MEMS慣性開(kāi)關(guān)具有體積小、成本低、可靠性高以及便于集成化等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、電子通信、汽車工業(yè)以及安全運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本文以汽車安全氣囊輔助系統(tǒng)中的加速度開(kāi)關(guān)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了一款單向敏感的低g值微型慣性開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)、增強(qiáng)接觸效果以及抗過(guò)載等功能,同時(shí)基于UV-LIGA技術(shù)完成了慣性開(kāi)關(guān)的制作。最后采用落錘裝置和離心機(jī)測(cè)試了開(kāi)關(guān)的加速度閾值、響應(yīng)時(shí)間和閉合時(shí)間等性能參數(shù)。本文建立了開(kāi)關(guān)的基本模型,研究了系統(tǒng)的加速度閾值、響應(yīng)時(shí)間和閉合時(shí)間等性能的影響因素。分析了在加速度載荷作用下,質(zhì)量塊與固定電極的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,探究了開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)及環(huán)境載荷特性對(duì)系統(tǒng)性能的影響;揭示了系統(tǒng)閉合時(shí)間的主要影響因素為固定電極剛度。在開(kāi)關(guān)性能研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合開(kāi)關(guān)的安全氣囊應(yīng)用環(huán)境,確定開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)方法。確定了開(kāi)關(guān)在加速度脈寬下最合適的固有頻率,進(jìn)而對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)低g值的性能要求,采用四根阿基米德螺旋梁作為支撐彈簧。質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)采用外支撐的形式,使得開(kāi)關(guān)能夠穩(wěn)定地識(shí)別沖擊信號(hào)。設(shè)計(jì)的固定電極為兩段懸臂梁式的弧形結(jié)構(gòu),相比于一體式的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)電極具有更低的剛度,... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外MEMS慣性開(kāi)關(guān)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 低g值開(kāi)關(guān)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 增強(qiáng)接觸效果的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
2 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的基本模型和性能影響因素分析
    2.1 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的基本模型和工作頻率分析
    2.2 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的主要性能影響因素分析
        2.2.1 加速度閾值性能分析
        2.2.2 響應(yīng)時(shí)間性能分析
        2.2.3 閉合時(shí)間性能分析
    2.3 本章小結(jié)
3 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)性能仿真
    3.1 開(kāi)關(guān)的應(yīng)用環(huán)境及設(shè)計(jì)目標(biāo)
    3.2 開(kāi)關(guān)的固有頻率設(shè)計(jì)
    3.3 開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.1 質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.3.2 質(zhì)量塊-固定電極間隙設(shè)計(jì)
        3.3.3 軸向電極設(shè)計(jì)
        3.3.4 限位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.5 開(kāi)關(guān)整體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)尺寸
    3.4 開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)性能仿真分析
        3.4.1 響應(yīng)性能分析
        3.4.2 閉合性能分析
        3.4.3 適應(yīng)性能分析
        3.4.4 抗過(guò)載性能分析
    3.5 本章小結(jié)
4 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的加工制作
    4.1 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的制作方案確定
    4.2 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的制作流程
        4.2.1 基底預(yù)處理
        4.2.2 開(kāi)關(guān)第一層結(jié)構(gòu)制作
        4.2.3 開(kāi)關(guān)第二至第六層結(jié)構(gòu)制作
        4.2.4 開(kāi)關(guān)的去膠釋放
        4.2.5 開(kāi)關(guān)的封裝
    4.3 開(kāi)關(guān)制作誤差分析
    4.4 尺寸測(cè)量
    4.5 本章小結(jié)
5 MEMS慣性開(kāi)關(guān)的性能測(cè)試
    5.1 慣性開(kāi)關(guān)的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試原理
        5.1.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果分析
        5.1.3 動(dòng)態(tài)測(cè)試誤差分析
    5.2 慣性開(kāi)關(guān)的靜態(tài)性能測(cè)試
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試原理
        5.2.2 靜態(tài)測(cè)試結(jié)果分析
        5.2.3 靜態(tài)測(cè)試誤差分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]談?wù)勂嚢踩珰饽以砼c檢修[J]. 鄭怡曠.  時(shí)代汽車. 2018(07)
[2]汽車側(cè)面碰撞駕駛員側(cè)側(cè)氣囊仿真研究[J]. 程海東,田國(guó)紅,孫立國(guó),齊登科.  汽車實(shí)用技術(shù). 2017(24)
[3]低g值微慣性開(kāi)關(guān)中阿基米德平面螺旋梁的設(shè)計(jì)[J]. 張鳳田,熊壯,金偉鋒,唐彬.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]電鑄鎳工藝參數(shù)對(duì)鑄鎳層組織和性能的影響[J]. 錢建剛,李海婷,李彭瑞.  稀有金屬材料與工程. 2015(07)
[5]平面微彈簧性能比較研究[J]. 程建建,聶偉榮,周織建,黃慶武.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2014(06)
[6]汽車典型安全氣囊碰撞傳感器分析[J]. 謝幫權(quán).  大眾科技. 2014(11)
[7]電子通信產(chǎn)業(yè)中MEMS技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值[J]. 張堯,王媛媛.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2014(09)
[8]醫(yī)療MEMS:運(yùn)動(dòng)檢測(cè)使新一代醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)發(fā)生變革[J]. Bob Scannell.  電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2011(11)
[9]航空航天Mems傳感器應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 佟玲,鄒文江,劉瀟瀟.  電子世界. 2011(01)
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博士論文
[1]非硅MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)可視化測(cè)試方法研究[D]. 曹云.南京理工大學(xué) 2017
[2]引信用MEMS慣性開(kāi)關(guān)技術(shù)研究[D]. 劉雙杰.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]帶有新型徑向電極的低g值MEMS慣性開(kāi)關(guān)的研制[D]. 李宇.大連理工大學(xué) 2018
[2]多閾值車輛碰撞傳感器的設(shè)計(jì)[D]. 馮泇鋮.大連理工大學(xué) 2016
[3]慣性微開(kāi)關(guān)的制作及正性厚膠工藝研究[D]. 陳勝利.大連理工大學(xué) 2016
[4]引信用雙閾值MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 李保發(fā).南京理工大學(xué) 2016
[5]引信用MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 余平新.南京理工大學(xué) 2015
[6]帶柔性電極的引信用微型萬(wàn)向觸發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 張平.南京理工大學(xué) 2013
[7]超聲改變SU-8膠溶脹性的機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 劉亞萍.大連理工大學(xué) 2012
[8]單軸敏感MEMS慣性開(kāi)關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制作[D]. 蔡豪剛.上海交通大學(xué) 2009
[9]安全氣囊電子控制模塊的開(kāi)發(fā)分析[D]. 李笑笑.上海交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3403778