CN112420446B - 一种冗余柔性触点接触的惯性开关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冗余柔性触点接触的惯性开关，包括金属外壳，金属外壳内部包含绝缘本体、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板；引线PCB板位于金属外壳顶端；导电PCB板和绝缘PCB板均位于金属外壳底端，且绝缘PCB板位于导电PCB板上方；绝缘本体分布于金属外壳侧面，形成绝缘本体内孔，且位于引线PCB板和绝缘PCB板之间；两个惯性簧分别套于两个惯性销上构成两个整体，再将两个整体装入绝缘本体内孔。采用双套惯性销冗余设计，大大提高了惯性开关在发射或碰撞条件下的作用可靠性；导电PCB板对应惯性销垂直位置设计有覆铜面及柔性电极，柔性电极的设计，延长了开关闭合时间，利于后续电子控制部件对闭合信号的识别。

Description

一种冗余柔性触点接触的惯性开关
技术领域
本发明涉及惯性开关技术领域，具体涉及一种冗余柔性触点接触的惯性开关。
背景技术
惯性开关是利用载体发射或碰击目标时产生的后坐力或前冲力而闭合，实现电路由断开到闭合的功能。惯性开关在弹丸或机电引信中有着广泛的需求，是弹丸或引信实现发射解保、触发起爆或落地自毁功能的重要部件。
目前的惯性开关主要有径向接触方式和万向接触方式两种。万向接触方式开关可靠性高，但结构复杂，对加工、装配工艺要求高，且难以承受高过载条件；径向接触方式开关为无冗余设计且多为刚性触点接触，开关闭合时短。
现有的弹载或引信上使用的惯性开关存在的缺点：
开关多为单路开关，一旦失效会造成整个系统不作用，导致弹丸或引信瞎火，可靠性底。
开关不具备抗高过载能力：弹丸、引信工作环境严酷，尤其在发射膛内和勤务的意外跌落，开关受到的冲击载荷能达到上万g，开关在这种高过载条件下，容易发生断裂或变形。
开关的闭合时间短：目前的开关闭合触点过多刚性接触，在弹丸发射或碰击目标时，开关闭合；若开关的闭合时间短，不利于后续电子控制部件对闭合信号的识别，会造成错误识别或对电子控制部件要求更高。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提出了一种冗余柔性触点接触的惯性开关，通过采用双套惯性销冗余设计，极大提高了惯性开关的可靠性，通过设计径向柔性接触触点方式，延长了开关闭合时间。
本发明通过下述技术方案实现：
一种冗余柔性触点接触的惯性开关，包括绝缘本体、金属外壳、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板，其中，所述绝缘本体、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板均设置在金属外壳内部；
所述引线PCB板位于金属外壳顶端；
所述导电PCB板和绝缘PCB板均位于金属外壳底端，且绝缘PCB板位于导电PCB板上方，绝缘PCB板对两个惯性簧起支撑作用；
所述绝缘本体分布于金属外壳侧面，形成绝缘本体内孔，且绝缘本体位于引线PCB板和绝缘PCB板之间；
所述两个惯性簧分别套于两个惯性销上构成两个整体，再将两个整体装入绝缘本体内孔，绝缘本体内孔对惯性销和惯性簧构成的整体起运动导向作用，采用双套惯性销冗余设计，大大提高了惯性开关在发射或碰撞条件下的作用可靠性。
为保证惯性销可以顺利通过且对惯性簧起限位作用，优选地，所述的绝缘PCB板过孔直径大于惯性销的小端直径，小于惯性簧的最大内径。
为减小元器件受外界环境条件的影响，确保元器件在标准工作环境下良好运行，提高元器件正常稳定性与使用寿命，优选地，使用O形圈和环氧密封胶对整体部件进行密封。
优选地，所述的惯性销采用黄铜材料制作，黄铜材料的密度大，导电性能好。
为了使惯性簧获得金属保护层，保证良好的导电性能，防止惯性簧被腐蚀，并改善外观，优选地，所述的惯性簧采用镀锡或镀金表面处理工艺。
为提高PCB板的抗干扰能力，进一步地，所述的绝缘PCB板支撑惯性簧处设计有与惯性簧外径等大的环形覆铜面，所述的导电PCB板对应惯性销垂直位置设计有覆铜面。
为延长开关的闭合时间，优选地，所述的导电PCB板对应惯性销垂直位置设计有柔性电极。径向柔性接触触点的设计方式，延长了开关的闭合时间。
进一步地，所述的导电PCB板底部安装有螺钉，该螺钉将导电PCB板、绝缘PCB板和绝缘本体固定为一体。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种冗余柔性触点接触的惯性开关，采用双套惯性销冗余设计，大大提高了惯性开关在发射或碰撞条件下的作用可靠性；
2、本发明一种冗余柔性触点接触的惯性开关，设计了径向柔性接触触点方式，延长了开关闭合时间；
3、本发明一种冗余柔性触点接触的惯性开关，可以通过调节惯性销质量、惯性销簧刚度之间的配合，满足在不同发射过载条件下使用，结构设计通用化，适应广泛，便于推广；
4、本发明一种冗余柔性触点接触的惯性开关，可以整体灌封封装，可满足在发射或碰撞的大过载的恶劣条件下使用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构爆炸示意图。
图3为本发明的导电PCB板结构示意图。
图4为本发明的绝缘PCB板结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-绝缘本体；2-金属壳体；3-惯性销；4-惯性簧；5-引线PCB板；6-O形圈；7-绝缘PCB板；8-导电PCB板；9-环氧密封胶；10-覆铜面；11-柔性电极；12-环形覆铜面；13-引出导线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1-2所示，一种冗余柔性触点接触的惯性开关，包括绝缘本体、金属外壳、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板，其中，绝缘本体、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板均设置在金属外壳内部；引线PCB板位于金属外壳顶端；导电PCB板和绝缘PCB板均位于金属外壳底端，且绝缘PCB板位于导电PCB板上方，绝缘PCB板对两个惯性簧起支撑作用；绝缘本体分布于金属外壳侧面，形成绝缘本体内孔，且绝缘本体位于引线PCB板和绝缘PCB板之间；两个惯性簧分别套于两个惯性销上构成两个整体，再将两个整体装入绝缘本体内孔，绝缘本体内孔对惯性销和惯性簧构成的整体起运动导向作用。
现有技术的开关多为单路开关，一旦失效会造成整个系统不作用，导致弹丸或引信瞎火，可靠性底。本实施例采用双套惯性销冗余设计，大大提高了惯性开关在发射或碰撞条件下的作用可靠性；绝缘PCB板7过孔直径大于惯性销3的小端直径，小于惯性簧4的最大内径，保证惯性销3可以顺利通过且对惯性簧起限位作用；引线PCB板5与金属壳体1之间用环氧密封胶9进行密封，O形圈6及环氧密封胶9对整体部件起密封作用。
金属外壳2对整体结构起保护作用；惯性销3采用黄铜材料制作，密度大，导电性能好；惯性簧4采用镀锡或镀金表面处理工艺，可保证良好的导电性能。
现有惯性开关的闭合时间短，不利于后续电子控制部件对闭合信号的识别，会造成错误识别或对电子控制部件要求更高。
如图3所示，导电PCB板8对应惯性销3垂直位置设计有覆铜面10及柔性电极11，且底部采用螺钉将其与绝缘PCB板7一同与绝缘本体1固定为一体。弹丸发射或碰击目标时，导电PCB板8柔性触点与惯性销3小端面接触，发生了弹性形变，大大延长了接触时间，使得开关闭合时间的时间更长。
如图4所示，绝缘PCB板7支撑惯性簧处设计有与惯性簧4外径等大的环形覆铜面12。
一种冗余柔性触点接触的惯性开关的工作原理：
平时状态，惯性销3在自由状态下质量不能克服惯性簧4的预压抗力，始终处于被弹起状态(即安全位置)，此时，只有惯性销3、惯性簧4及绝缘PCB板7之间处于通路状态，而与导电PCB板8之间处于断路状态；若勤务处理过程中，如若开关不慎从高处跌落，但跌落冲击力持续时间一般很短，不足以满足惯性销3运行行程，无法使开关闭合，故可满足勤务处理过程中的安全性，保证了开关在平时一直处于断路状态。弹丸发射或碰击目标时，产生持续后坐力或前冲力，惯性销3在后坐力作用下，克服惯性簧4预压抗力，压缩惯性簧4一起下沉一定行程后，惯性销3小端面与导电PCB板8柔性触点接触，此时，惯性销3、惯性簧4、绝缘PCB板7、导电PCB板接8形成为通路状态，开关闭合。其中，两套惯性销3和惯性销簧4中任意一套作用均可使开关作用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，包括绝缘本体、金属外壳、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板；
其中，所述绝缘本体、两个惯性销、两个惯性簧、引线PCB板、导电PCB板和绝缘PCB板均设置在金属外壳内部；
所述引线PCB板位于金属外壳顶端；
所述导电PCB板和绝缘PCB板均位于金属外壳底端，且绝缘PCB板位于导电PCB板上方，绝缘PCB板对两个惯性簧起支撑作用；
所述绝缘本体分布于金属外壳侧面，形成绝缘本体内孔，且绝缘本体位于引线PCB板和绝缘PCB板之间；
所述两个惯性簧分别套于两个惯性销上构成两个整体，再将两个整体装入绝缘本体内孔，绝缘本体内孔对惯性销和惯性簧所构成的整体起运动导向作用。
2.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的绝缘PCB板过孔直径大于惯性销的小端直径，小于惯性簧的最大内径，保证惯性销可以顺利通过且对惯性簧起限位作用。
3.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，使用O形圈和环氧密封胶对整体部件进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的惯性销采用黄铜材料制作。
5.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的惯性簧采用镀锡或镀金表面处理工艺。
6.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的绝缘PCB板支撑惯性簧处设计有与惯性簧外径等大的环形覆铜面。
7.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的导电PCB板对应惯性销垂直位置设计有覆铜面及柔性电极。
8.根据权利要求1所述的一种冗余柔性触点接触的惯性开关，其特征在于，所述的导电PCB板底部安装有螺钉，该螺钉将导电PCB板、绝缘PCB板和绝缘本体固定为一体。
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