一種微小型火藥作動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)電動(dòng)力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微小型火藥作動(dòng)器。本發(fā)明主要解決目前國(guó)內(nèi)外作動(dòng)器體積大、功能單一的問(wèn)題，包括蓋板、基板、滑塊和發(fā)火機(jī)構(gòu)，本發(fā)明利用火藥燃燒產(chǎn)生的氣體壓力推動(dòng)滑塊做直線運(yùn)動(dòng)，完成推銷與拔銷動(dòng)作；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，反應(yīng)迅速、驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種微小型火藥作動(dòng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)電動(dòng)力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微小型火藥作動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]微小型作動(dòng)器是微小型機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換、運(yùn)動(dòng)與力的傳遞，以及對(duì)系統(tǒng)激勵(lì)的響應(yīng)等功能，是微小型機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的關(guān)鍵部件。根據(jù)能源供給方式的不同，目前微小型作動(dòng)器一般分為靜電型、電磁型、壓電型、電熱型和熱膨脹型等。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外研究的微小型作動(dòng)器中，靜電型和電磁型需要在高電壓下才能正常工作和獲得較大位移，而且產(chǎn)生的推力也比較??；電熱型作動(dòng)器反應(yīng)速度慢，壓電型驅(qū)動(dòng)位移小。
[0004]微小型火藥作動(dòng)器的原理為給微小型火藥作動(dòng)器內(nèi)電橋通電，使其迅速升溫引燃作動(dòng)器內(nèi)火藥，火藥瞬間燃燒產(chǎn)生的氣體壓力推動(dòng)帶有銷子的滑塊做直線運(yùn)動(dòng)，完成推銷與拔銷動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種微小型火藥作動(dòng)器，該作動(dòng)器利用火藥燃燒產(chǎn)生的氣體壓力推動(dòng)滑塊做直線運(yùn)動(dòng)，完成推銷與拔銷動(dòng)作，能夠解決現(xiàn)有微小型作動(dòng)器產(chǎn)生推力較小、反應(yīng)速度慢、位移較小的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種微小型火藥作動(dòng)器，包括蓋板、基板、滑塊和發(fā)火機(jī)構(gòu)；
[0007]其中，所述蓋板為正方體結(jié)構(gòu)，在所述蓋板底面開(kāi)有一個(gè)正方形凹槽，在所述正方形凹槽的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上各開(kāi)有一個(gè)貫穿壁厚的通槽，分別為第一通槽和第二通槽；在所述蓋板的正方形凹槽底面開(kāi)有一個(gè)安裝槽，該安裝槽與所述兩個(gè)通槽的方向?yàn)榇怪痹O(shè)置，在所述安裝槽的兩端加工貫穿所述蓋板上下底面的安裝通槽，分別為第一安裝通槽和第二安裝通槽；
[0008]所述基板為正方體結(jié)構(gòu)，在所述基板底面開(kāi)有一個(gè)矩形凹槽，在所述矩形凹槽的相對(duì)側(cè)壁上對(duì)稱加工兩個(gè)臺(tái)階面，分別為第一臺(tái)階面和第二臺(tái)階面；沿所述矩形凹槽第一臺(tái)階面所在的側(cè)壁面方向開(kāi)有貫通基板的通槽，分別為第一裝配通槽和第二裝配通槽；在所述基板對(duì)稱的兩側(cè)壁外端面設(shè)有矩形凸塊，分別為第一安裝耳和第二安裝耳，所述第一安裝耳和第二安裝耳與蓋板的兩個(gè)安裝通槽為對(duì)應(yīng)設(shè)置；
[0009]所述滑塊為三根支桿組成的一體結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)桿和短桿平行設(shè)置，所述橫桿分別與所述長(zhǎng)桿和短桿垂直設(shè)置，所述長(zhǎng)桿的外側(cè)面與所述基板矩形凹槽的側(cè)壁貼合，所述長(zhǎng)桿貫穿所述第一裝配通槽和第二裝配通槽，所述短桿的外側(cè)面及底面由第二臺(tái)階面限位，在所述長(zhǎng)桿、短桿與所述基板矩形凹槽的相對(duì)面加工有矩形槽，兩個(gè)所述矩形槽位于所述橫桿上水平面的下方且沿厚度方向貫穿所述滑塊；分別形成第一剪切梁和第二剪切梁；[0010]其連接關(guān)系在于:所述發(fā)火機(jī)構(gòu)安裝在所述蓋板的安裝槽處并使所述發(fā)火機(jī)構(gòu)左右伸出安裝槽，所述滑塊安裝在所述基板的矩形凹槽內(nèi)，所述滑塊的第一剪切梁和第二剪切梁分別卡在所述基板矩形凹槽的第一臺(tái)階面和第二臺(tái)階面處；所述基板裝在所述蓋板的正方形凹槽內(nèi)，所述基板的第一安裝耳和第二安裝耳與所述蓋板的第一安裝通槽和第二安裝通槽裝配；所述滑塊的長(zhǎng)桿通過(guò)所述蓋板的第一通槽和第二通槽并使所述滑塊的長(zhǎng)桿伸出所述蓋板的第一通槽，在所述蓋板正方形凹槽底面、基板矩形凹槽底面、滑塊三根支桿之間形成密閉的燃燒腔室。
[0011]在微小型火藥作動(dòng)器中，傳統(tǒng)發(fā)火機(jī)構(gòu)不能適用于本發(fā)明，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述發(fā)火機(jī)構(gòu)包括發(fā)火藥、柔性電路板、大焊盤(pán)、橋絲和小焊盤(pán)，在所述柔性電路板的中部左右對(duì)稱設(shè)有小焊盤(pán)，所述橋絲焊接在兩個(gè)所述小焊盤(pán)之間，在所述柔性電路板的左右端設(shè)有大焊盤(pán)，所述大焊盤(pán)與所述小焊盤(pán)之間連接有導(dǎo)線，所述發(fā)火藥將小焊盤(pán)和橋絲覆蓋，所述發(fā)火藥位于燃燒腔室內(nèi)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
[0013]一、本發(fā)明公開(kāi)的一種利用火藥燃燒產(chǎn)生的氣體壓力推動(dòng)滑塊做直線運(yùn)動(dòng)，完成推銷器與拔銷器功能的微小型火藥作動(dòng)器，采用平面結(jié)構(gòu)，尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，反應(yīng)迅速、驅(qū)動(dòng)力大。本發(fā)明的作動(dòng)器工作時(shí)，所述滑塊長(zhǎng)邊的伸出端縮進(jìn)所述基板，起到拔銷器作用；同時(shí)，所述滑塊長(zhǎng)邊的另一端伸出所述基板，起到推銷器作用。
[0014]二、由于所述發(fā)火機(jī)構(gòu)由發(fā)火藥、柔性電路板、大焊盤(pán)、橋絲和小焊盤(pán)組合而成，能夠適用本發(fā)明提供的微小型火藥作動(dòng)器，在較小的空間內(nèi)能夠迅速引燃發(fā)火藥。
[0015]三、所述滑塊的長(zhǎng)邊與所述基板的裝配豁口處為滑動(dòng)密封配合，所述基板和蓋板連接處為密封配合；可以防止燃燒腔室漏氣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的裝配仰視圖；
[0017]圖2為圖1的A向剖視圖；
[0018]圖3為蓋板的立體圖；
[0019]圖4為基板的立體圖；
[0020]圖5為滑塊的立體圖；
[0021]圖6為蓋板和柔性電路板裝配仰視圖；
[0022]圖7為圖6的右視圖；
[0023]圖8為基板和滑塊的裝配俯視圖。
[0024]其中，1-蓋板；11_第一通槽；12_第二通槽；13_第一安裝通槽；14_第二安裝通槽；2_基板；21_第一安裝耳；22_第二安裝耳；23_第一裝配通槽；24_第二裝配通槽；25-第一臺(tái)階面；26_第二臺(tái)階面；3_滑塊；31_第一剪切梁；32_第二剪切梁；4_發(fā)火藥；5-柔性電路板；6_大焊盤(pán)；7_橋絲；8_小焊盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。[0026]本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案是:一種微小型火藥作動(dòng)器，包括蓋板1、基板2、滑塊3和發(fā)火機(jī)構(gòu)；
[0027]其中，所述蓋板I為正方體結(jié)構(gòu)，在所述蓋板I底面開(kāi)有一個(gè)正方形凹槽，在所述正方形凹槽的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上各開(kāi)有一個(gè)貫穿壁厚的通槽，分別為第一通槽11和第二通槽12 ;在所述蓋板I的正方形凹槽底面開(kāi)有一個(gè)安裝槽，該安裝槽與所述兩個(gè)通槽的方向?yàn)榇怪痹O(shè)置，在所述安裝槽的兩端加工貫穿所述蓋板I上下底面的安裝通槽，分別為第一安裝通槽13和第二安裝通槽14 ；
[0028]所述基板2為正方體結(jié)構(gòu)，在所述基板2底面開(kāi)有一個(gè)矩形凹槽，在所述矩形凹槽的相對(duì)側(cè)壁上對(duì)稱加工兩個(gè)臺(tái)階面，分別為第一臺(tái)階面25和第二臺(tái)階面26 ;沿所述矩形凹槽第一臺(tái)階面25所在的側(cè)壁面方向開(kāi)有貫通基板2的通槽，分別為第一裝配通槽23和第二裝配通槽24 ;在所述基板2對(duì)稱的兩側(cè)壁外端面設(shè)有矩形凸塊，分別為第一安裝耳21和第二安裝耳22，所述第一安裝耳21和第二安裝耳22與蓋板I的兩個(gè)安裝通槽為對(duì)應(yīng)設(shè)置；
[0029]所述滑塊3為三根支桿組成的一體結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)桿和短桿平行設(shè)置，所述橫桿分別與所述長(zhǎng)桿和短桿垂直設(shè)置，所述長(zhǎng)桿的外側(cè)面與所述基板2矩形凹槽的側(cè)壁貼合，所述長(zhǎng)桿貫穿所述第一裝配通槽23和第二裝配通槽24，所述短桿的外側(cè)面及底面由第二臺(tái)階面26限位，在所述長(zhǎng)桿、短桿與所述基板2矩形凹槽的相對(duì)面加工有矩形槽，兩個(gè)所述矩形槽位于所述橫桿上水平面的下方且沿厚度方向貫穿所述滑塊3 ;分別形成第一剪切梁31和第二剪切梁32 ；
[0030]其連接關(guān)系在于:所述發(fā)火機(jī)構(gòu)安裝在所述蓋板I的安裝槽處并使所述發(fā)火機(jī)構(gòu)左右伸出安裝槽，所述滑塊3安裝在所述基板2的矩形凹槽內(nèi)，所述滑塊3的第一剪切梁31和第二剪切梁32分別卡在所述基板2矩形凹槽的第一臺(tái)階面25和第二臺(tái)階面26處；所述基板2裝在所述蓋板I的正方形凹槽內(nèi)，所述基板2的第一安裝耳21和第二安裝耳22與所述蓋板I的第一安裝通槽13和第二安裝通槽14裝配；所述滑塊3的長(zhǎng)桿通過(guò)所述蓋板I的第一通槽11和第二通槽12并使所述滑塊3的長(zhǎng)桿伸出所述蓋板I的第一通槽11，在所述蓋板I正方形凹槽底面、基板2矩形凹槽底面、滑塊3三根支桿之間形成密閉的燃燒腔室。
[0031]所述發(fā)火機(jī)構(gòu)包括發(fā)火藥4、柔性電路板5、大焊盤(pán)6、橋絲7和小焊盤(pán)8，在所述柔性電路板5的中部左右對(duì)稱設(shè)有小焊盤(pán)8，所述橋絲7焊接在兩個(gè)所述小焊盤(pán)8之間，在所述柔性電路板5的左右端設(shè)有大焊盤(pán)6，所述大焊盤(pán)6與所述小焊盤(pán)8之間連接有導(dǎo)線，所述發(fā)火藥4將小焊盤(pán)8和橋絲7覆蓋，所述發(fā)火藥4位于燃燒腔室內(nèi)。
[0032]所述滑塊3的長(zhǎng)桿與所述基板2的第一裝配豁口 23和第二裝配豁口 24處為滑動(dòng)密封配合。
[0033]所述基板2和蓋板I連接處為密封配合。
[0034]先對(duì)兩個(gè)所述大焊盤(pán)6進(jìn)行通電，所述大焊盤(pán)6通過(guò)導(dǎo)線、小焊盤(pán)8將位于兩個(gè)所述小焊盤(pán)8之間的橋絲7瞬間加熱,進(jìn)而引燃發(fā)火藥4，發(fā)火藥4燃燒后瞬間產(chǎn)生的大量燃燒氣使燃燒腔室內(nèi)氣壓迅速增大，推動(dòng)滑塊3后運(yùn)動(dòng)，將所述滑塊3的剪切梁剪斷并使所述滑塊3的橫梁運(yùn)動(dòng)至所述基板2的臺(tái)階凹槽側(cè)壁處。作動(dòng)器工作時(shí)，所述滑塊3長(zhǎng)邊的伸出端縮進(jìn)所述基板2，起到拔銷器作用；同時(shí)，所述滑塊3長(zhǎng)邊的另一端伸出所述基板2，起到推銷器作用。[0035]所述發(fā)火藥4選用斯蒂芬酸鉛(LTNR)，其用量的計(jì)算過(guò)程如下:
[0036]步驟一:計(jì)算基板、滑塊和蓋板之間的空腔的體積
[0037]Vrt= wXhXl (1)
[0038]其中:ν?產(chǎn)基板2、滑塊3和蓋板1之間的空腔的體積；w為長(zhǎng)方體空腔寬；h為長(zhǎng)方體空腔高；1為長(zhǎng)方體空腔長(zhǎng)；
[0039]步驟二:計(jì)算發(fā)火藥4斯蒂芬酸鉛(LTNR)燃燒產(chǎn)生的壓強(qiáng):
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種微小型火藥作動(dòng)器，其特征在于:包括蓋板(I)、基板(2)、滑塊(3)和發(fā)火機(jī)構(gòu)； 其中，所述蓋板(I)為正方體結(jié)構(gòu)，在所述蓋板(I)底面開(kāi)有一個(gè)正方形凹槽，在所述正方形凹槽的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上各開(kāi)有一個(gè)貫穿壁厚的通槽，分別為第一通槽(11)和第二通槽(12);在所述蓋板(I)的正方形凹槽底面開(kāi)有一個(gè)安裝槽，該安裝槽與所述兩個(gè)通槽的方向?yàn)榇怪痹O(shè)置，在所述安裝槽的兩端加工貫穿所述蓋板(I)上下底面的安裝通槽，分別為第一安裝通槽(13)和第二安裝通槽(14)； 所述基板(2)為正方體結(jié)構(gòu)，在所述基板(2)底面開(kāi)有一個(gè)矩形凹槽，在所述矩形凹槽的相對(duì)側(cè)壁上對(duì)稱加工兩個(gè)臺(tái)階面，分別為第一臺(tái)階面(25)和第二臺(tái)階面(26);沿所述矩形凹槽第一臺(tái)階面(25)所在的側(cè)壁面方向開(kāi)有貫通基板(2)的通槽，分別為第一裝配通槽(23)和第二裝配通槽(24);在所述基板(2)對(duì)稱的兩側(cè)壁外端面設(shè)有矩形凸塊，分別為第一安裝耳(21)和第二安裝耳(22)，所述第一安裝耳(21)和第二安裝耳(22)與蓋板(I)的兩個(gè)安裝通槽為對(duì)應(yīng)設(shè)置； 所述滑塊(3)為三根支桿組成的一體結(jié)構(gòu)，其中長(zhǎng)桿和短桿平行設(shè)置，所述橫桿分別與所述長(zhǎng)桿和短桿垂直設(shè)置，所述長(zhǎng)桿的外側(cè)面與所述基板(2)矩形凹槽的側(cè)壁貼合，所述長(zhǎng)桿貫穿所述第一裝配通槽(23)和第二裝配通槽(24)，所述短桿的外側(cè)面及底面由第二臺(tái)階面(26)限位，在所述長(zhǎng)桿、短桿與所述基板(2)矩形凹槽的相對(duì)面加工有矩形槽，兩個(gè)所述矩形槽位于所述橫桿上水平面的下方且沿厚度方向貫穿所述滑塊(3);分別形成第一剪切梁(31)和第二剪切梁(32)； 其連接關(guān)系在于:所述發(fā)火機(jī)構(gòu)安裝在所述蓋板(I)的安裝槽處并使所述發(fā)火機(jī)構(gòu)左右伸出安裝槽，所述滑塊(3)安裝在所述基板(2)的矩形凹槽內(nèi)，所述滑塊(3)的第一剪切梁(31)和第二剪切梁(32)分別卡在所述基板(2)矩形凹槽的第一臺(tái)階面(25)和第二臺(tái)階面(26)處；所述基板(2)裝在所述蓋板(I)的正方形凹槽內(nèi)，所述基板(2)的第一安裝耳(21)和第二安裝耳(22)與所述蓋板(I)的第一安裝通槽(13)和第二安裝通槽(14)裝配；所述滑塊(3 )的長(zhǎng)桿通過(guò)所述蓋板(I)的第一通槽(11)和第二通槽(12 )并使所述滑塊(3 )的長(zhǎng)桿伸出所述蓋板(I)的第一通槽(11)，在所述蓋板(I)正方形凹槽底面、基板(2)矩形凹槽底面、滑塊(3 )三根支桿之間形成密閉的燃燒腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微小型火藥作動(dòng)器，其特征在于:所述發(fā)火機(jī)構(gòu)包括發(fā)火藥(4)、柔性電路板(5)、大焊盤(pán)(6)、橋絲(7)和小焊盤(pán)(8)，在所述柔性電路板(5)的中部左右對(duì)稱設(shè)有小焊盤(pán)(8)，所述橋絲(7)焊接在兩個(gè)所述小焊盤(pán)(8)之間，在所述柔性電路板(5)的左右端設(shè)有大焊盤(pán)(6)，所述大焊盤(pán)(6)與所述小焊盤(pán)(8)之間連接有導(dǎo)線，所述發(fā)火藥(4)將小焊盤(pán)(8)和橋絲(7)覆蓋，所述發(fā)火藥(4)位于燃燒腔室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微小型火藥作動(dòng)器，其特征在于:所述滑塊(3)的長(zhǎng)桿與所述基板(2)的第一裝配豁口(23)和第二裝配豁口(24)處為滑動(dòng)密封配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微小型火藥作動(dòng)器，其特征在于:所述基板(2)和蓋板(I)連接處為密封配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微小型火藥作動(dòng)器，其特征在于:所述橋絲(7)選用直徑為8?12 μ m鎳鉻合金橋絲。
【文檔編號(hào)】F15B15/19GK103821795SQ201410024178
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】李國(guó)中, 石庚辰, 隋麗, 韓杰, 杜琳, 劉國(guó)華, 張婧, 鄺應(yīng)龍, 耿劍 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)