车载设备的硬盘隔振盒的制作方法

1.本发明涉及车载智能设备技术领域，尤其涉及一种车载设备的硬盘隔振盒。


背景技术：

2.随着车载记录仪等车载智能终端设备应用的推进，特殊加固机械硬盘的应用越来越多。加固技术的研究与应用越来越为人们所关注，加固一般分为前装加固和后装加固，后装加固系统相对前装加固技术而言，具有成本低和研发速度快的特点，近几年后装加固技术得以迅速发展。加固硬盘大都采用后装加固的方法，虽然现在固态硬盘技术上已相对成熟，但由于价格高、容量小、重复写入次数低等原因，还不能被大量采用，一般还在采用机械硬盘。而机械硬盘的结构特点注定了其无法满足加固设备开机振动的指标，如何对机械硬盘进行隔振，避免外部振动对机械硬盘的磁头、磁盘的损害也就成为一个重要的课题。
3.特种车辆如工程车、渣土车等车辆在工作过程中会频繁地起动、制动，经常在恶劣路况环境下工作以及频繁地装卸作业等，这些过程振动、冲击强度高、振动频带宽、作业持续时间久，使得车载机械硬盘的寿命大大缩短，这无形中降低了工作效率，增加了生产成本，同时也给管理和维护带来了不便。
4.因此，保证车载设备中的机械硬盘的正常使用对车载智能终端设备极为关键。


技术实现要素：

5.本发明提供一种车载设备的硬盘隔振盒，用以解决现有技术中对特种车辆的车载机械硬盘的保护性能差的缺陷，实现保证对特种车辆车载机械硬盘的正常使用。
6.本发明提供一种所述硬盘隔振盒，包括隔振盒外壳、硬盘固定板、硅胶注阻尼油隔振器和配重块；
7.所述硬盘固定板通过螺钉与若干硅胶注阻尼油隔振器的上表面固定连接，所述若干硅胶注阻尼油隔振器的下表面通过螺钉与所述隔振盒外壳的下部固定连接，所述配重块通过螺钉与所述硬盘固定板下方固定连接，所述隔振盒外壳的上部盖上隔振结构后通过若干侧边螺钉与所述隔振盒外壳的下部固定连接。
8.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述硬盘隔振盒包括四个硅胶注阻尼油隔振器，四个硅胶注阻尼油隔振器分别位于所述隔振盒外壳内侧下部的四个顶角位置。
9.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述硬盘隔振盒用于对车载设备中的机械硬盘进行隔振，在对所述机械硬盘进行隔振时，所述机械硬盘通过若干侧边螺钉与硬盘固定板固定连接。
10.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述硬盘隔振盒隔振系统的固有频率设置范围介于70hz-106.1hz之间，以将所述硬盘隔振盒隔振系统的固有频率移至特种车辆振动的低功率区。
11.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述配重块的配重范围为71.2g
至337.8g。
12.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述硅胶注阻尼油隔振器的材料阻尼比的范围为0.177-0.289。
13.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，选用100g
±
1g作为所述配重块的期望配重量，对应的，所述硬盘隔振盒隔振系统的期待固有频率为100hz
±
1hz。
14.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，所述期待固有频率是基于所述期望配重量和所述硬盘隔振盒的材料刚度确定的；
15.通过改变所述硬盘隔振盒的隔振器材料刚度或改变配重块质量来调整所述期待固有频率的值。
16.根据本发明提供的一种车载设备的硬盘隔振盒，通过三轴加速度计采集特种车长时间工作下所述车载设备所在安装位置的振动数据；
17.其中，所述三轴加速度计的安装方向与车厢内水平工作台面一致。
18.本发明提供的车载设备的硬盘隔振盒的优点在于，1、对不同特种车辆、不同工况的适应性强；2、成本低；3、基本元件可拆卸和替换；4、可通过更换隔振器刚度和配重质量的不同标准件调整隔振系统的固有频率和共振放大倍数，实现对不同的使用场景的更好适应。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
20.图1是本发明车载设备的硬盘隔振盒的立体分解图；
21.图2是本发明车载设备的硬盘隔振盒的侧视分解图；
22.图3是本发明车载设备的硬盘隔振盒的六视图；
23.图4是绝对位移传递率曲线，横坐标代表隔振系统所处振动频率与固有频率的比值，纵坐标代表响应位移放大倍数与激励位移放大倍数的比值；
24.图5是渣土车长时间工作下车载设备所受振动的功率谱密度图；
25.图6是渣土车长时间工作下车载设备所受振动的幅值分布图；
26.图7是本发明隔振器固有频率与配重质量关系曲线；
27.图8是本发明隔振器在振动台上扫频振动加速度时、频域分析图；
28.图9是本发明隔振器在振动台上驻频振动加速度时、频域分析图；
29.图10是本发明及两款行业产品在渣土车上经长时间实车测试的加速度频分析图；
30.图11是本发明隔振器振动下硬盘吞吐性能测试图；
31.图12是行业产品隔振器振动下硬盘吞吐性能测试图；
32.图13是本发明隔振器放入整机后振动下硬盘吞吐性能测试图；
33.图14是行业产品隔振器放入整机后振动下硬盘吞吐性能测试图；
34.图15是本发明隔振器与行业产品隔振器放入整机后振动下硬盘丢帧率测试图；
35.图16是本发明隔振器与行业产品隔振器放入整机后长时间随机振动硬盘扇区损
坏测试图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合图1-图16描述本发明的车载设备的硬盘隔振盒。
38.请参照图1-3所示出的本发明的车载设备的硬盘隔振盒结构示意图，图1为本发明的车载设备的硬盘隔振盒的立体分解图，图2是本发明车载设备的硬盘隔振盒的侧视分解图，图3是本发明硬盘隔振盒的六视图，本发明提出了一种车载设备的硬盘隔振盒，所述硬盘隔振盒包括隔振盒外壳100、硬盘固定板200、硅胶注阻尼油隔振器300和配重块400；
39.其中，硅胶注阻尼油隔振器中硅胶阻尼油的注入浓度是可选择调节的，由于配重块具有不同质量规格的标准件，因此配重块的质量是可选择调节的。可以通过调节硅胶注阻尼油隔振器中硅胶阻尼油的注入浓度和配重块的质量，实现对特种车辆在实际工作环境中，对车载设备中机械硬盘达到最好的隔振效果。对于一般的车载使用场景，考虑现实可实现的情况下，隔振系统的固有频率在可实现的范围内越低隔振效果越好，共振放大倍数在可实现的范围越低，系统的安全性越好，通过调节硅胶阻尼油的注入浓度和配重块的质量可以得到针对不同场景的隔振器。
40.所述硬盘固定板通过螺钉与若干硅胶注阻尼油隔振器的上表面固定连接，所述若干硅胶注阻尼油隔振器的下表面通过螺钉与所述隔振盒外壳内侧的下部固定连接，所述配重块通过螺钉与所述硬盘固定板下方固定连接，所述隔振盒外壳的上部盖上隔振结构后通过若干侧边螺钉与所述隔振盒外壳的下部固定连接。
41.在其他一些实施例中，所述硬盘隔振盒还包括电加热片，所述电加热片通过胶接的方式与所述配重块下方连接。
42.在其他一些实施例中，所述硬盘隔振盒包括四个硅胶注阻尼油隔振器，四个硅胶注阻尼油隔振器分别位于所述隔振盒外壳内侧下部的四个顶角位置。
43.在其他一些实施例中，所述硬盘隔振盒用于对车载设备中的机械硬盘500进行隔振，在对所述机械硬盘进行隔振时，所述机械硬盘通过若干侧边螺钉与硬盘固定板固定连接。
44.在其他一些实施例中，所述隔振系统的固有频率设置范围介于70hz-106.1hz之间，以将所述隔振系统的固有频率移至低功率区。需要说明的是，特种车辆的一般工作环境中存在一个或多个低功率带，因此可将硬盘隔振盒隔振系统的固有频率设计在车辆振动低功率带对应的频率范围中，即，将硬盘隔振盒隔振系统的固有频率设置范围介于70hz-106.1hz之间。为提高隔振缓冲效果，应将隔振系统的固有频率移至隔振系统的低功率区，由于通过分析计算，对于特种车辆，低功率区为0-152hz，根据图4临界放大频率与固有频率之比为计算其对应的固有频率为0-106.1hz，车发动机的振动频率为20-70hz之间，因此选择隔振系统的低功率区对应的固有频率为70hz-106.1hz之间，因此，将隔振系统的固有频率设置范围介于70hz-106.1hz之间。
45.需要说明的是，硬盘隔振盒对应的隔振系统的参数设计方法为：对特种车辆实际工作环境下振动信号的分析，获取最低功率区间；根据所述低功率区间，确定最佳固有频率，从而根据最佳固有频率确定隔振系统参数。
46.本实施例中，隔振系统的设计必须综合考虑阻尼的作用，要合理地选用阻尼。为有效减缓冲击，需增大阻尼，而要保证隔振性能，阻尼又不可过大，将隔振系统的隔振传递率设置在2-3之间，实现使硬盘隔振盒既能抑制设备的共振响应又不影响隔振性能。
47.在其他一些实施例中，所述配重块的配重范围为71.2g至337.8g。选用100g
±
1g作为所述配重块的期望配重量，对应的，所述隔振系统的期待固有频率为100hz
±
1hz。
48.大多数机械硬盘质量差异很小，实际受迫振动对象总质量约为0.135kg。现有隔振器阻尼油的稀释极限邵氏硬度为35(过分稀释隔振器出厂的不良率会增高，增加商业成本)，通过扫频获得其固有频率约为131hz，并未达到预期刚度。由固有频率公式：
[0049][0050]
可求得隔振系统的总刚度k约为91461，根据弹性元件并联关系式
[0051]
k＝k1+k2+k3+...+kn[0052]
可求得单个隔振器的刚度k约为22865。通过配重块对硬盘隔振盒进行配重，进一步降低固有频率。请参照图7，图7为本发明隔振器固有频率和配重质量的关系曲线图，根据图7中固有频率与配重质量关系曲线，根据固有频率公式可以得出目标频率范围(70-106.1hz)中需要的配重为71.2g-337.8g，为了使选择的参数方便标准化生产且选出最具商业通用性，选用100g
±
1g为期望配重量，则系统的预期固有频率应为100hz
±
1hz。
[0053]
在其他一些实施例中，所述期待固有频率是基于所述期望配重量和硬盘隔振盒的材料刚度确定的，在确定所述期待固有频率时，通过改变所述硬盘隔振盒的阻尼油浓度以改变隔振材料刚度或改变配重块质量来调整所述期待固有频率的值。需要说明的是，为提高隔振缓冲效果，应将隔振系统的固有频率移至隔振系统的低功率区，由于通过分析计算，对于特种车辆，隔振系统的低功率区对应的频率在70hz-106.1hz之间，即，将硅胶注阻尼油隔振器的固有频率设置范围介于70hz-106.1hz之间。普通硬盘的质量较低，一般固有频率都比较高，在硬盘隔振系统设计中可以通过降低材料刚度或增大系统的质量来降低固有频率，从而提高系统的隔振缓冲效果。隔振系统的设计必须综合考虑阻尼的作用，要合理地选用阻尼。为有效减缓冲击，需增大阻尼，而要保证隔振性能，阻尼又不可过大，使其既能抑制设备的共振响应又不影响隔振性能。
[0054]
进一步地，通过三轴加速度计采集特种车长时间工作下所述车载设备所在安装位置的振动数据，以供基于所述振动数据对所述特种车辆在实际工作环境下振动信号的分析；其中，所述三轴加速度计的安装方向与车厢内水平工作台面一致。
[0055]
本实施例中，由于很难对位移进行评估，本发明采用高精度三轴加速度计采集加速度信息，将加速度信息作为特种车长时间工作下车载设备所在安装位置的振动数据，从而根据加速度信息对特种车辆在实际工作环境下振动信号的分析，其中，安装方向与车厢内水平工作台面一致，主要针对垂直于天向的方向，即对机械硬盘损害最大的振动方向。
[0056]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0057]
1、对不同特种车辆、不同工况的实应性强。2、成本低。3、标准件选择多，基本元件可拆卸和替换。4、可通过更换隔振器刚度和配重质量调整隔振系统的固有频率和共振放大倍数，实现对使用场景的更好适应。
[0058]
为了更好地理解本发明提出的车载设备的硬盘隔振盒，本发明的理论基础为：
[0059]
1.频响函数是描述隔振盒隔振系统输入和输出之间函数关系的一个非常重要的物理量，它只于隔振系统本身的特性参数有关，与激励力的类型和大小无关(限于线性范围以内)。
[0060]
在实际工程中，隔振系统会受到基础或支撑的激励，例如汽车在路面上行驶时会受到路面的激励从而引起车身的振动，而车身的振动又会引起车内仪表和电子设备的振动，这些都属于基础激励引起的振动，在基础简谐激励下单自由度受迫振动系统中，设基础激励为简谐位移激励:
[0061]
y＝y0sinωt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0062]
式中，y0为位移激励幅值，取质量块的静平衡位置为坐标原点o，x轴正方向沿弹簧形变方向垂直向上，定义相对位移：
[0063]
z＝x-y
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0064]
依据牛顿第二定律，可以得到系统的运动微分方程：
[0065][0066]
经化简，得到绝对位移运动x的幅值和相位响应(式中r代表稳态)：
[0067][0068]
可定义绝对位移传递率：
[0069][0070]
式中，为频率比；为黏性阻尼比；为无阻尼固有频率(角频率，rad/s)。不同阻尼比ξ下，绝对位移传递率如图4所示。
[0071]
从绝对位移传递率曲线可以看出：
[0072]
1)低频段(λ＜＜1)：在低频段，有绝对唯一传递率td≈1，表明质量块的绝对运动接近于基础的运动，质量块与基础之间几乎没有相对运动。
[0073]
2)中频段(λ≈1)：在中频段，绝对位移传递率td存在一个峰值为共振现象，表明基础运动经过弹簧和阻尼器后放大传给质量块。不难证明，当阻尼比ξ取不同值时，绝对位移传递率td在频率比处的数值都为1，且当频率比时，绝对位移传递率小于1。
[0074]
3)高频段(λ＞＞1)：在高频段，有绝对唯一传递率td≈0，表明基础运动经过弹簧和阻尼器被隔离了，质量块的位移接近于0，近似静止。
[0075]
隔振的思想就是根据将有害频段的振动冲击放到高频段，将振动和冲击较少的频段放到共振频段以达到减小响应位移的目的。
[0076]
2.阻尼是振动系统损耗振动能量的能力，与惯性和弹性一样均属于隔振系统的固有属性。对于工程结构来说，增加阻尼不仅可以降低结构的共振振幅，避免结构因动应力达到极限而破坏，提高结构的动态稳定性，而且有助于减少结构的辐射噪声。因此适当增加结构阻尼是抑制工程振动的一种重要手段，通常称为阻尼减震技术。阻尼减振技术以通过对结构附加黏弹材料来增加结构阻尼的黏弹阻尼技术最为常用。
[0077]
对于理想的完全弹性体而言，其产生的应力与形变之间为单值函数关系。这样的固体在加载和卸载时，应变总是瞬时达到其平衡值。在发生振动时，应力和应变始终保持同相位，而称线性关系，称为“弹性”，不会产生阻尼。实际的固体则不同，当加载和卸载时，其应变不是瞬时达到平衡之，当振动时，应变的相位总是落后于应力，这就使得应力和应变不是单值函数，这种非弹性行为称为滞弹性，使得应力—应变曲线呈现为以封闭的回线，称为迟滞回线，回线所包围的面积就是振动一个周期的能量损耗。粘弹阻尼技术即是通过阻尼量的调整使这一回线面积更大，振动的能耗更能实现隔振，滞后阻尼不仅与时间有关，还与振动频率及温度有关。
[0078]
3.特种车辆的一般工作环境中存在一个或多个低功率带，可设计成隔振设备的共振频率，低频部分对应阻尼图像h≈1的区域，高频有害振动对阻尼图像的应减振区，介于两者之间的低功率带对应阻尼图像的共振区。
[0079]
在实现本发明目的时，采用了以下技术手段：
[0080]
车载环境振动产生机理分析(1)、特种车辆实际工作环境下振动信号的分析(2)、基于共振理论的隔振系统设计(3)、隔振盒的实际性能测试(4)。
[0081]
车载环境振动产生机理分析(1)，是从理论层面阐述特种车辆工作环境中的振动来源和特性，并简单介绍振动分析采用的工具手段。
[0082]
特种车辆实际工作环境下振动信号的分析(2)，则是对大量实车采集的振动数据根据(1)介绍的分析手段进行分析，获取最佳固有频率。
[0083]
基于共振理论的隔振系统设计(3)，则是根据所需的固有频率选取适当的隔振系统参数完成设计，并对设计中可调参数的实施手段进行释义，达到可以根据实际需求在一定范围内灵活的变动隔振器的固有频率和共振放大倍数的目的，使隔振器的普适性更强。
[0084]
隔振盒的实际性能测试(4)是从振动台测试、实车测试、上电性能测试等多个维度对隔振器的实际性能进行量化测试，证实隔振系统的可靠性。
[0085]
以下分别对上述各个技术阶段进行解析：
[0086]
1.车载环境振动产生机理分析
[0087]
车辆在行驶过程中对硬盘造成工作影响的因素有很多，其中主要有两个：一是其受发动机的转速和车辆行驶速度的影响，二是在其运动过程中不同的频率分布对应的不同振源。
[0088]
在低速时，发动机是主要噪声与振动源；在中速时，轮胎与路面之间的摩擦是主要的噪声与振动源；而在高速时，车身与空气之间的摩擦变成了最主要的噪声与振动源。低频时，发动机是主要影响因素，同时路面与轮胎摩擦和车身与空气摩擦的贡献随着频率的增加而增加；中频时，变速箱和风激励噪声占主导成分；高频时，风激励噪声占主要影响因素。
[0089]
车辆运动过程中车厢所受到的振动是一种宽带随机振动，其振动的大小主要是与车速及其行驶的路面状况有关，瞬时车速与路面坑洼的固有频率匹配程度越高，振动就越大。其中该振动主要表现为发生在3个互相垂直的方向上的线振动，而垂直方向振动量值最大，左右方向的振动量次之，前后方向的振动量最小；当然同时还存在分别以三个垂直方向为主轴的三个旋转角振动。从频率范围来说，该环境中振动的信号主要集中在2-500hz范围内，并且低频部分的信号比高频部分的信号要集中，但低频的瞬时功率表一般较小。
[0090]
而通常特种车辆如渣土车的工作车速远低于一般车辆，因此对特种车辆来说，特种车辆主要的振源来自与发动机和路面。
[0091]
2.特种车辆实际工作环境下振动信号的分析
[0092]
为研究车载机械硬盘隔振系统隔振缓冲问题，需对采集到的信号进行详尽分析以寻找在特种车辆工作时车载机械硬盘受到的主要激励源及特性。本发明过程中主要采用matlab软件对车载机械硬盘隔振系统工作中的振动和冲击信号进行仔细分析，包含：
[0093]
时域分析，包含监测和分析平均信号、均方根信号、峰值信号和方差等参数，有时还要计算关于信号幅值性质的其它统计信息，建立事件出现的相对频次。信号幅值分析的另一重要应用是研究各离散事件的极值分布。
[0094]
频域分析，连续信号的频域分析要求通过对信号做傅立叶变换将信号的时间历程转换为功率谱密度函数，功率谱密度指一段振动信号经过频域变换后，它在各个频率上能量的分布情况。在一段长信号中，某个频段的功率越大说明这个频段的振动发生的越频繁或发生时的幅度越大或两者兼有。
[0095]
图5为一段渣土车长时间工作下车载设备所在安装位置振动数据对应的功率谱密度图，由于很难对位移进行评估，本发明采用高精度三轴加速度计采集加速度信息，安装方向与车厢内水平工作台面一致，主要针对垂直于天向的方向，即对机械硬盘损害最大的振动方向。
[0096]
经大量数据分析，图像中低频部分的功率密度高来自于低幅的发动机、低幅的机械传递以及低幅的路面振动频繁的时间积累，并非真正的大幅振动或冲击；请参照图5，图5中150hz之后的高频成分以路面的振动为主，其中包含了大量的大幅度振动和冲击，因此产生了较高的功率密度；此外，根据图5可以看出该工作环境中存在一个低功率带(74hz-100hz左右)，这部分由于不在路面冲击的发生频段，较少出现大幅的振动和冲击，因此功率密度较低。因此，针对特种车辆工作环境，将隔振系统的固有频率移至振幅低的区域。
[0097]
值得注意的是，图5所示车辆运营环境的功率分布并非个例，大量车型和应用场景的趋势都与之相符，许多相关文献也对此进行了阐述，具备一定的普适性，这也是隔振方案
大同小异的原因。
[0098]
此外，本发明设计时还对振动的时域信号进行分析，图6为一长时间工作环境下一渣土车车载设备所在安装位置振动数据的冲击加速度峰值(1.5g以上冲击)统计图，横坐标为加速度值(单位g)，纵坐标为占比(百分制)，从图中可以大致得到结论：冲击加速度峰值每增大0.5g，冲击发生的频数减少2-3倍。对于不同车型和不同测试位置，该冲击加速度峰值可能整体变大或变小，但是对于同一车型和测量位置，该频数关系仍成立，也就是说实际道路中越大的冲击发生的概率越小。
[0099]
3.基于共振理论的隔振系统设计
[0100]
为提高隔振缓冲效果，应将隔振系统的固有频率移至上述低功率区。普通硬盘的质量较低，一般固有频率都比较高，在硬盘隔振系统设计中可以通过降低材料刚度或增大系统的质量来降低固有频率，从而提高系统的隔振缓冲效果。隔振系统的设计必须综合考虑阻尼的作用，要合理地选用阻尼。为有效减缓冲击，需增大阻尼，而要保证隔振性能，阻尼又不可过大，使其既能抑制设备的共振响应又不影响隔振性能。在振动环境下系统内的阻尼的作用为，将振动的机械能转换为其他形式，如转换为热能耗散掉，或转换为势能缓释。
[0101]
采集分析实车的车辆信号发现，车载计算机工作的随机环境中所受到的主要干扰频率为来自路面和发动机的20-70hz的振动干扰和来自路面的150-500hz的冲击干扰，为达到较好的隔振效果，按照振动传递关系：
[0102][0103]
计算得到隔振系统的固有频率应介于70-106.1hz之间。
[0104]
硅胶注阻尼油隔振器的隔振器阻尼比的范围为0.177-0.289。为了保证设备在共振区的安全性，考虑到长时间工作中极端冲击现象的影响，橡胶隔振系统的隔振传递率td宜保持在2-3之间，共振区的频率比λ为1，代入式(6)中：
[0105][0106]
可得硅胶注阻尼油隔振器的材料阻尼比ξ为0.177-0.289之间。查阅《橡胶工业手册》，可以找到市面上常用橡胶的阻尼比参数如表1。可知，混炼硅橡胶的阻尼比为0.28，符合预期，因此硬盘隔振盒的材料选用硅橡胶。
[0107]
表1常见橡胶的阻尼比
[0108][0109][0110]
大多数机械硬盘质量差异很小，实际振受迫振动对象总质量约为0.135kg。现有隔振器阻尼油的稀释极限邵氏硬度为35(过分稀释隔振器出厂的不良率会增高，增加商业成本)，通过扫频获得其固有频率约为131hz，并未达到预期刚度。由固有频率公式：
[0111][0112]
可求得隔振系统的总刚度k约为91461，根据弹性元件并联关系式：
[0113]
k＝k1+k2+k3+...+knꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0114]
可求得单个隔振器的刚度k约为22865。通过配重块对硬盘隔振盒进行配重，进一步降低固有频率。根据式(7)可获得期望固有频率与配重质量关系曲线如图7，可以得出目标频率范围(70-106.1hz)中需要的配重为71.1886g-337.803g，为了使选择的参数方便标准化生产且选出最具商业通用性，选用100g为期望配重量，则系统的预期固有频率应约为100hz。此外根据不同应用场景设计了多个不同配重的配重块，实际场景中只需拆卸和安装即可调整系统的固有频率。
[0115]
根据式(6)可求出该参数的共振放大倍数约为2.05，混合结构阻尼比计算较为复杂，实际存在一定误差。改变注入硅胶的浓度可改变阻尼比和橡胶刚度，从而改变共振放大倍数和系统刚度。
[0116]
4.对本发明的硬盘隔振盒的实际性能测试
[0117]
以上述实施例为例对隔振系统的各个性能指标进行测试，以下为测试报告：
[0118]
1)测试目的
‑‑
量化地分析隔振器关键性能指标，与几个行业相关产品进行性能对比；需要说明的是，行业产品1是行业目前市场反馈隔振系统性能优异的一项产品，行业产品2是本发明硬盘隔振盒改良之前的产品，行业产品3和行业产品4是其他两个市面常见产品，四款产品都是都是渣土车驾驶室用行车记录仪，且四款产品都是现存市场占有量较大的产品，基本占据国内大半市场份额。
[0119]
2)测试范围
‑‑
非开机状态下振动台、实车上路的力学测试，开机硬盘读写状态下振动台、实车上路的吞吐性能测试；
[0120]
3)测试对象
‑‑
本发明隔振器及使用本发明隔振器的行车记录仪整机，几个行业相关产品的隔振器和带隔振器的行业相关产品整机。
[0121]
4)测试条目
[0122][0123]
5)评测指标释义
[0124]
·
共振频率：指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时，系统振幅显著增大的现象。共振时，激励输入机械系统的能量最大，系统出现明显的振荡称为位移共振。在隔振系统中，共振频率需远离被保护对象的工作频段才能起到较好的保护作用，如果在工作频段发生共振将对隔振对象产生严重损害。经大量实车数据分析，渣土车道路颠簸频率主要在200-1000hz(1000hz以上未测量)。
[0125]
·
共振放大倍数：指发生共振现象时系统的输出与输入的比值。共振放大倍数越大，在隔振区隔振效果越好，但在共振区域对隔振对象的危害也越大(见图4)，因此需要设置的相对保守。
[0126]
·
功率谱密度：指一段振动信号经过频域变换后，它在各个频率上功率的分布情况。在一段长信号中，某个频段的功率越大说明这个频段的振动发生的越频繁或发生时的幅度越大或两者兼有。
[0127]
·
冲击内外加速度峰值比：冲击时刻隔振系统的响应峰值与所受激励峰值的比值，比值越小说明对该冲击的保护越好。
[0128]
·
硬盘吞吐性能评测矩阵：硬盘在振动情况下的读写速度会受到影响，使用fio测试工具可以量化硬盘在一段时间内的读、写、读写的速度情况，数值越低代表在该振动情况下硬盘读写能力越差。评测矩阵则是以适当间隔对不同加速度、不同频率下的硬盘读写能力进行不完全归纳，统计到矩阵中，并将读写能力与静态的比值情况映射到不同灰度上，形成可视化的读写性能评估图。
[0129]
·
视频丢帧率：通过测试工具对硬盘写入的视频流进行丢帧分析，以1秒25帧情况为例，视频两关键帧之间间隔超过80ms即可视为丢帧，统计视频拍摄时段内发生的丢帧次数再与总帧数做比值，即可求出丢帧率。由于fio无法评估冲击对硬盘的影响，视频丢帧率可以帮助了解在冲击发生时隔振器对硬盘的保护情况。
[0130]
扇区扫描矩阵：通过测试工具统计硬盘的优质扇区、一般扇区、较差扇区、较大损坏扇区和触发写保护次数等参数。
[0131]
3)测试结果
[0132]
6.1)振动台扫频(驻频)测试结果
[0133]
图8和图9为本发明隔振器在振动台下的振动数据绘制的图像，激励为1g，从图中可以看出本发明隔振器的固有频率约为100hz，共振放大倍数约为2.5，符合设计预期。每台设备在不同激励的扫频驻频取平均值，获得如下表所示性能汇总表。
[0134][0135]
结论
[0136]
·
80
±
20hz为工程车实车的低功率区，只有本发明和行业产品1的共振频率处于低功率区，其他产品的共振频率处于道路振动冲击能量较大的区域，硬盘容易损坏。只有本发明的共振放大倍数最低，符合预期的安全性指标。
[0137]
·
由于力的系统传递过程的存在，同一款设备整机的共振频率比隔振器低，共振放大倍数比隔振器高。
[0138]
6.2)实车上路测试结果
[0139]
图10为本发明及两款行业产品在渣土车上经长时间实车测试的数据分析图，经过对本发明及两款行业产品在渣土车上经长时间实车测试数据的分析，发明隔振器隔振性能优良，时域上对冲击峰的隔振效果较其他行业产品更佳，频域上在隔振区的信号幅值较其他行业产品更低，充分说明本发明隔振器对高频冲击的抵抗性更佳。
[0140]
6.3)模拟冲击测试结果
[0141]
用重物对固定好的本发明设备及几个行业产品进行特定条件下的冲击测试，得到结果如下表：
[0142][0143]
由上表可知，本发明隔振器和行业产品1的高频冲击的隔振性能接近，两款设备的隔振性能远远好于其他产品。
[0144]
6.4)硬盘读写性能测试结果
[0145]
图11和图12所示分别为本发明隔振器与行业产品2的在振动台振动下硬盘开机读写性能测试结果(后称为评测矩阵)，图中横、纵坐标分别为被测对象所受激励的频率和加速度峰值，每一个格子中的颜色代表了该振动条件下硬盘的吞吐性能，颜色灰度越低代表性吞吐速率越高，灰度越高代表吞吐率越低，全灰代表吞吐速率为0，已无法正常工作。
[0146]
同理，图13和14是将两款隔振器放入整机后进行的相同实验的结果。
[0147]
从评测矩阵来看，本发明隔振器和新版hq801整机的隔振性能都较原版更优，除了共振频段、多个频段下的保护能力有不同程度的提高。
[0148]
6.5)视频丢帧测试结果
[0149]
本发明隔振器与行业产品2装入整机，各自连接7路摄像头，插入硬盘盒录制视频，依次执行不同加速度设置下的驻频振动，实验后用专业工具测试视频丢帧情况，结果如图15。图中下方线为本发明，上方线为行业产品2。从丢帧情况来看，行业产品2隔振器开始产生丢帧的振动幅值远远小于本发明隔振器开始产生丢帧的幅值。行业产品2隔振器完全失去写入能力的加速度幅值也远小于本发明隔振器。
[0150]
6.6)扇区损坏测试结果
[0151]
本发明隔振器与行业产品2装入整机，各自连接7路摄像头，插入硬盘盒录制视频，依次执行不同加速度设置下的驻频振动，实验后用专业工具测试扇区损坏情况，结果如图16。从扇区损耗的各项指标来看，新版隔振器的损坏情况都好于原版隔振器。
[0152]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。