CN117939843A - 一种导热减振装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种导热减振装置，包括安装板、底板、若干金属橡胶减震器和柔性双回路单层柔性导热带，各金属橡胶减震器均设置于安装板和底板之间，柔性双回路单层柔性导热带由石墨烯制成。采用柔性双回路单层柔性导热带作为导热结构，通过自身的高导热性能，能够将设备件工作时产生的热量快速传递到底板底面的散热装置上进行散热，大大降低了设备热源处温度，金属橡胶减震器通过自身消耗能量来衰减振动，降低设备件内部敏感元件损坏的风险，从而实现对设备件的减振与导热功能，有效改善了设备件的力学与热环境，有效的解决了设备件在使用时振动环境恶劣，外加工作时升温过大引起内部敏感元件损坏失效的问题，起到充分保护的作用。

Description

一种导热减振装置

技术领域

本申请涉及电器元件减振散热结构设计技术领域，具体涉及一种导热减振装置。

背景技术

航空、航天等多个领域的电子设备在使用过程中普遍存在发热现象，如果不及时散热不仅影响电子设备的寿命，而且可能引发安全事故。

现有技术中，大多采用软性导热硅胶绝缘垫对电子设备进行散热，这种导热垫导热性能良好，由于其自身的弹性，还能对电子设备起到抗震的作用；也有技术采用导热硅脂对电子设备进行散热，导热硅脂吸热升温，表现出一定流动性，带动空气与设备热量循环，促使热量散发；有文献设计了低刚度的柔性导热带，主体部分采用多层50μm石墨导热膜层叠粘贴的方式，在柔性导热带中间采用隔热材料聚酰亚胺块支撑，具有一定的导热效果和隔振性能，但石墨导热膜承载能力有限，且难以承受多种力学环境。上述技术方案主要解决了设备发热散热的问题，但难以解决处于弹箭上恶劣振动环境下的电子设备除发热以外的减振问题。

目前也有采用对设备采取先散热后减振的方式，即在设备与散热结构之间粘贴硅胶导热垫，将设备工作产生的热量传递到散热结构上，通过散热结构将热量散到空气中，然后通过安装橡胶减振器的方式对设备与散热结构整体进行减振，这种技术实现了对设备先导热、散热后减振的效果，一定程度上解决了设备工作发热以及弹上恶劣的振动冲击环境对敏感元器件的影响，但这种技术方案应用场景有局限性，难以解决封装在壳体内部重要设备的散热及减振问题，且占用空间大，不适用于集成化设备。与此同时，考虑到有机材料橡胶减振器的耐高温性能不理想且容易老化，并且目前采用的此类方案在同一安装界面内，设备的导热与减振两项功能无法同时达到理想效果。因此，本发明研制了一种金属橡胶与石墨烯复合型的导热减振装置，实现在同一界面之间，对设备同时起到导热与减振的作用。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本申请实施例中提供了一种导热减振装置。

根据本申请实施例提供的一种导热减振装置，包括：

安装板，所述安装板用于连接设备件；

底板，所述底板和所述安装板间隔设置，所述底板用于连接散热装置；

若干金属橡胶减震器，各所述金属橡胶减震器均设置于所述安装板和底板之间，且所述金属橡胶减震器分别连接所述安装板和底板；

柔性双回路单层柔性导热带，所述柔性双回路单层柔性导热带由石墨烯制成，所述柔性双回路单层柔性导热带设置于所述安装板和底板之间，且所述柔性双回路单层柔性导热带分别贴合于所述安装板和底板。

进一步地，所述柔性双回路单层柔性导热带包括弯曲形成的环形带；

所述环形带相对的两侧分别贴合于所述安装板和底板。

进一步地，所述环形带包括两个裸露段和两个弯曲段；

两个裸露段分别贴合于所述安装板和底板，两个所述弯曲段位于所述裸露段两侧，且弯曲段连接两个所述裸露段；

所述弯曲段表面覆盖有保护膜。

进一步地，包括上压板和下压板；

所述上压板位于所述安装板和底板之间，且所述上压板连接于所述安装板，一所述裸露段限位于所述上压板和安装板之间；

所述下压板位于所述安装板和底板之间，且所述下压板连接于所述底板，另一所述裸露段限位于所述上压板和安装板之间。

进一步地，所述柔性双回路单层柔性导热带包括两个连接带；

所述环形带形成两个口部；

两个所述连接带分别位于相应的口部上，且所述连接带分别连接两个所述裸露段；

所述上压板和下压板的两侧分别设置两个延伸部；

所述上压板第一侧的两个延伸部限位于相应连接带的两侧，所述上压板第二侧的两个延伸部限位于另一连接带的两侧；

所述下压板第一侧的两个延伸部限位于相应连接带的两侧，所述下压板第二侧的两个延伸部限位于另一连接带的两侧。

进一步地，所述裸露段与所述上压板或下压板相接触的表面设置有胶层。

进一步地，所述上压板上设置连接孔，以通过连接件连接于所述安装板；

所述下压板上设置连接孔，以通过连接件连接于所述底板。

进一步地，所述上压板和/或下压板表面设置纵横交错的加强筋。

进一步地，所述金属橡胶减震器包括壳体、金属橡胶减振垫、第一连杆和第二连杆；

所述壳体具有内腔，所述金属橡胶减振垫设置于所述内腔内，所述第一连杆延伸至所述内腔且与所述金属橡胶减振垫相接触；

所述第二连杆连接于所述壳体；

所述第一连杆连接于所述安装板，所述第二连杆连接于所述底板；

在所述第一连杆和所述第二连杆相对靠近或远离的过程中，所述第一连杆挤压所述金属橡胶减振垫，在所述第一连杆相对第二连杆平行于所述安装板移动的过程中，所述第一连杆挤压所述金属橡胶减振垫。

进一步地，所述壳体具有连通所述内腔的连通口；

所述第一连杆贯穿所述连通口设置；

所述连通口的内径大于所述第一连杆的外径。

更进一步地，所述第一连杆上设置安装垫片，所述第一连杆具有外螺纹，所述第一连杆贯穿所述安装板，且第一连杆上螺纹连接有螺母，所述安装垫片和所述螺母分别限位于所述安装板的两侧；

所述第二连杆具有外螺纹，以螺纹连接于所述底板。

通过采用上述技术方案，使得本申请具有如下有益效果：

本申请采用柔性双回路单层柔性导热带作为导热结构，通过自身的高导热性能，能够将设备件工作时产生的热量快速传递到底板底面的散热装置上进行散热，大大降低了设备热源处温度，降低了设备元件因高温损坏的风险，并通过设置的金属橡胶减震器为设备提供刚度和阻尼，使得设备件出现振动和冲击时，金属橡胶减震器通过自身消耗能量来衰减振动，大大地减少设备的振动，降低设备件内部敏感元件损坏的风险，从而实现同时对设备件的减振与导热功能，同时也极大的节约了尺寸空间，适用于各种安装场景，有效改善了设备件的力学与热环境，有效的解决了设备件在使用时振动环境恶劣，外加工作时升温过大引起内部敏感元件损坏失效的问题，起到充分保护的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的导热减振装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导热减振装置的安装板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的导热减振装置的上压板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的导热减振装置的双回路单层柔性导热带的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的导热减振装置的金属橡胶减振器的内部结构剖视图。

附图标记：

图中：1、安装板；2、上压板；3、柔性双回路单层柔性导热带；4、下压板；5、底板；6、金属橡胶减震器；7、设备一；8、设备二；9、设备三；11、安装孔；12、凸台；21、连接孔；22、加强筋；31、环形带；32、弯曲段；33、连接带；61、第一连杆；62、连通口；63、金属橡胶减振垫；64、上壳体；65、下壳体；66、安装垫片；67、第二连杆。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。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。

参见图1至图5所示，本申请实施例提供一种导热减振装置，包括安装板1、底板5、若干金属橡胶减震器6和柔性双回路单层柔性导热带3，安装板1用于连接设备件，设备件包括设备一7、设备二8和设备三9，底板5和安装板1间隔设置，底板5上加工有安装孔，底板5底面连接有散热装置，金属橡胶减震器6安装在安装孔上，并且底板5上设计有对外安装接口，可通过螺钉将导热减振装置整体安装到散热装置上，安装接口可根据导热减振装置的安装方式进行适配，各金属橡胶减震器6均设置于安装板1和底板5之间，且金属橡胶减震器6分别连接安装板1和底板5，柔性双回路单层柔性导热带3采用300μm厚度的单层石墨烯主体导热结构，柔性可弯曲，耐高温，具有1500w/(m*k)超高的面内导热系数，柔性双回路单层柔性导热带3设置于安装板1和底板5之间，且柔性双回路单层柔性导热带3分别贴合于安装板1和底板5，安装时呈现弯曲状态。

需要说明的是，本申请实施例提供的导热减振装置可用于伺服控制器等重要设备，除柔性双回路单层柔性导热带3外，其他结构均为金属材料，并且多个金属橡胶减振器6的外形尺寸和安装尺寸必须相同，可根据设备件的质心位置，选用不同刚度的金属橡胶减震器6进行匹配，使支撑刚度中心与设备件质心接近，并且可以通过调节金属橡胶减振器6数目及刚度，在不影响导热效果的情况下可实现较大的承载范围。

在上述方案中，采用柔性双回路单层柔性导热带3作为导热结构，通过自身的高导热性能，能够将设备件工作时产生的热量快速传递到底板5底面的散热装置上进行散热，大大降低了设备热源处温度，降低了设备元件因高温损坏的风险，并通过设置的金属橡胶减震器6为设备提供刚度和阻尼，使得设备件出现振动和冲击时，金属橡胶减震器6通过自身消耗能量来衰减振动，大大地减少设备的振动，降低设备件内部敏感元件损坏的风险，从而实现对设备件的减振与导热功能，同时也极大的节约了尺寸空间，适用于各种安装场景，有效改善了设备件的力学与热环境，有效的解决了设备件在使用时振动环境恶劣，外加工作时升温过大引起内部敏感元件损坏失效的问题，起到充分保护的作用。

参见图4所示，柔性双回路单层柔性导热带3包括弯曲形成的环形带31，环形带31相对的两侧分别贴合于安装板1和底板5，使得设备件的热量直接从安装板1底面传递到柔性双回路单层柔性导热带3的环形带31上，热量快速从环形带31上端面传递到底板5的底面，然后传递到底板5底面的散热装置上，降低设备件的工作温度。

参见图4所示，环形带31包括两个裸露段和两个弯曲段32，两个裸露段分别贴合于安装板1和底板5，两个弯曲段32位于裸露段两侧，且弯曲段32连接两个裸露段，弯曲段32表面覆盖有保护膜。

在上述方案中，弯曲段32的保护膜对柔性双回路单层柔性导热带3起到保护作用，防止柔性双回路单层柔性导热带3出现弯折损坏及掉粉现象。

参见图1所示，包括上压板2和下压板4，上压板2位于安装板1和底板5之间，且上压板2连接于安装板1，一裸露段限位于上压板2和安装板1之间，下压板4位于安装板1和底板5之间，且下压板4连接于底板5，另一裸露段限位于上压板2和安装板1之间。

需要说明的是，安装板1上加工有安装孔11和凸台12，安装孔11用于安装设备件并连接上压板2，凸台12用于嵌入式安装金属橡胶减震器6，使得设备件与底板5之间保持一个适宜的距离。

参见图3与图4所示，柔性双回路单层柔性导热带3包括两个连接带33，环形带31形成两个口部，两个连接带33分别位于相应的口部上，且连接带33分别连接两个裸露段，上压板2和下压板4的两侧分别设置两个延伸部，上压板2第一侧的两个延伸部限位于相应连接带33的两侧，上压板2第二侧的两个延伸部限位于另一连接带33的两侧，下压板4第一侧的两个延伸部限位于相应连接带33的两侧，下压板4第二侧的两个延伸部限位于另一连接带33的两侧。

在上述方案中，两个连接带33的两侧分别限位于上压板2与下压板4的两个延伸部之间，避免柔性双回路单层柔性导热带3发生移位，对柔性双回路单层柔性导热带3进行固定安装。

裸露段与上压板2或下压板4相接触的表面设置有胶层，胶层对柔性双回路单层柔性导热带3外露部分起到充分保护的作用，并且用于对柔性双回路单层柔性导热带3的辅助安装。

参见图2与图3所示，上压板2上设置连接孔21，以通过连接件螺栓连接于安装板1，下压板4上设置连接孔21，以通过连接件螺纹连接于底板5，将柔性双回路单层柔性导热带3一侧压紧固定在上压板2与安装板1之间。

参见图3所示，上压板2和/或下压板4表面设置纵横交错的加强筋22，加强筋22起到加强局部刚度的作用，以防止影响到设备的减振效果。

金属橡胶减震器6包括壳体、金属橡胶减振垫63、第一连杆61和第二连杆67，壳体具有内腔，壳体包括上壳体64和下壳体65，上壳体64和下壳体65围合为内腔，金属橡胶减震器6为全金属结构，具有耐高低温，贮存寿命长的优点，金属橡胶减振垫63设置于内腔内，第一连杆61延伸至内腔且与金属橡胶减振垫63相接触，第二连杆67连接于壳体，第一连杆61连接于安装板1，第二连杆67连接于底板5，在第一连杆61和第二连杆67相对靠近或远离的过程中，第一连杆61在垂直安装板的方向上挤压金属橡胶减振垫63，在第一连杆61相对第二连杆67平行于安装板1移动的过程中，第一连杆61在平行安装板的方向上挤压金属橡胶减振垫63，金属橡胶减震器6既能保证减振结构具有一定的刚度，又能提供一定阻尼，并且采用不锈钢材料加工，金属橡胶减振垫63采用不锈钢金属丝通过编织、缠绕、冷压成型。

需要说明的是，如果采用橡胶减振器连接，高低温、盐雾等恶劣环境会对其性能产生不利影响，且橡胶减振器贮存寿命短，难以满足型号整体需求，而采用金属橡胶减振垫63连接，高低温、盐雾等恶劣环境会对其性能影响可忽略，并且能够提供三方向刚度和阻尼，实现多个方向的减振功能，同时，金属橡胶减震器6设计有机械限位，能够保障柔性双回路单层柔性导热带3不会产生过大的弯曲变形，同时对设备件也起到一定的保护作用。

在上述方案中，壳体内可以设置两个金属橡胶减振垫63，两个金属橡胶减振垫63沿第一连杆61的长度方向依次设置，第一连杆61穿于两个金属橡胶减振垫63，第一连杆61具有外凸缘，外凸缘位于两个金属橡胶减振垫63之间，当发生竖直方向振动或冲击时，安装板1带动设备件随着金属橡胶减震器6和第一连杆61上下移动，第一连杆61上下运动分别压迫两个金属橡胶减振垫63轴向变形并发生摩擦，消耗振动冲击能量，实现竖直方向的减振，当发生水平方向的振动或冲击时，安装板1带动设备件随着金属橡胶减震器6和第一连杆61水平偏移，第一连杆61挤压金属橡胶减振垫63径向变形并发生摩擦，实现水平方向的减振。

参见图5所示，壳体具有连通内腔的连通口62，第一连杆61贯穿连通口62设置，连通口62的内径大于第一连杆61的外径，使得第一连杆61可以实现水平偏移，当发生水平方向的振动或冲击时，实现水平方向的减振。

参见图5所示，第一连杆61上设置安装垫片66，第一连杆61具有外螺纹，第一连杆61贯穿安装板1，且第一连杆61上螺纹连接有螺母，安装垫片66和螺母分别限位于安装板1的两侧，第二连杆67具有外螺纹，以螺纹连接于底板5。

在上述方案中，对金属橡胶减震器6进行安装时，第一连杆61穿过安装板1的凸台12，并且第一连杆61的伸出端通过螺母螺纹连接，安装垫片66固定在安装板1的下底面，使得安装垫片66和螺母分别限位于安装板1的两侧，第二连杆67螺纹连接于底板5，对安装板1及其上的设备件起柔性支撑的作用，为设备提供刚度和阻尼，起到减振的作用。

采用柔性双回路单层柔性导热带3作为导热结构，通过自身的高导热性能，能够将设备件工作时产生的热量快速传递到底板5底面的散热装置上进行散热，大大降低了设备热源处温度，降低了设备元件因高温损坏的风险，并通过设置的金属橡胶减震器6为设备提供刚度和阻尼，使得设备件出现振动和冲击时，金属橡胶减震器6通过自身消耗能量来衰减振动，大大地减少设备的振动，降低设备件内部敏感元件损坏的风险，从而实现对设备件的减振与导热功能，同时也极大的节约了尺寸空间，适用于各种安装场景，有效改善了设备件的力学与热环境，有效的解决了设备件在使用时振动环境恶劣，外加工作时升温过大引起内部敏感元件损坏失效的问题，起到充分保护的作用。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种导热减振装置，其特征在于，包括：

安装板，所述安装板用于连接设备件；

底板，所述底板和所述安装板间隔设置，所述底板用于连接散热装置；

若干金属橡胶减震器，各所述金属橡胶减震器均设置于所述安装板和底板之间，且所述金属橡胶减震器分别连接所述安装板和底板；

柔性双回路单层柔性导热带，所述柔性双回路单层柔性导热带由石墨烯制成，所述柔性双回路单层柔性导热带设置于所述安装板和底板之间，且所述柔性双回路单层柔性导热带分别贴合于所述安装板和底板。

2.根据权利要求1所述的导热减振装置，其特征在于，所述柔性双回路单层柔性导热带包括弯曲形成的环形带；

所述环形带相对的两侧分别贴合于所述安装板和底板。

3.根据权利要求2所述的导热减振装置，其特征在于，所述环形带包括两个裸露段和两个弯曲段；

两个裸露段分别贴合于所述安装板和底板，两个所述弯曲段位于所述裸露段两侧，且弯曲段连接两个所述裸露段；

所述弯曲段表面覆盖有保护膜。

4.根据权利要求3所述的导热减振装置，其特征在于，包括上压板和下压板；

所述上压板位于所述安装板和底板之间，且所述上压板连接于所述安装板，一所述裸露段限位于所述上压板和安装板之间；

所述下压板位于所述安装板和底板之间，且所述下压板连接于所述底板，另一所述裸露段限位于所述上压板和安装板之间。

5.根据权利要求4所述的导热减振装置，其特征在于，所述柔性双回路单层柔性导热带包括两个连接带；

所述环形带形成两个口部；

两个所述连接带分别位于相应的口部上，且所述连接带分别连接两个所述裸露段；

所述上压板和下压板的两侧分别设置两个延伸部；

所述上压板第一侧的两个延伸部限位于相应连接带的两侧，所述上压板第二侧的两个延伸部限位于另一连接带的两侧；

所述下压板第一侧的两个延伸部限位于相应连接带的两侧，所述下压板第二侧的两个延伸部限位于另一连接带的两侧。

6.根据权利要求4所述的导热减振装置，其特征在于，所述裸露段与所述上压板或下压板相接触的表面设置有胶层。

7.根据权利要求4所述的导热减振装置，其特征在于，所述上压板上设置连接孔，以通过连接件连接于所述安装板；

所述下压板上设置连接孔，以通过连接件连接于所述底板。

8.根据权利要求4所述的导热减振装置，其特征在于，所述上压板和/或下压板表面设置纵横交错的加强筋。

9.根据权利要求1-8任一所述的导热减振装置，其特征在于，所述金属橡胶减震器包括壳体、金属橡胶减振垫、第一连杆和第二连杆；

所述壳体具有内腔，所述金属橡胶减振垫设置于所述内腔内，所述第一连杆延伸至所述内腔且与所述金属橡胶减振垫相接触；

所述第二连杆连接于所述壳体；

所述第一连杆连接于所述安装板，所述第二连杆连接于所述底板；

在所述第一连杆和所述第二连杆相对靠近或远离的过程中，所述第一连杆挤压所述金属橡胶减振垫，在所述第一连杆相对第二连杆平行于所述安装板移动的过程中，所述第一连杆挤压所述金属橡胶减振垫。

10.根据权利要求9所述的导热减振装置，其特征在于，所述壳体具有连通所述内腔的连通口；

所述第一连杆贯穿所述连通口设置；

所述连通口的内径大于所述第一连杆的外径。