[发明专利]一种微型万向惯性闭合器

说明书

本发明公开了一种微型万向惯性闭合器，包括壳体及壳盖，所述壳体和壳盖之间还设有弹簧质量块，所述壳体为凹槽结构，其内设有可容纳所述弹簧质量块的腔体，所述弹簧质量块包括S型平面弹簧、质量块和圆柱体，所述弹簧质量块与壳体之间设有电极部件，所述电极部件包括台阶状圆柱体及若干金属环。本发明的微型万向惯性闭合器，壳体通过壳盖盖合该腔体以形成一体化的微型万向惯性闭合器，弹簧质量块与壳体之间设有电极部件，弹簧质量块与壳盖之间设有若干隔板，且隔板与弹簧质量块与壳体、壳盖之间均间隔一定的间隙，采用弹簧质量块一体的设计，通过调节弹簧参数以及弹簧质量块与电极部件之间的距离等措施，可以实现不同过载阈值条件下的开关转换。

技术领域

本发明属于惯性开关技术领域，具体涉及一种微型万向惯性闭合器。

背景技术

惯性开关又称为惯性闭合器或G开关，用于感知加速度信号，是空间飞行体中感受加速度的重要惯性器件，惯性开关在航空航天、汽车电子和弹药等领域有广泛的应用，其基本工作原理是用弹簧(或悬臂梁)连接悬空的质量块作为可动电极，在外加加速度作用下沿其敏感方向快速运动，碰向固定电极，从而实现对外接电路的通断。它需要在感应阈值加速度信号后迅速闭合导通电路，并同时保证开关的闭合时间以及触点接触可靠性。在一些产品中，为了防止意外冲击，在开关闭合后需实现自锁，保证开关的接电连续稳定，以确保电源及负载电路稳定工作。

惯性开关在航空航天、汽车电子和弹药等领域有广泛的应用，现有的惯性开关采用的是弹簧和质量块结构，弹簧和质量作为可动电极，另有与可动电极隔开一定距离的固定电极，当可动电极感受过载时，弹簧伸长，质量块碰撞固定电极，从而实现开关的由断开到导通状态，此类惯性开关在质量块碰撞固定电极后，质量块会被弹开，因此此类惯性开关的闭合时间以及触点接触不可靠。

现有的惯性开关采用的是弹簧和质量块结构，弹簧和质量作为可动电极，另有与可动电极隔开一定距离的固定电极，当可动电极感受过载时，弹簧伸长，质量块碰撞固定电极，从而实现开关的由断开到导通状态。现有的惯性开关存在尺寸大，不利于小型化的发展；产品合格率低，每批筛选的产品合格率不超过40％；结构复杂，耗费大量人力物力进行装配及试验筛选，成本高；抗环境干扰能力差，只能抗量级为11g(总均方根值)的振动环境干扰，无法适应日趋恶劣的环境；而且现有的惯性开关在质量块碰撞固定电极后，质量块会被弹开，存在闭合时间短以及触点接触不可靠等缺陷。

微机电(MEMS)惯性开关是采用微加工技术制造的加速度传感，它利用惯性敏感元件将加速度载荷转换为电极间隙的变化，然后通过电极间接触状态触发相应电信号实现区分加速度信号的功能。由于体积小、重量轻、能耗低、抗高过载能力强、抗电磁干扰能力强、便于与数字电路集成等优点，MEMS惯性开关在工业振动检测、武器弹药、航空航天等环境要求苛刻的领域具有巨大应用潜力。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种微型万向惯性闭合器，其内设有可容纳弹簧质量块的腔体，并通过壳盖盖合该腔体以形成一体化的微型万向惯性闭合器，弹簧质量块与壳体之间设有电极部件，便于其在惯性作用下与所述弹簧质量块碰触实现水平方向的导通，所述弹簧质量块与壳盖之间设有隔板，且隔板与弹簧质量块与壳体、壳盖之间均间隔一定的间隙，所述隔板在惯性作用下与所述金属环碰触实现垂直方向的导通，通过调节弹簧参数以及弹簧质量块与电极部件之间的距离等措施，可以实现不同过载阈值条件下的开关转换。

为了实现上述目的，本发明提供一种微型万向惯性闭合器，包括壳体及设于所述壳体顶部的壳盖，所述壳体和壳盖之间还设有弹簧质量块，所述壳体为凹槽结构，其内设有可容纳所述弹簧质量块的腔体，并通过所述壳盖盖合该腔体以形成一体化结构；

所述弹簧质量块包括S型平面弹簧、质量块和圆柱体，所述S型平面弹簧为多个且沿所述质量块对称分布，所述S型平面弹簧的一端与所述质量块连接，另一端与所述立圆柱体连接以形成一体化结构；