惠州升降车公司  升降车调节开关的设计主要包括开关结构设计和信号处理电路设计   惠州升降车公司, 惠州升降车, 惠州升降车租赁  结构设计部分主要介绍开关工作原理、开关总体结构方案、开关的数学模型及具体的结构参数确定等部分。电路设计包括电路硬件的设计和软件的实现。

    开关方位区间识别的工作原理, 传统的万向惯性开关一般是由悬空的球形质量块和半球形固定电极组成，使得质量块与固定电极之间的距离具有较好的一致性。当开关受到任意方向的惯性为作用时，开关均能响应。但是由于体积大，响应速度慢等缺点在使用中受到诸多限制，因此在我们前期研究工作中设计了多种ＭＥＭＳ万向惯性开关结构其开关模型，开关由弹黃质量系统和柔性固定电极组成，可以在一定程度上延长开关闭合时间，但由于开关的所有固定电极均互相固连在一起，因此该类开关的响应只有＂闭合＂和＂断开＂两种状态，不具有感知惯性力方位的能力。

      为了克服上述问题，本文提出一种可识别载荷方位区间的ＭＥＭＳ惯性开关，为了保证开关的万向性，开关在不同方向上设置了不同的固定电极，在轴向方向设置一个轴向电极，在径向方向设置多个径向电极，且各个固定电极之间相互独立，送样就意味着开关并不单单起到＂通＂和＂断＂的作用。当开关具有多个独立的固定电极时，每一个固定电极和质量块均能组合形成一对开关，如果借助外部的电极闭合状态检测电路，便可以知道在惯性为作用过程中，开关有哪些电极发生闭合，据此可以判断出开关此时所受惯性力的方位信息，此时开关不仅仅是一个感知惯性力大小的万向开关，更相当于一个＂惯性方位检测器＂，即依靠开关电极的闲合状态不同实现开关所受惯性力的方位区间的检测。当惯性开关受到径向的加速度作用时，质量块沿径向运动与径向电极接触；当有沿轴向（Ｚ轴）方向的加速度作用时，质量块沿轴向运动与轴向电极接触；当加速度方向与ＸＯＹ平面成一定Ｓ角度时，将惯性力分解到Ｚ轴方向以及ＸＯＹ平面内，Ｚ轴方向的分量使质量块沿Ｚ轴运动与轴向电极接触，ＸＯＹ平面的分量使质量块沿径向运动与径向电极接触。加速度载箭是个矢量，可用加速度大小和加速度方向来描述，通过检测开关是否闭合能够探测加速度载荷的大小情况，通过检测开关各个电极闭合状态可以探测加速度相对于开关的方位情况。因此开关不仅可实现万向闭合，还可通过外部检测电路实时检测开关电极的闭合状态，从而实现对开关所受惯性载荷方位的判断识别。 冲击加速度大小一般可近似为半正弦加速度信号，而冲击加速度载荷相对于开关的方位由平面角０和空间角Ｓ共同决定，因此载荷的空间方位识别即是对０.５的识别。

  

    载荷平面角的识别方案    在ＸＯＹ平面内，质量块的四周布置多个独立的径向电极，通过合理的结构设计，使得在某一方向范围内的加速度载荷作用下，质量块电极只会与特定方向上的径向电极发生碰撞接触，而不会与其他径向电极接触，这样通过对径向电极闲合状态的检测便可识别开关所受载荷的平面角０方位。结构设计的难点在于如何实现在某一方向范围内的加速度载荷作用下，质量块电极只会与特定方向上的径向电极发生碰撞接触。为了解决这个间题，本文提出了不同的载荷平面角０区间识别方案。

      方案一，位于整个开关的最中间的圆柱形结构作为支撑错点，并固定在基底上；螺旋弹黃作为质量块的支撑弹黃，一端固定在错点上另一端连接在惯性质量块的内侧，组成了可动的惯性敏感系统。质量块采用正六边形的形式，且在惯性质量电极的外部均匀布置６个＂一＂字形径向电极，并与质量块六个边一一对应。６个＂一＂字形固定电极采用蛇形弹黃支撑并通过径向电极错点固定在开关基底上。

     方案二,   第二种平面角０方位识别方案，采用Ｓ形平面锥弹黃作为支撑弹黃，一端固定另一端与惯性质量块电极相连，并支撑起惯性质量块电极。质量块采用正方形结构，对应于惯性质量块电极的四个直角处分别布置一个悬臂梁式的径向电极。在惯性质量块内部中心、设计了十字止挡柱结构。在惯性载荷的作用下，惯性质量块电极感受加速度并实现位移，当加速度足够大时，惯性质量块电极运动与固定电极接触，开关便处于＂闭合＂状态，当加速度载荷消失后，在弹黃回复力的作用下质量块电极与固定电极脱离，开关便再次回到＂断路＂状态。当开关受到加速度载荷过大时，惯性质量块电极运动与固定电极接触后继续运动，直到质量块电极与刚性的十字止挡柱结构碰撞而强制制动。这样保证了在过载载荷的作用下，开关结构不被破坏。分析两种识别方案的工作原理如下：对于方案一结构来说，因为质量块电极与径向电极的布置形式决定了开关在整个工作过程中质量块电极与径向电极最多有三种接触形式。  开关在工作过程中，质量块电极在惯性载荷的作用下发生位移，并只与一个径向电极（例如径向电极１）接触，此时可判断开关所受惯性载荷的方向位于方位Ｉ和ＩＩ区间内即与Ｙ轴正向夹角为＋３ＣＴ的区间内（载荷平面角方位区间划分；  由于开关所受惯性力较大，质量块电极在接触到径向电极１后并推动者径向电极１继续运动直到与电极１、２、３同时接触，此时也可判断开关所受惯性载荷的方向位于方位Ｉ和ＩＩ区间内，质量块电极在惯性载荷的作用下发生位移，并只与电极１和２接触，此时可判断开关所受惯性载荷的方向位于方位ＩＩ和ＩＩＩ区间内。同理，当质量块电极与其他径向电极发生接触时，也可判断出相应载荷方位信息。

      

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       当开关受到沿Ｘ轴正方向的惯性力时，质量块将沿Ｘ轴方向运动，并只与电极１碰撞接触。当开关受到沿Ｘ轴夹角＋４５°方向的惯性载荷时，质量块将沿该方向运动，此时与电极２碰撞接触，而与电极１临界不接触。开关受到沿与Ｘ轴夹角－４５°的方向的惯性载荷时，开关的惯性质量块将沿这个方向运动，此时质量块与电极１碰撞接触，而与电极４临界不接触。因此可以看出当开关所受惯性力在Ｉ区间内时，开关只有径向电极１闭合；惯性力在ＩＩ区间肉时，开关只有径向电极２闭合；惯性力在ＩＩＩ区间内时，开关只有径向电极３闭合；惯性力在ＩＶ区间内时，开关只有径向电极４闭合。

    电极闭合状态及相应区间划分综上所述，当质量块电极与电极１碰撞接触，可判断开关此时所受惯性载荷方位位于Ｉ区内，其他方向同理，当质量块电极分别与电极２、３、４碰撞接触，可分别判断开关此时所受惯性载荷方位位于ＩＩ、ＩＶ区内。对比分析上述两种平面角０识别方案，可以发现两者各有优缺点：

    （１）从识别功能上讲，两种方案均可ｔＵ这到识别平面载荷方位的目的，不同的是，方案一由于布置的径向电极更多，ＸＯＹ平面分为１２个区间，所以能够识别载荷方位的精度更高，而方案二只能在ＸＯＹ平面内分为４个区间来识别。 

   （２）从结构复杂度上来讲，显然方案一开关有６个＂一＂字形径向电极，并且为了保证质量块与径向电极接触时间足够，径向电极还设置了蛇形支撑弹黃，结构上远远比方案二中的悬臂梁式径向电极复杂的多，并且方案一中可能的电极闭合状态较多，后续处理电路设计也会相对复杂。

    （３）从弹黃质量块形式来讲，方案一采用的是弹黃内支撑的形式，而方案二采用的是弹黃外支撑的形式，从ＬＪ前的万向开关设计经验来看，弹黃外支撑形式比内支撑形式更好ＰＷ，开关的前兰阶模态为平动，能够减小开关对翻转、旋转的响应，更有利于开关的工作稳定性。

   （４）从抗过载能力来讲，方案二中设置有中心、止挡柱，能够在过载加速度下保证质量块位移不至于过大，减小支撑弹黃上的应力，保证开关结构不被损坏，更适合引信环境使用。

    （５）从开关闭合性能来讲，方案一和方案二中质量块与径向电极接触均属于面面接触，一方面，点面接触时两电极间静电力比面面接触时的静电力小的多；另一方面，点面接触的接触稳定性更好，开关信号初期抖动较小，点面接触具有更好的接触效果，因此考虑结构改进时引入点面接触。综合考虑方案一和方案二优缺点的基础上，我们提出了方案三，可以看出方案王主要是在方案二的基础上改进的模型。

    

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