惠州升降车公司  升降车ＭＥＭＳ愤性开关的研究现状   惠州升降车公司, 惠州升降车, 惠州升降车租赁  ＭＥＭＳ研究始于上个世纪６０年代,  ＭＥＭＳ惯性开关作为较早的ＭＥＭＳ器件探索方向，已经取得较为丰富的成果，并且随着ＭＥＭＳ技术的发展一些具有新型用途的ＭＥＭＳ惯性器件也不断推陈出新。本文根据开关的方向敏感性将ＭＥＭＳ惯性开关分为单轴向敏感、双轴向敏感（ＸＹ）、Ｈ轴向敏感（ＸＹＺ）、万向敏感和可识别方位惯性开关。

        单轴向敏感惯性开关    设计了一种单轴向敏感的ＭＥＭＳ惯性开关，该开关的可动电极由四个支撑弹黃支撑，分别分布在可动电极的两侧，且支撑弹黃采用矩形折叠梁的形式，使得弹實质量系统的低阶模态为沿其敏感方向振动，从而避免了非敏感方向振动的干扰。开关的可动电极和固定电极之间采用点接触的形式，能够有效的减小开关在闭合时两电极之间形成的静电力，从而提高开关电极闭合的接触性能。 研制了一种的加速度阔值可调的惯性开关，该开关结构分为Ｈ层，Ｈ层结构通过装配实现。其中最下层为支撑层，惯性质量块和支撑弹黃均位于该层上。第二层为自锁层，通过设置自锁层，质量块运动到该层时，开关能够接通并被锁块锁死。最上层为控制层，该层上分布很多控制孔，利用专用的细针通过控制孔拨动质量块，不仅可以将锁死的惯性质量块择放，而且还可以通过调节层与层么间的间距，实现不同的开关闭合阔值，从而实现开关的阔值可调功能。 设计了一种阀值可调节的微机电惯性开关，开关结构，开关通过调节电路电压来调节两电极之间的间隙，使开关系统中的悬臂梁位于某一平衡位置。当开关感受到足够大的加速度信号时驱动电压产生的静电力与外部惯性力的合力大于系统本身的抗力，使得悬臂梁自由端向下移动，则电路被接通。仿真可识别载荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关设计结果表明，在半正弦加速度信号下，开关的闭合阔值与调节电压基本成线性关系。该开关也只是在单一方向对加速度敏感。

       对ＭＥＭＳ惯性开关的设计、加工和封装都有比较深入的研苑并设计加王了多种不同的ＭＥＭＳ惯性开关结构。两个蛇形连体弹黃从两侧支撑矩形的可动电极，可动电极的上部一定距离设置了两个带有孔的桥式柔性固定电极。当可动电极与柔性固定电极碰撞时，弹性电极会形变达到消除接触弹跳的目的。  改进后的结构采用四个蛇形连体弹黃作为支撑弹黃，其结构的高阶模态频率远大于一阶模态频率，从而避免其他方向振动的干扰，开关单向性巧好。改进后的结构在可动电极中屯、设置弹性触点来增强开关闭合效果，经测试开关在８５ｇ正弦加速度作用下闭合时间约为３０ｓ。 水平驱动式惯性开关，开关采用矩形折叠弹寶作为支撑弹黃以获得良好的单向性，上部和背部的弹性抵抗梁用来屏蔽不敏感方向加速度的干扰，采用Ｌ形柔性梁作为固定电极。仿真和实验结果显示，当施加１８ｇ－６ｍｓ加速度时开关的闭合时间为２１０＾ｌｓ。而水平驱动惯性开关依旧采用Ｌ形柔性梁作为固定电极，离可动电极一定距离处布置了两个柱状块，当沿敏感方向有较大的加速度时可以抑制可动电极反弹。可动电极背部的抗冲击梁不仅可抵抗竖直方向的过载加速度，还可以限制在竖直方向上的震动，测试结果显示了带有抗冲击梁的开关闭合信号更稳定。

 

      双轴向敏感惯性开关,   研制了一种ＭＥＭＳ平面惯性开关。该开关的敏感质量块电极与固定电极采用同屯、环形设计，保证了敏感质量块电极与固定电极在平面％０°任意方向上的距离都是相等的。敏感质量块电极采用平面Ｓ形弹黃内支撑的形式，固定电极仍采用平面Ｓ形弹黃作为外支撑。由于柔性支撑的设计，当敏感质量块电极碰上固定电极后，平面Ｓ形弹黃的形变使得敏感质量块电极和固定电极可保持接触并一起继续运动，在一定程度上延长了电极接触时间。但开关结构只能对径向平面内的加速度响应。 专利７２１８１９３Ｂ２Ｍ提出了一种无源ＭＥＭＳ惯性开关，该ＭＥＭＳ开关只对径向平面内加速度敏感。开关有可动电极和固定电极组成，可动电极设计为网状结构，当碰撞发生时，质量块的网状结构可以形变，增强开关的接触性能。可动电极由悬挂装置支撑并固定在基底上，固定电极与基底直接固连。当开关平面内有超过开关阔值的加速度作用于开关时，开关便会实现闭合导通。

      三轴向敏感惯性开关,  设计了一种能够检测Ｘ，Ｙ，Ｚ三轴方向加速度的ＭＥＭＳ开关，该开关的四个支擇弹黃采用相隔９〇０均匀布置的阿基米德螺旋线弹寶，这样使得各个弹黃间的距离都是一个常数，从而使得弹黃在在同一水平面内各个方向的刚度都是一样的，保证了开关在平面内Ｘ，Ｙ方向闭合阔值的一致性。如果弹黃参数选可识别戟荷方位的ＭＥＭＳ万向惯性开关设计择的合理，可以实现开关在Ｘ，Ｙ，Ｚ三轴方向响应的一致性。通过把５个阀值分别为５０ｇ、ｌＯＯｇ、Ｉ５０ｇ、２００ｇ、２５０ｇ的开关按照图Ｃ的形式安装在一起，开关可通过梯形电阻电路的输出情况来实现对外部加速度的测量，达到多阔值的功能，且减少了电路外部接线的数量。设计了一种敏感于兰轴向的全金属加速度开关。该开关采用蛇形连体弹黃支撑方形质量块的形式，分别在Ｘ、Ｙ轴正向设置一个Ｌ型悬臂梁式固定电极并位于质量块内侧，在Ｚ轴方向上设置一个矩形环式固定电极。开关具有良好的闭合性能，测试显示开关在水平方向闽值加速度是２５５ｇ到％Ｏｇ，竖直方向（Ｚ轴正向）阀值加速度为７５ｇ，开关闭合时间水平方向为６（Ｈｘｓ，坚直方向为８０｜＜ｉｓ左右。

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      万向敏感惯性开关, 设计了一种ＭＥＭＳ万向开关。开关由盖板、质量块、微弹黃、限位柱、铺点和基板组成。四个薄而细的微弹黃分布在质量块的四周，并支撑质量块形成可动系统。由于质量块厚度较大，其质屯、与微弹黃不在同一平面内，开关利用质量块运动时因质量偏屯、会产生一个倾覆力矩，在倾覆力矩的作用下质量块会出现翻转的机理设计了新型的ＭＥＭＳ万向开关。开关设计了限位柱，具有良好的抗高冲击性５席占稳、余平新等人设计并加工了带有柔性电极的引信用ＭＥＭＳ万向惯性开关。开关采用四个平面Ｓ型弹黃从外部支撑起圆形质量块的结构，在圆形质量块的四周分布四个半圆弧形结构的径向电极，并由蛇形连体弹黃支撑固定于基底上。在圆形质量块的上方一定距离设置了薄圆环形的轴向电极。固定电极采用上述柔性形式设计，使得质量块与电极之间的接触变为柔性接触，有效的延长了开关的闭合时间。中开关结构是对上述结构的进一步优化。通过采用平面Ｓ型锥弹黃代替等宽Ｓ型弹黃，有效减小了弹黃上的应力集中，并增强了质量块运动的稳定性，触点接触时式柔性径向电极的设计进一步增强了电极接触效果。十字止挡柱的设计能够较好的抵抗引信中的高冲击载荷。

   

        可识别方位的惯性开关,  提出了一种可识别载荷平面方位的万向开关结构。圆形的惯性质量块由四个半圆弧形悬臂梁共同支撑作为开关的可动电极，１６个可动闭锁梁一端与惯性质量块固连并均匀分布在惯性质量块的四周，另一端锁头悬空。固定电极被分离为１６个互相绝缘的电极，１６个电极分别一端与固定闭锁梁固连另－端锁头悬空。当开关受到来自平面内某一方向的加速度冲击时，惯性质量块受到加速度作用，带动开关的闭锁梁向前运动冲击碰撞固定闭锁梁的锁头，当加速度足够大时，两个锁头产生闭合并锁死，开关与此相对应的电路导通，此方向的指示灯变亮，实现开关对加速度方向的识别功能。虽然开关可以实现对加速度载荷方向的识别，但此结构也存在诸多不足；一是开关为闲锁式开关，不能实现自动复位。二是此开关只能对开关平面内的加速度敏感，不能对空间加速度敏感。虽然可将五个开关粘在立方体的五个表面上，来解决该问题，但这样既增加了体积，又增加了开关的封装难度。三是开关不能抵抗高冲击载荷，不能满足引信使用环境。专利６７６５１６０也提出了一种ＭＥＭＳ万向惯性开关。开关采用蛇形锥弹寶内部支撑质量块电极的形式，径向固定电极与质量块电极巧采用矩形环式设计，由于矩形环式质量块的内部空间有限，支撑弹黃选用梁长渐变的蛇形弹黃。在轴向方向上设置了一个轴向固定电极，因此开关具有万向闭合性能，可以实现对空间加速度信号的响应，但质量块电极与径向固定电极均采用方形的设计，使得开关的各向响应一致性较差。同时专利还提出如果将开关径向固定电极打断使其分离为四个孤立的电极，将成为一种具有加速度方位识别功能的开关。当开关受到不同方向的加速度时，质量块电极接触的固定电极不同，而且接触的先后顺序也不同，通过对不同电极信号的检测可达到识别加速度方向的目的。但刚性的固定电极设计使得开关闭合时间很短，将会导致电信号的后续处理非常困难，且弹黃内支撑的形式使得质量块易发生翻转，影响开关的识别性能，此外开关无过载保护结构，并不适合在引信中使用。

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