微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可以提高減振效率的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，屬于機(jī)械 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子科技的飛速發(fā)展，筆記本電腦成了工作、學(xué)習(xí)、生活不可或缺的工具。為 了滿足用戶多樣化、高性能的需求，筆記本電腦不斷地更新?lián)Q代。硬盤作為筆記本電腦中的 主要存儲(chǔ)設(shè)備，它的使用和抗沖擊性能對(duì)于筆記本電腦性能提高起到至關(guān)重要的作用。目 前市場(chǎng)上筆記本電腦使用的硬盤主要有兩種：機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤。固態(tài)硬盤雖然抗沖擊 性強(qiáng)、速度快，但是由于價(jià)格較高，所以在筆記本電腦中機(jī)械硬盤的使用占主流。機(jī)械硬盤 工作時(shí)，磁盤高速旋轉(zhuǎn)，磁頭依靠空氣的阻力懸浮于盤面上面，伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)磁頭沿著盤面 做徑向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁盤進(jìn)行讀/寫，當(dāng)筆記本在使用過程中遭受振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)使硬盤 停轉(zhuǎn)和死機(jī)。由于筆記本電腦朝著輕薄的方向發(fā)展，硬盤安裝處的空間受到很大程度的限 制，所以目前市場(chǎng)上的機(jī)械硬盤基本都是用螺釘安裝在硬盤托架內(nèi)，并沒有專門的隔振裝 置。
[0003] 隔振器的類型有很多種，按照實(shí)用材料不同可分為：金屬彈簧隔振器，空氣彈簧隔 振器，橡膠隔振器，液阻隔振器等。本發(fā)明考慮到體積和質(zhì)量的限制，選用空氣彈簧隔振器。 空氣彈簧主要依靠壓縮空氣起減振的作用，其剛度隨載荷的變化而變化，是一種強(qiáng)非線性 的減振元件，減振效率高，故廣泛在減振技術(shù)領(lǐng)域。但目前空氣彈簧主要運(yùn)用于商業(yè)汽車、 巴士和軌道交通等。對(duì)于安裝在筆記本電腦的狹小空間的微型空氣彈簧并不多見，因此要 根據(jù)空氣彈簧的減振機(jī)理，設(shè)計(jì)出適合筆記本電腦硬盤隔振的結(jié)構(gòu)。與常見微型空氣彈簧 隔振器相比，本發(fā)明使用樣條曲線與對(duì)數(shù)曲線疊加曲線作為外部輪廓，不僅垂向剛度滿足 隔振要求，同時(shí)兼顧水平兩方向，都具有良好剛度特性，保證良好的隔振性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量和體積小的微型空氣彈簧 筆記本硬盤隔振器，用以提高筆記本硬盤的抗沖擊性能。
[0005] 技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種用于筆記本硬盤的微型空氣彈簧隔振器，包括外殼1和內(nèi)部空氣2,所述的內(nèi) 部空氣2為圓柱形，所述外殼1為旋轉(zhuǎn)體，上端面封閉，用來支撐硬盤體，下端面為一開口， 通過粘結(jié)劑與筆記本的殼體粘合；所述外殼1的側(cè)輪廓上部分由若干段Bezier曲線組成， 每段Bezier曲線之間通過圓弧圓滑過渡；所述外殼1的側(cè)輪廓下部分根據(jù)對(duì)數(shù)曲線設(shè)計(jì) 的；所述對(duì)數(shù)曲線與Bezier曲線之間通過圓弧圓滑過渡。
[0007] 進(jìn)一步，所述外殼1的側(cè)輪廓上部分由兩段3次Bezier曲線組成，兩段Bezier曲 線間通過圓弧圓滑過渡。
[0008] 進(jìn)一步，所述圓弧分別與每段所述Bezier曲線和所述對(duì)數(shù)曲線相切，所述圓弧半 徑為0. 5mm。
[0009] 進(jìn)一步，所述外殼1的材料為硅膠。
[0010] 進(jìn)一步，所述隔振器的高度不大于4_，所述外殼1的厚度不大于0. 3_。
[0011] 進(jìn)一步，所述隔振器的數(shù)目為3個(gè)。
[0012] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0013] (1)本發(fā)明基于空氣彈簧的減振機(jī)理，首次為筆記本電腦設(shè)計(jì)出微型空氣彈簧的 隔振器，具有非線性的硬特性；
[0014] (2)本發(fā)明使用樣條曲線與對(duì)數(shù)曲線疊加曲線作為外部輪廓，不僅空氣彈簧的垂 向剛度滿足隔振要求，同時(shí)兼顧水平兩方向，都具有良好剛度特性，保證良好的隔振性能；
[0015] (3)本發(fā)明在筆記本硬盤所在的狹小的空間內(nèi)采用空氣介質(zhì)進(jìn)行隔振，不僅結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，而且體積小質(zhì)量輕，符合筆記本輕量化的發(fā)展方向；
[0016] (4)本發(fā)明用作硬盤隔振，水平方向無安裝要求，安裝方便；
[0017] (5)本發(fā)明具有良好的減振和吸振效果，能有效提高的硬盤的抗沖擊性能。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明所述隔振器的三維圖。
[0019] 圖2是發(fā)明所述隔振器的剖視圖。
[0020] 圖3是發(fā)明所述隔振器安裝示意圖。
[0021] 圖4是圖2中M處隔振器外部輪廓示意圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明試驗(yàn)中，本發(fā)明隔振器結(jié)構(gòu)的位移圖。
[0023] 圖中有：1、外部殼體；2、內(nèi)部空氣；3、硬盤；4、空氣彈簧。 具體實(shí)施方案：
[0024] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的隔振器的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025] 參見圖1和圖2,本發(fā)明一種微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，該隔振器為包括殼 1和內(nèi)部空氣2的旋轉(zhuǎn)體，所述的內(nèi)部空氣2為圓柱形，上端面封閉，下端開口，所述的外殼 1的輪廓上部分根據(jù)樣條曲線設(shè)計(jì)，下部為對(duì)數(shù)曲線，其余部分圓滑過渡。參見圖3,本實(shí)用 型所述隔振器上端與筆記本的硬盤接觸，下端與筆記本殼體通過粘結(jié)劑相連。該隔振器不 僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小質(zhì)量輕，而且隔振效果好。
[0026] 本發(fā)明所述的隔振器利用樣條曲線與對(duì)數(shù)曲線疊加設(shè)計(jì)外部側(cè)輪廓，使其各部 分都能實(shí)現(xiàn)圓滑過渡，不僅空氣彈簧的垂向剛度滿足隔振要求，同時(shí)兼顧水平兩方向，都 具有良好剛度特性，保證良好的隔振性能。如圖4,本發(fā)明隔振器外部側(cè)輪廓上部分根據(jù) Bezier (翻譯中文為貝塞爾）曲線設(shè)計(jì)，由兩段3次Bezier曲線組成，滿足式（1):
[0027]
[0028] 式（1)中：P(t)表示外殼輪廓最上部分的曲線表達(dá)式，t表示曲線表達(dá)式中的變 量，0彡t彡1。由P(t)表達(dá)式可見，該曲線由兩段3次Bezier曲線組成，第一段和第二 段Bezier曲線之間用圓弧光滑過渡；在本發(fā)明中，過渡的圓弧半徑為0. 5mm。 P4、P5、己和P 7為外殼輪廓最上部Bezier曲線的控制點(diǎn)，其中P。、Pp匕和P 3連線為第一段 Bezier曲線的特征多邊形，P4、P5、PjP P 7連線為第二段Bezier曲線的特征多邊形。兩段 Bezier曲線間通過圓弧圓滑過渡。本發(fā)明中，過渡用的圓弧分別與兩段Bezier曲線相切， 圓弧的半徑為〇. 5mm。
[0029] 對(duì)數(shù)曲線滿足式（2):
[0030] y=lnx式（2)
[0031] 式⑵中：y表示外殼輪廓最下部分的曲線表達(dá)式，x表示曲線表達(dá)式中的變量， K x < 4,對(duì)數(shù)曲線坐標(biāo)系為局部坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸原點(diǎn)為0。A點(diǎn)為對(duì)數(shù)曲線的起點(diǎn)，同時(shí)， 也是對(duì)數(shù)曲線與x軸的交點(diǎn)。對(duì)數(shù)曲線與第二段Bezier曲線之間用圓弧光滑過渡。本發(fā) 明中，過渡的圓弧分別與對(duì)數(shù)曲線和第二段Bezier曲線相切，圓弧的半徑為0. 5mm。
[0032] 作為優(yōu)選，所述的微型空氣彈簧隔振器的材料為硅膠。相較于傳統(tǒng)的隔振墊使用 橡膠，剛度較大，無法實(shí)現(xiàn)硬盤的隔振，本發(fā)明確保隔振器的材料足夠軟，保證隔振效果，降 低沖擊振動(dòng)對(duì)硬盤的損壞。
[0033] 作為優(yōu)選，所述的隔振器的高度不大于4mm，殼體的厚度不大于0. 3mm。既滿足設(shè) 計(jì)空間的要求，又保證了加工的可行性。
[0034] 作為優(yōu)選，所述的隔振器的數(shù)目為3個(gè)。在剛度匹配的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)解耦。
[0035] 隔振器為一個(gè)彈性構(gòu)件，可由模具進(jìn)行注塑加工而成，材料為硅膠。使用時(shí)，可以 將3個(gè)隔振器均布貼在與硬盤相對(duì)的殼體上。
[0036] 下面通過仿真實(shí)驗(yàn)，來論證本發(fā)明的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器具有良好的 隔振性能。仿真實(shí)驗(yàn)采用商用CAE軟件ABAQUS仿真軟件。仿真對(duì)象為：本發(fā)明結(jié)構(gòu)的微型 空氣彈簧筆記本硬盤隔振器。
[0037] 仿真結(jié)果參見圖5。為本發(fā)明隔振器結(jié)構(gòu)工作時(shí)的位移圖。當(dāng)硬盤受到?jīng)_擊，作用 力通過硬盤作用到隔振器封閉端部，隔振器的上端面因受到作用力，使體積縮小，從而內(nèi)部 的壓強(qiáng)增大，內(nèi)部空氣與外部硅膠共同作用，從而達(dá)到隔振的效果。從圖5的仿真結(jié)果可以 看出：當(dāng)給隔振器的端部加上2倍重力載荷時(shí)，隔振器的整體變形為0. 08171mm，計(jì)算出隔 振器的剛度為24KN/m。3個(gè)隔振器同時(shí)使用，隔振剛度疊加后為72KN/m，滿足沖擊隔振剛度 要求，并且隔振效率達(dá)90%。因此，從仿真實(shí)驗(yàn)得出，采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的微型空氣彈簧硬盤 隔振器，能起到良好的沖擊隔振的效果。
[0038] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為 限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán) 利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：包括外殼（1)和內(nèi)部空氣（2)，所述 的內(nèi)部空氣（2)為圓柱形，所述外殼（1)為旋轉(zhuǎn)體，上端面封閉，用來支撐硬盤體，下端面為 一開口，通過粘結(jié)劑與筆記本的殼體粘合；所述外殼（1)的側(cè)輪廓上部分由若干段Bezier 曲線組成，每段Bezier曲線之間通過圓弧圓滑過渡；所述外殼（1)的側(cè)輪廓下部分根據(jù)對(duì) 數(shù)曲線設(shè)計(jì)的；所述對(duì)數(shù)曲線與Bezier曲線之間通過圓弧圓滑過渡。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：所述外殼（1) 的側(cè)輪廓上部分由兩段3次Bezier曲線組成，兩段Bezier曲線間通過圓弧圓滑過渡。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：所述圓弧分 別與每段所述Bezier曲線和所述對(duì)數(shù)曲線相切，所述圓弧半徑為0. 5mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：所述外殼（1) 的材料為硅膠。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：所述外殼（1) 的厚度不大于〇. 3mm，高度不大于4mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型空氣彈簧筆記本硬盤隔振器，其特征在于：所述隔振器 在硬盤隔振中使用的數(shù)目為3個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于筆記本硬盤的微型空氣彈簧隔振器，其特征在于：該結(jié)構(gòu)為包括外殼和內(nèi)部空氣的旋轉(zhuǎn)體，所述的內(nèi)部空氣為圓柱形，上端面封閉，下端開口，所述的外部殼體的輪廓上部分根據(jù)樣條曲線設(shè)計(jì)，下部為對(duì)數(shù)曲線，其余部分圓滑過渡。所述的旋轉(zhuǎn)殼體的厚度不大于0.3mm，高度不大于4mm，其上端面封閉，用來支撐硬盤體，下端面為一開口，通過粘結(jié)劑與筆記本的殼體粘合。本發(fā)明基于空氣彈簧的減振原理，有效的改善了筆記本機(jī)械硬盤的振動(dòng)特性，不僅降低機(jī)械硬盤的振動(dòng)傳遞給筆記本殼體，而且減少筆記本機(jī)械硬盤的沖擊損壞。
【IPC分類】G11B33/08
【公開號(hào)】CN104992719
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510338693
【發(fā)明人】盧熹, 吳丹, 楊雪健, 王立, 宋威, 陽克兵, 樓永鋒
【申請(qǐng)人】東南大學(xué), 蘇州三星電子電腦有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日