1設(shè)計(jì)背景

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

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該開(kāi)關(guān)借鑒我廠成熟產(chǎn)品Kw5C一0Z一1型微動(dòng)開(kāi)關(guān)的較鏈?zhǔn)絾蔚峨p擲換向機(jī)構(gòu),這種機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、可靠性高和動(dòng)觸點(diǎn)自潔功能等優(yōu)點(diǎn)。以它為原型,設(shè)計(jì)同步的雙冗余換向機(jī)構(gòu)(較鏈?zhǔn)诫p刀雙擲),多次對(duì)按鍵、蓋和基座進(jìn)行了大幅度改進(jìn),開(kāi)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(dòng)開(kāi)關(guān)與Kw5C一0Z一1型微動(dòng)開(kāi)關(guān)高度相同,而長(zhǎng)度和厚度增加一倍。雙刀動(dòng)作互不干涉,除具有單刀的優(yōu)點(diǎn)外,雙冗余用法可靠性翻倍。

(1)按鍵:按鍵設(shè)計(jì)為長(zhǎng)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(jì)為半球狀,這樣可確保每次按壓在球狀的最高點(diǎn),按壓位置幾乎相同(圖2)。

(2)蓋:增加導(dǎo)向長(zhǎng)度,按鍵在蓋中活動(dòng)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(guò)程中出現(xiàn)偏載,影響兩刀動(dòng)作的同步性(圖3)。

(3)基座:將兩個(gè)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)的基座一體化,確保開(kāi)關(guān)動(dòng)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(jì)的隔板起到電氣隔離作用,兩組開(kāi)關(guān)動(dòng)作互不干擾(圖4)。

3工作原理

當(dāng)按鍵受外力下壓位移時(shí),兩個(gè)向下機(jī)構(gòu)中的連接片一并垂直下移,同時(shí)弓簧片受擠壓發(fā)生形變,儲(chǔ)存彈性勢(shì)能,當(dāng)位移量達(dá)到開(kāi)關(guān)換向點(diǎn)時(shí),兩個(gè)動(dòng)觸片同時(shí)跳躍,開(kāi)關(guān)同時(shí)換向。當(dāng)外力消除后,在弓簧片釋放彈性勢(shì)能,開(kāi)關(guān)同時(shí)復(fù)位。

4優(yōu)勢(shì)

(1)小體積雙冗余微動(dòng)開(kāi)關(guān)是將兩個(gè)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)的基座一體化,確保開(kāi)關(guān)動(dòng)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(jì)起到電氣隔離作用,兩組開(kāi)關(guān)動(dòng)作互不干擾。

(2)該開(kāi)關(guān)采用一個(gè)按鍵控制兩刀開(kāi)關(guān)同時(shí)動(dòng)作,基座結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì),雙冗余用法使得可靠性比傳統(tǒng)單刀開(kāi)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(dòng)開(kāi)關(guān)。采用較鏈?zhǔn)綋Q向機(jī)構(gòu),壽命長(zhǎng)(8萬(wàn)次),塑料件采用耐高溫模塑料,具有耐高溫(＋200℃)等優(yōu)點(diǎn),兩年內(nèi)被多家用戶選中。該開(kāi)關(guān)由于體積小,容易擴(kuò)展品種,已擴(kuò)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(chǎng)前景。

5結(jié)語(yǔ)

小體積雙冗余微動(dòng)開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)基于企軍標(biāo)o/MA20265/Z一2014《Kw5C雙刀系列微動(dòng)開(kāi)關(guān)詳細(xì)規(guī)范》做全面試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果均合格,目前已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。