可識(shí)別載荷方位的MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì).pdf

1、本文基于MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)了一種可識(shí)別載荷空間方位的萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)，具有體積小、抗過(guò)載能力強(qiáng)、響應(yīng)時(shí)間短、閉合時(shí)間長(zhǎng)、軸向抗干擾能力強(qiáng)、可識(shí)別載荷空間方位等優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足了觸發(fā)引信起爆控制的需要，對(duì)于現(xiàn)代引信技術(shù)微型化、智能化有著重要的意義。
　　分析了現(xiàn)有MEMS慣性開(kāi)關(guān)的發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了在定向戰(zhàn)斗部引信中可使用可識(shí)別載荷方位的MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān);建立開(kāi)關(guān)的理論模型，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)開(kāi)關(guān)閾值、響應(yīng)時(shí)間等性能的影響;提出了開(kāi)關(guān)可通過(guò)檢

2、測(cè)多個(gè)電極的不同接觸狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷空間方位的區(qū)分，并據(jù)此設(shè)計(jì)了質(zhì)量塊周?chē)植级鄠€(gè)獨(dú)立電極形式的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。采用帶有圓形觸點(diǎn)的L形懸臂梁式的徑向電極和薄壁圓環(huán)式的軸向電極的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了接觸過(guò)程的平穩(wěn)性，提高了電極的接觸效果。
　　通過(guò)有限元軟件對(duì)開(kāi)關(guān)各項(xiàng)性能進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果顯示開(kāi)關(guān)徑向閾值為400g～566g，軸向閾值為649g，并且可以在半球面空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷方位的區(qū)分識(shí)別;在幅值為800g、脈寬為0.6ms的加速度作用下

3、，最小閉合時(shí)間為55μs，最大響應(yīng)時(shí)間為342μs;在20000g的高沖擊過(guò)載下開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力為770.03MPa。
　　采用UV-LIGA工藝對(duì)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行制作，并對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行了封裝處理;最后得到的MEMS開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸為4.8mm×4.8mm×0.265mm，封裝后的尺寸為11mm×11mm×2.05mm?；诩庸訖C(jī)利用馬希特錘進(jìn)行了開(kāi)關(guān)的閾值測(cè)量和方位識(shí)別驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果具有良好的一致性，充分驗(yàn)證了開(kāi)關(guān)具有良好的