惠州路灯车租赁    基于ＭＥＭＳ技术设计了一种可识别载荷空间方位的万向惯性开关

     惠州路灯车租赁  基于ＭＥＭＳ技术设计了一种可识别载荷空间方位的万向惯性开关， 惠州路灯车租赁, 惠州路灯车公司, 惠州路灯车  具有体积小、抗过载能力强、响应时间短、闭合时间长、轴向抗干扰能为强、可识别载荷空间方位等优点，满足了触发式引信起爆控制技术的需要。本文主要研究工作包括以下方面：

   （１）介绍本文研究意义，并提出在定向战斗部中可使用可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关。从单轴敏感、双轴敏感、Ｓ轴敏感、万向敏感化及识别方位开关等方面总结了目前ＭＥＭＳ惯性开关的研究现状——现有ＭＥＭＳ惯性开关从单一闽值到多闽值，从单轴向到多轴向以及增强闭合性能型开关都有较为丰富的成果，但是具有载荷方位识别能力、适合在引信中应用的开关鲜有人研究。

    （２）分析了引信用ＭＥＭＳ愤性开关可能经历的环境，并基于环境力分析提出了可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关的万向性、方位识别、闭合阀值、闭合时间、抗过载等性能指标要求。

   （３）针对开关可识别载荷方位的要求，设计了两种不同的结构方案并进行对比分析；最后提出带有矩形凸起的环形质量块作为可动电极，四个带有圆形触点的Ｌ形恳臂梁结构布置在质量块的四周作为四个独立的径向电极，并在轴向设置环形电极。仿真结果证明了开关可以在半球面空间内对载荷平面角０实现８个方位的有效区分，对载荷空间角３实现Ｈ个方位的有效区分。实验结果与仿真结果具有很好的一致性，充分验证了方位识别的可斤性。

   （４）针对开关对轴向纯感度以及径向敏感度的要求，建立了开关闽值理论模型，分析了系统固有频率和电极间隙化及外部激励脉宽对于开关阔值的影响。并分析了弹黃深宽比以及转弯半径等特征参数对于系统轴径频率比的影响，在工艺允许的范围内调整轴向电极间隙和径向电极间隙Ｗ保证开关的闽值性能。仿真结果显示开关的径向阀值在４００ｇ￣％６ｇ之间，轴向阀值为６４９ｇ，验证了开关轴向纯感径向敏感的阔值性能。阀值测量实验测得开关沿＋Ｘ轴和＋Ｙ轴的阀值均在６５０ｇ左右，偏离设计值（４００ｇ）＋４４．４％；轴向阀值在８００ｇ左右，偏离设计值（６５０ｇ）＋２３．１％，如果能够较好的控制开关在制作过程中的误差，可以实现开关的设计阀值.

   （５）针对开关对响应时间的要求，建立开关的数学模型并分析了系统固有频率、电极间隙、外部激励幅值等参数对于响应时间性能的影响，并确定了开关的固有频率在１５００Ｈｚ￣２４００Ｈｚ之间较好，电极间隙在工艺化许的范围内越小越好；仿真结果显示在不同空间方向施加８００ｇ－０．６ｍｓ的加速度载荷，开关的最大响应时间为３４２｜化阔值测量和方位识别验证实验部分对开关的响应时间也有了较好的验证。

   （６）针对开关对闭合时间的需求，开关结构设计时采用柔性接触的形式，即在采用带有圆形触点的Ｌ形悬臂梁结构作为开关的径向电极，采用薄壁式环形电极作为开关的轴向电极。仿真结果显示开关在８００ｇ－０．６ｍｓ的加速度作用下，最小闭合时间为５５｜ｘｓ，证明了圆形触点式悬臂梁和薄壁圆环的设计提高了电极的接触效果。阔值测量和方位识别验证实验中开关的最短闭合时间为３１＾１５，验证了柔性电极结构的设计有效的延长了开关的闭合时间。

  （７）针对开关的抗过载要求，在环形质量块内环中屯、设计了圆柱形限位止挡柱。仿真结果显示，开关结构在２００００ｇ的高冲击过载下，最大应力为７７０．０３ＭＰａ，小于电铸媒的屈服强度１６００Ｍｐａ。

   （８）采用ＵＶ－ＬＩＧＡ工艺对ＭＥＭＳ开关进行了加工制作，并对开关进行了合理的封装；对加工后的ＭＥＭＳ开关结构尺寸进行了测量，分析了开关制作过程中可能出现的工艺误差原因，并提出了对应的工艺改进措施。

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     本文主要有以下创新点：（１）本文在万向惯性开关对加速度阔值感应探测的基础上，创新性扩展了对加速度方向区间的识别。不同于传统的万向惯性开关，该开关采用多个电极的设计形式形成了５个独立的惯性开关，经由方位识别电路的组合逻辑判断实现了载荷方位识别的功能。

   （２）通过调节弹黃质量系统的轴径向振动频率和轴径向电极间隙设计了一种轴向纯感、径向敏感的ＭＥＭＳ万向惯性开关，满足低弹道擦地炸弹化引信对轴向纯感度和径向敏感度的需求。

   （３）设计了带有圆形触点的Ｌ形息臂梁结构作为开关的径向电极，将质量块与固定电极之间刚性面面接触形式转化为柔性线面接触形式，增强了接触过程的平稳性，提高了电极的接触效果。

    本文研究内容仍有以下几个方面有待完善：（１）ＭＥＭＳ开关的集成化实现。本文设计了ＭＥＭＳ开关机械结构和方位识别电路，但是由于时间紧促，并没有将机械结构与电路集成在一个ＰＣＢ板上进行实验测试，因此后期可以考虑电路与开关芯片集成，甚至可以考虑利用ＭＥＭＳ加工技术将微电路与可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关设计微结构集成在一块微巧片上，方便将来批量加工。

  （２）通过对加工样品的尺寸参数测量发现，开关结构的加工误差仍然较大，建议在减小工艺误差方面做进一步研究。

 （３）开关虽然实现识别载荷方位功能，但是一定程度上牺牲了开关的径向阔值一致性，径向阀值散布较大，后期有待于进一步完善提高。

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