改进的防震设备包装物制造技术

本发明专利技术主要为诸如膝上计算机的便携式设备提供新颖的设备包装，它为包装内的加速敏感部件提供分离、阻尼和隔震。公开了两个基本实施例。在柔性壳体实施例中，许多柔性填料连于一柔性壳体，而多个物体或部件则连于该填料。在柔性底座实施例中，多个物体或部件装于该柔性底座，构成一组件，而许多柔性填料则连于该底座，构成完整的包装。一种设计方法采用一个分离的简谐振动（ＳＨＯ）模型来使震动响应状态最佳。第二种设计方法利用一判定方法（有限元法）来建立填料与壳层材料的参数。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及设备包装领域，尤其涉及防震设备的结构和包装，特别关于便携式设备的结构和包装。人们一直在努力找寻改进的构制抗震设备的方法，安装在以传统刚性底座结构包装的设备中的部件在正常使用和搬运而产生的震动过程中遭受到大的加速度。一种迄今公知的降低峰值加速度的解决方案是提供带阻尼的柔性耦联支架，并为连接于一公共刚性机架或底座上的各别部件提供适当的摆动空间。这对于正在被利用的许多包装应用场合不是完全令人满意的。便携式设备，尤其是便携式计算机，不得不在严重的震动环境里运行。总是希望和经常要求便携式计算机能经受得住以18英寸(45.7厘米)和32英寸(81.3厘米)之间的跌薄高度跌落。例如，在木质工作台上仅跌落12英寸(30.5厘米)的IBM L40/SX膝上计算机能经受1074g的加速度，脉冲持续时间为0.3毫秒。这一加速度大到足以损坏脆性部件，诸如磁盘存储器，软盘驱动器和显示器。许多膝上计算机机械包装设计通常足以固定设备的特性为根据的。这些传统的膝上设计通常采用两种方法之一。第一种设计方法是采用一种刚性底座或机架。通常，该底座是一种分离构件，主要用来支承部件装置和用作支承地板或桌子的连接构件。某些工业产品通过利用压铸铝机架以支承内部安装部件来采用这种设计方法。一种有点类似的方法是在某些其它膝上计算机中采用的。在这些计算机中，底座实际上是机壳底部和印刷电路板的组合件。这种组合体是颇为刚性的，并不构成能量吸收结构。第二种设计方法将内部操作部件用作结构部件。本身没有底座，这些部件被固定在一起以构成支承构件。所形成的这种构件同样十分刚性，且不吸收能量。在这两种方法中，刚性底座表现为刚性物体或弹性无耗组件，并将接收到的震动以很小或无衰减的方式传给其所有的部件。当承受该震动时，整个系统的质量产生很高的加速度，跟该冲撞表面相撞。在无内部运动的极限情况下，该加速度在整个系统内是均匀的。若该系统是弹性的而无耗，那么，由于所产生的谐振会引起极大的二级位移。传统的解决方案是仅仅在个别昂贵的部件上降低加速度值。对于安装在计算机内的直接存取储存装置(DASD)是经常那样做的。该DASD设有一种连于刚性机架或底座上的柔顺和阻尼耦联防震座。这种解决方案也要求有一个适当的摆动空间。该结构的一个缺点是该底座保持刚性而无耗，能使所接收到的震动脉冲无阻碍地传送到整个该计算机构件。该解决方案也要求对每一部件利用定制的支架、该支架本身的柔顺度、阻尼和机械结构来单独提供防震。这引起组装部件的数量和计算机成本极大提高。本专利技术的一个目的是提供设备包装和其结构，它们对包装内的运动敏感部件形成分离、阻尼和隔震。本专利技术的一个方面提供一种设备包装，它包括一柔性壳层，许多连于壳体的柔性填充物和许多连于填充物的物体或部件。每一填充物构成一种物质成分，对每一物体提供柔性和震动阻尼。希望该壳层具有一种跟这些物件匹配的柔顺性和阻尼系数。本专利技术的另一方面提供一种设备包装，包括一柔性底座，许多装于底座上的物体或部件以构成一组件，以及许多连于该组件的柔性填充物以构成或界定该完整的包装。每一填充物由一物质成份构成，这种成分对每一物体提供柔性和震动阻尼，并为其它的物体提供结构支撑和完整性。在一个实施例中，填充物或底座或两者为叠层结构，以获得所希望的非均质的弹性性质。希望该底座具有一种跟这些物体匹配的柔顺性和阻尼系数。例如，这可以通过按位置改变柔性底座的厚度来获得。物体和底座间的耦联特性由包含特定模型的谐振频率与阻尼及特定部件来确定。本专利技术还提供至少部分柔性底座，该底座具有一些孔，孔中填以阻尼和耦联物质。或者，阻尼和耦联物质可有选择地被连于柔性底座或柔性壳层。如同柔性底座一样，该柔性壳层可以是叠层的。每一柔性填充物由对至少一个物体形成机械分离、柔性和震动阻尼的材料成分组成，这样，当震动被那个物体接收时，便使传给不同物体上的震动衰减。希望该物质成分包括泡沫材料，使重量轻，又仍然获得所希望的阻尼性质。该柔性填充物可由各种材料，例如叠层材料组成，以获得所希望的各向异性的柔顺性和阻尼性质。这种材料也可具有有选择地置于其中的空穴。本专利技术的另一方面是一种用以制作设备包装的方法，包括如下步骤将许多部件连于底座，构成柔性底座；形成许多具有预定柔顺性和阻尼的阻尼填充物，以便以某种方式大体填满这些部件之间的空间，使该填充物也构成可用外皮任意覆盖的包装外表面。在该柔性壳层实施例中，该包装的外表面由壳层材料构成。一种设计方法采用一种分离简谐振动(SHO)模型，使振动反应状态最佳。第二种设计方法采用判定性方法(deTerministic method)，即有限元法或FEM来为填充物和壳层材料确定各种参数。根据对下面连同各附图一起阅读的本专利技术的详述说明的进一步考虑，本专利技术的这些和其他的目的、特点和优点会变得更为明显，其中附图说明图1表示本专利技术的一种柔性表层材料；图2表示用于计算目的的二维模型设备；图3表示用于计算目的的单个物体，单轴线设备组件的模型；图4是采用简谐振动模型的本专利技术的设计程序的流程图；图5表示两个由弹性材料分隔的两叠层物体构成的物体组件；图6表示许多由外部冲击和振动引起的振动模型；图7是采用有限元模型法的本专利技术的设计程序的流程图；图8表示本专利技术的一柔性底座。本专利技术是一种用于设备包装构件的装置和方法，用来产生机械分离，阻尼和设备部件的隔振。这些分离、阻尼和隔振是这样的，它们能使传给一个部件的震动能量在向另外的部件传播时变得衰减和/或消散。这是由古典刚性底座结构的原则转变。通常设计整个系统和底座来给出具有基本上最佳柔顺性和阻尼的总体设备。应当指出，当一刚性体碰撞另一物体时，该物体的整个质量在碰撞瞬时对碰撞能量产生影响。当一个柔性物体碰撞另一物体时，仅仅跟该另一物体直接接触的这部分被迅速减速。该系统其余的部分仍然以取决于包含该柔性物体的该系统的柔顺性和阻尼的速度和加速度相对于该另一物体移动。通过仔细选择这些参数(柔顺性和阻尼)，该系统的功能消失能被最佳化，从而不使震动能量无衰减地传播到所有的部件或通过这些部件。因此，本专利技术的方法就每一部件对设备的共同机械性能影响方面逐一处理每一部件。按照本专利技术，该设备是这样设计的，使该组件的组装部件作为高阻尼柔性组合。这就避免作为这样一个系统来处理该设备部件，这个系统表现为一个具有相等于所有部件的各个分离质量总和的单个总质量的刚性体。每个单独部件的支架希望设计成跟高于所选振荡频率的其他部件保持机械分离。在碰撞中，该设备此时并不作为跟被撞物体的大质量碰撞。代之以，允许该设备的各个部分彼此移动，从而形成机械分离和震动能量的消散。本专利技术叙述一种用以设计柔性、分离了的设备系统的新方法。有两种设计方法，两者利用能量吸收构件，但具有不同的几何形状。该第一实施例有一外壳，它具有机械支持功能。它被设计成柔性的，但实际上是一结构壳层，不同于在普通的底座设计中所采用的。本专利技术新颖的设计方法采用一种刚性壁模型，用于分析柔性壳层实施例；对于柔性底座实施例该模型采用两体逼近法。如果该壳层变得非常柔顺，则该逼近法对于壳层构件设计也是需要的。当壳层的当量柔顺度等于阻尼材料的柔顺度时，便获得了用于该分析法的交叉点。此时，完成了两种模型的计算法并跟实验结果进行对比。在本专利技术的实践中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备包装，包括： 一柔性壳层， 许多连于所述壳层的柔性填料； 多个连于所述填料的物体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KF埃茨奥尔德，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]