本发明属于惯性开关技术领域，更具体地，涉及一种平面多层惯性开关。
背景技术
惯性开关又称为惯性闭合器或g开关，是空间飞行体中感受加速度的重要惯性器件，其基本工作原理是用弹簧(或悬臂梁)连接悬空的质量块作为可动电极，在外加加速度作用下沿其敏感方向快速运动，碰向固定电极，从而实现对外接电路的通断。它需要在感应阈值加速度信号后迅速闭合导通电路，并同时保证开关的闭合时间以及触点接触可靠性。在一些产品中，为了防止意外冲击，在开关闭合后需实现自锁，保证开关的接电连续稳定，以确保电源及负载电路稳定工作。
惯性开关在航空航天、汽车电子和弹药等领域有广泛的应用，现有的惯性开关采用的是弹簧和质量块结构，弹簧和质量作为可动电极，另有与可动电极隔开一定距离的固定电极，当可动电极感受过载时，弹簧伸长，质量块碰撞固定电极，从而实现开关的由断开到导通状态，此类惯性开关在质量块碰撞固定电极后，质量块会被弹开，因此此类惯性开关的闭合时间以及触点接触不可靠。
微机电(mems)惯性开关是采用微加工技术制造的加速度传感，它利用惯性敏感元件将加速度载荷转换为电极间隙的变化，然后通过电极间接触状态触发相应电信号实现区分加速度信号的功能。由于体积小、重量轻、能耗低、抗高过载能力强、抗电磁干扰能力强、便于与数字电路集成等优点，mems惯性开关在工业振动检测、武器弹药、航空航天等环境要求苛刻的领域具有巨大应用潜力。
现有的惯性开关多为单阈值的惯性开关，但是在引信目标识别、地震监测等需要对不同加速度进行区别的应用环境中，单阈值开关使用受到限制，采用加速度传感器又不能满足低功耗的要求，多阈值开关成为首选。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种平面多层惯性开关，其目的在于壳体的凹槽中配套对应设有隔板，并间隔一定的间隙，弹簧质量块设于间隙之中，弹簧质量块的两端圆柱体分别与壳体上的左右两个小盲孔相连，壳体的方槽内设有大盲孔，隔板上对应的位置设有大小相同的通孔，电极部件设于通孔之中，并且电极部件的导线穿过壳体的通孔之中。当惯性开关感受到外界的加速度时，弹簧质量块沿其敏感方向与电极部件碰接，从而实现对外接电路的通断。并且采用弹簧质量块一体的设计，通过调节弹簧参数以及弹簧质量块与电极部件之间的距离等措施，可以实现不同过载阈值条件下的开关转换。
为了实现上述目的，本发明提供一种平面多层惯性开关，包括壳体、设于所述壳体内的凹槽及设于所述壳体上的若干小盲孔和大盲孔，还包括隔板、弹簧质量块和电极部件；
所述隔板配套设于所述凹槽中，所述隔板为抽屉状的多层结构，其上设有与所述大盲孔相对应的通孔；
所述弹簧质量块包括平面弹簧、质量块和圆柱体，所述质量块两端分别连接一个所述平面弹簧，所述平面弹簧的另一端分别与圆柱体相连，所述两个圆柱体分别与所述小盲孔相连；
所述电极部件设于所述隔板上的通孔之中，且每个所述电极部件的凹槽部位分别焊接一根导线，所述导线穿过所述壳体的通孔，所述弹簧质量块沿其敏感方向与所述电极部件碰接从而实现对外接电路的通断。
进一步地，所述质量块的两端各连接一个“s”型的平面弹簧，且所述平面弹簧的中轴线与质量块的中轴线呈°～°夹角。
进一步地，所述电极部件包括圆柱体，所述圆柱体为台阶状结构。
进一步地，所述电极部件包括金属环，且所述金属环的内径大于所述圆柱体的凹槽外径。
进一步地，所述圆柱体由绝缘非金属材料制备而成。
进一步地，所述金属环由弹性铍青铜材料制备而成。
进一步地，所述弹簧质量块设置于所述隔板的间隙中。
进一步地，所述弹簧质量块由多次叠层电镀金属镍的微加工制备而成。
进一步地，所述隔板由表面光滑的绝缘材料制备而成。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明的平面多层惯性开关，壳体的凹槽中配套对应设有隔板，并间隔一定的间隙，弹簧质量块设于间隙之中，弹簧质量块的两端圆柱体分别与壳体上的左右两个小盲孔相连，壳体的方槽内设有大盲孔，隔板上对应的位置设有大小相同的通孔，电极部件设于通孔之中，并且电极部件的导线穿过壳体的通孔之中。当惯性开关感受到外界的加速度时，弹簧质量块沿其敏感方向与电极部件碰接，从而实现对外接电路的通断，可实现不同过载阈值条件下的开关转换。
(2)本发明的平面多层惯性开关，弹簧质量块作为本发明的核心部件，采用多次叠层电镀金属镍(ni)的微加工工艺方法制作，使得整个机构的体积大为减小，产品质量一致性得到提高。
(3)本发明的平面多层惯性开关，壳体的凹槽中配套对应设有隔板，采用抽屉状的多层结构这种独特的设计，使得本发明可以实现多路通断，通过对每层的弹簧质量块进行不同的参数设计，可以实现不同阈值的闭合，并充分利用了空间。
(4)本发明的平面多层惯性开关，弹簧质量块作为本发明的核心部件，采用多次叠层电镀金属镍(ni)的微加工工艺方法制作，使得整个机构的体积大为减小，产品质量一致性得到提高。
附图说明
图1为本发明实施例一种平面多层惯性开关爆炸图；
图2为本发明实施例一种平面多层惯性开关的弹簧质量块结构示意图；
图3为本发明实施例一种平面多层惯性开关电极部件组成图；
图4为本发明实施例一种平面多层惯性开关的壳体整体结构示意图；
图5为本发明实施例一种平面多层惯性开关的壳体主视图；
图6为本发明实施例一种平面多层惯性开关的壳体俯视图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-弹簧质量块、101-平面弹簧、102-质量块、103-圆柱体、2-电极部件、201-圆柱体、202-金属环、203-导线、3-隔板、4-壳体、401-方槽、402-凹槽、403-小盲孔、404-大盲孔、405-通孔。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，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。
图1为本发明实施例一种平面多层惯性开关爆炸图，如图1所示，一种平面多层惯性开关包括若干弹簧质量块1、两个电极部件2、若干隔板3以及壳体4。隔板3为表面光滑的绝缘材料制作而成，上面设有两个通孔。本发明的平面多层惯性开关，壳体的凹槽中配套对应设有隔板，并间隔一定的间隙，弹簧质量块设于间隙之中，弹簧质量块的两端圆柱体分别与壳体上的左右两个小盲孔相连，壳体的方槽内设有大盲孔，隔板上对应的位置设有大小相同的通孔，电极部件设于通孔之中，并且电极部件的导线穿过壳体的通孔。当惯性开关感受到外界的加速度时，弹簧质量块沿其敏感方向与电极部件碰接，从而实现对外接电路的通断。并且采用弹簧质量块一体的设计，通过调节弹簧参数以及弹簧质量块与电极部件之间的距离等措施，可以实现不同过载阈值条件下的开关转换。
图2为本发明实施例一种平面多层惯性开关的弹簧质量块结构示意图，如图1和图2所示，一种平面多层惯性开关弹簧质量块1包括平面弹簧101、质量块102和圆柱体103。质量块102的两端各连接一个“s”型的平面弹簧101，两个“s”型的平面弹簧101沿质量块102对称分布，且平面弹簧101的中轴线与质量块102的中轴线呈30°～60°夹角。两个“s”型平面弹簧101一端与质量块102相连，另一端与圆柱体103相连，采用弹簧质量块一体的设计，通过调节弹簧参数以及弹簧质量块与电极部件之间的距离等措施，可以实现不同过载阈值条件下的开关转换。
进一步地，弹簧质量块1采用多次叠层电镀金属镍(ni)的微加工工艺方法制作，使得整个机构的体积大为减小，产品质量一致性得到提高，弹簧质量块1的主要制作工艺过程如下：
a)在玻璃基底上溅射cr/cu作为种子层后，甩胶、光刻，电镀金属ni作为两个“s”型弹簧101、质量块102和圆柱体103部分；
b)多次重复此电镀过程，直至弹簧质量块1达到设计的厚度；
c)去胶、去种子层释放弹簧质量块1。
如图3所示，一种平面多层惯性开关的电极部件2包括圆柱体201、若干金属环202及导线203。圆柱体201为台阶状，每个金属环202嵌在台阶状圆柱体201的相对应的凹槽内，因此每个金属环202被圆柱体201相互隔开，金属环202的内径大于台阶状圆柱体201的凹槽的外径，因此金属环202与放置金属环202的台阶状圆柱体201的凹槽之间具有一定间隙。每个金属环202的凹槽部位分别焊接一根导线203。圆柱体201为绝缘非金属材料，金属环202为弹性较好的铍青铜材料，由于金属环与安放金属环的凹槽之间具有间隙，在弹簧质量块碰撞到金属环时，金属环有容变空间，避免弹簧质量块碰到金属环反弹，延长弹簧质量块与金属环的接触时间。
如图4所示，一种平面多层惯性开关的壳体整体结构4包括方槽401、凹槽402、小盲孔403、大盲孔404以及通孔405。如图4-图6所示，壳体4为非导电绝缘材料构成的长方体结构，壳体4内部具有方槽401，壳体4内部侧面间隔一定的距离设有若干的凹槽402，隔板3配套放置于凹槽402内。方槽401左右两侧分别对称分布着两个小盲孔403，弹簧质量块1上的两个圆柱体103分别配套设置于两个对称的小盲孔403内，方槽401底部具有两个大盲孔404，方槽401一侧的每个凹槽402一边还具有通孔405。壳体的凹槽中配套对应设有隔板，采用抽屉状的多层结构这种独特的设计，使得本发明可以实现多路通断，通过对每层的弹簧质量块进行不同的参数设计，可以实现不同阈值的闭合，并充分利用了空间。
一种平面多层惯性开关，工作过程如下：
正常工作状态时，两个电极部件2处于相互隔开的状态，并与弹簧质量块1保持一定距离，开关处于断开状态。当每一层的弹簧质量块1感受到过载后，每一层的弹簧质量块1克服本身的弹簧101抗力运动，直至质量块102与该层上两个电极部件2中的金属环202接触，此时，两个电极部件2由断开变成导通，采用抽屉状的多层结构这种独特的设计，使得本发明可以实现多路通断，通过对每层的弹簧质量块进行不同的参数设计，可以实现不同阈值的闭合，并充分利用了空间。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。