[發明專利]一種無卡銷、依賴后座-離心復合環境的用于微結構的閉鎖機構

無效

• 申請號: 201310346755.2
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103395738A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 婁文忠;王輔輔;王瑛;劉芳怡;丁旭冉;劉鵬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種閉鎖機構，具體來說是一種無卡銷、依賴后座-離心復合環境的閉鎖微結構，屬于精密機械或微機械領域。

背景技術

閉鎖機構的目的是使運動部件從一種自由狀態進入一種閉鎖狀態，并保持這種狀態。一般的閉鎖機構不但需要額外的卡銷來對運動部件進行閉鎖，而且需要較大的起始力矩，這就導致零件太多而安裝困難，并且在實現閉鎖時也消耗很大的能量。近幾年隨著技術的不斷更新，MEMS（Micro-Electro-Mechanic?System，微機電系統）結構成為一種趨勢，MEMS結構有限的空間除了把自然出現的運動環境(如離心環境，跌落環境)作為動力來源也不希望再提供其他的動力源裝置，而且可靠性也有待提高，所以急需一種結構簡單的低能耗的便于裝配的甚至免裝配的并且能準確定位的閉鎖機構。

發明內容

本發明的目的是提供一種無卡銷、依賴后座-離心復合環境的用于微結構的閉鎖機構，該機構結構簡單，易于批量生產，成本低，實現了一體化加工，低能耗，并能在一定時間內準確可靠定位。

閉鎖機構由MEMS平面彈簧、導向銷、基板、上下蓋板、和一體化加工出閉鎖卡槽的滑塊組成，整個機構為平板式，各個部分可分別加工，除了MEMS平面彈簧用UV-LIGA工藝，其他零件都可采用成本相對低廉的精細加工工藝進行加工，最關鍵的閉鎖卡槽利用一體化加工技術，減少了裝配的環節，實施簡單。

本發明的一體化加工出閉鎖卡槽的滑塊主要特征是：滑塊上一體化加工出導向槽以及在導向槽末端的閉鎖卡槽，閉鎖卡槽可以是在傾斜方向引出的一組或多組三角鋸齒形槽或者圓形槽。保證在慣性力消失后卡死導向槽，使滑塊保持在一種狀態。

本發明的閉鎖機構的主要技術特征是：受后座-離心復合環境作用的滑塊沿著導向銷運動到位后，滑塊上一體化加工出的閉鎖卡槽與導向銷卡死進行閉鎖，滑塊精確定位并且不會回彈。

本發明的目的是這樣實現的：一種無卡銷、依賴后座-離心復合環境的用于微結構的閉鎖機構，主要組成是：MEMS平面彈簧、導向銷、基板、上下蓋板、和一體化加工出閉鎖卡槽的滑塊，其特征是：在平時狀態下，MEMS平面彈簧拉伸滑塊，導向銷位于滑塊導向槽的最下方，使滑塊保持一種狀態；當系統整體受后座-離心復合環境的狀態下，滑塊克服MEMS平面彈簧的阻力沿著導向銷運動，并且用閉鎖卡槽卡死導向銷，當后座-離心復合環境消失的時候，由于閉鎖卡槽的作用，克服MEMS平面彈簧的拉力而實現對微結構的閉鎖，使滑塊保持在另一種狀態，其裝配特征是：整體采用上蓋板-基板-下蓋板的三層平板結構，閉鎖機構位于基板層，MEMS平面彈簧上下與基板和滑塊相連接，導向銷固定于上蓋板的孔、滑塊導向槽和下蓋板的孔中。

本發明的閉鎖機構能耗極低，僅僅利用外界的環境力（后座-離心復合環境力）作為起始力矩，主要應用于辨別周圍環境力（離心力或者后座力），并且長時間保持某種特定狀態的微結構中，例如MEMS機械開關，MEMS安全保險系統中的機械保險。

本發明用于微結構的閉鎖機構的主要優點可以歸結為：

1、適用性廣，適用于辨別周圍環境力（后坐力或離心力），并且需長時間保持某種特定狀態的各種微結構中；

2、利用低成本的精密加工技術對關鍵零部件以及關鍵部位實行一體化加工，減少裝配環節，節約時間及成本；

3、便于模塊化、通用化設計，可靠性高，成本低廉。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖

圖2a是本發明的原始狀態示意圖

圖2b是本發明的原始狀態滑塊閉鎖卡槽的放大示意圖

圖3a是本發明導向銷卡住滑塊收縮口時的整體示意圖

圖3b是本發明導向銷卡住滑塊收縮口時的局部放大示意圖

圖4a是本發明滑塊運動到最底部的整體示意圖

圖4b是本發明滑塊運動到最底部的局部放大示意圖

圖5a是本發明環境力消失后閉鎖機構的整體示意圖

圖5b是本發明環境力消失后閉鎖機構的局部放大示意圖

圖6是根據本發明延伸出的一種閉鎖卡槽為圓形槽的閉鎖機構示意圖

圖7a是根據本發明延伸出的一種閉鎖卡槽為兩組三角鋸齒形槽的閉鎖機構示意圖

圖7b是根據本發明延伸出的一種閉鎖卡槽為兩組三角鋸齒形槽的閉鎖機構的局部放大示意圖

具體實施方案

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。