CN215818979U - 一种用于密封型仪表的机电一体化构型 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机电类仪表领域，具体涉及一种用于密封型仪表的机电一体化构型。该构型包括：金属外壳和机电组件；机电组件从金属外壳的开口吊装进入金属外壳，并安装在金属外壳的内底部，机电组件的上盖封住金属外壳的开口；机电组件还包括机械结构、刚柔结合的电子线路；其中，机械结构的支撑部分固定于金属外壳的内底部，机械结构的支撑部分上固定有电子线路的一端，还安装有机械结构的功能部分，功能部分用于安装仪表的感应部件，感应部件的输出端与电子线路电连接；电子线路的另一端通过上盖上的绝缘子固连，并将电子线路的信号引出。

Description

一种用于密封型仪表的机电一体化构型

技术领域

本实用新型属于机电类仪表领域，具体涉及一种用于密封型仪表的机电一体化构型。

背景技术

很多用于航空、航天和航海等领域的精密仪表属于机电一体化产品，通常包含机械部分和电子线路部分，机械部分负责物理量的转换、结构支撑与保护、密封等功能，电子线路部分负责信号调理和传导等功能。由于机械结构和电路存在相互配合和组合的关系，其组件的构型关系到仪表的整体功能、性能、可靠性及组装的工艺难度和可操作性。另外，随着各领域的应用需求，密封性的高标准要求对仪表组件的构型和组装方法提出了更高的要求。

目前，常见的仪表中，机电组件通常采用分离的构型，安装方式有粘接、螺纹副连接、压接等，电气连接通常采用金丝键合、线缆连接、接插件连接等。其中，粘接和压接的安装方式无法保证稳定性和可靠性，线缆连接无法保证密封性能，接插件连接存在连接可靠性的问题。此外，机电组件的分离安装构型增加了工艺的难度，灵活度差，操作方法繁琐复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于密封型仪表的机电一体化构型，以解决工艺的难度，灵活度差，操作方法繁琐复杂的问题。

一种用于密封型仪表的机电一体化构型，包括：金属外壳和机电组件；机电组件从金属外壳的开口吊装进入金属外壳，并安装在金属外壳的内底部，机电组件的上盖封住金属外壳的开口；

机电组件还包括机械结构、刚柔结合的电子线路；其中，机械结构的支撑部分固定于金属外壳的内底部，机械结构的支撑部分上固定有电子线路的一端，还安装有机械结构的功能部分，功能部分用于安装仪表的感应部件，感应部件的输出端与电子线路电连接；电子线路的另一端通过上盖上的绝缘子固连，并将电子线路的信号引出。

进一步的，电子线路包括：

异型印制板、至少一个柔性印制板和至少一个刚性印制板；

异型印制板作为电子线路固定于支撑部分的一端，最上面的刚性印制板作为电子线路的另一端；其中，柔性印制板用于连接相邻的刚性印制板，或用于连接相邻的刚性印制板和异型印制板。

进一步的，处于电子线路两端之间的刚性印制板通过套筒、螺钉机械连接和支撑，从而从视觉上形成多层结构。

进一步的，绝缘子安装在盖板上，并上下都伸出盖板，向下伸出盖板的绝缘子与最上面的刚性印制板的输出端锡焊焊接在一起，以实现信号传输。

进一步的，异型印制板与功能部分保持同平面。

进一步的，电子线路为一体结构。

本实用新型的有益效果：

金属外壳与机电组件实现模块化组装，形式简单，操作灵活：仪表整体由金属外壳和机电组件组成，金属外壳负责密封和保护，机电组件负责功能实现，形成分明的模块，形式简单。金属外壳和机电组件通过简单的螺纹副连接，组装操作难度低，可灵活适配。

整表级操作零破线，产品密封一次成型，可靠性高：仪表如需简单的检查和处理，可直接将上盖打开，内部柔性印制板可保证电路在一定范围内的弯折，无需破线，连接可靠性高。仪表如需进行组件整体检查和处理，则可以将机电组件从表壳中提出，无需破线，即可进行通电测试，连接可靠性高。机电组件测试一切正常后，装入表壳，用激光封焊设备对其接口进行焊接，一次成型，可靠性高。

仪表内全部信号连接由机器设备操作，一致性和可靠性高：异型印制板，与机械结构的功能部分同平面组合，近距离通过金丝键合设备进行金丝键合，实现信号连接。电子线路整体采用刚性和柔性结合的一体化印制板实现电路功能和性能。带有通孔的印制板与上盖绝缘子套装，由电装设备焊接组装，实现信号连接引出。全部信号传输的连接由机器设备保证，减少人工焊接操作带来的不确定性，保证一致性和可靠性。

附图说明

图1为用于密封型仪表的机电一体化构型示意图。

其中，1-外壳、2-上盖、3-绝缘子、4-顶层的刚性印制板、5-第一柔性印制板、6-刚性印制板、7-第二柔性印制板、8-异型印制板、9-螺钉、10-金丝、11、机械结构的功能部分、12-机械结构的支撑部分、13-螺钉、14-套筒。

图2为组装方法的流程图。

具体实施方式:

下面将结合本实用新型实施例中的附图进行清楚、完整地描述。

本实用新型以两个刚性印制板和两个柔性印制板为例，进行介绍。

参照图1，用于密封型仪表的机电一体化构型主要包含，金属外壳1、上盖2、绝缘子3、顶层的刚性印制板4、第一柔性印制板5、刚性印制板6、第二柔性印制板5、异型印制板8、螺钉9、金丝10、机械结构的功能部分11、机械结构的支撑部分12、螺钉13、套筒14。其中，绝缘子3通过玻璃烧结在上盖2上；刚性印制板4中的焊盘套装在绝缘子3上，并通过锡焊连接在一起；刚性印制板6支撑在套筒14上，螺钉9穿过刚性印制板6上的通孔和套筒14，将刚性印制板6与机械结构的支撑部分12固定连接；异型印制板8与机械结构的功能部分11保持同平面，通过金丝10与功能部分11上安装的仪表感应件进行信号连接；顶层刚性印制板4和刚性印制板6通过第一柔性印制板5弯折一定弧度连接，刚性印制板6和异型印制板8通过第二柔性印制板5弯折一定弧度连接，五个部分是一个整体的印制板。机械结构的功能部分11与机械结构的支撑部分12为一体的结构，螺钉13穿过机械结构的支撑部分12的通孔，固定于外壳1的螺纹孔中。上盖2、绝缘子3、顶层的刚性印制板4、第一柔性印制板5、刚性印制板6、第二柔性印制板5、异型印制板8、-螺钉9、金丝10、机械结构的功能部分11、机械结构的支撑部分12、螺钉13、套筒14共同组成机电组件，上盖2和外壳1通过激光焊接，形成连接，最终形成密封的仪表产品。

异型印制板8用于接收从感应件感应到的信号，刚性印制板6用于对该信号进行处理，例如放大、滤波、整流等，顶层的刚性印制板4用于将处理后的信号输送给绝缘子3。柔性印制板用于传输

组装方法如图2所示，包括：

1、将顶层的刚性印制板4中的焊盘套装在带有绝缘子3的上盖2上，通过焊接设备将绝缘子3与刚性印制板4进行锡焊连接；

2、将异型印制板8与机械结构的功能部分11保持同平面，通过金丝键合，用金丝10将两者进行信号连接，测试信号传输的完好性及仪表的功能和性能；

3、将套筒14放置于机械结构的支撑部分12对应孔位，将第二柔性印制板7弯折一定弧度，使刚性印制板6放置于套筒14上方，然后用螺钉9穿过刚性印制板6上的通孔和套筒14，将刚性印制板6固定于机械结构的支撑部分12的螺纹孔中；

4、将螺钉13放入机械结构的支撑部分12的通孔，将第一柔性印制板5弯折一定弧度，使组件可以放入外壳内，对齐螺纹孔，将螺钉13拧入外壳1的螺纹孔中，再次测试测试信号传输的完好性及仪表的功能和性能。

5、对齐上盖2与外壳1的接口，利用激光焊接设备将仪表进行密封。

本申请提供一种用于密封型仪表的机电一体化构型和组装方法，所述构型包括外壳、上盖、绝缘子、刚性印制板A、柔性印制板A、刚性印制板B、柔性印制板B、异型印制板、螺钉、金丝、机械结构的功能部分、机械结构的支撑部分、螺钉、套筒，其中：绝缘子通过玻璃烧结在上盖上；刚性印制板中A套装在绝缘子上，刚性印制板B支撑在套筒上，螺钉穿过刚性印制板B和套筒，将刚性印制板B与机械结构的支撑部分连接；异型印制板与机械结构的功能部分保持同平面，通过金丝连接；刚性印制板A和刚性印制板B通过柔性印制板A弯折一定弧度连接，刚性印制板B和异型印制板通过柔性印制板B弯折一定弧度连接，五个部分是一个整体的印制板。机械结构的功能部分与机械结构的支撑部分为一体的结构，螺钉穿过机械结构的支撑部分的通孔，固定于外壳的螺纹孔中。

Claims (6)

1.一种用于密封型仪表的机电一体化构型，其特征在于，包括：金属外壳(1)和机电组件；机电组件从金属外壳(1)的开口吊装进入金属外壳(1)，并安装在金属外壳(1)的内底部，机电组件的上盖封住金属外壳(1)的开口；

机电组件还包括机械结构、刚柔结合的电子线路；其中，机械结构的支撑部分(12)固定于金属外壳(1)的内底部，机械结构的支撑部分(12)上固定有电子线路的一端，还安装有机械结构的功能部分(11)，功能部分(11)用于安装仪表的感应部件，感应部件的输出端与电子线路电连接；电子线路的另一端通过上盖上的绝缘子(3)固连，并将电子线路的信号引出。

2.根据权利要求1所述的构型，其特征在于，电子线路包括：

异型印制板(8)、至少一个柔性印制板和至少一个刚性印制板(4或6)；

异型印制板(8)作为电子线路固定于支撑部分的一端，最上面的刚性印制板(4)作为电子线路的另一端；其中，柔性印制板用于连接相邻的刚性印制板(6)，或用于连接相邻的刚性印制板(6)和异型印制板。

3.根据权利要求1所述的构型，其特征在于，处于电子线路两端之间的刚性印制板(6)通过套筒、螺钉机械连接和支撑，从而从视觉上形成多层结构。

4.根据权利要求2所述的构型，其特征在于，绝缘子(3)安装在盖板(2)上，并上下都伸出盖板(2)，向下伸出盖板(2)的绝缘子(3)与最上面的刚性印制板(4)的输出端锡焊焊接在一起，以实现信号传输。

5.根据权利要求2所述的构型，其特征在于，异型印制板(8)与功能部分(11)保持同平面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的构型，其特征在于，电子线路为一体结构。

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