专利摘要

专利摘要

一种闭锁式MOEMS引信保险机构，采取直接耦合式光纤光路、V型电热驱动器和弹簧‑梭结构、可恢复闭锁机构和U型电热驱动器相结合的一体化设计方案，在一块SOI基板上加工而成；直接耦合式光纤光路包括上下配合的能量输入光纤和能量输出光纤；V型电热驱动器和弹簧‑梭结构共同作用驱动能量输入光纤与能量输出光纤实现错位与对准，从而控制光纤光路的“通”和“断”，本发明提高引信保险机构状态控制的安全性，增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力，实现微小体积条件下引信保险机构更高的功能集成度，提高引信的智能化与灵巧化水平。

权利要求

1.一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：采取直接耦合式光纤光路(100)、V型电热驱动器(200)和弹簧-梭结构(300)、可恢复闭锁机构(400)和U型电热驱动器(500)相结合的一体化设计方案，在一块SOI基板上加工而成；直接耦合式光纤光路(100)一侧连接有弹簧-梭结构(300)，另一侧连接有V型电热驱动器(200)，V型电热驱动器(200)的另一侧连接有可恢复闭锁机构(400)，可恢复闭锁机构(400)的外侧连接有U型电热驱动器(500)。

2.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的直接耦合式光纤光路(100)包括上下配合的能量输入光纤(101)和能量输出光纤(102)，能量输入光纤(101)和能量输出光纤(102)通过SOI基板上的U型槽(103)实现预先定位，能量输出光纤(102)的U型槽(103)两侧等距开设数个粘结槽(104)，注入胶水将能量输出光纤(102)彻底固定；能量输入光纤(101)的U型槽(103)在平面上呈楔形结构，在光纤错位和对准时实现对光纤的单边定位；能量输入光纤(101)设置光纤端面挡块(105)，SOI基板上开设激光散射孔(106)，使得能量输入光纤(101)在未对准时将激光射入激光散射孔(106)，并在激光散射孔(106)的侧壁和底部形成齿型结构，使激光发生漫反射。

3.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的V型电热驱动器(200)采用阵列型实现大位移、大驱动力输出，能够实现130μm的位移输出，并推动能量输入光纤(101)与能量输出光纤(102)对准。

4.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的弹簧-梭结构(300)包括和能量输入光纤(101)下端连接的梭(302)，梭(302)中部通过弹簧(301)和SOI基板连接。

5.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的可恢复闭锁机构(400)包括圆弧形卡头(401)和与之配合的卡座(402)，卡座(402)和闭锁电开关(403)连接，卡座(402)的外侧连接有U型电热驱动器(500)。

6.根据权利要求5所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：采用基于掩模镂空技术的金属侧壁磁控溅射工艺，在所述的圆弧形卡头(401)后侧和卡座(402)内侧侧壁上分别溅射第一金属层(404)和第二金属层(405)，并在和圆弧形卡头(401)连接的悬臂梁上溅射金属引线，形成闭锁电开关(403)，使圆弧形卡头(401)运动到闭锁位置后实现电路导通，从而使引信控制系统能够识别光纤对准的到位闭锁信息。

7.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：弹丸发射后，引信控制系统中的传感器敏感弹道环境信息，当达到设定的阈值时，向闭锁式MOEMS保险机构发出解除保险信号；获得解除保险信息后，V型电热驱动器(200)推动能量输入光纤(101)由光路错位状态运动至与能量输出光纤(102)呈光路对准状态，并使可恢复闭锁机构(400)闭锁，解除保险，使引信处于待发火状态；可恢复闭锁机构(400)具有闭锁信息反馈功能，将闭锁信息反馈给引信控制系统，停止向V型电热驱动器(200)供电；当引信控制系统向MOEMS保险机构发出恢复保险信号时，成对U型电热驱动器(500)拉开卡座(402)，能量输入光纤(101)在自身弹性和弹簧-梭结构(300)回复力的共同作用下运动至光路错位状态，恢复保险功能。

8.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的SOI基板尺寸为6mm×6mm×1mm。

9.根据权利要求1所述的一种闭锁式MOEMS引信保险机构，其特征在于：所述的能量输入光纤(101)、能量输出光纤(102)纤芯内径分别为50μm和105μm，两者包层外径均为125μm。

说明书

技术领域

本发明涉及引信安全系统技术领域，具体涉及一种闭锁式MOEMS引信保险机构。

背景技术

引信被誉为弹药的“大脑”，其保险机构用于确保弹药在平时勤务处理和使用过程中的安全，并在预定条件下解除保险，使弹药处于待发火状态，是保证弹药安全性的核心部件。随着弹药武器系统的发展，对引信技术提出了许多更高的要求，如微小型化、智能化和灵巧化等，使得电子逻辑器件和电路被大量应用于引信保险机构中。在现代作战模式条件下，随着各种电子装备的大量运用，以及交战双方为提高对敌作战效果所运用的各种高功率电磁脉冲武器和电磁网络空间对抗系统，使得整个战场始终笼罩在复杂恶劣的电磁环境之下，而引信内部电子元器件也会产生大量的电磁脉冲，这些电磁脉冲等都可以经电引线耦合引入电子保险机构内部，引起电子逻辑器件以不安全的方式运行，从而严重影响引信保险机构的安全性。

现有的引信保险机构存在状态控制的安全性差，抵抗引信内、外强电磁干扰的能力差的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种闭锁式MOEMS引信保险机构，提高引信保险机构状态控制的安全性，增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力，实现微小体积条件下引信保险机构更高的功能集成度，提高引信的智能化与灵巧化水平。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种闭锁式MOEMS引信保险机构，采取直接耦合式光纤光路100、V型电热驱动器200和弹簧-梭结构300、可恢复闭锁机构400和U型电热驱动器500相结合的一体化设计方案，在一块SOI基板上加工而成；直接耦合式光纤光路100一侧连接有弹簧-梭结构300，另一侧连接有V型电热驱动器200，V型电热驱动器200的另一侧连接有可恢复闭锁机构400，可恢复闭锁机构400的外侧连接有U型电热驱动器500。

所述的直接耦合式光纤光路100包括上下配合的能量输入光纤101和能量输出光纤102，能量输入光纤101和能量输出光纤102通过SOI基板上的U型槽103实现预先定位，能量输出光纤102的U型槽103两侧等距开设数个粘结槽104，注入胶水将能量输出光纤102彻底固定；能量输入光纤101的U型槽103在平面上呈楔形结构，在光纤错位和对准时实现对光纤的单边定位；能量输入光纤101设置光纤端面挡块105，SOI基板上开设激光散射孔106，使得能量输入光纤101在未对准时将激光射入激光散射孔106，并在激光散射孔106的侧壁和底部形成齿型结构，使激光发生漫反射。

所述的V型电热驱动器200采用阵列型实现大位移、大驱动力输出，能够实现130μm的位移输出，并推动能量输入光纤101与能量输出光纤102对准。

所述的弹簧-梭结构300包括和能量输入光纤101下端连接的梭302，梭302中部通过弹簧301和SOI基板连接。

所述的可恢复闭锁机构400包括圆弧形卡头401和与之配合的卡座402，卡座402和闭锁电开关403连接，卡座402的外侧连接有U型电热驱动器500。

采用基于掩模镂空技术的金属侧壁磁控溅射工艺，在所述的圆弧形卡头401后侧和卡座402内侧侧壁上分别溅射第一金属层404和第二金属层405，并在和圆弧形卡头401连接的悬臂梁上溅射金属引线，形成闭锁电开关403，使圆弧形卡头401运动到闭锁位置后实现电路导通，从而使引信控制系统能够识别光纤对准的到位闭锁信息。

弹丸发射后，引信控制系统中的传感器敏感弹道环境信息，当达到设定的阈值时，向闭锁式MOEMS保险机构发出解除保险信号；获得解除保险信息后，V型电热驱动器200推动能量输入光纤101由光路错位状态运动至与能量输出光纤102呈光路对准状态，并使可恢复闭锁机构400闭锁，解除保险，使引信处于待发火状态；可恢复闭锁机构400具有闭锁信息反馈功能，将闭锁信息反馈给引信控制系统，停止向V型电热驱动器200供电；当引信控制系统向MOEMS保险机构发出恢复保险信号时，成对U型电热驱动器500拉开卡座402，能量输入光纤101在自身弹性和弹簧-梭结构300回复力的共同作用下运动至光路错位状态，恢复保险功能。

所述的SOI基板尺寸为6mm×6mm×1mm。

所述的能量输入光纤101、能量输出光纤102纤芯内径分别为50μm和105μm，两者包层外径均为125μm。

本发明的有益效果为：

本发明采用光纤作为过程能量传输的载体，通过对光纤光路错位与对准(“断”与“通”)的逻辑控制，达到引信安全与解除保险的目的。由于该MOEMS保险机构中“过程能量”的传输形式是具有特殊时域波形的高能激光脉冲序列，与引信内、外部存在的电磁脉冲能量等在能量形式上不具备兼容性，因此可以有效降低甚至消除这些因素对引信安全性的威胁，使其具有内在的安全性，即本征安全性，同时满足引信对微小型化、集成化的要求。

本发明可以利用多种弹道环境信息、目标信息或指令信息作为解除保险信号，不仅适用于后装炮弹等高旋转弹丸，还适用于迫击炮弹、巡飞弹、火箭弹、导弹等低旋转弹丸，可用于引信电子安全系统、分布式安全系统或激光点火系统等。

本发明还可作为光开关，用于光纤通信，进行光信号的传输，具有保密性好、不易干扰等特点，具有较强的应用可扩展性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，其中图1(a)为安全状态，图1(b)为解除保险状态，图1(c)为三维结构图。

图2为本发明中直接耦合式光纤光路的结构示意图。

图3为本发明中可恢复闭锁机构结构示意图。

图4为本发明的工作原理图。

具体实施方式

为使本发明的结构组成、工作原理、性能特点表述的更加清楚明白，现结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1，一种闭锁式MOEMS引信保险机构，采取直接耦合式光纤光路100、V型电热驱动器200和弹簧-梭结构300、可恢复闭锁机构400和U型电热驱动器500相结合的一体化设计方案，在一块SOI基板上加工而成；直接耦合式光纤光路100一侧连接有弹簧-梭结构300，另一侧连接有V型电热驱动器200，V型电热驱动器200的另一侧连接有可恢复闭锁机构400，可恢复闭锁机构400的外侧连接有U型电热驱动器500，SOI基板尺寸为6mm×6mm×1mm。

参照图2，所述的直接耦合式光纤光路100实现对光路“断”、“通”的控制，具有错位时光隔离度高、对准时光能传输效率高、具备故障保险功能等特点；所述的直接耦合式光纤光路100包括上下配合的能量输入光纤101和能量输出光纤102，为提高激光光能传输效率，能量输入光纤101、能量输出光纤102纤芯内径分别为50μm和105μm，两者包层外径均为125μm。能量输入光纤101和能量输出光纤102通过SOI基板上的U型槽103实现预先定位，由于能量输入光纤101和能量输出光纤102的光纤外径为125μm，直径误差为±3μm，同时考虑工艺误差，确定能量输出光纤102的U型槽103宽度为130μm；能量输出光纤102的U型槽103两侧等距开设数个粘结槽104，注入胶水将能量输出光纤102彻底固定；由于需要推动能量输入光纤101实现光纤的错位与对准，因此能量输入光纤101的U型槽103在平面上呈楔形结构，在光纤错位和对准时实现对光纤的单边定位；能量输入光纤101设置光纤端面挡块105，并利用V型电热驱动器200和弹簧-梭结构300相夹持的方式，实现对能量输入光纤101在水平方向上的精确定位；SOI基板上开设激光散射孔106，使得能量输入光纤101在未对准时将激光射入激光散射孔106，并在激光散射孔106的侧壁和底部形成齿型结构，使激光发生漫反射。

所述的V型电热驱动器200采用阵列型实现大位移、大驱动力输出，能够实现130μm的位移输出，并推动能量输入光纤101与能量输出光纤102对准。

所述的弹簧-梭结构300包括和能量输入光纤101下端连接的梭302，梭302中部通过弹簧301和SOI基板连接。

参照图3，本发明采用悬臂梁式闭锁机构来实现微光机电引信保险机构的闭锁信息反馈功能和恢复保险功能。所述的可恢复闭锁机构400包括圆弧形卡头401和与之配合的卡座402，卡座402和闭锁电开关403连接，卡座402的外侧连接有U型电热驱动器500；由于MOEMS引信保险机构的闭锁过程是在V型电热驱动器200的推动作用下实现的，而电热驱动器输出力一般较小，这就要求闭锁过程中所需要克服的力要尽可能小，通过对不同结构类型的卡头-卡座模型的特性进行对比分析，选择综合性能较好的圆弧型卡头-卡座闭锁机构。

为实现保险机构的闭锁信息反馈功能，采用基于掩模镂空技术的金属侧壁磁控溅射工艺，在圆弧形卡头401后侧和卡座402内侧侧壁上分别溅射第一金属层404和第二金属层405，并在和圆弧形卡头401连接的悬臂梁上溅射金属引线，形成闭锁电开关403，使圆弧形卡头401运动到闭锁位置后实现电路导通，从而使引信控制系统能够识别光纤对准的到位闭锁信息；当闭锁后停止向V型电热驱动器200供电，实现“闭锁断电”功能，从而降低功耗。

采用成对U型电热驱动器500拉开卡座402的方式释放圆弧形卡头401，在弹簧-梭结构300回复力、V型电热驱动器200回复力和能量输入光纤101弹力的共同作用下推动光纤错位，恢复保险状态。

本发明的工作原理为：

参照图1，图1(a)为安全状态，能量输入光纤101与能量输出光纤102呈错位状态，能量传输路径处于“断”的状态，即闭锁式MOEMS引信保险机构处于安全状态；图1(b)为解除保险状态，能量输入光纤101与能量输出光纤102呈对准状态，能量传输路径处于“通”的状态，即闭锁式MOEMS引信保险机构处于解除保险状态。

参照图4，弹丸发射后，引信控制系统中的传感器敏感弹道环境信息，如旋转离心力、弹道爬行过载等，当达到设定的阈值时，向闭锁式MOEMS引信保险机构发出解除保险信号；获得解除保险信息后，V型电热驱动器200推动能量输入光纤101，使能量输入光纤101和能量输出光纤102由光路错位状态运动至光路对准状态，并使可恢复闭锁机构400闭锁，此时解除保险，使引信处于待发火状态；可恢复闭锁机构400具有闭锁信息反馈功能，将闭锁信息反馈给引信控制系统，停止向V型电热驱动器200供电，节省功耗；当引信控制系统向MOEMS引信保险机构发出恢复保险信号时，成对U型电热驱动器500拉开卡座402，能量输入光纤101在自身弹性和弹簧-梭结构300回复力的共同作用下运动至光路错位状态，恢复保险功能。

一种闭锁式MOEMS引信保险机构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。