带柔性电极的引信用微型万向触发开关设计

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微机电系统(Micro Electromechanical System, MEMS)具有体积小、可靠性高、成本低以及便于集成等特点。基于这些特点,设计制造了一种用于提供起爆信号的引信用MEMS万向触发开关。开关具有大着角可靠作用、快速响应、较长的闭合时间和较好的抗过载性能等特点,对实现引信的小型化,智能化具有重要的现实意义。主要的研究内容有:(1)分析了现有MEMS万向开关的特点,寻找出适合本文开关设计的可参考点;分析了开关使用过程中的引信环境,提出了尺寸大小、阈值范围、抗过载性能、快速响应以及延长闭合时间等方面的技术要求;设计了由蛇形弹簧支撑圆形质量块,并带有柔性电极的开关主体结构。开关平面尺寸小于3mm×3mm。(2)利用有限元仿真软件,分析了特征参数的变化对开关各项性能的影响,并对特征参数进行了优化。针对所提出的技术要求对开关的各项性能进了验证性的仿真计算。结果表明开关各项性能基本满足设计要求:开关对着角为0°~90°的冲击都能可靠闭合;小于200g的加速度载荷下开关不会闭合,大于450g的加速度载荷下开关均闭合;450g加速度载荷下,开关响应时间小于300μs,闭合时间大于33μs;开关最大抗过载达30000g。(3)文章最后介绍了开关的加工技术及工艺流程,制造出了一批实物样品,并对部份样品进行了质量检测。
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