高过载飞行器记录仪

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高过载飞行器记录仪
申请号	CN202211572794.X	申请日	2022-12-08	公开(公告)号	CN115620425B	公开(公告)日	2023-04-28
申请人	湖南高至科技有限公司;			发明人	付元;
摘要	本申请涉及一种高过载飞行器记录仪，包括电路芯板用于收集并备份飞行器的数据。内壳体通过电气灌封胶灌封电路芯板形成一体化固连的内芯体。中壳体在内芯体垂直方向上两侧设有第一缓冲垫且在内芯体周侧灌注有硅橡胶，中壳体在内芯体垂直方向上一侧开设有中盖口且中盖口所在一侧的第一缓冲垫上设置有聚四氟乙烯垫，中盖体通过聚四氟乙烯垫封闭中盖口。外壳体在中芯体垂直方向上两侧分别设置第二缓冲垫且在中芯体周侧灌注有环氧灌封胶，在中芯体垂直方向上一侧开设有外盖口，外盖体封闭外盖口与外壳体固连，外盖体设置有数据预读口和封堵件，封堵件用于封堵数据预读口。各体上均开设有用于穿引电路芯板的数据线的引线孔。防护性能高。
权利要求	1.一种高过载飞行器记录仪，其特征在于，包括电路芯板、内壳体、中壳体、中盖体、外壳体和外盖体，所述电路芯板用于收集并备份飞行器的数据；所述电路芯板通过螺钉连接所述内壳体并通过柱垫固定在所述内壳体中，所述内壳体通过电气灌封胶灌封所述电路芯板，与所述电路芯板形成一体化固连的内芯体，所述内壳体为铝合金壳体；所述中壳体用于容置所述内芯体，所述中壳体在所述内芯体垂直方向上两侧设有第一缓冲垫且在所述内芯体周侧灌注有硅橡胶，所述中壳体在所述内芯体垂直方向上一侧开设有中盖口且所述中盖口所在一侧的所述第一缓冲垫上设置有聚四氟乙烯垫，所述中盖体通过所述聚四氟乙烯垫封闭所述中盖口，与所述中壳体机械连接形成中芯体，所述中壳体为高强度合金钢壳体，所述中盖体为高强度合金钢盖体，所述第一缓冲垫为打孔结构的航空橡胶垫板；所述外壳体用于容置所述中芯体，在所述中芯体垂直方向上两侧分别设置第二缓冲垫且在所述中芯体周侧灌注有环氧灌封胶，所述外壳体在所述中芯体垂直方向上一侧开设有外盖口，所述外盖体封闭所述外盖口与所述外壳体固连，所述外盖体设置有数据预读口和封堵件，所述封堵件用于封堵所述数据预读口；所述第二缓冲垫在尺寸和厚度上大于所述第一缓冲垫，所述外壳体为铝合金壳体，所述外盖体为铝合金盖体，所述第二缓冲垫为打孔结构的航空橡胶垫板；所述内壳体、所述中壳体和所述外壳体上均开设有引线孔，所述引线孔用于穿引所述电路芯板的数据线，所述数据线包括预读线和备份传输线，所述预读线的接头设置在所述数据预读口，所述备份传输线用于连接所述飞行器的数据采集源。 2.根据权利要求1所述的高过载飞行器记录仪，其特征在于，所述硅橡胶为GD401硅橡胶。 3.根据权利要求1所述的高过载飞行器记录仪，其特征在于，所述数据预读口为螺纹孔，所述封堵件为螺堵。 4.根据权利要求1所述的高过载飞行器记录仪，其特征在于，各所述引线孔均通过灌注的GD704硅橡胶堵漏。 5.根据权利要求1所述的高过载飞行器记录仪，其特征在于，所述内壳体为圆柱状或球状结构。
说明书全文	高过载飞行器记录仪技术领域 [0001] 本申请涉及数据记录设备技术领域，特别是涉及一种高过载飞行器记录仪。背景技术 [0002] 随着飞行器技术的不断发展，数据记录仪常用于试验飞行器的飞行数据的备份记录，其具有很高的科研价值，尤其在没有遥测信号或遥测信号接收不通畅的应用场景下。在高过载和连续过载等的情况下，数据记录仪经常受到破坏或在摔落地面时发生破损，导致数据记录仪中的数据得不到有效读取或恢复。在飞行器上应用的各类传统记录仪虽然也采用了各类防护设计，然而，在实现本发明的过程中，发明人发现传统的飞行器记录仪采用的防护技术仍存在着高过载情况下防护性能较差的技术问题。发明内容 [0003] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种高过载飞行器记录仪。 [0004] 为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案： [0005] 一种高过载飞行器记录仪，包括电路芯板、内壳体、中壳体、中盖体、外壳体和外盖体，电路芯板用于收集并备份飞行器的数据； [0006] 电路芯板通过螺钉连接内壳体并通过柱垫固定在内壳体中，内壳体通过电气灌封胶灌封电路芯板，与电路芯板形成一体化固连的内芯体； [0007] 中壳体用于容置内芯体，中壳体在内芯体垂直方向上两侧设有第一缓冲垫且在内芯体周侧灌注有硅橡胶，中壳体在内芯体垂直方向上一侧开设有中盖口且中盖口所在一侧的第一缓冲垫上设置有聚四氟乙烯垫，中盖体通过聚四氟乙烯垫封闭中盖口，与中壳体机械连接形成中芯体； [0008] 外壳体用于容置中芯体，在中芯体垂直方向上两侧分别设置第二缓冲垫且在中芯体周侧灌注有环氧灌封胶，外壳体在中芯体垂直方向上一侧开设有外盖口，外盖体封闭外盖口与外壳体固连，外盖体设置有数据预读口和封堵件，封堵件用于封堵数据预读口； [0009] 内壳体、中壳体和外壳体上均开设有引线孔，引线孔用于穿引电路芯板的数据线，数据线包括预读线和备份传输线，预读线的接头设置在数据预读口，备份传输线用于连接飞行器的数据采集源。 [0010] 在其中一个实施例中，内壳体为铝合金壳体。 [0011] 在其中一个实施例中，中壳体为高强度合金钢壳体，中盖体为高强度合金钢盖体。 [0012] 在其中一个实施例中，硅橡胶为GD401硅橡胶。 [0013] 在其中一个实施例中，外壳体为铝合金壳体，外盖体为铝合金盖体。 [0014] 在其中一个实施例中，数据预读口为螺纹孔，封堵件为螺堵。 [0015] 在其中一个实施例中，第一缓冲垫为打孔结构的航空橡胶垫板。 [0016] 在其中一个实施例中，第二缓冲垫为打孔结构的航空橡胶垫板。 [0017] 在其中一个实施例中，各引线孔均通过灌注的GD704硅橡胶堵漏。 [0018] 在其中一个实施例中，内壳体为圆柱状或球状结构。 [0019] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果： [0020] 上述高过载飞行器记录仪，通过将用于收集并备份飞行器的数据的电路芯板，用内壳体通过电气灌封胶灌封后，使电路芯板合为一体，形成内层防护效果，再使用中壳体和中盖体，配合设置的第一缓冲垫、灌注的硅橡胶和聚四氟乙烯垫进行中层防护设计，最后采用外壳体和外盖体，配合设置的第二缓冲垫和灌注的环氧灌封胶进行外层防护设计，使得记录仪在高过载飞行器上应用时，能够在多次冲击情况下，外壳可以允许损坏，破裂而吸收部分能量，中壳允许发生变形，以保障其基本的外形，确保中壳内的内芯体不发生变形。此外，由于在各防护壳层中有缓冲垫及胶液等的因素，可以有效吸收过载能量并减弱震荡冲击的尖峰值，大幅减少对电路芯板的冲击，实现了记录仪在高过载情况下防护性能较强的目的。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为一个实施例中高过载飞行器记录仪的结构示意图； [0023] 图2为一个实施例中高过载飞行器记录仪的实物切面结构示意图。具体实施方式 [0024] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。 [0025] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。 [0026] 需要说明的是，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。 [0027] 本领域技术人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。 [0028] 下面将结合本发明实施例图中的附图，对本发明实施方式进行详细说明。 [0029] 请参阅图1，在一个实施例中，提供了一种高过载飞行器记录仪100，包括电路芯板11、内壳体12、中壳体13、中盖体14、外壳体15和外盖体16。电路芯板11用于收集并备份飞行器的数据。电路芯板11通过螺钉连接内壳体12并通过柱垫固定在内壳体12中，内壳体12通过电气灌封胶灌封电路芯板11，与电路芯板11形成一体化固连的内芯体。 [0030] 中壳体13用于容置内芯体，中壳体13在内芯体垂直方向上两侧设有第一缓冲垫131且在内芯体周侧灌注有硅橡胶，中壳体13在内芯体垂直方向上一侧开设有中盖口且中盖口所在一侧的第一缓冲垫131上设置有聚四氟乙烯垫132，中盖体14通过聚四氟乙烯垫 132封闭中盖口，与中壳体13机械连接形成中芯体。外壳体15用于容置中芯体，在中芯体垂直方向上两侧分别设置第二缓冲垫151且在中芯体周侧灌注有环氧灌封胶，外壳体15在中芯体垂直方向上一侧开设有外盖口，外盖体16封闭外盖口与外壳体15固连，外盖体16设置有数据预读口和封堵件152，封堵件152用于封堵数据预读口。内壳体12、中壳体13和外壳体 15上均开设有引线孔101，引线孔101用于穿引电路芯板11的数据线，数据线包括预读线和备份传输线，预读线的接头设置在数据预读口，备份传输线用于连接飞行器的数据采集源。 [0031] 可以理解，内壳体12可以是采用具有一定结构强度的合金材料或者复合材料制成的内壳，例如但不限于钛合金、碳纤维或铝合金。内壳体12的形状和尺寸可以根据实际使用的电路芯板11的形状和尺寸等灵活选择，例如当电路芯板11（一般为印制板的形式）尺寸较小时，内壳体12也可以采用多层布板的结构形式，其整体外形也可以做出相应调整，例如但不限于柱状、椭圆状、球状或者半球状等。电路芯板11可以通过螺钉和柱垫等固定在内壳体12上，使用电气灌封胶进行灌封，待胶液干燥后，可以使得电路芯板11与内壳体12合为一体，称为内芯体。而电路芯板11的数据线则可以通过内壳体12上（如一侧面）开设的孔或槽进行引出。内壳体12用于保证内芯体的基本外形完好，其本身具有一定结构强度，配合电气灌封胶可保证电路芯板11在高过载情况下的外形完好及胶结强度。 [0032] 中壳体13和中盖体14为采用高强度材料制成的壳体和盖体，例如但不限于高强度合金钢、钛合金或者其他高强度合金材料制成的壳体和盖体。中壳体13和中盖体14形状尺寸也可以根据内芯体的形状尺寸等确定。内芯体放置在中壳体13内，为便于描述，可以高过载飞行器记录仪100如图1所示的放置状态为基准，在内芯体垂直方向上，上下两侧分别设置第一缓冲垫131，内芯体的周边则灌注硅橡胶液，灌注硅橡胶液时，对内体进行一定的预压，待硅橡胶液完全干燥后，在内芯体垂直方向上中盖口所在一侧的第一缓冲垫131上层（背离内芯体一侧），放置聚四氟乙烯垫132并用中盖体14进行封口、紧固，以达到实际应用环境中所需的力矩要求，而电路芯板11的数据线也可以进一步通过中壳体13侧面的引线孔101引出。经过中壳体13和中盖体14封装后的内芯体称为中芯体。中壳体13和中盖体14用于防止内芯体受冲击变形，因此，在冲击接地的瞬间允许变形，需保持结构完整性，内部第一缓冲垫131用于吸收内芯体垂直方向的震荡冲击及能量，而灌注的硅橡胶层则可以更大限度地增强缓冲作用，将冲击影响最大限度地隔离在内芯体外。 [0033] 外壳体15和外盖体16为采用一定强度的材料制成的壳体和盖体，具体可以根据实际应用场景中所需承受的冲击过载大小的不同，选用不同强度的合金材料或者符合材料进行加工制作，例如但不限于各型铝合金或者其他强度的高分子复合材料制成的壳体和盖体。外壳体15和外盖体16形状尺寸也可以根据中芯体的形状尺寸，兼顾在载体飞行器上安装的需要确定。外壳体15和外盖体16用于保障记录仪的基本外形，在冲击接地的瞬间，允许破裂变形，以吸收能量，其中的第二缓冲垫151在尺寸和厚度上均显著大于第一缓冲垫131，以用于大幅吸收中芯体垂直方向的震荡冲击及能量，灌注的环氧灌封胶用于保护和固定中芯体，增强整体防护效果。 [0034] 中芯体制作完成后，将其放置在外壳体15内，如图1所示，在中芯体垂直方向上，上下两侧分别设置第二缓冲垫151，中芯体的周边灌注环氧灌封胶液，灌注胶液时，对中芯体进行一定的预压，待胶液完全干燥后，将用外盖体16进行封口、紧固，以达到实际应用环境中所需的力矩要求。而电路芯板11的数据线也可以进一步通过外壳体15侧面的引线孔101引出，其中，数据线可以至少包括预读线和备份传输线这两路，预读线通过其接头设置到数据预读口中，以便于飞行器（也称记录仪的载体飞行器）测试后可以从该数据预读口中读取记录仪中的数据；备份传输线可以用于连接飞行器上布设的数据采集源，以收集并存储对飞行器的测试数据。数据线可以是本领域中常用的各型数据线中的任一种或几种的组合，具体可以根据实际应用场景中数据传输和读取的需要进行选择。 [0035] 数据预读口可以是螺纹口、卡口或者其他连接方式的机械连接口，封堵件152则是与数据预读口机械结构匹配的机械部件，可以是螺堵、卡扣或者其他结构形式的封堵件152。第一缓冲垫131在结构尺寸上小于第二缓冲垫151，第一缓冲垫131可以与第二缓冲垫 151为同一种材质的缓冲垫，也可以互为不同材质的缓冲垫，而且两种缓冲垫均可以采用分立式（即采用多个独立且离散分布的缓冲垫组成）结构，也可以是一体式结构。 [0036] 上述高过载飞行器记录仪100，通过将用于收集并备份飞行器的数据的电路芯板11，用内壳体12通过电气灌封胶灌封后，使电路芯板11合为一体，形成内层防护效果，再使用中壳体13和中盖体14，配合设置的第一缓冲垫131、灌注的硅橡胶和聚四氟乙烯垫132进行中层防护设计，最后采用外壳体15和外盖体16，配合设置的第二缓冲垫151和灌注的环氧灌封胶进行外层防护设计，使得记录仪在高过载飞行器上应用时，能够在多次冲击情况下，外壳可以允许损坏，破裂而吸收部分能量，中壳允许发生变形，以保障其基本的外形，确保中壳内的内芯体不发生变形。此外，由于在各防护壳层中有缓冲垫及胶液等的因素，可以有效吸收过载能量并减弱震荡冲击的尖峰值，大幅减少对电路芯板11的冲击，实现了记录仪在高过载情况下防护性能较强的目的。 [0037] 在一个实施例中，进一步的，如图2所示，内壳体12为铝合金壳体。可以理解，在本实施例中，采用铝合金加工而成的内壳体12作为电路芯板11的灌封本体，保证记录仪核芯的基本外形，满足具有一定强度的基本要求，使得记录仪可以较轻的内芯体重量获得良好的内层防护强度。 [0038] 在一个实施例中，进一步的，中壳体13为高强度合金钢壳体，中盖体14为高强度合金钢盖体。可以理解，在本实施例中，采用高强度合金钢制成中壳体13和中盖体14，使其能够以不高的成本获得较高的机械刚度和防护强度，从而可以通过中壳体13有效防止内芯体受冲击变形，配合中盖体14保证结构完整性。 [0039] 在一个实施例中，进一步的，硅橡胶为GD401硅橡胶。可以理解，在本实施例中，采用GD401硅橡胶灌注于中壳和内壳之间，可以提供最佳的缓冲性能同时，还可以消除由于不同材料间热膨胀系数存在差异所带来的不利影响，增加产品结构的可靠性。 [0040] 在一个实施例中，进一步的，外壳体15为铝合金壳体，外盖体16为铝合金盖体。可以理解，在本实施例中，采用较厚实的高强度铝合金加工制成所需的外壳体15和外盖体16，从而可以不高的成本获得较佳的吸能防护效果。 [0041] 在一个实施例中，进一步的，数据预读口为螺纹孔，封堵件152为螺堵。可以理解，在本实施例中，采用螺纹连接的方式实现数据预读口和封堵件152之间的机械连接，从而可以简约的机械结构方式实现高可靠的预读口封堵效果。当高过载飞行器记录仪100搭载到飞行器上准备进行测试数据的收集时，只需用螺堵向螺纹孔中拧紧，以封住螺纹孔，防止测试过程中螺纹孔变形损坏、受到污染或者干扰到测试数据的收集。当测试结束后，需要读取高过载飞行器记录仪100内部的数据时，只需拧下螺堵，取出数据线并连接数据读取设备即可进行数据的读取，操作简便且可靠性高。 [0042] 在一个实施例中，进一步的，第一缓冲垫131为打孔结构的航空橡胶垫板。可以理解，在本实施例中，第一缓冲垫131可以使用橡胶板或是航空橡胶板进行加工，在橡胶板上打孔形成所需的航空橡胶垫板，从而可以利用孔洞结构带来的吸能面积增大，更进一步地提升中层缓冲效果。 [0043] 在一个实施例中，进一步的，第二缓冲垫151为打孔结构的航空橡胶垫板。可以理解，在本实施例中，第二缓冲垫151也可以使用橡胶板或是航空橡胶板进行加工，在橡胶板上打孔形成所需的航空橡胶垫板，从而可以利用孔洞结构带来的吸能面积增大，更进一步地提升外层缓冲效果。 [0044] 在一个实施例中，进一步的，各引线孔101均通过灌注的GD704硅橡胶堵漏。可以理解，对于每层壳体而言，其上开设的引线孔101可以采用位置相匹配的方式，也可以采用位置不匹配（此时数据线的走线长度因不同壳层上引线孔101的位置不在统一方位而增加）的方式进行开设。在本实施例中，每层壳体上的引线孔101优选采用位置相匹配的方式进行开设，也即在每层壳体上的同一方位处开设孔洞轴线一致的引线孔101，并且每个壳层上的引线孔101在引出数据线后均灌注GD704硅橡胶进行堵漏处理，从而可以最大限度地节约数据线成本同时，进一步提升对电路芯板11的安全防护效果。 [0045] 在一个实施例中，进一步的，内壳体12为圆柱状或球状结构。可以理解，在本实施例中，优选采用圆柱状或球状结构的内壳体12来灌封电路芯板11，由于载体飞行器本身的形状结构限制，采用圆柱状或球状结构的内壳体12可以更高的结构强度对电路芯板11进行内层防护同时，也更便于中壳体13和外壳体15的形状选择和封装操作，对不同载体飞行器的适用性也会随之增强。 [0046] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。 [0047] 以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。