一种基于磁流变液的微流体惯性开关制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于磁流变液的微流体惯性开关，属于机械电子工程技术领域；本实用新型专利技术包括开关外壳，密封树脂，开关活塞，柔性电极，外接电极，动子电极，缓冲凸，电磁铁，控制芯片，导线，磁流变液槽，开关活塞缓冲区，开关连接槽；本实用新型专利技术通过设置磁流变液槽，使惯性开关的G值更高，使得应用的范围更广；通过设置缓冲凸和柔性电极，使得本实用新型专利技术的使用寿命更长；通过设置电磁铁和控制芯片，从而解决了在工作中惯性开关中的惯性装置有一次跌落之后，由于跌落速度不够，开关不会闭合，但是多次跌落之后，活塞行程累计，最终可能导致开关闭合的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变液的微流体惯性开关
本技术属于机械电子工程
，具体地说，涉及一种基于磁流变液的微流体惯性开关。
技术介绍
目前，大多数的微流体惯性开关主要集中在民用且加速度不大的环境下，此外，对于采用静电或者电磁驱动液滴的方式，虽然可减小驱动电压，但却引入了电磁干扰等问题，对于液态金属开关，金属液滴的体积需要得到较精确的控制，而且由于开关间隙过小，开关受到振动时，很容易引起开关的误动作导致开关导通。采用水银液滴作为运动电极，其开关阈值仅能达到10g左右，此类开关对于高冲击系统中的应该还远远不足，此外，水银具有毒性，易对人体造成伤害，不宜大批量的应用；另外在工作中惯性开关中的惯性装置有一次跌落之后，由于跌落速度不够，开关不会闭合，但是多次跌落之后，活塞行程累计，最终可能导致开关闭合，会影响其他设备的使用；因此，探索一种新的微流体惯性开关，来满足人们的需求是有必要的。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中存在的问题，本技术提供了一种基于磁流变液技术设计的微流体惯性开关，使惯性开关的Ｇ值更高，解决了在工作中惯性开关中的惯性装置多次跌落之后最终可能导致开关闭合的问题。为达到上述目的，本技术采取如下技术方案：一种基于磁流变液的微流体惯性开关，包括开关外壳1，所述开关外壳1内从左至右依次为开关活塞缓冲区18、磁流变液槽17和开关连接槽19，其中开关活塞5位于开关外壳1的中心轴位置，开关活塞5的活塞杆贯通磁流变液槽17，磁流变液槽17与开关活塞5的活塞杆相连的两端用密封树脂2进行密封，开关活塞5可在开关活塞缓冲区18和开关连接槽19中活动，开关活塞5位于开关连接槽19中的末端处设有动子电极9；所述开关连接槽19与磁流变液槽17连接处设有柔性电极7，柔性电极7与外接电极8相连接；开关外壳1右侧内壁上设有电磁铁11，电磁铁11通过导线13与外界的控制芯片12相连，左侧内壁上设有缓冲凸10。进一步的，所述开关活塞5的轴、柔性电极7、缓冲凸10和电磁铁11在同一水平线上。进一步的，所述磁流变液槽17中设有磁流变液体20和磁铁4，磁流变液体20围绕在磁铁4周围，所述磁流变液体20由羰基铁、硅油、触变剂组成。进一步的，所述柔性电极7位于开关活塞5的活塞杆的两侧，包括弹簧21和电极7-1，弹簧21一端与电极7-1相连，另一端固定在开关连接槽19侧壁上。进一步的，所述缓冲凸10和弹簧21均为长度8-12cm的钢丝弹簧。本技术的有益效果：本技术通过设置磁流变液槽，使惯性开关的G值更高，使得应用的范围更广；通过设置缓冲凸和柔性电极，使得本技术的使用寿命更长；通过设置电磁铁和控制芯片，从而解决了在工作中惯性开关中的惯性装置有一次跌落之后，由于跌落速度不够，开关不会闭合，但是多次跌落之后，活塞行程累计，最终可能导致开关闭合的问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的工作结构示意图；图3为本技术的柔性电极结构示意图；图中各标号：1-开关外壳；2-密封树脂；3-磁流变液非工作区域；4-磁铁；5-开关活塞；6-磁流变液工作区域；7-柔性电极；7-1-电极；8-外接电极；9-动子电极；10-缓冲凸；11-电磁铁；12-控制芯片；13-导线；14-磁场区域；15-磁场方向；16-磁流变液运动方向；17-磁流变液槽；18-开关活塞缓冲区；19-开关连接槽；20-磁流变液体；21-弹簧。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。实施例1：如图:所示，一种基于磁流变液的微流体惯性开关，包括开关外壳1，开关外壳1内分为三部分，从左至右分别为开关活塞缓冲区18、磁流变液槽17和开关连接槽19，开关连接槽19和开关活塞缓冲区18的体积相同，开关外壳1的右端设有电磁铁11，电磁铁11通过导线13与外界的控制芯片12相连，左端设有缓冲凸10；其中开关活塞5位于开关外壳1的中心轴位置，开关活塞5的活塞杆贯通磁流变液槽17，磁流变液槽17与开关活塞5的活塞杆相连的两端用密封树脂2进行密封，开关活塞5可在开关活塞缓冲区18和开关连接槽19中活动，开关活塞5位于开关连接槽19中的末端设有动子电极9；开关连接槽19靠近磁流变液槽17的一侧设有柔性电极7，柔性电极7与外接电极8相连接；其开关活塞5的轴、柔性电极7、缓冲凸10和电磁铁11在同一水平线上；开关活塞5在惯性力的作用下朝着柔性电极7往前运动，由于磁流变液体20的作用，开关活塞5最终会停止下来，当开关碰拴前的速度大于开关阈值时，开关活塞5往前运动距离会超过开关连接槽19的长度，进而使得开关活塞5上的动子电极9与柔性电极7接触，开关接通，如果开关活塞5往前运动距离小于开关连接槽19的长度时，控制芯片12控制电磁铁11产生磁性把动子电极9吸回来，即当开关活塞5上动子电极9与电磁铁11脱开后，控制电路开始计时，0.3s之后将电磁铁11变为两块磁场方向相反的电磁铁，直到开关活塞5上动子电极9与电磁铁11重新接触后，电磁铁11脱磁。实施例2：其中开关外壳1材质为硅树脂玻璃纤维，硅树脂玻璃纤维由无碱玻璃纤维纱编织成管后，涂以硅树脂高温处理而成，具有良好的介电性、自熄性，能更好的保护内部结构，使惯性开关使用时更加耐用。开关活塞5的材质为陶瓷，陶瓷更耐磨，重量大能在开关中有更好的产生惯性。如图2所示，其中磁流变液槽17包括磁流变液体20和磁铁4，磁铁4将磁流变液槽17分成磁流变液非工作区域3和磁流变液工作区域6，两者中填充有磁流变液体20，磁流变液体20围绕在磁铁4周围，磁流变液体20由羰基铁、硅油、触变剂组成；磁流变液体20没有毒性，能在磁场作用下改变本身的粘度，使作用力更大，从而使微流体惯性开关的G值提高。如图3所示，其中柔性电极7有两个，位于开关活塞5的活塞杆的两侧，包括弹簧21和电极7-1，弹簧21一端与电极7-1相连，另一端固定在开关连接槽19侧壁上；弹簧21的设计使电极7-1在与动子电极9接触时有缓冲空间，从而保护柔性电极7与动子电极9，是使用寿命更长。其中缓冲凸10和弹簧21都为长度8-12cm的钢丝弹簧，用于保护开关活塞5和开关外壳1，使其使用寿命更长。本技术的工作过程：在使用本装置时，开关活塞5会在惯性力的作用下朝着柔性电极7往前运动，磁流变液体20在磁铁4产生的磁场区域14的作用下运动，如图2所示的磁场方向15为向上，磁流变液体20从磁流变液工作区域6向磁流变液非工作区域3方向运动即图中所示的磁流变液运动方向16，磁流变液体20对开关活塞5产生摩擦力，最终使开关活塞5停止下来；当开关碰拴前的速度大于开关阔值时，开关活塞5往前运动距离会超过开关连接槽19的长度，进而使得开关活塞5上的动子电极9与柔性电极7接触，开关接通，如果开关活塞5往前运动距离小于开关连接槽19的长度时，控制芯片12控制电磁铁11产生磁性把动子电极9吸回来，即当开关活塞5上动子电极9与电磁铁11脱开后，控制电路开始计时，0.3s之后将电磁铁11变为２块磁场方向相反的电磁铁，直到开关活塞5上动子电极9与电磁铁11重新接触后，电磁铁11脱磁。本技术通过设置磁流变液槽17，使惯性开关的G值更高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁流变液的微流体惯性开关，包括开关外壳（1），其特征在于：所述开关外壳（1）内从左至右依次为开关活塞缓冲区（18）、磁流变液槽（17）和开关连接槽（19），其中开关活塞（5）位于开关外壳（1）的中心轴位置，开关活塞（5）的活塞杆贯通磁流变液槽（17），磁流变液槽（17）与开关活塞（5）的活塞杆相连的两端用密封树脂（2）进行密封，开关活塞（5）可在开关活塞缓冲区（18）和开关连接槽（19）中活动，开关活塞（5）位于开关连接槽（19）中的末端处设有动子电极（9）；所述开关连接槽（19）与磁流变液槽（17）连接处设有柔性电极（7），柔性电极（7）与外接电极（8）相连接；开关外壳（1）右侧内壁上设有电磁铁（11），电磁铁（11）通过导线（13）与外界的控制芯片（12）相连，左侧内壁上设有缓冲凸（10）。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变液的微流体惯性开关，包括开关外壳（1），其特征在于：所述开关外壳（1）内从左至右依次为开关活塞缓冲区（18）、磁流变液槽（17）和开关连接槽（19），其中开关活塞（5）位于开关外壳（1）的中心轴位置，开关活塞（5）的活塞杆贯通磁流变液槽（17），磁流变液槽（17）与开关活塞（5）的活塞杆相连的两端用密封树脂（2）进行密封，开关活塞（5）可在开关活塞缓冲区（18）和开关连接槽（19）中活动，开关活塞（5）位于开关连接槽（19）中的末端处设有动子电极（9）；所述开关连接槽（19）与磁流变液槽（17）连接处设有柔性电极（7），柔性电极（7）与外接电极（8）相连接；开关外壳（1）右侧内壁上设有电磁铁（11），电磁铁（11）通过导线（13）与外界的控制芯片（12）相连，左侧内壁上设有缓冲凸（10）。2.根据权利要求1所述的基于磁流变液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘楠，孙亚军，阚立峰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53