CN108615653A - 一种热熔合金及惯性约束多通道开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热熔合金及惯性约束多通道开关，属于开关技术领域。包括：接电开关、热熔合金拔销器、驱动杆、驱动簧、惯性筒、惯性簧、钢球、本体和压板。惯性筒和惯性簧构成惯性约束机构。平时，惯性约束机构和热熔合金拔销器将驱动杆约束在远离接电开关的位置，接电开关处于断开状态。当热熔合金拔销器通电作用，以及惯性筒感受到惯性过载克服惯性簧的抗力向下运动时，钢球解除对驱动杆的锁定，驱动簧推动驱动杆挤压接电片，使得接电片与其相对应的两个触头接触，接电开关由断开变为导通状态。本发明具有结构简单紧凑，启动灵敏，工作可靠，成本低廉等优点。

Description

一种热熔合金及惯性约束多通道开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体涉及一种热熔合金及惯性约束多通道开关。

背景技术

随着飞行器技术的发展，飞行器的功能变得越来越强大，飞行器的控制系统也变得越来越复杂，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，指示无人机的太阳能帆板何时展开。

尤其对于挂载有武器系统的飞行器来说，对于挂载的武器系统的安全性要求较高，不允许出现误动作。

传统的做法通常是飞行器内安装一套复杂的控制系统，当飞行器飞行到高空时，控制系统发出指令，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热熔合金及惯性约束多通道开关，利用飞行器的控制系统和惯性过载环境启动，实现控制开关的通断。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，一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于，包括：接电开关、热熔合金拔销器、驱动杆、惯性筒、惯性簧、驱动簧、本体、钢球和压板；

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；

所述热熔合金拔销器由易熔合金块、PTC陶瓷发热片、销轴、弹簧、壳体和小压螺构成，PTC陶瓷发热片圆心附近区域均匀分布着通孔，PTC陶瓷发热片的下端与壳体包围的区域具有一个容腔，平时易熔合金块对销轴进行限位，将弹簧和销轴限制在初始状态，弹簧处于压缩状态，当PTC陶瓷发热片通电受热后，热量传递到易熔合金块上，易熔合金块受热熔化，由固体变为液体，沿着PTC陶瓷发热片上的通孔流入到PTC陶瓷发热片下端的壳体的容腔内，易熔合金块解除对销轴的限制，处于压缩状态的弹簧驱动销轴运动，伸出到热熔合金拔销器外面的销轴拔回；

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；

所述惯性筒和惯性簧构成惯性约束机构，惯性筒为阶梯状圆柱体，大圆柱内部具有环形凹槽，惯性簧置于该环形凹槽内，惯性筒材料为钨。

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，所述易熔合金块为化学成分为50Bi一25Pb-12.5Sn—12.5Cd的伍德合金(熔点72℃)或者化学成分为52Bi一32Pb—16Sn的易熔合金(熔点96℃)。

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％。

本发明的工作原理如下：

平时，惯性约束机构和热熔合金拔销器将驱动杆约束在远离接电开关的位置，接电开关上的接电片与触头相互分离，开关处于断开状态。

当热熔合金拔销器通电作用，以及惯性筒感受到惯性过载克服惯性簧的抗力向下运动时，钢球解除对驱动杆的锁定，驱动簧推动驱动杆向下运动，驱动杆挤压处于悬臂梁状态的接电片，使得接电片向触头的方向运动，每个接电片被驱动杆挤压到分别与其对应的两个触头分别接触，此时两个触头由断开变为导通，从而实现开关由断开变为导通状态。

本发明的有益效果体现在：

a)采用热熔合金拔销器和惯性约束机构对驱动杆双重约束，热熔合金拔销器通过控制系统发指令作用，惯性约束机构利用机构的环境过载作用，如此设置，提高了整个机构的安全性；

b)采用钢球作为传递机构，同时惯性筒以及与其对应的本体孔内涂覆DJB-823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处于预压缩状态，惯性簧存在抗力，可过滤掉惯性筒受到晃动，振动等干扰信号，有效防止惯性筒意外触发。

附图说明

图1为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关初始状态示意图；

图2为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关到位状态示意图；

图3为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关的接电开关装配关系图；

图4为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关的接电开关爆炸图；

图5为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关的热熔合金拔销器初始状态示意图；

图6为本发明一种热熔合金及惯性约束多通道开关的热熔合金拔销器到位状态示意图。

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。

本发明的一种热熔合金及惯性约束多通道开关较佳实施方式，组成如图1和图2所示，接电开关1、热熔合金拔销器2、驱动杆3、惯性筒4、惯性簧5、驱动簧6、本体7、钢球8和压板9；

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；

所述热熔合金拔销器2如图5和图6所示，由易熔合金块2-1、PTC陶瓷发热片2-2、销轴2-3、弹簧2-4、壳体2-5和小压螺2-6构成，易熔合金块2-1为化学成分为50Bi一25Pb-12.5Sn—12.5Cd的伍德合金(熔点72℃)，PTC陶瓷发热片2-2圆心附近区域均匀分布着通孔，PTC陶瓷发热片2-2的下端与壳体2-5包围的区域具有一个容腔，平时易熔合金块2-1对销轴2-3进行限位，将弹簧2-4和销轴2-3限制在如图5所示的初始状态，此时的弹簧2-4处于压缩状态；

当PTC陶瓷发热片2-2通电受热后，热量传递到易熔合金块2-1上，易熔合金块2-1受热熔化，由固体变为液体，沿着PTC陶瓷发热片2-2上的通孔流入到PTC陶瓷发热片2-2下端的壳体2-5的容腔内，易熔合金块2-1解除对销轴(2-3)的限制，处于压缩状态的弹簧2-4驱动销轴2-3运动，伸出到热熔合金拔销器2外面的销轴2-3拔回，热熔合金拔销器2运动到位后的状态如图6所示；

所述驱动杆3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8，钢球8嵌入驱动杆3内的锁定量为钢球8自身直径的1/6，小圆柱上套有驱动簧6，驱动簧6处于压缩状态，所述驱动杆3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6运动到位后的抗力大于驱动杆3克服接电开关1上四个接电片1-1变形的抗力；

所述惯性筒4和惯性簧5构成惯性约束机构，惯性筒4为阶梯状圆柱体，大圆柱内部具有环形凹槽，惯性簧5置于该环形凹槽内，惯性簧5安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％，惯性筒4材料为钨，且惯性筒4的圆周面以及与其对应的本体7孔内均涂覆有DJB-823固体薄膜保护剂。

本实施例的工作原理如下：

平时，惯性约束机构和热熔合金拔销器2将驱动杆3约束在远离接电开关1的位置，接电开关1上的接电片1-1与触头1-2相互分离，开关处于断开状态，此时的状态如图1所示。

当热熔合金拔销器2通电作用，以及惯性筒4感受到惯性过载克服惯性簧5的抗力向下运动时，钢球8解除对驱动杆3的锁定，驱动簧6推动驱动杆3向下运动，驱动杆3挤压处于悬臂梁状态的接电片1-1，使得接电片1-1向触头1-2的方向运动，每个接电片1-1被驱动杆3挤压到分别与其对应的两个触头1-2分别接触，此时两个触头1-2由断开变为导通，从而实现开关由断开变为导通状态，此时的状态如图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)

1.一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于，包括：接电开关(1)、热熔合金拔销器(2)、驱动杆(3)、惯性筒(4)、惯性簧(5)、驱动簧(6)、本体(7)、钢球(8)和压板(9)；

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；

所述热熔合金拔销器(2)由易熔合金块(2-1)、PTC陶瓷发热片(2-2)、销轴(2-3)、弹簧(2-4)、壳体(2-5)和小压螺(2-6)构成，PTC陶瓷发热片(2-2)圆心附近区域均匀分布着通孔，PTC陶瓷发热片(2-2)的下端与壳体(2-5)包围的区域具有一个容腔，平时易熔合金块(2-1)对销轴(2-3)进行限位，将弹簧(2-4)和销轴(2-3)限制在初始状态，弹簧(2-4)处于压缩状态，当PTC陶瓷发热片(2-2)通电受热后，热量传递到易熔合金块(2-1)上，易熔合金块(2-1)受热熔化，由固体变为液体，沿着PTC陶瓷发热片(2-2)上的通孔流入到PTC陶瓷发热片(2-2)下端的壳体(2-5)的容腔内，易熔合金块(2-1)解除对销轴(2-3)的限制，处于压缩状态的弹簧(2-4)驱动销轴(2-3)运动，伸出到热熔合金拔销器(2)外面的销轴(2-3)拔回；

所述驱动杆(3)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(8)，小圆柱上套有驱动簧(6)，驱动簧(6)处于压缩状态；

所述惯性筒(4)和惯性簧(5)构成惯性约束机构，惯性筒(4)为阶梯状圆柱体，大圆柱内部具有环形凹槽，惯性簧(5)置于该环形凹槽内，惯性筒(4)材料为钨。

2.如权利要求1所述的一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于：

所述驱动杆(3)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(6)运动到位后的抗力大于驱动杆(3)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所述的一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于：

所述钢球(8)嵌入驱动杆(3)内的锁定量为钢球(8)自身直径的1/6～1/4。

4.如权利要求1所述的一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于：

所述易熔合金块(2-1)为化学成分为50Bi一25Pb-12.5Sn—12.5Cd的伍德合金(熔点72℃)或者化学成分为52Bi一32Pb—16Sn的易熔合金(熔点96℃)。

5.如权利要求1所述的一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于：

所述惯性筒(4)的圆周面以及与其对应的本体(7)的相应孔圆周面均涂覆有DJB-823固体薄膜保护剂。

6.如权利要求1所述的一种热熔合金及惯性约束多通道开关，其特征在于：

所述惯性簧(5)安装到开关后处于预压缩状态，预压缩量为5％～10％。