基于多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的加速度開(kāi)關(guān)與俘能器設(shè)計(jì).pdf

1、磁-機(jī)耦合多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)，顧名思義，借助彈性機(jī)構(gòu)與永磁體之間的相互耦合作用，在行程范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定保持在多個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，具有定位精度高、能耗低和動(dòng)作迅速的特點(diǎn)，在智能驅(qū)動(dòng)器、傳感器、多路開(kāi)關(guān)及繼電器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。針對(duì)目前多閾值加速度開(kāi)關(guān)及俘能器設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，本文在研究多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，建立了具有多閾值感應(yīng)能力的加速度開(kāi)關(guān)靜動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有效驗(yàn)證了所提出設(shè)計(jì)模型的有效性。同時(shí)，利用多穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的非線性

2、力學(xué)特性，設(shè)計(jì)了具有振幅依賴(lài)特征的變頻式俘能器，有效地提高了俘能器的俘能效率。具體工作如下:
　　(1)提出了永磁體非對(duì)稱(chēng)布置的磁-機(jī)耦合多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，建立了磁機(jī)耦合多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的非線性跳躍分析模型，通過(guò)優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)了一種新型多閾值磁-耦合五穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)，分析了磁體數(shù)目、布置方式及柔性機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)跳躍閾值、穩(wěn)態(tài)數(shù)目及行程的影響程度，獲得了調(diào)控多穩(wěn)態(tài)力學(xué)特征的有效方法。
　　(2)針對(duì)目前對(duì)加速度開(kāi)關(guān)存在的閾值單一、觸點(diǎn)接觸

3、不穩(wěn)定及響應(yīng)慢等問(wèn)題，借助帶有柔性磁體的觸點(diǎn)梁的吸附作用，提出了基于五穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的新型自鎖式多閾值加速開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)模型，分析了加速度開(kāi)關(guān)的靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)特性。研究發(fā)現(xiàn)，所提出的加速度開(kāi)關(guān)具有靜態(tài)雙向4閾值特性，在特定脈寬載荷作用下，具有雙向6閾值特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加速度開(kāi)關(guān)的靜態(tài)力-位移曲線與理論模擬結(jié)果基本一致，并且在特定脈寬沖擊載荷下具有顯著的多閾值特征，柔性觸點(diǎn)梁迅速吸和并保持穩(wěn)定接觸。該工作為新型機(jī)械智能型加速度計(jì)的研制提供了可靠的理