1設(shè)計背景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,要求控制機構(gòu)的體積越來越小,重量越來越輕,可靠性越來越高,因此,配套的微動開關(guān)體積也相應(yīng)需要越來越小,小體積微動開關(guān)的需求量逐年上升。其中,有不少用戶對可靠性要求更高,需使用小體積雙冗余微動開關(guān)才能保證控制機構(gòu)可靠工作,在這樣的市場需求下,研發(fā)了Kw5C一0Z2一1型微動開關(guān)。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計

該開關(guān)借鑒我廠成熟產(chǎn)品Kw5C一0Z一1型微動開關(guān)的較鏈?zhǔn)絾蔚峨p擲換向機構(gòu),這種機構(gòu)具有動作穩(wěn)定性好、壽命長、可靠性高和動觸點自潔功能等優(yōu)點。以它為原型,設(shè)計同步的雙冗余換向機構(gòu)(較鏈?zhǔn)诫p刀雙擲),多次對按鍵、蓋和基座進行了大幅度改進,開關(guān)性能得到了很大的提高(圖1)。由于高度受限制,Kw5C一0Z2一1型微動開關(guān)與Kw5C一0Z一1型微動開關(guān)高度相同,而長度和厚度增加一倍。雙刀動作互不干涉,除具有單刀的優(yōu)點外,雙冗余用法可靠性翻倍。

(1)按鍵:按鍵設(shè)計為長方體＋圓柱結(jié)構(gòu),即導(dǎo)向部分為圓柱結(jié)構(gòu),頂部按壓位置設(shè)計為半球狀,這樣可確保每次按壓在球狀的最高點,按壓位置幾乎相同(圖2)。

(2)蓋:增加導(dǎo)向長度,按鍵在蓋中活動由基本型的1.4mm的壁厚導(dǎo)向,改為3.2mm的中心導(dǎo)向,以防止按鍵在位移過程中出現(xiàn)偏載,影響兩刀動作的同步性(圖3)。

(3)基座:將兩個傳統(tǒng)開關(guān)的基座一體化,確保開關(guān)動作的一致性、同步性及雙冗余性(雙倍可靠),提高了產(chǎn)品功能的可靠性,改善了產(chǎn)品的可調(diào)性,提高了裝配合格率,降低了調(diào)試難度。中間設(shè)計的隔板起到電氣隔離作用,兩組開關(guān)動作互不干擾(圖4)。

3工作原理

當(dāng)按鍵受外力下壓位移時,兩個向下機構(gòu)中的連接片一并垂直下移,同時弓簧片受擠壓發(fā)生形變,儲存彈性勢能,當(dāng)位移量達到開關(guān)換向點時,兩個動觸片同時跳躍,開關(guān)同時換向。當(dāng)外力消除后,在弓簧片釋放彈性勢能,開關(guān)同時復(fù)位。

4優(yōu)勢

(1)小體積雙冗余微動開關(guān)是將兩個傳統(tǒng)開關(guān)的基座一體化,確保開關(guān)動作的一致性、同步性及雙冗余性(雙倍可靠),提高產(chǎn)品功能的可靠性。中間隔板的設(shè)計起到電氣隔離作用,兩組開關(guān)動作互不干擾。

(2)該開關(guān)采用一個按鍵控制兩刀開關(guān)同時動作,基座結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計,雙冗余用法使得可靠性比傳統(tǒng)單刀開關(guān)提高了一倍,是我廠體積最小(13mm×10.2mm×13.7mm)的雙刀雙擲微動開關(guān)。采用較鏈?zhǔn)綋Q向機構(gòu),壽命長(8萬次),塑料件采用耐高溫模塑料,具有耐高溫(＋200℃)等優(yōu)點,兩年內(nèi)被多家用戶選中。該開關(guān)由于體積小,容易擴展品種,已擴展的品種有Kw5C-0Z2-6、Kw5C-1Z2-1、Kw5C-3Z2-1,需求量也在不斷增加,具有良好的市場前景。

5結(jié)語

小體積雙冗余微動開關(guān)經(jīng)過幾年的研發(fā),工藝技術(shù)已經(jīng)穩(wěn)定。到目前為止,有多批開關(guān)基于企軍標(biāo)o/MA20265/Z一2014《Kw5C雙刀系列微動開關(guān)詳細規(guī)范》做全面試驗,試驗結(jié)果均合格,目前已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。