CN108447729A - 一种基于环境力启动的多通道开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于环境力启动的多通道开关，属于开关技术领域。包括：接电开关、惯性筒、惯性簧、驱动杆、驱动簧、离心块、离心簧、本体、钢球、压螺、销轴和压板。平时，惯性筒和惯性簧构成惯性约束机构，离心块、离心簧和销轴构成离心约束机构，驱动杆被约束在远离接电开关的位置，接电开关处于断开状态。当机构感受到惯性过载和离心过载时，惯性筒克服惯性簧的抗力向下运动，离心块克服离心簧的抗力向外运动，驱动杆被解除锁定，驱动簧推动驱动杆运动，驱动杆挤压接电片使得接电片与两个触头接触，接电开关由断开变为导通状态。本发明通过敏感环境信息启动，具有结构简单紧凑，工作可靠，成本低廉等优点。

Description

一种基于环境力启动的多通道开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种基于环境力启动的多通道开关。

背景技术

在飞行器的工作过程中，经常出现当飞行器飞行到高空中的时候，飞行器上的某些设备才会启动，在地面的时候，飞行器的某些设备是不允许启动的。例如，一种带有太阳能帆板的无人机，只有当无人机飞行到高空中时，才允许太阳能帆板展开，而在地面时，是不允许无人机的太阳能帆板展开的。这时候迫切需要给无人机一个信号，告诉无人机太阳能帆板何时展开。传统的做法通常是无人机内安装一套复杂的控制系统，当无人机飞行到高空时，控制系统发出太阳能帆板展开的指令，再由执行机构去实现。

飞行器在飞行过程中，有很多的环境资源可以利用。如飞行器高速飞行产生的气动热环境，惯性过载环境以及离心过载环境。

发明内容

针对现有技术的需求，本发明的目的在于提供一种基于环境力启动的多通道开关，利用飞行器的惯性过载和离心过载环境启动，实现开关的通断。本发明具有结构简单紧凑，启动灵敏，工作可靠，成本低廉等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于，包括：接电开关、惯性约束机构、离心约束机构、驱动杆、驱动簧、钢球、本体和压板；

所述接电开关由接电片、触头、开关座、开关体和螺钉构成，开关体为一台阶状圆柱体，内部具有圆孔，圆孔四周均匀分布着若干方槽，圆孔与方槽之间具有缝隙，使得圆孔与方槽之间相互贯通，每一个开关座、两个触头和一个接电片构成开关的一路，置于开关体的方槽内，其中接电片为厚度0.2mm～0.5mm的铍青铜带弯形裁剪而成，接电片上端为平面且中部具有小孔，通过该小孔将接电片用螺钉固定在开关座上，接电片一侧为长条形结构，该长条形结构的中部具有圆弧形凸起，凸出尺寸为0.3mm～0.5mm，该长条形结构为悬臂梁状结构，开关座为一非金属不导电材料，侧面具有两个小孔，两个触头分别置于小孔内，过盈配合固定，触头的一端为球头状，另一端为圆柱体，圆柱体尾部连接导线，开关座一侧具有凹槽和凸起，接电片一侧的长条形结构放置在该凹槽内，接电片与两个触头之间具有间隙；

所述惯性约束机构由惯性筒和惯性簧构成，惯性筒为阶梯状圆柱体，惯性筒材料为钨，惯性簧沿本体的轴向放置；

所述离心约束机构由离心块、离心簧和销轴构成，所述离心块一端为“L”形结构，离心块的“L”形结构一侧与钢球接触，另一侧具有螺纹孔，用以连接离心簧，离心簧另一端用压螺固定，离心簧沿本体的径向放置，离心块的另一端具有小孔，用以将离心块嵌套在销轴上，离心块可以围绕销轴旋转；

所述驱动杆为一台阶状圆柱体，由大圆柱和小圆柱构成，大圆柱一端圆周上具有一圈梯形凹槽，该梯形凹槽上下斜面组成的角度为90°～150°，该梯形凹槽内嵌有钢球，小圆柱上套有驱动簧，驱动簧处于压缩状态。

进一步的，所述驱动杆的直径大于两个接电片的长条形结构的中部圆弧形凸起之间的距离，驱动簧运动到位后的抗力大于驱动杆克服接电开关上若干个接电片变形的抗力。

进一步的，所述钢球嵌入驱动杆内的锁定量为钢球自身直径的1/6～1/4。

进一步的，所述惯性筒的圆周面以及与其对应的本体的相应孔圆周面均涂覆有DJB-823固体薄膜保护剂。

进一步的，所述惯性簧安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％～10％。

进一步的，所述离心簧安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％～10％。

本发明的工作原理如下：

平时，惯性筒和惯性簧构成惯性约束机构，离心块、离心簧和销轴构成离心约束机构，驱动杆和驱动簧被约束在远离接电开关的位置，驱动簧处于压缩状态，接电开关中的接电片分别与其对应的两个触头相互隔开，此时的开关处于断开状态。

当本发明的开关感受到惯性过载和离心过载时，惯性筒克服惯性簧的抗力向下运动，离心块克服离心簧的抗力，围绕销轴旋转，离心块向外运动，此时惯性约束机构和离心约束机构解除对驱动杆的锁定，处于压缩状态的驱动簧推动驱动杆运动，驱动杆挤压接电片使得接电片与其对应的两个触头接触，接电开关由断开变为导通状态。

本发明的有益效果体现在：

a)采用惯性约束机构和离心约束机构对驱动杆进行双重约束，将驱动杆锁定在远离接电开关的位置，提高了安全性，同时，整个开关利用环境力启动，控制系统不必提供电源，简化了控制系统；

b)采用钢球作为传递机构，同时惯性筒和相应的本体圆周面涂覆固体薄膜保护剂，进一步降低摩擦因素，同时提高了整个机构的工作可靠性；

c)驱动簧的设置，确保了驱动杆可靠运动到位并能被可靠锁定在到位状态，提高了整个机构的动作可靠性；

d)接电开关在圆周上均匀分布着由接电片和两个触头构成的多路开关，节省了空间，并能同时进行多路控制；

e)由于初始状态的惯性簧和离心簧处于预压缩状态，惯性簧和离心簧存在抗力，可过滤掉惯性筒和离心块受到晃动，振动等干扰信号，有效防止开关意外触发。

附图说明

图1为本发明一种基于环境力启动的多通道开关初始状态示意图；

图2为本发明一种基于环境力启动的多通道开关到位状态示意图；

图3为本发明一种基于环境力启动的多通道开关的接电开关装配关系图；

图4为本发明一种基于环境力启动的多通道开关的接电开关爆炸图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的一种基于环境力启动的多通道开关较佳实施方式，组成如图1和图2所示，包括：接电开关1、惯性约束机构、离心约束机构、驱动杆4、驱动簧5、钢球9、本体8和压板12；

所述接电开关1如图3和图4所示，由接电片1-1、触头1-2、开关座1-3、开关体1-4和螺钉1-5构成，开关体1-4为一台阶状圆柱体，内部具有圆孔，圆孔四周均匀分布着四个方槽，圆孔与方槽之间具有缝隙，使得圆孔与方槽之间相互贯通，每一个开关座3、两个触头1-2和一个接电片1-1构成开关的一路，置于开关体1-4的方槽内，其中接电片1-1为厚度0.5mm的铍青铜带弯形裁剪而成，接电片1-1上端为平面且中部具有小孔，通过该小孔将接电片1-1用螺钉1-5固定在开关座1-3上，接电片1-1一侧为长条形结构，该长条形结构的中部具有圆弧形凸起，凸出尺寸为0.5mm，该长条形结构为悬臂梁状结构，开关座1-3为一聚砜棒材料，侧面具有两个小孔，两个触头1-2分别置于小孔内，过盈配合固定，触头1-2的一端为球头状，另一端为圆柱体，圆柱体尾部连接导线，开关座1-3一侧具有凹槽和凸起，接电片1-1一侧的长条形结构放置在该凹槽内，接电片1-1与两个触头1-2之间具有间隙；

所述惯性约束机构由惯性筒2和惯性簧3构成，惯性筒4为阶梯状圆柱体，惯性筒2材料为钨，惯性筒2的圆周面以及与其对应的本体8的相应孔圆周面均涂覆有DJB-823固体薄膜保护剂，惯性簧3沿本体8的轴向放置，惯性簧3安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％；

所述离心约束机构由离心块6、离心簧7和销轴11构成，所述离心块6一端为“L”形结构，离心块6的“L”形结构一侧与钢球9接触，另一侧具有螺纹孔，用以连接离心簧7，离心簧7另一端用压螺10固定，离心簧7安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％，离心簧7沿本体8的径向放置，离心块6的另一端具有小孔，用以将离心块6嵌套在销轴11上，离心块6可以围绕销轴11旋转；

所述驱动杆4为一台阶状圆柱体，由大圆柱和小圆柱构成，大圆柱一端圆周上具有一圈梯形凹槽，该梯形凹槽上下斜面组成的角度为150°，该梯形凹槽内嵌有钢球9，钢球9嵌入驱动杆4内的锁定量为钢球9自身直径的1/6；

小圆柱上套有驱动簧5，驱动簧5处于压缩状态。

进一步的，所述驱动杆4的直径大于两个接电片1-1的长条形结构的中部圆弧形凸起之间的距离，驱动簧5运动到位后的抗力大于驱动杆4克服接电开关1上若干个接电片1-1变形的抗力。

本实施例的工作原理如下：

平时，惯性筒2和惯性簧3构成惯性约束机构，离心块6、离心簧7和销轴11构成离心约束机构，驱动杆4和驱动簧5被约束在远离接电开关1的位置，驱动簧5处于压缩状态，接电开关1中的接电片1-1分别与其对应的两个触头1-2相互隔开，此时的开关处于如图1所示的断开状态。

当本实施例中的开关感受到惯性过载和离心过载时，惯性筒2克服惯性簧3的抗力向下运动，离心块6克服离心簧7的抗力，围绕销轴11旋转，离心块6向外运动，此时惯性约束机构和离心约束机构解除对驱动杆4的锁定，处于压缩状态的驱动簧5推动驱动杆4运动，驱动杆4挤压接电片1-1使得接电片1-1与其对应的两个触头1-2接触，接电开关1由断开变为导通状态，此时开关运动到位后的状态如图2所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于，包括：接电开关(1)、惯性约束机构、离心约束机构、驱动杆(4)、驱动簧(5)、钢球(9)、本体(8)和压板(12)；

所述接电开关(1)由接电片(1-1)、触头(1-2)、开关座(1-3)、开关体(1-4)和螺钉(1-5)构成，开关体(1-4)为一台阶状圆柱体，内部具有圆孔，圆孔四周均匀分布着若干方槽，圆孔与方槽之间具有缝隙，使得圆孔与方槽之间相互贯通，每一个开关座(3)、两个触头(1-2)和一个接电片(1-1)构成开关的一路，置于开关体(1-4)的方槽内，其中接电片(1-1)为厚度0.2mm～0.5mm的铍青铜带弯形裁剪而成，接电片(1-1)上端为平面且中部具有小孔，通过该小孔将接电片(1-1)用螺钉(1-5)固定在开关座(1-3)上，接电片(1-1)一侧为长条形结构，该长条形结构的中部具有圆弧形凸起，凸出尺寸为0.3mm～0.5mm，该长条形结构为悬臂梁状结构，开关座(1-3)为一非金属不导电材料，侧面具有两个小孔，两个触头(1-2)分别置于小孔内，过盈配合固定，触头(1-2)的一端为球头状，另一端为圆柱体，圆柱体尾部连接导线，开关座(1-3)一侧具有凹槽和凸起，接电片(1-1)一侧的长条形结构放置在该凹槽内，接电片(1-1)与两个触头(1-2)之间具有间隙；

所述惯性约束机构由惯性筒(2)和惯性簧(3)构成，惯性筒(4)为阶梯状圆柱体，惯性筒(2)材料为钨，惯性簧(3)沿本体(8)的轴向放置；

所述离心约束机构由离心块(6)、离心簧(7)和销轴(11)构成，所述离心块(6)一端为“L”形结构，离心块(6)的“L”形结构一侧与钢球(9)接触，另一侧具有螺纹孔，用以连接离心簧(7)，离心簧(7)另一端用压螺(10)固定，离心簧(7)沿本体(8)的径向放置，离心块(6)的另一端具有小孔，用以将离心块(6)嵌套在销轴(11)上，离心块(6)可以围绕销轴(11)旋转；

所述驱动杆(4)为一台阶状圆柱体，由大圆柱和小圆柱构成，大圆柱一端圆周上具有一圈梯形凹槽，该梯形凹槽上下斜面组成的角度为90°～150°，该梯形凹槽内嵌有钢球(9)，小圆柱上套有驱动簧(5)，驱动簧(5)处于压缩状态。

2.如权利要求1所述的一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于：

所述驱动杆(4)的直径大于两个接电片(1-1)的长条形结构的中部圆弧形凸起之间的距离，驱动簧(5)运动到位后的抗力大于驱动杆(4)克服接电开关(1)上若干个接电片(1-1)变形的抗力。

3.如权利要求1所述的一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于：

所述钢球(9)嵌入驱动杆(4)内的锁定量为钢球(9)自身直径的1/6～1/4。

4.如权利要求1所述的一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于：

所述惯性筒(2)的圆周面以及与其对应的本体(8)的相应孔圆周面均涂覆有DJB-823固体薄膜保护剂。

5.如权利要求1所述的一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于：

所述惯性簧(3)安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％～10％。

6.如权利要求1所述的一种基于环境力启动的多通道开关，其特征在于：

所述离心簧(7)安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％～10％。