CN110648880A

CN110648880A - 一种万向型惯性开关

Info

Publication number: CN110648880A
Application number: CN201911052324.9A
Authority: CN
Inventors: 赵昕亮; 冯高鹏; 钱立新; 卢永刚
Original assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Current assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明公开了一种万向型惯性开关，包括壳体组件、电极结构、绝缘弹性体；壳体组件形成为内部为空的结构；电极结构安装在壳体组件内部；绝缘弹性体填充在壳体组件与电极结构之间；电极结构为万向型惯性开关的一个电极，敏感不同方向大于阈值的过载信号，接触壳体组件上的另一个电极来闭合开关；万向型惯性开关能够感应正轴向过载信号、负轴向过载信号、径向过载信号、以及其它合成方向上的过载信号，具有较强的适应性。

Description

一种万向型惯性开关

技术领域

本发明属于引信用惯性开关技术领域，具体涉及一种万向型惯性开关。

背景技术

常规弹药硬目标战斗部常采用惯性触发引信起爆战斗部。当战斗部到达目标区域后，引信完成全部解保功能，处于待发状态，需要引信判断战斗部接触到目标，从而给出起爆信号。

惯性开关是触发引信常用的一种重要组件，可感受引战系统撞击目标产生的冲击过载，闭合或者断开电极给出电信号，引信根据该信号适时起爆战斗部，完成起爆战斗部功能。

传统惯性开关多采用弹簧质量块(专利公开号为CN204558356U的专利文献中示出)或悬臂梁质量块方案(专利公开号为CN106024508A的专利文献中示出)，其中质量块连接一个电极，在冲击载荷的作用下压缩弹簧或者悬臂梁接触另一个电极闭合开关，给出引信起爆所需的相应电信号。这些方案往往不能兼顾多个方向，如：弹簧质量块方案只能感受来自一个轴向的过载，无法感受径向过载或者反轴向过载信号；悬臂梁质量块方案只能感受径向过载，无法感受正负两个轴向过载。由于传统惯性开关的这些不足，其应用于触发引信时，对战斗部与目标的着角有较高的要求，只有满足着角要求才能适时起爆战斗部，因此传统惯性开关适应性不强，无法满足复杂的弹目交互条件。

为了解决以上问题我方研发出了一种万向型惯性开关。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种万向型惯性开关。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种万向型惯性开关，包括：

壳体组件；壳体组件形成为内部为空的结构；

电极结构；电极结构安装在壳体组件内部；

绝缘弹性体；绝缘弹性体填充在壳体组件与电极结构之间；

在壳体组件上连接有一电极，在电极结构上连接有另一相反电极；

开关不受超过设定的惯性过载作用时候，开关处于断开状态时，壳体组件不与电极结构导电接触；

开关受超过设定的任意方向惯性过载作用时候，开关处于闭合状态时，绝缘弹性体发生形变，壳体组件与电极结构导电接触。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种万向型惯性开关：

能感应正负轴向过载、径向过载、其它合成方向过载，从而真正实现万向功能，解决了复杂弹目交汇条件下的惯性触发起爆可靠性问题；

本发明的体积小、重量轻、装配简单、一致性好，适用于大批量生产装配。

附图说明

图1为万向型惯性开关剖视图；

图2为万向型惯性开关受正向加速度剖视图；

图3为万向型惯性开关受负向加速度剖视图；

图4为万向型惯性开关受侧向加速度剖视图；

图中：

1-外壳，2-球头电极，3-绝缘弹性体，4-内壳，5-正极导线，6-负极导线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种万向型惯性开关，包括：

壳体组件；壳体组件形成为内部为空的结构；

电极结构；电极结构安装在壳体组件内部；

绝缘弹性体3；绝缘弹性体3填充在壳体组件与电极结构之间；

开关受超过设定的任意方向惯性过载作用时候，开关处于闭合状态时，绝缘弹性体3发生形变，壳体组件与电极结构导电接触。

其中，电极结构作为敏感元件，绝缘弹性体3作为弹性支撑；

在一些实施例中，绝缘弹性体3表观弹性模量Ea根据设计响应g值选择；

如图1所示，壳体组件内形成有球形腔体；电极结构为球头电极2，球头电极2的第一端形成为球形结构，球形结构置于球形腔体内，球形腔体的开口端宽度小于球头电极2的直径。

本实施例采用球头电极2作为敏感元件，感受外界过载信号。

本实施例的万向型惯性开关可以敏感正轴向过载、负轴向过载、径向过载、及其它合成方向上的过载信号。

可通过调整绝缘弹性体3的表观弹性模量Ea、球头电极2的重量m、球头电极2与外壳1的间隙、球头电极2与内壳4的间隙，以调整开关响应阈值(300g-5000g可调)。

可通过结构尺寸调整实现三向等阈值响应或者三向不等阈值响应。

如图1所示，壳体组件包括外壳1与内壳4；外壳1的第一端形成为半球形结构；内壳4形成为圆柱形，内壳4安装在外壳1内部，且与外壳1导电连接；内壳4的第一端与外壳1的第一端内部形成球形腔体。

在一些实施例中，外壳1、内壳4均采用紫铜材料制成，且表面镀银处理；

在一些实施例中，外壳1、内壳4的两者边缘处进行焊接；

如图1所示，球头电极2的第二端形成为一杆件，杆件与球形结构连接，杆件穿过内壳4中心通孔设置；杆件连接一电极。

如图1所示，绝缘弹性体3填充在杆件与内壳4之间。

在一些实施例中，球头电极2、内壳4在装配模具的约束下在两者之间加入绝缘橡胶后进行硫化，在两者壁面之间形成绝缘弹性体3；

如图1所示，内壳4的第一端形成为从外向内的弧面。

绝缘弹性体3为绝缘弹性材料制成。

绝缘弹性体3为绝缘橡胶材料制成。

如图1所示，在一些实施例中，在外壳1和内壳4中间焊接正极导线5，球头电极2尾端焊接负极导线6。

如图2所示，为万向型惯性开关受正轴向加速度的结构响应，球头电极2受大于正轴向阈值的正轴向加速度后向下运动，球头电极2与内壳4的边缘接触，正负电极导通，万向型惯性开关给出响应信号。

如图3所示，为万向型惯性开关受负轴向加速度的结构响应，球头电极2受大于负轴向阈值的负轴向加速度后向上运动，球头电极2与外壳1的内壁接触，正负电极导通，万向型惯性开关给出响应信号。

如图4所示，为万向型惯性开关受径向加速度的结构响应，球头电极2受径大于径向阈值的径向加速度后向内壳4的侧壁移动，同时由于球头电极2重心偏上，产生附加转矩，导致球头电极2的球头部分向内壳4的边缘倾斜，两个效应叠加作用导致球头电极2与内壳4的边缘接触，正负电极导通，万向型惯性开关给出响应信号。

本申请万向型惯性开关的正轴向过载阈值、负轴向过载阈值、径向过载阈值可根据需要设计成不同值，也可设计成相同值，从而实现更为广阔的应用场景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims

1.一种万向型惯性开关，其特征在于，包括：

壳体组件；壳体组件形成为内部为空的结构；

电极结构；电极结构安装在壳体组件内部；

绝缘弹性体；绝缘弹性体填充在壳体组件与电极结构之间；

2.根据权利要求1所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：壳体组件内形成有球形腔体；电极结构为球头电极，球头电极的第一端形成为球形结构，球形结构置于球形腔体内，球形腔体的开口端宽度小于球头电极的直径。

3.根据权利要求2所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：壳体组件包括外壳与内壳；外壳的第一端形成为半球形结构；内壳形成为圆柱形，内壳安装在外壳内部，且与外壳导电连接；内壳的第一端与外壳的第一端内部形成球形腔体。

4.根据权利要求2或3所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：球头电极的第二端形成为一杆件，杆件与球形结构连接，杆件穿过内壳中心通孔设置；杆件连接一电极。

5.根据权利要求4所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：绝缘弹性体填充在杆件与内壳之间。

6.根据权利要求5所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：内壳的第一端形成为从外向内的弧面。

7.根据权利要求6所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：绝缘弹性体为绝缘弹性材料制成。

8.根据权利要求7所述的一种万向型惯性开关，其特征在于：绝缘弹性体为绝缘橡胶材料制成。