[发明专利]一种硬盘驱动器悬臂结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安装硬盘驱动器读写磁头的悬臂，具体是一种硬盘驱动器悬臂结构。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，硬盘驱动器在个人电脑、便携设备和电子产品等领域得到了广泛的应用，已经成为重要的程序和数据载体之一。硬盘驱动器工作时，通过悬臂带动浮动块在磁盘片表面运动并定位于目标磁道读取数据。硬盘驱动器悬臂属于薄壳结构，在寻轨伺服和磁道跟踪中起着重要的作用。硬盘驱动器悬臂对头盘系统气浮力的扰动很敏感，同时硬盘驱动器的频繁起停对悬臂的模态易产生激励，发生共振，从而降低浮动块的定位精度。

硬盘驱动器悬臂工作状态时主要有三个方向的运动，分别是弯曲运动、扭转运动和横摆运动。悬臂的弯曲运动使浮动块飞行高度发生变化，影响数据读写的可靠性，严重时还会导致浮动块与磁盘片发生碰撞，毁坏磁盘片数据；而悬臂的扭转运动和横摆运动直接影响浮动块的定位精度。在悬臂拓扑优化设计中，提高悬臂的一阶弯曲频率、一阶扭转频率以及一阶横摆频率，使其避开外部振动频率、干扰频率等，有利于改善悬臂的共振现象，减少浮动块寻道时间，增加数据读写的可靠性。

发明内容

为了保证硬盘驱动器数据读取的可靠性和浮动块的定位精度，本发明提供一种硬盘驱动器悬臂结构，使其动态响应最小，能够提高硬盘驱动器悬臂的一阶弯曲频率、一阶扭转频率和一阶横摆频率，减少悬臂的共振，提高读写定位精度。

本发明的硬盘驱动器悬臂结构包括安装部分和主体部分，所述安装部分和主体部分一体成形为以悬臂中心线完全对称的薄板结构，其特征在于：

所述安装部分为矩形形状并设有一个圆形安装孔；

所述主体部分包括依次相连的后段、中段和前段，所述主体部分的后段和中段由依次从宽变窄的第一级梯形块、第二级梯形块和第三级梯形块组成，所述主体部分的前段为一长方形块；

所述主体部分的后段在紧靠所述安装部分处设有一个矩形孔；

所述主体部分的中段设有三个圆孔，其中第一圆孔和第二圆孔靠近所述矩形孔并且两者以悬臂中心线呈对称分布，第三圆孔位于所述主体部分的中段的前部并且其圆心位于悬臂中心线上。

进一步地，所述矩形孔位于所述第一级梯形块的中央，所述第一圆孔和所述第二圆孔位于所述第二级梯形块的后端，所述第三圆孔位于所述主体部分的前段的后部。

进一步地，所述第一级梯形块与所述第二级梯形块之间的两侧外缘均形成台阶，所述第三级梯形块进一步变窄。

进一步地，所述主体部分的所述第三级梯形块与所述主体部分的前段之间的两侧外缘各形成有一个弧形槽。

进一步地，所述主体部分的前段的前部设有一个第二梯形孔，所述主体部分的前段的最前端还设有一个以悬臂中心线呈对称的矩形条。

具体而言，本发明基于固体各向同性材料惩罚法(Solid Isotropic Elastic Material Penalty，SIMP)，综合考虑悬臂一阶弯曲频率、一阶扭转频率和一阶横摆频率对悬臂结构的影响。SIMP法基于各向同性材料，不需要引入微结构和附加的均匀化过程，以连续变量的密度函数形式显示的表达单元相对密度与材料弹性模量间的对应关系。它以每个单元的相对密度作为设计变量，人为假定相对密度和材料弹性模量间的某种对应关系。SIMP方法引入一种假想的相对密度在0～1之间可变的材料，假设设计材料的宏观弹性模量与其密度具有非线性关系，采用惩罚因子约束抑制介于0～1之间的单元。SIMP法数学模型如下：

Ei=xipE0---(1)]]>

ρi=xipρ0]]>