[發明專利]一種多物理場解保MEMS安保裝置

有效

• 申請號: 202111307115.1
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113916072B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 趙玉龍;王柯心;胡騰江
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F42C15/24
• 分類號: F42C15/24;F42C15/26
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種多物理場解保MEMS安保裝置，包括由下而上設置的襯底層(100)、安保機構層(200)及蓋板層(300)，三層裝配成一體；其特征在于：襯底層(100)的加速度膛(101)與蓋板層(300)的傳爆藥(302)處于固定對正狀態，安保機構層(200)中的起爆藥(214)裝填在金屬隔板(213)中，安全狀態下起爆藥(214)與加速度膛(101)及傳爆藥(302)處于不對正狀態；安保機構層(200)的質量塊(219)在襯底層(100)的后坐機構襯底(102)與蓋板層(300)的球鎖機構槽(307)之間，并在質量塊(219)上表面放有不銹鋼球(303)；

所述的襯底層(100)為硅單層結構，在其上設置的加速度膛(101)為通孔結構，加速度膛(101)與蓋板層(300)中的傳爆藥(302)在同一軸線上，加速度膛(101)的頂部在安全狀態下被安保機構層(200)中的金屬隔板(213)遮蓋，在解保狀態下與安保機構層(200)中的起爆藥(214)對正；襯底層(100)中設置的后坐機構襯底(102)為凹槽結構，與安保機構層(200)中的質量塊(219)對正；

所述的安保機構層(200)采用SOI硅片，SOI硅片分為頂硅(201)和底硅(202)；頂硅(201)中設置有隔板滑道(203)，隔板滑道(203)的中間布置有隔板(Ⅰ)，隔板(Ⅰ)左側與電熱執行器(Ⅱ)配合，隔板(Ⅰ)右側與后坐機構(Ⅲ)配合；安保機構層(200)的左側兩端設置有電熱執行器驅動電極(204)，安保機構層(200)的右側兩端設置有后坐機構反饋電極(205)；電熱執行器(Ⅱ)位于頂硅(201)中，在電熱執行器(Ⅱ)底部的底硅(202)中設置有絕熱腔(206)；

所述的后坐機構(Ⅲ)由彈性梁(218)與質量塊(219)組成，彈性梁(218)為設置在頂硅(201)上的寬梁，彈性梁(218)固定端連接在頂硅(201)上，彈性梁(218)活動端連接質量塊(219)；在質量塊(219)左側設置有后坐機構鎖銷(220)，彈性梁(218)上方設置有金屬應變片(221)；

所述的蓋板層(300)包括蓋板基板(301)，傳爆藥(302)及不銹鋼球(303)；蓋板基板(301)為硅材質，在其四個角分別設置了電極引出窗(304)；蓋板基板(301)的左側設置有電熱執行機構觀察窗(305)，中間位置處設置有傳爆藥腔(306)用于填裝傳爆藥(302)，右側設置有球鎖機構槽(307)，球鎖機構槽(307)在后坐機構(Ⅲ)的質量塊(219)上方對應位置處，質量塊(219)上表面與球鎖機構槽(307)將不銹鋼球(303)封裝在內部，不銹鋼球(303)被球鎖機構槽(307)頂部的安全限位槽(308)及解保限位槽(309)限制在不同位置處。

2.根據權利要求1所述的一種多物理場解保MEMS安保裝置，其特征在于：所述的隔板(Ⅰ)四角處設置的滑塊(207)與隔板滑道(203)相配合，隔板(Ⅰ)左側邊沿設置的電熱執行機構鎖槽(208)和電熱執行器(Ⅱ)配合，隔板(Ⅰ)右側邊沿設置的后坐機構鎖槽(209)和后坐機構(Ⅲ)配合，隔板(Ⅰ)中間部分為硅隔板(210)，其中間開有裝藥孔(211)，隔板(Ⅰ)的背部設置的金屬隔板安裝框(212)用于安裝金屬隔板(213)，金屬隔板(213)和硅隔板(210)組成復合隔板結構；金屬隔板(213)的中間位置處安裝有起爆藥(214)；隔板(Ⅰ)上設置有S型微彈簧(215)，S型微彈簧(215)頂部與頂硅(201)相連。

3.根據權利要求1所述的一種多物理場解保MEMS安保裝置，其特征在于：所述的電熱執行器(Ⅱ)包括多組V型硅梁(216)，V型硅梁(216)兩端固定連接到頂硅(201)上并通過電熱執行器驅動電極(204)施加電壓，V型硅梁(216)的中間位置處設置有電熱執行機構鎖銷(217)。