[发明专利]一种具有惯性延时功能的双稳态MEMS安保装置

说明书

一种具有惯性延时功能的双稳态MEMS安保装置，整体呈叠层结构，从顶至底依次为盖板层、隔断层以及起爆层，相邻层通过金‑金键合的方式实现连接；隔断层通过胶结键合的方式与Y型光纤连接，隔断层和Y型光纤位于同一平面，Y型光纤用于实现隔断层内部状态的监测；本发明设计了大质量的隔板机构，提高了惯性力在MEMS安保装置中的作用效果；考虑到炮口发射的安全距离，设计了以齿轮‑齿条‑平面扭簧机构组成的惯性延时机构，提高了武器发射时的安全性；设计了双稳态触发的电热驱动机构，实现了多物理场解保的冗余设计；设计了光纤传感器，实现了机构内部运动状态的实时监测；具有惯性延时、双稳态触发、状态自持、状态自检、抗过载等特点。

技术领域

本发明涉及安保装置技术领域，具体涉及一种具有惯性延时功能的双稳态MEMS安保装置。

背景技术

安保装置是控制武器系统能量传递的核心部件(即用于触发正常爆轰并阻止意外爆轰)，作为武器系统中的关键一环，高性能安保装置的良好发展将会对武器系统甚至国防领域的未来产生重大影响。由于传统安保装置在驱动方式与结构尺寸等方面很难有所突破，无法满足新一代武器微型化、集成化以及智能化的发展要求。考虑到MEMS工艺在微尺度下具有很高的工艺灵活性，因此MEMS安保装置的概念就应运而生。

MEMS安保装置的特征尺寸一般都在微米级别，在此微小的尺度中，惯性力的作用十分有限，因此，MEMS安保装置通常采用电信号进行控制(压电、磁电、静电、热电等)，缺少以惯性力解保的冗余设计，仅靠电信号解保的MEMS安保装置很难满足现有的多物理场解保的设计要求，即GJB-373设计准则。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种具有惯性延时功能的双稳态MEMS安保装置，具有惯性延时、双稳态触发、状态自持、状态自检、抗过载等特点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种具有惯性延时功能的双稳态MEMS安保装置，整体呈叠层结构，从顶至底依次为盖板层100、隔断层200以及起爆层300，相邻层通过金-金键合的方式实现连接；隔断层200通过胶结键合的方式与Y型光纤400连接，隔断层200和Y型光纤400位于同一平面，Y型光纤400用于实现隔断层200内部状态的监测。

所述的盖板层100包括盖板衬底101，盖板衬底101中心附近设有传爆孔102，盖板衬底101的长边设有控制电极窗104与起爆电极窗103，盖板衬底101上表面的四周设有厚度为1～3um的盖板金键合区105。

所述的隔断层200由隔断模块III、延时模块II以及双稳态控制模块I组成，在隔断层200正反两面的四周设有厚度为1～3um的隔断金键合区210，在隔断层200的一边设有光纤孔209，隔断模块III中的隔断模块轴线230与光纤孔轴线229共线；

所述的隔断模块III包括滑动隔板211，在滑动隔板211的中心设有含能药腔213，含能药腔213中填充有含能药剂228，在滑动隔板211的内侧长边设有隔板齿条231，外侧长边设有隔板滚珠孔212，在隔板滚珠孔212中填充有滚珠204；

所述的延时模块II包括相互啮合的大齿轮203与小齿轮206，小齿轮206的齿槽间和平面扭簧205中的扭簧摆动端232配合，在小齿轮206的中心设有4个小齿轮滚珠孔208，小齿轮滚珠孔208与小齿轮轴207所组成的空间中填充滚珠204；

大齿轮203与隔断模块III中的隔板齿条231相互啮合，大齿轮203的中心设有4个大齿轮滚珠孔202，大齿轮滚珠孔202与大齿轮轴201所组成的空间中填充滚珠204，大齿轮203的下方齿槽和双稳态控制模块I中的控制锁215配合；