一种基于不倒翁原理的万向型惯性开关的制作方法

1.本实用新型属于触发式开关技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种基于不倒翁原理的万向型惯性开关。


背景技术：

2.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。
3.惯性开关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。惯性开关在引信、安全气囊、可穿戴设备上应用广泛，尤其在机电引信中有广泛的需求，是机电引信实现触发起爆或落地自毁功能的重要部件。
4.专利号：2019218577308，专利名称：一种万向型惯性开关的专利记载的技术方案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)；绝缘弹性体3填充在杆件与内壳4之间；绝缘弹性体3为绝缘橡胶材料制成；绝缘橡胶材料制成的绝缘弹性体3随着储存周期加长，绝缘橡胶老化变硬，使得惯性开关响应阈值很难实现精确控制。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种基于不倒翁原理的万向型惯性开关，以解决上述背景技术中存在的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种基于不倒翁原理的万向型惯性开关，包括下壳体、中环、绝缘环、上壳体、质量块和压簧，所述中环与下壳体上端紧固连接，所述绝缘环与中环上端紧固连接，所述上壳体与绝缘环上端紧固连接，且绝缘环将下壳体、中环、质量块和压簧组成的电极与上壳体组成的电极隔开，所述质量块设于下壳体、中环、绝缘环和上壳体内，所述压簧套设在质量块上，所述质量块的形状依据不倒翁原理设计为上端细下端粗的阶梯杆结构，所述压簧一端与中环接触，另外一端与质量块下端的最后一个阶梯台阶接触。
7.优选的，所述下壳体的底部中心设有定位凸块，所述质量块下端设有与定位凸块相契合的定位腔槽。
8.优选的，所述定位凸块为短圆锥销或者球面销，所述定位腔槽为圆锥孔或者球槽。
9.优选的，所述中环外侧冲压出外折边，中环内侧冲压出内折边，所述外折边与下壳体上端过盈配合连接，保证内折边的外壁与下壳体的内壁之间距离大于压簧的原材料截面直径。
10.采用以上技术方案的有益效果是：
11.1、该基于不倒翁原理的万向型惯性开关，初始状态下，惯性开关不受超过设定的
惯性过载作用时候，压簧通过弹性恢复力把质量块压紧在下壳体的底部中心设有的定位凸块上，此时，质量块的质心最低，质量块与上壳体有初始径向间隙x和初始轴向间隙y，质量块不与上壳体接触，惯性开关处于断开状态。
12.当轴向惯性过载大于设定的惯性过载时，质量块克服压簧的弹性恢复力，沿下壳体的内壁向上滑动，滑动距离y后，与上壳体组成的电极接触，此时,惯性开关为轴向闭合状态；当轴向惯性过载小于设定的惯性过载时，质量块在压簧的弹性恢复力的作用下沿下壳体的内壁向下运动，惯性开关恢复断开状态。
13.当径向惯性过载大于设定的惯性过载时，质量块克服压簧的弹性恢复力，沿下壳体的底部中心设有的定位凸块发生倾斜转动，倾斜转动距离x后，与上壳体组成的电极接触，此时，惯性开关为径向闭合状态；当径向惯性过载小于设定的惯性过载时，质量块在压簧的弹性恢复力及质量块的质心共同作用下反倾斜运动，惯性开关恢复断开状态。
14.综上所述,轴向或者径向惯性过载时，质量块通过沿下壳体的内壁向上滑动和沿下壳体的底部中心设有的定位凸块发生倾斜转动，通过质量块和压簧可以灵敏地感应惯性过载的大小，偏差较小；质量块在工作过程中做简单的上下直线运动和倾斜转动，能有效保证质量块与上壳体组成的电极接触，结构简单，导通可靠，且整体结构尺寸小，对惯性开关的整体安装精度和各部件的加工精度要求相对较低。
15.所述压簧套设在质量块上，所述质量块的形状依据不倒翁原理设计为上端细下端粗的阶梯杆结构，所述压簧一端与中环接触，另外一端与质量块下端的最后一个阶梯台阶接触；所述下壳体的底部中心设有定位凸块，所述质量块下端设有与定位凸块相契合的定位腔槽；所述定位凸块为短圆锥销或者球面销，所述定位腔槽为圆锥孔或者球槽；保证了上端细下端粗的阶梯杆结构的质量块能够依据不倒翁原理工作实现惯性开关的径向导通和断开。
16.2、所述中环外侧冲压出外折边，中环内侧冲压出内折边，所述外折边与下壳体上端过盈配合连接，保证内折边的外壁与下壳体的内壁之间距离大于压簧的原材料截面直径，给受到径向惯性过载时的压簧受到弯矩变形留设空间，避免压簧弯曲变形受阻。
17.本实用新型将传统的绝缘橡胶材料制成的绝缘弹性体改成质量块和压簧结构，随着储存周期加长，不会出现绝缘橡胶老化变硬导致的惯性开关响应阈值很难精确控制的问题。
附图说明
18.图1是本实用新型的基于不倒翁原理的万向型惯性开关原理示意图一；
19.图2是本实用新型的基于不倒翁原理的万向型惯性开关原理示意图二；
20.其中：
21.1、下壳体；2、中环；3、绝缘环；4、上壳体；5、质量块；6、压簧；
22.10、定位凸块；
23.20、外折边；21、内折边；
24.50、定位腔槽。
具体实施方式
25.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
26.如图1至图2所示，本实用新型是一种基于不倒翁原理的万向型惯性开关，能有效保证质量块与上壳体组成的电极接触，结构简单，导通可靠，且整体结构尺寸小，对惯性开关的整体安装精度和各部件的加工精度要求相对较低；另外采用质量块和压簧结构，随着储存周期加长，不会出现绝缘橡胶老化变硬导致的惯性开关响应阈值很难精确控制的问题。
27.具体的说，如图1至图2所示，包括下壳体1、中环2、绝缘环3、上壳体4、质量块5和压簧6，所述中环2与下壳体1上端紧固连接，所述绝缘环3与中环2上端紧固连接，所述上壳体4与绝缘环3上端紧固连接，且绝缘环3将下壳体1、中环2、质量块5和压簧6组成的电极与上壳体4组成的电极隔开，所述质量块5设于下壳体1、中环2、绝缘环3和上壳体4内，所述压簧6套设在质量块5上，所述质量块5的形状依据不倒翁原理设计为上端细下端粗的阶梯杆结构，所述压簧6一端与中环2接触，另外一端与质量块5下端的最后一个阶梯台阶接触。
28.所述下壳体1的底部中心设有定位凸块10，所述质量块5下端设有与定位凸块10相契合的定位腔槽50。
29.所述定位凸块10为短圆锥销或者球面销，所述定位腔槽50为圆锥孔或者球槽。
30.所述中环2外侧冲压出外折边21，中环2内侧冲压出内折边22，所述外折边21与下壳体1上端过盈配合连接，保证内折边22的外壁与下壳体1的内壁之间距离大于压簧6的原材料截面直径。
31.以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
32.实施例1：
33.该基于不倒翁原理的万向型惯性开关，初始状态下，惯性开关不受超过设定的惯性过载作用时候，压簧6通过弹性恢复力把质量块5压紧在下壳体1的底部中心设有的定位凸块10上，此时，质量块5的质心最低，质量块5与上壳体4有初始径向间隙x和初始轴向间隙y，质量块5不与上壳体4接触，惯性开关处于断开状态。
34.当轴向惯性过载大于设定的惯性过载时，质量块5克服压簧6的弹性恢复力，沿下壳体1的内壁向上滑动，滑动距离y后，与上壳体4组成的电极接触，此时,惯性开关为轴向闭合状态；当轴向惯性过载小于设定的惯性过载时，质量块5在压簧6的弹性恢复力的作用下沿下壳体1的内壁向下运动，惯性开关恢复断开状态。
35.当径向惯性过载大于设定的惯性过载时，质量块5克服压簧6的弹性恢复力，沿下壳体1的底部中心设有的定位凸块10发生倾斜转动，倾斜转动距离x后，与上壳体4组成的电极接触，此时，惯性开关为径向闭合状态；当径向惯性过载小于设定的惯性过载时，质量块5在压簧6的弹性恢复力及质量块5的质心共同作用下反倾斜运动，惯性开关恢复断开状态。
36.综上所述,轴向或者径向惯性过载时，质量块5通过沿下壳体1的内壁向上滑动和沿下壳体1的底部中心设有的定位凸块10发生倾斜转动，通过质量块5和压簧6可以灵敏地感应惯性过载的大小，偏差较小；质量块5在工作过程中做简单的上下直线运动和倾斜转动，能有效保证质量块5与上壳体4组成的电极接触，结构简单，导通可靠，且整体结构尺寸
小，对惯性开关的整体安装精度和各部件的加工精度要求相对较低。
37.所述压簧6套设在质量块5上，所述质量块5的形状依据不倒翁原理设计为上端细下端粗的阶梯杆结构，所述压簧6一端与中环2接触，另外一端与质量块5下端的最后一个阶梯台阶接触；所述下壳体1的底部中心设有定位凸块10，所述质量块5下端设有与定位凸块10相契合的定位腔槽50；所述定位凸块10为短圆锥销或者球面销，所述定位腔槽50为圆锥孔或者球槽；保证了上端细下端粗的阶梯杆结构的质量块5能够依据不倒翁原理工作实现惯性开关的径向导通和断开。
38.实施例2：
39.在实施例1的基础上，所述中环2外侧冲压出外折边20，中环2内侧冲压出内折边21，所述外折边20与下壳体1上端过盈配合连接，保证内折边21的外壁与下壳体1的内壁之间距离大于压簧6的原材料截面直径，给受到径向惯性过载时的压簧6受到弯矩变形留设空间，避免压簧6弯曲变形受阻。
40.本实用新型将传统的绝缘橡胶材料制成的绝缘弹性体改成质量块5和压簧6结构，随着储存周期加长，不会出现绝缘橡胶老化变硬导致的惯性开关响应阈值很难精确控制的问题。
41.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。