CN103499250A - 一种火工驱动的滑块作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火工驱动的滑块作动器，它包括电热发火元件（1），顶盖（2），微型雷管（3），滑块（4），底座（5），导爆药柱（6），传爆孔（7），做功药（8）。火工驱动的滑块作动器是一种火工作动装置，同时也是一种做功火工品。该滑块作动器可作为微机电系统的保险机构，兼顾了小尺寸、安全性、可靠性三大特性。作动前，保证微机电系统勤务处理过程中的安全性；作动后，保证微机电系统完成任务的可靠性。该滑块作动器是一种综合性能优良的火工作动装置，能为类似作动装置的设计提供有益参考，具有良好的应用前景。

Description

一种火工驱动的滑块作动器
所属技术领域
本发明涉及一种火工驱动的滑块作动器，是一种火工作动装置，同时也是一种做功火工品，本发明可作为微机电系统的保险机构。
背景技术
微机电系统成为现代引信的主流发展趋势，但是与微机电系统相匹配的作动装置还比较少，鲜有尺寸、结构以及功能均能满足微机电系统的作动装置。因此有必要从微机电系统设计要求出发，设计一种尺寸、结构以及功能均能满足要求的作动装置。
发明内容
为了保证微机电系统非战斗状态下的安全性和战斗状态下作用的可靠性，本发明设计了一种火工驱动的滑块作动器，这种滑块作动器是一种火工作动装置，同时也是一种做功火工品，本发明可作为微机电系统的保险机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
设计一种火工驱动的滑块作动器，该发明是一种火工作动装置，同时也是一种做功火工品；在保证滑块作动器不会在振动、意外跌落等情况下提前作动的前提下，基于优化设计的思想，利用ANSYS/LS-DYNA软件对该火工作动器的进行结构组成以及结构尺寸的优化，使整个作动装置的外形尺寸可以小于15mm×7mm×3mm，实现装置的小型化。
滑块作动器包括电热发火元件（1）、顶盖（2）、微型雷管（3）、滑块（4）、底座（5）、导爆药柱（6）、做功药（8）。顶盖（2）中间有矩形凹槽，底座中间有矩形凸起，顶盖（2）和底座（5）之间为凹凸配合。顶盖（2）上装配有电热发火元件（1）和微型雷管（3），底座（5）上装配有导爆药柱（6），底座（5）中间的矩形凸起部分依次设置有药槽、宽度不同的两个矩形凹槽，两个矩形凹槽相连通，药槽与两个凹槽中宽度大的相连通，宽度不同的凹槽的两侧侧壁之间的过渡处对称形成台阶结构。滑块（4）装入底座（5）宽度大的凹槽中，滑块（4）上设置有传爆孔（7），做功药（8）填装在底座（5）的药槽中。顶盖（2）和底座（5）通过凹凸配合装配后，电热发火元件（1）和做功药（8）对正，微型雷管（3）和导爆药柱（6）对正，微型雷管（3）和导爆药柱（6）之间的爆轰通道被滑块（4）阻断。
滑块作动器作动前，滑块（4）处于安全位置，滑块（4）受到底座（5）凹槽的台阶结构的限制，无法向底座（5）宽度小的凹槽中移动，这是滑块作动器的止推功能。
滑块作动器作动后，做功药（8）的气体产物推动滑块（4），克服台阶结构对滑块（4）的阻力，滑块（4）移动到底座（5）宽度小的凹槽中的解保险位置，传爆孔（7）与微型雷管（3）和导爆药柱（6）对正，移动到解保险位置的滑块（4）与凹槽侧壁间由于挤压作用产生摩擦力，该摩擦力使滑块（4）锁定在解保险位置，这是滑块作动器的止退功能。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是火工驱动的滑块作动器作动前的结构示意图。
图中1.电热发火元件，2.顶盖，3.微型雷管，4.滑块，5.底座，6.导爆药柱，7.传爆孔，8.做功药。
图2是火工驱动的滑块作动器的台阶结构示意图。
图3是火工驱动的滑块作动器作动前后滑块位置示意图。
具体实施方式
滑块作动器包括电热发火元件（1）、顶盖（2）、微型雷管（3）、滑块（4）、底座（5）、导爆药柱（6）、做功药（8）。顶盖（1）为矩形平板状，中间有矩形凹槽，整体为对称的中间凹四周凸的“回”形，顶盖（1）的凹槽部分有装配电热发火元件（1）和微型雷管（3）的装配孔。底座（5）为矩形平板状，底座（5）中间有矩形凸起状结构，整体为对称的中间凸四周凹的“回”形。顶盖（2）的凹槽尺寸和底座（5）的矩形凸起部分尺寸完全相同，底座（5）与顶盖（2）好形成凹凸配合。底座（5）中间矩形凸起部分有深度相同、宽度不同两个矩形凹槽，底座（5）中间的矩形凸起部分为中间凹四周凸的“回”形；底座（5）的两个宽度不同的凹槽相连相通，并且长度方向的轴线共线，宽度差优选为0.05-0.3mm，更优选为0.1-0.2mm，宽度不同的凹槽的两侧侧壁过渡处对称形成台阶结构。底座（5）中间凸起部分有药槽，药槽与底座（5）宽度大的凹槽相连相通，宽度小的凹槽和药槽分别位于宽度大的凹槽两侧。底座（5）的凹槽上有装配导爆药柱（6）的装配孔。滑块（4）可以为矩形平板状或其他可实现解保险功能的形状，滑块（4）的厚度与底座（5）的凹槽深度相同，滑块（4）的宽度和底座（5）宽度大的凹槽宽度相同，滑块（4）的长度大于底座（5）宽度大的凹槽的长度且小于底座（5）宽度不同两个凹槽的长度之和，在底座（5）凹槽中有滑块（4）的滑动空间。滑块（4）设置有传爆孔（7）。装配关系如下：滑块（4）装入底座（5）宽度大的凹槽中，做功药（8）填装在底座（5）的药槽中，导爆药柱（6）装配在底座（5）的装配孔中；电热发火元件（1）和微型雷管（3）分别装配在顶盖（2）的装配孔中；将顶盖（2）和底座（5）按照凹凸配的结构装配，装配后，电热发火元件（1）和做功药（8）对正，微型雷管（3）和导爆药柱（6）对正；微型雷管（3）和导爆药柱（6）之间的爆轰通道被滑块（4）阻断。
滑块作动器作动前，滑块（4）位于安全位置，滑块（4）受到底座（5）凹槽的台阶状过渡部分的限制，不能向底座（5）宽度小的凹槽中移动，实现滑块作动前的止推功能；滑块作动器作动后，做功药（8）的气体产物推动滑块（4），克服台阶状过渡部分对滑块（4）的阻力，滑块（4）移动到底座（5）宽度小的凹槽中的解保险位置，滑块（4）的传爆孔（7）位于微型雷管（3）和导爆药柱（6）之间，微型雷管（3）和导爆药柱（6）之间的爆轰通道打开；移动到底座（5）宽度小凹槽中的滑块（4）与凹槽侧壁由于挤压作用产生摩擦力，使滑块（4）锁定在解保险位置，实现滑块作动器的止退功能。
在图1中，电热发火元件（1）和微型雷管（3）分别装入顶盖（2）的装配孔中；做功药（8）填装在底座（5）的药槽中；滑块（4）装配到底座（5）的宽度大的凹槽中，滑块上有传爆孔（7）；顶盖（2）和底座（5）利用凹凸配合结构对正装配在一起，装配后电热发火元件（1）和做功药（8）对正，微型雷管（3）和导爆药柱（6）对正，但是滑块（4）上的传爆孔（7）与微型雷管（3）和导爆药柱（6）不对正。
图2展示了火工驱动的滑块作动器的台阶结构，图2（b）为图2（a）圆圈部分的隐去滑块（4）后的放大图。图中滑块（4）具有挡臂结构，即在矩形滑块体上裁去部分材料，在滑块（4）与台阶结构接触处形成对称的两个挡臂，目的是减小滑块作动器的止推力，从而减小滑块作动器对装药量的要求，但滑块（4）并不限于上述形状，比如可以不具有挡臂，能实现解保险功能的其他替代形状也是适用的。止推止退结构保证滑块作动器能够实现止推止退功能，本设计的滑块作动器的止推止退结构就是指底座（5）的宽度不同凹槽侧壁过渡处形成的台阶结构，如图2（a）所示，图中虚线的左边为宽度大的凹槽，虚线的右边为宽度小的凹槽；宽度不同的凹槽侧壁过渡处的台阶结构的放大图如图2（b）所示，图中台阶结构有斜坡状过渡，也可以没有。
图3为滑块作动器作动前和作动后的示意图。图3（a）为作动前的示意图，图3（b）为作动后的示意图。作动前，滑块（4）被底座（5）凹槽的台阶状过渡部分限制在初始位置，滑块（4）隔断微型雷管（3）和导爆药柱（6）的爆轰通道；作动后，做功药（8）的气体产物推动滑块（4）克服台阶状过渡部分的阻力，向底座（5）宽度小的凹槽中移动，滑块（4）产生变形，滑块（4）挤进底座（5）宽度小的凹槽之中，直到滑块的前端接触到滑槽末端，滑块（4）移动到解保险位置，此时滑块（4）上的传爆孔（7）与微型雷管（3）和导爆药柱（6）对正，微型雷管（3）和导爆药柱（5）的爆轰通道打开。

Claims (3)

1.一种火工驱动的滑块作动器，其特征是：包括发火元件（1）、顶盖（2）、微型雷管（3）、滑块（4）、底座（5）、受主装药（6）、火工药剂（8），顶盖（1）为矩形平板状，中间有矩形凹槽，整体为对称的中间凹四周凸的“回”形，顶盖（1）的凹槽部分有装配发火元件（1）和微型雷管（3）的装配孔，底座（5）为矩形平板状，底座（5）中间有矩形凸起状结构，整体为对称的中间凸四周凹的“回”形，顶盖（2）的凹槽尺寸和底座（5）的矩形凸起部分尺寸完全相同，底座（5）与顶盖（2）刚好形成凹凸配合，底座（5）中间矩形凸起部分有深度相同、宽度不同两个矩形凹槽，底座（5）中间的矩形凸起部分为中间凹四周凸的“回”形；底座（5）的两个宽度不同的凹槽相连相通，并且长度方向的轴线共线，宽度相差0.05～0.3mm，宽度不同的凹槽的两侧侧壁之间形成对称的台阶状过渡部分，底座（5）中间凸起部分有药槽，药槽与底座（5）宽度大的凹槽相连通，宽度小的凹槽和药槽分别位于宽度大的凹槽两侧，底座（5）的凹槽上有装配受主装药（6）的装配孔，滑块（4）为矩形平板状，滑块（4）的厚度与底座（5）的凹槽深度相同，滑块（4）的宽度和底座（5）宽度大的凹槽宽度相同，滑块（4）的长度大于底座（5）宽度大的凹槽的长度且小于底座（5）宽度不同两个凹槽的长度之和，在底座（5）凹槽中有滑块（4）的滑动空间，滑块（4）上有传爆孔（7），装配关系如下：滑块（4）装入底座（5）宽度大的凹槽中，火工药剂（8）填装在底座（5）的药槽中，受主装药（6）装配在底座（5）的装配孔中；发火元件（1）和微型雷管（3）分别装配在顶盖（2）的装配孔中；将顶盖（2）和底座（5）按照凹凸配的结构装配，装配后，发火元件（1）和火工药剂（8）对正，微型雷管（3）和受主装药（6）对正；微型雷管（3）和受主装药（6）之间的爆轰通道被滑块（4）阻断。
2.根据权利要求1所述的一种火工驱动的滑块作动器，其特征是：作动前，滑块（4）位于安全位置，滑块（4）受到底座（5）凹槽的台阶状过渡部分的限制，不能向底座（5）宽度小的凹槽中移动，实现滑块作动前的止推功能；作动后，火工药剂（8）的气体产物推动滑块（4），克服台阶状过渡部分对滑块（4）的阻力，滑块（4）移动到底座（5）宽度小的凹槽中的解保险位置，滑块（4）的传爆孔（7）位于微型雷管（3）和受主装药（6）之间，微型雷管（3）和受主装药（6）之间的爆轰通道打开；移动到底座（5）宽度小凹槽中的滑块（4）与凹槽侧壁由于挤压作用产生摩擦力，使滑块（4）锁定在解保险位置，实现滑块作动器的止退功能。
3.根据权利要求1所述的一种火工驱动的滑块作动器，其特征是：不依靠弹药系统的发射环境力作为其作动激励，利用火工药剂（8）的化学能转换为滑块（4）的机械能完成作动任务，实现了装置对不同发射环境下弹药系统的适用性。
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