[发明专利]一种“三明治”式MEMS安全系统一体化装置及其方法

摘要

本发明公开了一种“三明治”式MEMS安全系统一体化装置。本发明采用包括双端固支限位边框、隔爆滑块、隔爆滑块限位销、隔爆滑块限位槽、隔爆滑块反缓冲限位槽、隔爆滑块反缓冲限位梳齿、后坐过载阈值判定机构、离心过载阈值判定机构、传爆孔、两层柔性隔爆层、隔爆滑块运动限位装置、隔爆滑块运动缓冲区、隔爆滑块反缓冲区以及第一和第二限位装置的一体化结构；具有结构尺寸小型化、功耗低、加工样品一致性好等优势；并且具有对弹道环境感知能力强、安全与解保控制系统工作可靠性高特点；同时，小型化引信对提高战斗部装药有重要意义，通过小型化引信，提高下一级装药，从而提高小口径弹药的毁伤效能。

主权项

1.一种“三明治”式MEMS安全系统一体化装置，其特征在于，所述MEMS安全系统一体化装置包括：双端固支限位边框、隔爆滑块、隔爆滑块限位销、隔爆滑块限位槽、隔爆滑块反缓冲限位槽、隔爆滑块反缓冲限位梳齿、后座过载阈值判定机构、离心过载阈值判定机构、传爆孔、两层柔性隔爆层、隔爆滑块运动限位装置、隔爆滑块运动缓冲区、隔爆滑块反缓冲区以及第一和第二限位装置；其中，所述双端固支限位边框为一个内部中空的支撑框架；所述隔爆滑块位于双端固支限位边框中，隔爆滑块的外边缘小于双端固支限位边框的内边缘，并且隔爆滑块的上表面和下表面均低于双端固支限位边框的表面；隔爆滑块的前端设置有隔爆滑块限位销，与隔爆滑块限位销的位置相对，在双端固支限位边框的前端内边缘具有隔爆滑块限位槽，隔爆滑块限位槽与隔爆滑块限位销为互补图形；所述隔爆滑块的两侧分别设置有关于小口径弹的离心过载方向对称的隔爆滑块反缓冲限位槽，与隔爆滑块反缓冲限位槽的位置相对应，在双端固支限位边框的两侧内边缘，分别设置有关于小口径弹的离心过载方向对称的隔爆滑块反缓冲限位梳齿，隔爆滑块反缓冲限位梳齿的方向与小口径弹的离心过载方向为锐角；所述隔爆滑块的两侧，并且沿着小口径弹的离心过载方向位于隔爆滑块反缓冲限位槽之后，分别通过离心过载阈值判定机构固定连接至双端固支限位边框的内边缘，离心过载阈值判定机构为与隔爆滑块在同一个平面内的悬臂梁；隔爆滑块的后端通过后座过载阈值判定机构固定连接至双端固支限位边框的后端内边缘；所述后座过载阈值判定机构的许用应力小于发射过载，离心过载阈值判定机构的许用应力大于发射过载并小于离心过载，离心过载阈值判定机构垂直于离心过载方向；隔爆滑块上设置有传爆孔；每层柔性隔爆层上分别设置有传爆孔，隔爆滑块的上表面和下表面分别贴附一层柔性隔爆层，三者的传爆孔对正；所述双端固支限位边框的两侧内边缘沿着离心过载方向从前至后分别设置有第一和第二限位装置，第一限位装置的后端与第二限位装置的前端之间的双端固支限位边框与隔爆滑块之间的区域构成隔爆滑块反缓冲区，隔爆滑块反缓冲限位槽和隔爆滑块反缓冲限位梳齿位于隔爆滑块反缓冲区内，隔爆滑块反缓冲限位槽的前端与第一限位装置的后端之间的距离不小于隔爆滑块从安全状态到攻击状态的运动距离，在隔爆滑块反缓冲区内填充柔性材料；在隔爆滑块的前端两侧分别设置有隔爆滑块运动限位装置，双端固支限位边框的前端内边缘设置有凸起结构，隔爆滑块运动限位装置的前端超出凸起结构，隔爆滑块运动限位装置的内侧与双端固支限位边框的凸起结构的外边缘的距离接近，从而使得隔爆滑块与双端固支限位边框的前端内边缘形成相对封闭的隔爆滑块运动缓冲区；在安全系统一体化装置具有安全状态和攻击状态；在小口径弹未发射前，安全系统一体化装置处于安全状态，隔爆滑块通过后座过载阈值判定机构和离心过载阈值判定机构固定，传爆孔与起爆药之间错位；当点火发射时，小口径弹在发射筒内巨大的膛压作用下，开始产生位移，并在发射筒内膛线的作用下高速旋转，隔爆滑块感知到发射方向的发射过载，即后座过载后，产生位移，由于后座过载阈值判定机构对小口径弹的发射方向敏感，从而发生断裂；小口径弹进入外弹道环境后，弹体处于高旋状态，当小口径弹转速达到预定装定范围时，此时由于离心过载阈值判定机构对小口径弹的离心过载方向敏感，从而发生断裂；隔爆滑块脱离约束，在小口径弹的离心过载作用下，发生位移，基于活塞运动原理，当隔爆滑块相对于双端固支限位边框发生运动时，由于隔爆滑块运动缓冲区内存在空气，能够有效缓冲隔爆滑块碰撞边框产生的应力，降低隔爆滑块与双端固支限位边框损坏概率，隔爆滑块限位销卡入隔爆滑块限位槽，从而隔爆滑块被锁在双端固支限位边框上，传爆孔与起爆药对正，进入攻击状态；对称的隔爆滑块反缓冲限位梳齿卡住隔爆滑块反缓冲限位槽，从而锁住隔爆滑块的位置，确保隔爆滑块不会在缓冲力作用下发生抖动；并且隔爆滑块反缓冲区防止隔爆滑块对正后，由于离心力过大产生反离心力导致隔爆滑块脱离原位置，从而实现小口径弹药引战系统安全与可靠解保。