CN102157298A - 永磁式碰撞传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁式碰撞传感器，主要解决现有技术中磁吸式碰撞传感器存在对碰撞检测不准确，触点接触后稳定性差，抗干扰能力差和需要外界持续供能的问题。该传感器包括外壳(3)、柔性梁(2)和质量块(1)组成的悬臂梁结构，动磁块(4)和固定磁块(5)组成的永磁组合结构，动触点(6)和固定触点(7)组成的桥接式触点结构。当碰撞强度达到危险阈值时，质量块(1)在柔性梁(2)带动下做竖直运动，并带动动触点(6)与固定触点(7)接触，触后依靠永磁吸合力维持接触稳定。该传感器具有检测准确、触后维持稳定和功耗低的特点。可作为关键感应元件应用于车辆安全系统、电子设备保护系统以及航空航天的保护系统中。
Description
本发明同时申请了实用新型。
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，特别是一种永磁式碰撞传感器，可用于对碰撞强度的准确检测。
背景技术
碰撞传感器可以检测碰撞强度，当碰撞强度达到危险阈值时，通过金属电极的吸合与断开实现电路的开关切换而发出信号，从而保护车辆乘员或仪器设备，因此碰撞传感器在汽车、通讯、宇航、自动检测仪器等系统中具有广泛需求。
现有碰撞传感器技术中，大部分采用磁体吸附金属球的方式，依靠永磁体对软磁金属球的吸合作用来使触点保持断开状态，当碰撞发生时的惯性力大于磁体的吸合力时，软磁金属球会撞向机械触点，导通电路。然而由于碰撞过程中传感器结构的弹性恢复力或碰撞接触力使得触点难以稳定接触，容易造成触点接触时间短或触点接触不稳定的现象。如专利CN01268160中所述的碰撞传感器，这种传感器主要依靠磁体所吸附的钢球碰撞触点来导通电路，容易发生回弹，不能使触点保持稳定接触状态。又如专利CN1852815A中所述的传感器，主要利用电磁涡流效应来感应碰撞引起的磁场变化，进而借助CPU计算碰撞强度。这种传感器只有在外界持续供电的情况下才能正常工作，而且在碰撞过程中极容易使其供电系统受到影响而无法准确感应，既增加了传感器的结构复杂性，增加了能耗，又降低了传感器的抗干扰能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种永磁式碰撞传感器，以实现对碰撞强度的准确检测，维持触点接触后的稳定，增强抗干扰能力和降低能耗。
为实现上述目的，本发明的永磁式碰撞传感器，包括：质量块、外壳、固定磁块和固定触点，其特征在于，固定触点由左固定触点和右固定触点组成，设置在动触点的下方并与外壳相连接；质量块上固定有动磁块和动触点，质量块通过柔性梁与外壳相连接；固定磁块设置在动磁块的右下方并与外壳相连接；当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，质量块带动动触点分别与左固定触点和右固定触点迅速接触。
所述的动磁块固定在质量块的右侧，动触点固定在质量块下部，质量块沿竖直方向运动。
所述的柔性梁由上层柔性梁和下层柔性梁组成，一端固定于外壳上，另一端与质量块相连接，组成悬臂梁结构。
所述的外壳为绝缘材料，内部填充阻尼物质，固定磁块连接在该外壳的内部右侧，固定触点连接在外壳的内下方。
所述的动磁块与固定磁块之间在垂直方向和水平方向上设有间隙，质量块沿竖直方向运动过程中，动磁块与固定磁块之间的垂直距离保持不变。
所述的动触点接触固定触点时，动触点作为连接桥，导通左固定触点和右固定触点所连接的外部电路。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1)本发明由于将柔性梁一端固定于外壳上，另一端与质量块相连接，组成悬臂梁结构，因而当外界碰撞产生的惯性力达到危险阈值时，能够通过悬臂式结构的垂直运动，带动质量块上的动触点迅速与固定触点接触，导通固定触点所连接的外部电路，实现碰撞强度的准确检测。
2)本发明由于将固定磁块设置在动磁块的右下方组成永磁组合结构，通过永磁组合结构产生的永磁吸合力使动触点与固定触点接触后无需外界供能就能保持稳定，有效地提高了传感器的抗干扰能力，解决了触点接触后保持稳定和降低能耗的问题。
3)本发明可根据外界碰撞强度的不同，通过选择不同电磁性能的固定磁块和动磁块，以及不同弹性系数的柔性梁，能够满足不同应用场合的使用要求。
4)本发明的碰撞传感器包括零件数目少，结构简单，易于装配，适合大批量生产。
附图说明
图1是本发明处于“开”状态的结构图；
图2是本发明处于“关”状态的结构图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的结构做进一步描述：
参照图1，本发明包括：质量块1、柔性梁2、外壳3、动磁块4、固定磁块5、动触点6和固定触点7。其中柔性梁2为双层柔性梁，由上层柔性梁2a和下层柔性梁2b组成；外壳3为常见的具有绝缘性质的工程材料，如橡胶，有机玻璃，TPEE等，内部填充阻尼物质；动触点6和固定触点7由具有导电性的合金材料制成，如铜，铝，金等；固定触点7由左固定触点7a和右固定触点7b组成。
上层柔性梁2a和下层柔性梁2b一端固定在外壳3上，另一端与质量块1连接，组成悬臂梁结构，当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，上层柔性梁2a和下层柔性梁2b发生弯曲变形；质量块1受到惯性力作用时沿竖直方向运动，动磁块4固定在质量块1的右侧，动触点6固定在质量块1的下部；固定磁块5设置在动磁块4的右下，并连接在外壳3的内部右侧，固定磁块5与动磁块4之间在垂直方向和水平方向上设有间隙，质量块1沿竖直方向运动过程中，固定磁块5与动磁块4之间的垂直距离保持不变，组成永磁组合结构；左固定触点7a和右固定触点7b设在动触点6的下方，并连接在外壳3的内下方，当动触点6在质量块1的带动下与左固定触点7a和右固定触点7b接触时，动触点6作为连接桥，导通左固定触点7a和右固定触点7b所连接的外部电路，组成桥接式触点结构。
通过上层梁2a和下层梁2b的支撑作用，动触点6与左固定触点7a和右固定触点7b保持断开状态，使本发明处于“开”状态。
当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，上层柔性梁2a和下层柔性梁2b发生弯曲变形，质量块1因惯性力作用做竖直运动，带动动触点6分别与左固定触点7a和右固定触点7b迅速接触，此时动触点6作为连接桥，导通左固定触点7a和右固定触点7b所连接的外部电路，并依靠动磁块4与固定磁块5之间的永磁吸合力作用保持接触稳定，使本发明处于“关”状态，如图2所示。
Claims (7)
1.一种永磁式碰撞传感器，包括：质量块(1)、外壳(3)、固定磁块(5)和固定触点(7)，其特征在于，固定触点(7)由左固定触点(7a)和右固定触点(7b)组成，设置在动触点(6)的下方并与外壳(3)相连接；质量块(1)上固定有动磁块(4)和动触点(6)，质量块(1)通过柔性梁(2)与外壳(3)相连接；固定磁块(5)设置在动磁块(4)的右下方并与外壳(3)相连接，组成永磁组合结构；当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，质量块(1)带动动触点(6)分别与左固定触点(7a)和右固定触点(7b)迅速接触。
2.根据权利要求1所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：动磁块(4)固定在质量块(1)的右侧，动触点(6)固定在质量块(1)下部，质量块(1)沿竖直方向运动。
3.根据权利要求1所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：柔性梁(2)由上层柔性梁(2a)和下层柔性梁(2b)组成，一端固定于外壳(3)上，另一端与质量块(1)相连接，组成悬臂梁结构。
4.根据权利要求1所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：外壳(3)为绝缘材料，内部填充阻尼物质。
5.根据权利要求1或4所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：固定磁块(5)连接在外壳(3)的内部右侧，固定触点(7)连接在外壳(3)的内下方。
6.根据权利要求1所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：动磁块(4)与固定磁块(5)之间在垂直方向和水平方向上设有间隙，质量块(1)沿竖直方向运动过程中，动磁块(4)与固定磁块(5)之间的垂直距离保持不变。
7.根据权利要求1所述的永磁式碰撞传感器，其特征在于：动触点(6)接触固定触点(7)时，动触点(6)作为连接桥，导通左固定触点(7a)和右固定触点(7b)所连接的外部电路。
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