否有足够的空间同时容纳减振器和控制装置本身；若机电设备表面没有足够大的平整区域，只有曲面、弧面或不规则表面，则可通过支架、填充等形式构造平整区域，此时会占用额外的空间；在具备平整区域后，再判断机电设备附近是否有足够的空间，通常机电设备的安装是比较密集的，留给控制装置的安装空间是有限的，而减振器的体积通常不小于控制装置本身，安装减振器意味着需要占用成倍的空间，若机电设备之间的空间无法同时容纳减振器和控制装置本身，则认为控制装置安装环境中没有足够空间；
在一些实施例中，控制装置的安装方式是否限定通过以下方法进行判断：S7，判断控制装置体积小、控制装置底板材料脆性高、控制装置安装在机电设备平整表面以及控制装置处于高温环境是否均成立，若均成立，则认为控制装置的安装方式限定，否则，认为控制装置的安装方式不限定。
在本实施例中，所述判断所述控制装置安装方式是否限定，包括多种情况，不同情况会对不同的安装方式造成限定，具体包括：当控制装置体积较小或控制装置底板材料脆性较高时，能够承载的固定螺钉是有限的，过于密集的固定螺钉会导致控制装置开裂，此时设计更多固定螺钉的防振安装设计手段被限定无法使用；当控制装置直接安装在装备平整表面时，细线需环绕整个机电设备或在机电设备表面开孔才能完成绑扎，环绕整个机电设备会导致细线过长失去减振效果，在机电设备表面开孔则会影响机电设备本身的正常工作，此时细线绑扎的防振安装设计手段被限定无法使用；当控制装置处于高温环境时，高温会导致环氧胶融化，失去固定效果，此时点环氧胶加固的防振安装设计手段被限定无法使用。
控制装置的核心是电路板，在振动理论中，有专门用于计算电路板振幅的Steinberg公式：；其中，δ为电路板中心的最大位移，即振幅，fn为电路板固有频率，a为外部激励载荷加速度，Q为电路板激励传递率，其表述为：Q=A(fn)1/2；其中A为常系数，将上述两式合并，得到振幅δ与电路板固有频率fn之间的关系：δ=9.8Aa(fn)-3/2；可见，在电路板的振幅δ主要由激励载荷加速度a和电路板固有频率fn决定，从这两方面分别着手，控制装置电路板防振的实现途径可分为两类，第一类是减振，在不改变振源强度的前提下，通过主动或被动的手段降低控制装置电路板所承受的振动激励，即降低激励载荷加速度a；第二类是抗振，通过加固设计提高电路板本身的抗振能力，即提高电路板固有频率fn。
减振手段，从原理上可分为有外部能源输入的主动减振、没有外部能源输入的被动减振、以及部分能源输入的混合减振等三大类，对于机载环境下的控制装置电路板，其位置、空间、供能都有严格限制，无法实现主动减振和混合减振所需要的外部供能，因此，机电设备与控制装置集成融合后，减振手段只能采用被动减振，即通过改变振动传递介质来降低控制装置电路板所承受的振动激励，该方法可通过增加减振器来实现。
抗振手段，对矩形电路板，其固有频率可通过瑞利公式估算：
；
；
其中，D为刚度因子，ρ为电路板单位面积质量，a、b、h分别为电路板的长、宽、厚度，E为弹性模量，μ为电路板泊松比。可见，在理论层面，提高电路板固有频率fn可通过改变电路板的刚度因子，弹性模量，以及几何形状等几个方面入手，在实现层面，则可以通过优化控制装置电路板设计和优化安装方式两种途径来实现。
综上所述，机电设备与控制装置集成融合后，控制装置的防振可通过增加减振器、优化电路板设计和优化安装方式等三种途径来实现，这三种技术途径各有适用场景，使用代价和效果也不尽相同，但本质上并不存在冲突，因此在一些实施例中，机电设备与控制装置集成融合后的防振方法包括以下七种防振方案：
防振方案一包括：单独加装减振器手段，即单独采用防振手段一；
防振方案二包括：单独采用防振安装手段，即单独采用防振手段二；
防振方案三包括：单独采用防振设计手段，即单独采用防振手段三；
防振方案四包括：组合采用加装减振器手段和防振设计手段；
防振方案五包括：组合采用加装减振器手段和防振安装手段；
防振方案六包括：组合采用防振安装手段和防振设计手段；
防振方案七包括：组合采用加装减振器手段、防振安装手段和控制装置防振设计手段。
在一些实施例中，控制装置处于无法加装减振器也无法进行防振安装的场景中，此时只能采用防振设计手段。
在一些实施例中，防振实现途径包括但不限于：采用更加耐振的材料制作控制装置中的电路板，以弹性模量更高的材料取代传统的FR-4材料制作电路板，以增加其刚度因子，提高固有频率。但采用非常规材料制作电路板，不仅会降低设备的通用型，还会带来相当大的制造成本。
增加控制装置中电路板的厚度，增加电路板厚度可以提高其刚度因子，提高固有频率，在理论上，电路板刚度因子D，电路板厚度h，电路板固有频率fn之间满足以下关系：D∝h3，fn∝h3；但增加电路板厚度不仅会占用额外的空间，还会增加额外的重量。
优化电路板形状，如图2所示，图2-a~2-e为数种可能的电路板形状优化方案，电路板1通过螺钉2固定，在长宽固定的情况下，在电路板底部安装加强筋3，可以增加电路板刚度，提高其固有频率。但在电路板底部安装加强筋会占用额外的空间，增加额外的重量，同时不平整的电路板底部也会对散热造成一定的不利影响。
调整电路板质量分布，如图3所示，图3-a~3-b为一种可能的优化方案，电路板1通过螺钉2固定，多种电子元器件4分布在电路板1表面，在电子元器件4的数量和型号均固定的情况下，将体积和质量较大的电子元器件分布在固定印制电路板的约束周围，可以提高控制装置的抗振能力。但是改变电子元器件4在电路板1表面的分布，需要对电路板的电磁兼容重新进行设计，带来额外的成本，而且在满足功能的前提下，电子元器件4在电路板1表面分布的调整空间是有限的。
上述路径之间并不存在本质冲突，可视具体环境选择一种实现途径或对多种实现途径进行组合。
在一些实施例中，控制装置处于无法加装减振器但可以进行防振安装的场景中，且防振安装能够满足防振需求，此时采用防振方案二，即防振安装设计手段。这是因为电路板设计有其固有的流程，电路板作为控制装置的核心部件，增加防振设计会降低通用性，增加设计制造成本并降低运行可靠性，电路板防振设计的总体成本普遍高于防振安装设计，因此在防振安装设计与控制装置防振设计中优先选用防振安装设计。
在一些实施例中，控制装置处于可以加装减振器也可以进行防振安装的场景中，且防振安装能够满足防振需求，此时也采用防振方案二，即防振安装设计手段。这是因为防振安装所使用的螺钉、环氧胶、细线等材料的重量远低于减振器，防振安装手段所带来的系统代偿也普遍小于加装减振器，因此在防振安装设计与加装减振器中优先选用防振安装设计。
在一些实施例中，在控制装置与壳体之间设计更多的固定螺钉，如图4所示，图4-a~4-e为数种可能的优化方案，电路板1通过螺钉2固定在壳体上，螺钉2为N个，其中N≥4，螺钉的位置通常在电路板边缘，在部分实施例中也可以设计在电路板中部，如图4-e所示，螺钉应尽可能接近振动幅值较大的部位，或尽可能接近关系电路可靠性的关键部位。
在一些实施例中，在控制装置与壳体之间以细线绑扎，如图5所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定；在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7为N个，其中N≥0；通过细线8将控制装置与壳体6、冷板7进行绑扎，壳体6上需预留细线穿孔，绑扎所用的细线应紧贴电路板同时不影响电路板的电路及元器件。
在一些实施例中，在控制装置与壳体之间点环氧胶，如图6所示，图6-a-6-c为多种可能的优化方案，电路板1不仅通过螺钉2固定，还通过环氧胶9与壳体粘连，与增加固定螺钉相比，环氧胶只能点在电路板的边缘，通过粘连实现的加固也弱于螺钉固定，且在使用前需考虑环境温度的影响，但点环氧胶对电路板的破坏较小，不会影响电路板整体的稳定性。
在一些实施例中，控制装置处于可以加装减振器而无法进行防振安装的场景中，且加装减振器能够满足防振需求，此时采用防振方案三，即加装减振器手段，这是因为电路板设计尤其固有的流程，电路板作为控制装置的核心部件，增加防振设计会降低通用性，增加设计制造成本并降低运行可靠性，电路板防振设计的总体成本普遍高于加装减振器，因此在加装减振器与控制装置防振设计中优先选用加装减振器。
在一些实施例中，如图7、图8所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥4；在控制装置5于壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为N个，其中N≥0；在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧，如图7所示，或位于控制装置5的上下两侧，如图8所示。减振器刚度K和阻尼比ζ通过以下公式计算得出：
；
fn= f / λ；
其中，fn为机电设备固有频率，f为控制装置壳体运动频率，λ为频率比，M为控制装置的质量。
；
其中，TMAX为发生谐振时受迫振动的放大倍数。
在本实施例中，位于控制装置下方的减振器，其长宽与控制装置接近，厚度均匀，具体厚度由刚度K和阻尼比ζ以及减振器材料决定，需预留螺钉2通过的缺口，位于控制装置上方的减振器，其长宽与控制装置接近，厚度不均匀，需为控制装置表面的电子元器件预留凹槽。
在本实施例中，减振器的材料可根据刚度和阻尼比的需要选择橡胶、金属、软木等多种材料。
在一些实施例中，控制装置处于可以加装减振器而无法进行防振安装的场景中，且加装减振器不能满足防振需求，此时采用防振方案四，即加装减振器手段配合控制装置防振设计手段。
在本实施例中，加装减振器的具体过程可参考防振方案三，控制装置防振设计的具体过程可参考防振方案一。且加装减振器与控制装置防振设计互不冲突，可根据实际情况设计出多种可能的、满足防振需求的组合方案，并从中选择性能代偿损失最小的一种。例如：a、如图9所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，并通过细线8绑扎加固，螺钉2的数量为M个，其中M≥4，细线8的数量为N个，其中N≥1，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5于壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0；b、如图10所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥6，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5于壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0。
在一些实施例中，控制装置处于无法加装减振器但可以进行防振安装的场景中，且防振安装不能满足防振需求，但防振安装配合减振器能够满足防振需求，此时采用防振方案五，即加装减振器手段配合防振安装设计手段。
在该实施例中，加装减振器的具体过程可参考防振方案三，防振安装设计的具体过程可参考防振方案二。且加装减振器与防振安装设计互不冲突，可根据实际情况设计出多种可能的、满足防振需求的组合方案，并从中选择性能代偿损失最小的一种。例如：a、如图11所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥4，对控制装置电路板形状进行优化设计，在控制装置5底部增加加强筋，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0；b、如图12所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥4，对控制装置电路板的质量分布进行优化设计，将体积和质量较大的电子元器件分布在固定电路板的约束周围，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0。
在一些实施例中，控制装置处于无法加装减振器但可以进行防振安装的场景中，且防振安装不能满足防振需求，此时采用防振方案六，即防振安装设计配合控制装置防振设计。
在该实施例中，防振安装设计的具体过程可参考防振方案二，控制装置防振设计的具体过程可参考防振方案一。且防振安装设计与控制装置防振设计互不冲突，可根据实际情况设计出多种可能的、满足防振需求的组合方案，并从中选择性能代偿损失最小的一种。例如：a、如图13所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，并通过细线8绑扎加固，螺钉2的数量为M个，其中M≥4，细线8的数量为N个，其中N≥1，对控制装置电路板形状进行优化设计，在控制装置5底部增加加强筋，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0；b、如图14所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥6，对控制装置电路板的质量分布进行优化设计，将体积和质量较大的电子元器件分布在固定电路板的约束周围，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0。
在一些实施例中，控制装置处于可以加装减振器也可以进行防振安装的场景中，且减振器配合防振安装仍不能满足防振需求，此时采用防振方案七，即加装减振器配合防振安装设计，同时进行控制装置防振设计。
在该实施例中，控制装置防振设计的具体过程可参考防振方案一，防振安装设计的具体过程可参考防振方案二，加装减振器的具体过程可参考防振方案三。且加装减振器、防振安装设计、电路板防振设计三者互不冲突，可根据实际情况设计出多种可能的、满足防振需求的组合方案，并从中选择性能代偿损失最小的一种。例如：a、如图15所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，螺钉2的数量为M个，其中M≥6，对控制装置电路板的质量分布进行优化设计，将体积和质量较大的电子元器件分布在固定电路板的约束周围，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0；b、如图16所示，将控制装置5设于壳体6内，通过螺钉2固定，并通过细线8绑扎加固，螺钉2的数量为M个，其中M≥6，细线8的数量为N个，其中N≥1，对控制装置电路板的质量分布进行优化设计，将体积和质量较大的电子元器件分布在固定电路板的约束周围，对控制装置电路板形状进行优化设计，在控制装置5底部增加加强筋，在控制装置5于壳体6之间设置减振器10用于控制装置防振，减振器10可位于控制装置5的一侧或位于控制装置5的上下两侧，在控制装置5与壳体6之间设置冷板7用于控制装置散热，冷板7的数量为X个，其中X≥0。
在一些实施例中，控制装置为信号检测装置、数据处理装置或无线通讯装置等。
基于同一公开构思，本发明还公开了一种集成有信号检测装置、数据处理装置和无线通讯装置等控制装置的机电设备，信号检测装置、数据处理装置和无线通讯装置等控制装置采用前述实施例的防振方法进行防振，设置合适的防振手段可以在保证环境及机电设备自身的振动均不影响信号检测装置、数据处理装置和无线通讯装置等控制装置运行的情况下，减小信号检测装置、数据处理装置和无线通讯装置等控制装置的体积和重量。
可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述控制装置集成于机电设备上，防振通过以下手段实现：防振手段一：加装减振器，防振手段二：进行防振安装，防振手段三：进行防振设计；所述防振方法包括以下步骤：
S1，判断控制装置的安装环境是否有足够空间以及控制装置的安装方式是否限定，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则执行S2，若控制装置的安装环境有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S3，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式限定，则单独采用防振手段三，若控制装置的安装环境没有足够空间并且控制装置的安装方式不限定，则执行S4；
S2，判断加装减振器是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段一，否则，组合采用防振手段一、防振手段三；
S3，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，进行S5；
S4，判断进行防振安装是否满足防振需求，若是，则单独采用防振手段二，否则，组合采用防振手段二、防振手段三；
S5，判断加装减振器配合进行防振安装是否满足防振需求，若是，则组合采用防振手段一、防振手段二，否则，组合采用防振手段一、防振手段二、防振手段三。
2.根据权利要求1所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述控制装置的安装环境是否有足够空间通过以下方法进行判断：
S6，判断机电设备表面是否有足够大的平面，若有，则进行S61，否则，通过设置支架和进行填充构造平面，再进行S61；
S61，判断机电设备附近是否有足够的空间同时容纳减振器和控制装置；若有，则认为控制装置的安装环境是否有足够空间，否则，认为控制装置的安装环境是否没有足够空间。
3.根据权利要求1所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，控制装置的安装方式是否限定通过以下方法进行判断：
S7，判断控制装置体积小、控制装置底板材料脆性高、控制装置安装在机电设备平整表面以及控制装置处于高温环境是否均成立，若均成立，则认为控制装置的安装方式限定，否则，认为控制装置的安装方式不限定。
4.根据权利要求1所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述防振手段一包括：将所述控制装置设于壳体内，在所述控制装置一侧或两侧设置减振器。
5.根据权利要求1所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述防振手段二包括：将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间通过螺钉固定；和/或，将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间通过细线绑扎；和/或，将所述控制装置设于壳体内，所述控制装置与壳体之间设置环氧胶加固。
6.根据权利要求1所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述防振手段三包括：采用耐振的材料制作电路板；和/或，增加电路板厚度；和/或，优化电路板形状；和/或，调整电路板质量分布。
7.根据权利要求4所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述减振器的刚度K和阻尼比ζ通过以下公式计算得出：
；
fn=f/λ；
；
其中，fn为机电设备固有频率，f为控制装置壳体运动频率，λ为频率比，M为控制装置的质量，TMAX为发生谐振时受迫振动的放大倍数。
8.根据权利要求5所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，所述螺钉设于振动幅值较大处；所述细线紧贴控制装置的电路板；所述环氧胶设于振动幅值较大处。
9.根据权利要求6所述的一种控制装置的防振方法，其特征在于，优化电路板形状包括在电路板长宽固定的情况下，在电路板底部安装加强筋；调整电路板质量分布包括在电子原件固定的情况下，将大型电子芯片分布在固定电路板的约束周围。
10.一种机电设备，所述机电设备集成有控制装置，其特征在于，所述控制装置采用如权利要求1-9任一项的防振方法进行防振。
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