[实用新型]永磁式双稳态万向碰撞传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁式双稳态万向碰撞传感器，属于车辆碰撞安全感应的传感器技术领域。

技术背景

碰撞传感器能够准确地感应碰撞强度，并根据预先设定的阈值来判断碰撞危险程度，迅速地触发开关信号，为控制系统提供可靠的决策信息，在武器系统、车辆安全系统及民用消费电子领域具有广泛的应用前景。

作为安全控制系统的关键传感器件，碰撞传感器需要在碰撞过程中稳定而可靠地接通控制电路，因而感应精度、感应方向个数和接触可靠性已成为其重要的性能评价指标。由于受本身关键弹性元件结构形式的限制，目前常见的电子式和机电式碰撞传感器难以同时满足以上多个使用要求。例如，电子式碰撞传感器主要采用的压力传感器和稳定的电源，只能感应单方向的碰撞信号，并且需要复杂的测试电路和信号处理电路来处理压力传感器发送的大量加速度信号，从而影响了事故中安全系统的响应速度。对于机电式碰撞传感器，专利公开号CN201440397U所提出的碰撞传感器，主要依靠磁力吸附弹性球，当碰撞强度达到一定值时，通过弹性球碰撞导电片来接通外电路。由于球体碰撞弹性体的过程属于自由碰撞，会产生时而接触，时而断开的现象，造成接触不稳定。另外，由于弹性球体轨道的限制，使得传感器只能感应单方向碰撞。专利号CN201231730Y通过多个碰撞球来增加碰撞感应方向个数，但仅局限于正前和左右偏转90°三个方向，并且球体碰撞导电片时仍然会出现不稳定接触的现象。专利号CN2503460Y和专利申请号200510017416.5所提出的碰撞传感器，也由于本身结构的限制，只能感应单一方向的碰撞强度，而对于非敏感方向的碰撞，则无能为力。

因此，综合分析目前碰撞传感器使用过程中所存在的问题发现，感应方向个数和碰撞接触可靠性已成为影响碰撞传感器性能提升的关键限制因素，也是阻碍其广泛应用的最大技术障碍。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种永磁式双稳态万向碰撞传感器，以实现对任意方向的碰撞强度准确感应，并保持导电触点稳定接触的功能。

本实用新型采用的技术方案是：一种永磁式双稳态万向碰撞传感器，它主要包括一个上端盖、壳体、下端盖、弹性棒、固定环形磁体、质量块、可动环形磁体及导电触点，所述弹性棒连接一个带有可动环形磁体的质量块，弹性棒的上端与上端盖相连，所述固定环形磁体固定于下端盖上，可动环形磁体设置在固定环形磁体的上方位置，导电触点分为动触点和固定触点，固定触点固定于壳体的内壁上，动触点是设置在质量块表面上的导电带；当外界没有碰撞或有微小干扰信号时，在磁场力和弹性力的共同作用下，质量块位于第一稳态，电路断开；当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，质量块在弹性力和磁场力的作用下跳转到第二稳态，质量块带动动触点与固定触点迅速接触，导通电路。

所述弹性棒采用一个时，弹性棒的中间与设有可动环形磁体的质量块固定连接，弹性棒的下端固定在下端盖上。

所述弹性棒采用四个时，弹性棒的下端与设有可动环形磁体的质量块固定连接。

所述弹性棒采用柔性材料制作，质量块为导体或者在绝缘材料表面镀有金属导电带。

所述固定环形磁体固定在下端盖的环状结构或凸台上。

所述质量块的导电带与壳体内壁上的固定触点高度相对应。

所述固定触点连接向外引出的导电片，它们之间设有绝缘层。

上述的技术方案让弹性棒连接带有可动环形磁体的质量块，固定环形磁体固定于下端盖上，可动环形磁体设置在固定环形磁体的上方位置，当外界碰撞产生的惯性力达到设定的危险阈值时，质量块发生位移，其导电的外表面导通壳体内壁的固定导电触点，导通电路。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1)由于柔性弹性棒与质量块相连接，并固定于上端盖上，因而能够感应任意方向上的外界碰撞，并且当惯性力达到危险阈值时，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，在保证碰撞强度的准确检测的同时，实现多方向碰撞传感。

2)由于将固定环形磁体固定于下端盖上，可动磁体固定于质量块上，形成组合机构，通过永磁组合结构产生的磁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，解决了导电触点接触后保持稳定的问题。

3)可根据外界碰撞强度的不同，通过选择不同磁性能的固定环形磁体和可动环形磁体，以及不同弹性系数的柔性弹性棒，满足不同应用场合的使用要求。

4)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