[發(fā)明專(zhuān)利]低過(guò)載MEMS起爆執(zhí)行器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710033330.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106907962A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝永平;劉雙杰;鄧炬峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F42C15/00
• 分類(lèi)號(hào): F42C15/00;F42C19/08
• 代理公司: 沈陽(yáng)利泰專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司21209
• 代理人: 劉蕾施

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于MEMS的微機(jī)械領(lǐng)域，為低過(guò)載MEMS起爆執(zhí)行器。涉及到MEMS加工技術(shù)。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro-Mechanical System, MEMS），簡(jiǎn)稱(chēng)微系統(tǒng)，是近20多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域。它是以微電子技術(shù)和微加工技術(shù)為基礎(chǔ),其器件的尺寸一般在微米、亞微米乃至納米量級(jí)。MEMS的核心元件一般包括：微傳感器、微制動(dòng)器和信號(hào)處理單元。1959年美國(guó)的物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者R.Feynman在加州理工學(xué)院舉行的全美物理學(xué)會(huì)年會(huì)上首先提出微型機(jī)械的設(shè)想。1962年硅微壓力傳感器問(wèn)世，主要技術(shù)是體硅腐蝕工藝。隨后，尺寸為50～500μm的齒輪、齒輪泵、氣動(dòng)泵及連接件等微型機(jī)構(gòu)相繼利用硅加工方法開(kāi)發(fā)出來(lái)。1987年美國(guó)加州大學(xué)伯克利用犧牲層腐蝕工藝和靜電驅(qū)動(dòng)研制出轉(zhuǎn)子直徑為60～120μm的硅微靜電電動(dòng)機(jī)，證明了硅微加工方法在制作三維可動(dòng)機(jī)電系統(tǒng)上的可行性^[2]。在過(guò)去的十幾年中，發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)先后在這項(xiàng)新興技術(shù)上投入了大量資金，促進(jìn)了微系統(tǒng)的發(fā)展。

系統(tǒng)涉及微機(jī)械學(xué)、微電子學(xué)、自動(dòng)控制、物理、化學(xué)以及材料科學(xué)等學(xué)科，是一個(gè)多學(xué)科、高技術(shù)的邊緣學(xué)科。MEMS具有體積小、質(zhì)量輕、功能豐富以及批量生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，在民用和軍用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大應(yīng)用潛力。而MEMS的這些特點(diǎn)恰好適應(yīng)了引信的要求，使得MEMS在引信中得到很大應(yīng)用，這些應(yīng)用將會(huì)極大地推進(jìn)引信技術(shù)的發(fā)展，使引信技術(shù)得到質(zhì)的飛躍。MEMS在引信中的應(yīng)用涉及到引信的安全系統(tǒng)、發(fā)火系統(tǒng)以及點(diǎn)火控制系統(tǒng)，并有可能因MEMS技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生出新體制、新原理的引信或機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)。在軍事應(yīng)用中迅速滲透MEMS技術(shù)將是一項(xiàng)保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)、維護(hù)國(guó)家安全和全球穩(wěn)定的重要戰(zhàn)略。

的起爆器具有許多令人信服的優(yōu)點(diǎn)：占用引信的尺寸可以大大縮小，質(zhì)量輕，而且零件材料單一（使用硅或鎳）；如果大批量生產(chǎn)，采用IC方法或LIGA方法，成本可以降至很低；材料強(qiáng)度很好，制出的器件耐沖擊和振動(dòng)的性能將會(huì)有很大的提高，基于MEMS技術(shù)的起爆器，抗過(guò)載性能很好，最高可承受高達(dá)100000G的過(guò)載；而且MEMS的引信起爆器可使鉛的用量降低約90％，大大減小對(duì)環(huán)境的污染。

技術(shù)的發(fā)展給引信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了很好的機(jī)遇，對(duì)于引信起爆器MEMS的發(fā)展空間更大。通過(guò)MEMS改進(jìn)的解除保險(xiǎn)/起爆功能和內(nèi)在質(zhì)量（目前的小炸彈和小炮彈不具備）提供了5倍～10倍的更高可靠性、性能和使用壽命。這意味著MEMS更安全，未爆物品將減少一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。MEMS的起爆器可以使較小威力的炮彈實(shí)現(xiàn)更大的致死空間和更高的目標(biāo)摧毀效力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是設(shè)計(jì)一種配用于具有持續(xù)低過(guò)載（10g~20g）其中g(shù)為重力加速度，并且微旋或非旋轉(zhuǎn)彈丸例如肩扛式導(dǎo)彈、迫擊炮彈等的低過(guò)載MEMS起爆器。其彈道環(huán)境力比較單一，所受的后坐力很小以致于很難與正常勤務(wù)處理時(shí)的環(huán)境受力區(qū)別開(kāi)來(lái)。但是由于后坐力持續(xù)作用，因此可以利用加速度計(jì)來(lái)識(shí)別環(huán)境力。

低過(guò)載MEMS起爆執(zhí)行器：

本發(fā)明的技術(shù)方案是在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上有兩道保險(xiǎn)。

輔助保險(xiǎn)裝置為機(jī)械保險(xiǎn)，靠識(shí)別持續(xù)的后坐力解除，包括后坐彈簧、后坐滑塊和轉(zhuǎn)銷(xiāo)。（首先解除的保險(xiǎn)）。

主保險(xiǎn)裝置為電保險(xiǎn)，解除保險(xiǎn)動(dòng)作能源由火藥原動(dòng)機(jī)提供?；鹚幵瓌?dòng)機(jī)包括延時(shí)電路和拔銷(xiāo)裝置，實(shí)現(xiàn)解除保險(xiǎn)。（其次解除的保險(xiǎn)）。

其優(yōu)點(diǎn)在于：

由國(guó)內(nèi)的微機(jī)電領(lǐng)域在引信上研究的概念階段推向了實(shí)用階段，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)對(duì)MEMS起爆器應(yīng)用的空缺。

附圖說(shuō)明

附圖1是低過(guò)載MEMS引信起爆器的結(jié)構(gòu)圖。

附圖2是起爆系統(tǒng)功能圖。

附圖3是基板的裝夾圖。

附圖4是延時(shí)電路原理圖。

附圖5是拔銷(xiāo)裝置的主視圖。

附圖6是附圖5的A-A剖視圖。

附圖7是附圖5的B-B剖視圖。

附圖8是傳爆序列對(duì)正時(shí)的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

低過(guò)載MEMS起爆器包括基板1和主保險(xiǎn)裝置。

主保險(xiǎn)裝置包括火藥原動(dòng)機(jī)，火藥原動(dòng)機(jī)包括延時(shí)電路和拔銷(xiāo)裝置。

基板1開(kāi)設(shè)有主保險(xiǎn)槽6，隔爆板7和隔爆彈簧8均設(shè)置在主保險(xiǎn)槽6內(nèi)。

隔爆彈簧8上端與隔爆板7固定連接，隔爆彈簧8下端與基板1固定連接，隔爆板7邊緣設(shè)有限位槽9，拔銷(xiāo)裝置10的拔銷(xiāo)20插在限位槽9內(nèi)，隔爆彈簧8被裝配為預(yù)壓狀態(tài)。主保險(xiǎn)槽6留有隔爆板7和隔爆彈簧8被釋放后的運(yùn)動(dòng)空間。