加速度開關(guān)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加速度開關(guān)及其控制方法。加速度開關(guān)包括：固定電極、第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、控制線和絕緣襯底，固定電極、第一信號(hào)線、第二信號(hào)線和控制線均設(shè)置在絕緣襯底上；加速度開關(guān)還包括：質(zhì)量塊，質(zhì)量塊具有平衡位置和觸碰位置；質(zhì)量塊在平衡位置與絕緣襯底之間具有間隙；加速度開關(guān)還包括：信號(hào)觸點(diǎn)和可動(dòng)電極，信號(hào)觸點(diǎn)和可動(dòng)電極設(shè)置在質(zhì)量塊上；當(dāng)質(zhì)量塊位于觸碰位置時(shí)，第一信號(hào)線通過信號(hào)觸點(diǎn)與第二信號(hào)線連接，控制線與可動(dòng)電極連接，控制線用于向可動(dòng)電極施加與固定電極相反的電荷以使質(zhì)量塊鎖定在觸碰位置。在監(jiān)測加速度信號(hào)的過程中，不需要始終保持靜電力的作用，可在有環(huán)境電磁場干擾的情況下，正確地感知加速度信號(hào)。
【專利說明】加速度開關(guān)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微機(jī)械傳感器領(lǐng)域，特別是涉及一種加速度開關(guān)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)的發(fā)展，以 MEMS技術(shù)為基礎(chǔ)的鎖存式微型加速度開關(guān)由于具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、功耗低等顯著 優(yōu)點(diǎn)，在汽車安全氣囊、運(yùn)輸過程監(jiān)控、沖擊記錄、引信安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域有著廣泛且重 要的應(yīng)用需求。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的鎖存式微型加速度開關(guān)主要通過機(jī)械、雙穩(wěn)態(tài)和液態(tài)三種方式實(shí) 現(xiàn)。但機(jī)械與液態(tài)鎖存式開關(guān)解鎖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故多為一次性開關(guān)，不能反復(fù)利用；雙穩(wěn)態(tài)鎖 存式開關(guān)只有特定結(jié)構(gòu)才能產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)特性，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠靈活且MEMS加工難實(shí)現(xiàn)。因 此，一種設(shè)計(jì)加工實(shí)現(xiàn)相對簡單，同時(shí)還可反復(fù)利用的鎖存式微型加速度開關(guān)成為了發(fā)展 的必然趨勢。
[0004] 靜電力作用可使結(jié)構(gòu)保持閉合狀態(tài)，但現(xiàn)有技術(shù)中的基于靜電吸合效應(yīng)的微型加 速度開關(guān)主要側(cè)重于實(shí)現(xiàn)對開關(guān)閾值的調(diào)控，且該開關(guān)均采用壓迫式接觸結(jié)構(gòu)。
[0005] 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的壓迫式接觸結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中A為壓迫式接觸結(jié) 構(gòu)，14為硅，15為玻璃，16為硅上金屬，17為玻璃上金屬。請參考圖1，通過鍵合玻璃上的金 屬壓焊盤將硅結(jié)構(gòu)上的信號(hào)引出，解決鍵合技術(shù)中硅結(jié)構(gòu)引線困難的問題，其基本原理如 下：在硅加工過程中，結(jié)構(gòu)被沉積一層金屬并合金化，形成良好的歐姆接觸，然后該部分在 鍵合工藝中壓在玻璃上的金屬層上，從而形成從硅結(jié)構(gòu)到玻璃上壓焊盤的電學(xué)通路?；?靜電吸合理論，通過改變該結(jié)構(gòu)電容極板上的偏置電壓，可改變開關(guān)結(jié)構(gòu)上的靜電力作用， 進(jìn)而改變信號(hào)觸點(diǎn)與信號(hào)線間的初始間距，最終實(shí)現(xiàn)對開關(guān)閾值加速度的調(diào)節(jié)，并使其具 有鎖存功能。但該開關(guān)在監(jiān)測加速度信號(hào)過程中，將始終保持靜電力作用，在有環(huán)境電磁場 干擾的情況下，無法正確感知加速度信號(hào)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種加速度開關(guān)及其控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的靜電鎖 存式加速度開關(guān)在有環(huán)境電磁場干擾的情況下，無法正確感知加速度信號(hào)的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，作為本發(fā)明的第一方面，提供了一種加速度開關(guān)，包括：固 定電極、第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、控制線和絕緣襯底，固定電極、第一信號(hào)線、第二信號(hào)線 和控制線均設(shè)置在絕緣襯底上；加速度開關(guān)還包括：質(zhì)量塊，質(zhì)量塊具有平衡位置和觸碰 位置；質(zhì)量塊在平衡位置與絕緣襯底之間具有間隙；加速度開關(guān)還包括：信號(hào)觸點(diǎn)和可動(dòng) 電極，信號(hào)觸點(diǎn)和可動(dòng)電極設(shè)置在質(zhì)量塊上；當(dāng)質(zhì)量塊位于觸碰位置時(shí)，第一信號(hào)線通過信 號(hào)觸點(diǎn)與第二信號(hào)線連接，控制線與可動(dòng)電極連接，控制線用于向可動(dòng)電極施加與固定電 極相反的電荷以使質(zhì)量塊鎖定在觸碰位置。
[0008] 進(jìn)一步地，加速度開關(guān)還包括：彈性元件，彈性元件在控制線斷電時(shí)使質(zhì)量塊由觸 碰位置回復(fù)到平衡位置。
[0009] 進(jìn)一步地，彈性元件為多個(gè)，多個(gè)彈性元件沿質(zhì)量塊的周向均勻布置。
[0010] 進(jìn)一步地，彈性元件為折疊梁，折疊梁包括多個(gè)長梁和多個(gè)短梁，相鄰兩個(gè)長梁之 間通過一個(gè)短梁連接，多個(gè)長梁平行地設(shè)置。
[0011] 進(jìn)一步地，短梁具有直線或弧形結(jié)構(gòu)。
[0012] 進(jìn)一步地，加速度開關(guān)還包括安裝在絕緣襯底上的錨塊，彈性元件的一端與錨塊 連接，另一端與質(zhì)量塊連接。
[0013] 進(jìn)一步地，加速度開關(guān)還包括：控制觸點(diǎn)，當(dāng)質(zhì)量塊位于觸碰位置時(shí)，控制線通過 控制觸點(diǎn)與可動(dòng)電極連接。
[0014] 作為本發(fā)明的第二方面，提供了一種加速度開關(guān)的控制方法，包括：在質(zhì)量塊上設(shè) 置可動(dòng)電極；在絕緣襯底上設(shè)置固定電極；當(dāng)質(zhì)量塊在加速度作用下位于觸碰位置時(shí)，向 可動(dòng)電極施加與固定電極相反的電荷，以使質(zhì)量塊鎖存在觸碰狀態(tài)。
[0015] 進(jìn)一步地，在絕緣襯底上設(shè)置控制線，在質(zhì)量塊上設(shè)置控制觸點(diǎn)；當(dāng)質(zhì)量塊位于觸 碰位置時(shí)，可動(dòng)電極通過控制觸點(diǎn)與控制線導(dǎo)通，通過控制線向可動(dòng)電極施加電荷。
[0016] 進(jìn)一步地，將彈性元件的一端與絕緣襯底連接，另一端與質(zhì)量塊連接；彈性元件在 控制線斷電時(shí)使質(zhì)量塊由觸碰位置回復(fù)到平衡位置。
[0017] 本發(fā)明通過在觸碰的過程中，向固定電極和可動(dòng)電極施加相反電性的電荷，使其 保持在鎖存狀態(tài)。在監(jiān)測加速度信號(hào)的過程中，不需要始終保持靜電力的作用，可在有環(huán)境 電磁場干擾的情況下，正確地感知加速度信號(hào)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、可反復(fù)多次使用 的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1示意性出了現(xiàn)有技術(shù)中的壓迫式接觸結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2示意性出了本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3示意性出了本發(fā)明的固定結(jié)構(gòu)部分示意圖；
[0021] 圖4示意性出了本發(fā)明的可動(dòng)結(jié)構(gòu)部分示意圖；以及
[0022] 圖5示意性出了本發(fā)明的具有柔性觸點(diǎn)的可動(dòng)結(jié)構(gòu)部分示意圖。
[0023] 圖中附圖標(biāo)記：1、固定電極；2、第一信號(hào)線；3、第二信號(hào)線；4、控制線；5、絕緣襯 底；6、質(zhì)量塊；7、信號(hào)觸點(diǎn)；8、可動(dòng)電極；9、彈性元件；10、長梁；11、短梁；12、錨塊；13、控 制觸點(diǎn)；14、硅；15、玻璃；16、硅上金屬；17、玻璃上金屬；A、壓迫式接觸結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0025] 作為本發(fā)明的第一方面，提供了一種加速度開關(guān)，特別是一種靜電鎖存式微型加 速度開關(guān)，其可利用閉合瞬態(tài)的靜電力作用實(shí)現(xiàn)鎖存。如圖2至圖5所示，該加速度開關(guān)包 括：固定電極1、第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3、控制線4和絕緣襯底5,固定電極1、第一信號(hào) 線2、第二信號(hào)線3和控制線4均設(shè)置在絕緣襯底5上。
[0026] 加速度開關(guān)還包括：質(zhì)量塊6,質(zhì)量塊6具有平衡位置和觸碰位置；質(zhì)量塊6在平 衡位置與絕緣襯底5之間具有間隙(例如，質(zhì)量塊6在平衡位置時(shí)，懸空地設(shè)置在絕緣襯底 5上)。
[0027] 加速度開關(guān)還包括：信號(hào)觸點(diǎn)7和可動(dòng)電極8,信號(hào)觸點(diǎn)7和可動(dòng)電極8設(shè)置在質(zhì) 量塊6上，特別地，信號(hào)觸點(diǎn)7位于與第一信號(hào)線2和第二信號(hào)線3的兩個(gè)端部相對應(yīng)的位 置處，進(jìn)一步地，還可位于質(zhì)量塊6的上方。
[0028] 當(dāng)質(zhì)量塊6位于觸碰位置時(shí)，第一信號(hào)線2通過信號(hào)觸點(diǎn)7與第二信號(hào)線3連接， 控制線4與可動(dòng)電極8連接，控制線4用于向可動(dòng)電極8施加與固定電極1相反的電荷以 使質(zhì)量塊6鎖定在觸碰位置。
[0029] 特別地，控制線4與固定電極1位于質(zhì)量塊6的上方。優(yōu)選地，第一信號(hào)線2、第二 信號(hào)線3、控制線4與固定電極1可以是在絕緣襯底5上直接濺射或電鍍金、鋁、銅等金屬 材料形成的，特別地，其由一系列線條組成，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，線條尺寸不小于10微 米X 10微米，高度一般在500-2000埃。優(yōu)選地，質(zhì)量塊6可以是通過體硅工藝形成的，例 如可為長方體結(jié)構(gòu)，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，質(zhì)量塊6長500-5000微米、寬500-5000微米、 高10-450微米。顯然，本發(fā)明中的上述部件的尺寸并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例中所列舉的 尺寸。
[0030] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可動(dòng)電極8可以是通過濺射或電鍍金、鋁、銅等金屬材料 形成的由一系列線條組成的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，線條尺寸不小于10微米X 10微米，高度 一般在500-2000埃，與固定電極1之間具有2-100微米的間隙。顯然，本發(fā)明中的可動(dòng)電 極8的尺寸并不局限于上述優(yōu)選實(shí)施例中所列舉的尺寸。
[0031] 當(dāng)在本發(fā)明中的加速度開關(guān)的敏感方向（即為絕緣襯底5的表面法向方向)上作用 足夠大的加速度后，信號(hào)觸點(diǎn)7將與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3接觸，使得第一信號(hào)線2和 第二信號(hào)線3的端頭連接，從而實(shí)現(xiàn)外電路的導(dǎo)通。同時(shí)，控制線4與可動(dòng)電極8導(dǎo)通，此時(shí) 便可通過控制線4向可動(dòng)電極8施加與固定電極1相反的電荷，從而使可動(dòng)電極8與固定 電極1之間形成電容結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生足夠大的靜電力作用，使得加速度開關(guān)保持在閉合狀態(tài)（即 質(zhì)量塊6鎖定在觸碰位置)。當(dāng)靜電力撤銷后(例如，停止向控制線4供電)，加速度開關(guān)又 可回復(fù)到初始的斷開狀態(tài)，以監(jiān)測下一次的加速度信號(hào)。
[0032] 因此，本發(fā)明在監(jiān)測加速度信號(hào)的過程中，不需要始終保持靜電力的作用，可在有 環(huán)境電磁場干擾的情況下，正確地感知加速度信號(hào)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、可反復(fù)多次 使用的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用在微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域。
[0033] 優(yōu)選地，請參考圖2、圖4和圖5,加速度開關(guān)還包括：彈性元件9,彈性元件9在控 制線4斷電時(shí)使質(zhì)量塊6由觸碰位置回復(fù)到平衡位置。在一個(gè)實(shí)施例中，彈性元件9為多 個(gè)，多個(gè)彈性元件9沿質(zhì)量塊6的周向均勻布置。顯然，彈性元件也可以采用懸臂式等其它 結(jié)構(gòu)來固定質(zhì)量塊6。
[0034] 在圖4和圖5所示的實(shí)施例中，彈性元件9的個(gè)數(shù)為四個(gè)，分別位于質(zhì)量塊6的四 周，且這四個(gè)彈性元件9處于懸空狀態(tài)。在其它的實(shí)施例中，彈性元件9的個(gè)數(shù)也可以為兩 個(gè)、三個(gè)、五個(gè)或更多。
[0035] 優(yōu)選地，請參考圖2、圖4和圖5,彈性元件9為折疊梁，折疊梁包括多個(gè)長梁10和 多個(gè)短梁11，相鄰兩個(gè)長梁10之間通過一個(gè)短梁11連接，多個(gè)長梁10平行地設(shè)置。優(yōu)選 地，短梁11具有直線或弧形結(jié)構(gòu)。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，折疊梁是通過體硅工藝形成的，為一折或多折結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)在敏 感方向上具有較低彈性系數(shù)，分辨率高；在非敏感方向上具有較高彈性系數(shù)，交叉靈敏度 低。優(yōu)選地，其長梁10長100-3000微米、連接長梁10間的短梁11長10-300微米，進(jìn)一步 地，梁寬5-100微米、梁厚5-100微米。顯然，折疊梁及其長梁10和短梁11的尺寸并不限 于上述實(shí)施例中的尺寸，還可以是其它尺寸。
[0037] 優(yōu)選地，請參考圖2、圖4和圖5,加速度開關(guān)還包括安裝在絕緣襯底5上的錨塊 12,彈性元件9的一端與錨塊12連接，另一端與質(zhì)量塊6連接。特別地，錨塊12固定在絕 緣襯底5上，且分布于質(zhì)量塊6的周圍，并分別通過懸空的彈性元件9 (例如折疊梁等）與 質(zhì)量塊6連接。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，錨塊12可以是通過體硅工藝形成的長方體結(jié)構(gòu)， 優(yōu)選地，其截面積不小于200微米X 200微米、高15-500微米，通過鍵合工藝被固定在絕緣 襯底5上。
[0038] 優(yōu)選地，請參考圖2、圖4和圖5,加速度開關(guān)還包括：控制觸點(diǎn)13,當(dāng)質(zhì)量塊6位 于觸碰位置時(shí)，控制線4通過控制觸點(diǎn)13與可動(dòng)電極8連接。優(yōu)選地，控制觸點(diǎn)13與信號(hào) 觸點(diǎn)7的高度一致，且位于控制線4端頭的正下方，并與其之間存在間隙。特別地，可動(dòng)電 極8固定在質(zhì)量塊6上，與控制觸點(diǎn)13電學(xué)連接，位于固定電極1的正下方，并與其之間有 間隙。
[0039] 本發(fā)明中控制觸點(diǎn)13與信號(hào)觸點(diǎn)7的高度一致，構(gòu)成了同步接觸結(jié)構(gòu)，保證了在 本發(fā)明中的加速度開關(guān)導(dǎo)通的同時(shí)，可動(dòng)電極8與固定電極1之間產(chǎn)生足夠大的靜電力形 成靜電鎖存，維持加速度開關(guān)處于閉合狀態(tài)。該結(jié)構(gòu)可使得該加速度開關(guān)保持了機(jī)械開關(guān) 在敏感加速度過程中不受電磁場干擾的優(yōu)點(diǎn)，且通過調(diào)節(jié)可動(dòng)電極8與固定電極1之間施 加的電壓能靈活控制加速度開關(guān)的鎖存與解鎖，滿足多次重復(fù)使用的目的。
[0040] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，信號(hào)觸點(diǎn)7與控制觸點(diǎn)13是通過深硅刻蝕技術(shù)與濺射 金、鋁、銅等金屬材料相結(jié)合的形式形成的長方體結(jié)構(gòu)，也可通過電鍍鎳、銅等金屬形成。特 別地，這兩種觸點(diǎn)的高度相等，均具有導(dǎo)電性，例如，尺寸一般可以為：長10-300微米、寬 10-300微米、高1-50微米。優(yōu)選地，信號(hào)觸點(diǎn)7截面需大于第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3的 端頭間的尺寸。優(yōu)選地，信號(hào)觸點(diǎn)7與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3的端頭之間、控制觸點(diǎn) 13與控制線4的端頭之間的間隙一致，例如一般可以為1-50微米。
[0041] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣襯底5的尺寸可以為：長5000微米、寬5000微米、高 50-500微米。優(yōu)選地，第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3、控制線4與固定電極1的高可以為1000 埃。優(yōu)選地，質(zhì)量塊6為尺寸可以是2000微米X 2000微米X 30微米的長方體。折疊梁為 多折結(jié)構(gòu)、梁寬30微米、厚30微米、長梁10長1500微米、短梁11長50微米。信號(hào)觸點(diǎn)7 與控制觸點(diǎn)13為長方體，例如，長可為50微米、寬可為50微米、高可為20微米?？蓜?dòng)電極 8的高可為1000埃。錨塊12的長可為500微米、寬可為300微米、高可為55微米。信號(hào)觸 點(diǎn)7與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3之間的間隙可為5微米?？刂朴|點(diǎn)13與控制線4之間 的間隙可為5微米。固定電極1與可動(dòng)電極8之間的間隙可為25微米。
[0042] 在上述實(shí)施例中，絕緣襯底5可以是石英、玻璃或長有電介質(zhì)的硅等襯底材料。第 一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3、控制線4、固定電極1與可動(dòng)電極8可采用金、鋁、銅等材料制成。 質(zhì)量塊6、彈性元件9、信號(hào)觸點(diǎn)7、控制觸點(diǎn)13和錨塊12均可采用硅等材料制成，其中信號(hào) 觸點(diǎn)7和控制觸點(diǎn)13可通過在硅上制作金、鋁、銅等材料以保證其導(dǎo)電性。
[0043] 特別地，上述實(shí)施例中，信號(hào)觸點(diǎn)7和控制觸點(diǎn)13還可在已有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過氟 化氙硅刻蝕工藝、表面犧牲層工藝等加工手段制作成柔性觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)的彈性形變 克服因刻蝕均勻性造成的同步接觸結(jié)構(gòu)間的高度誤差。
[0044] 特別地，可將外信號(hào)電路的兩極分別與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3連接，外控制 電路的兩極分別與控制線4和固定電極1連接。當(dāng)本發(fā)明中的加速度開關(guān)在其敏感方向 (這里為絕緣襯底5的表面法向方向）上受到外界足夠大的加速度作用后，質(zhì)量塊6在慣性 力和彈性元件9的彈性力的共同作用下，向絕緣襯底5運(yùn)動(dòng)，信號(hào)觸點(diǎn)7隨著質(zhì)量塊6的運(yùn) 動(dòng)與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3接觸，同時(shí)控制觸點(diǎn)13與控制線4接觸。此時(shí)，外控制電 路向可動(dòng)電極8和固定電極1分別施加相反的電荷，從而使二者之間形成電容，產(chǎn)生足夠大 的靜電力，使得信號(hào)觸點(diǎn)7與第一信號(hào)線2、第二信號(hào)線3保持接觸，以保證加速度開關(guān)維持 閉合狀態(tài)。隨后降低外控制電路施加在可動(dòng)電極8和固定電極1上的電壓，當(dāng)靜電力不足 以維持鎖存狀態(tài)，質(zhì)量塊6被彈性元件9拉回到初始的平衡位置，信號(hào)觸點(diǎn)7與第一信號(hào)線 2、第二信號(hào)線3分離，加速度開關(guān)回復(fù)到斷開狀態(tài)。
[0045] 作為本發(fā)明的第二方面，請參考圖2至圖5,提供了一種加速度開關(guān)的控制方法， 包括：在質(zhì)量塊6上設(shè)置可動(dòng)電極8 ;在絕緣襯底5上設(shè)置固定電極1 ;當(dāng)質(zhì)量塊6在加速 度作用下位于觸碰位置時(shí)，向可動(dòng)電極8施加與固定電極1相反的電荷，以使質(zhì)量塊6鎖存 在觸碰狀態(tài)。特別地，該觸碰位置可以是指質(zhì)量塊6與絕緣襯底5直接或間接觸碰的位置， 例如，在質(zhì)量塊6與絕緣襯底5之間發(fā)生間接觸碰時(shí)，可指質(zhì)量塊6上的可動(dòng)電極8與絕緣 襯底5上的固定電極1間隔設(shè)置形成電容結(jié)構(gòu)的情況。
[0046] 當(dāng)加速度開關(guān)在其敏感方向上受到外界足夠大的加速度作用后，質(zhì)量塊6在慣性 力的作用下，向絕緣襯底5運(yùn)動(dòng)并到達(dá)觸碰位置。此時(shí)，外控制電路向可動(dòng)電極8和固定電 極1分別施加相反的電荷，從而使二者之間形成電容，產(chǎn)生足夠大的靜電力，以實(shí)現(xiàn)鎖存的 功能。隨后降低外控制電路的施加在可動(dòng)電極8和固定電極1上的電壓，當(dāng)靜電力不足以 維持鎖存狀態(tài)，質(zhì)量塊6回復(fù)到初始的平衡位置，加速度開關(guān)也相應(yīng)地回復(fù)到斷開狀態(tài)。
[0047] 優(yōu)選地，在絕緣襯底5上設(shè)置控制線4,在質(zhì)量塊6上設(shè)置控制觸點(diǎn)13 ;當(dāng)質(zhì)量塊 6位于觸碰位置時(shí)，可動(dòng)電極8通過控制觸點(diǎn)13與控制線4導(dǎo)通，通過控制線4向可動(dòng)電極 8施加電荷。
[0048] 優(yōu)選地，將彈性元件9的一端與絕緣襯底5 (特別是安裝在絕緣襯底5上的錨塊 12)連接，另一端與質(zhì)量塊6連接；彈性元件9在控制線4斷電時(shí)使質(zhì)量塊6由觸碰位置回 復(fù)到平衡位置。
[0049] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種加速度開關(guān)，其特征在于，包括：固定電極（1)、第一信號(hào)線（2)、第二信號(hào)線 (3) 、控制線（4)和絕緣襯底（5)，所述固定電極（1)、第一信號(hào)線（2)、第二信號(hào)線（3)和控制 線（4)均設(shè)置在所述絕緣襯底（5)上； 所述加速度開關(guān)還包括：質(zhì)量塊（6)，所述質(zhì)量塊（6)具有平衡位置和觸碰位置；所述 質(zhì)量塊（6)在所述平衡位置與所述絕緣襯底（5)之間具有間隙； 所述加速度開關(guān)還包括：信號(hào)觸點(diǎn)（7)和可動(dòng)電極（8)，所述信號(hào)觸點(diǎn)（7)和可動(dòng)電極 (8)設(shè)置在所述質(zhì)量塊（6)上； 當(dāng)所述質(zhì)量塊（6)位于所述觸碰位置時(shí)，所述第一信號(hào)線（2)通過所述信號(hào)觸點(diǎn)（7)與 所述第二信號(hào)線（3)連接，所述控制線（4)與所述可動(dòng)電極（8)連接，所述控制線（4)用于 向所述可動(dòng)電極（8)施加與所述固定電極（1)相反的電荷以使所述質(zhì)量塊（6)鎖定在所述 觸碰位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述加速度開關(guān)還包括： 彈性元件（9)，所述彈性元件（9)在所述控制線（4)斷電時(shí)使所述質(zhì)量塊（6)由所述觸 碰位置回復(fù)到所述平衡位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述彈性元件（9)為多個(gè)，所述多 個(gè)彈性元件（9)沿所述質(zhì)量塊（6)的周向均勻布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述彈性元件（9)為折疊梁，所述 折疊梁包括多個(gè)長梁（10)和多個(gè)短梁（11 )，相鄰兩個(gè)所述長梁（10)之間通過一個(gè)所述短 梁（11)連接，所述多個(gè)長梁（10 )平行地設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述短梁（11)具有直線或弧形結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述加速度開關(guān)還包括安裝在所 述絕緣襯底（5)上的錨塊（12)，所述彈性元件（9)的一端與所述錨塊（12)連接，另一端與所 述質(zhì)量塊（6)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速度開關(guān)，其特征在于，所述加速度開關(guān)還包括：控制觸點(diǎn) (13)，當(dāng)所述質(zhì)量塊（6)位于所述觸碰位置時(shí)，所述控制線（4)通過所述控制觸點(diǎn)（13)與所 述可動(dòng)電極（8)連接。
8. -種加速度開關(guān)的控制方法，其特征在于，包括： 在質(zhì)量塊（6)上設(shè)置可動(dòng)電極（8); 在絕緣襯底（5)上設(shè)置固定電極（1); 當(dāng)所述質(zhì)量塊（6 )位于觸碰位置時(shí)，向所述可動(dòng)電極（8 )施加與所述固定電極（1)相反 的電荷，以使所述質(zhì)量塊（6)鎖存在觸碰狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述絕緣襯底（5)上設(shè)置控制線 (4) ，在所述質(zhì)量塊（6)上設(shè)置控制觸點(diǎn)（13); 當(dāng)所述質(zhì)量塊（6)位于所述觸碰位置時(shí)，所述可動(dòng)電極（8)通過所述控制觸點(diǎn)（13)與 所述控制線（4 )導(dǎo)通，通過所述控制線（4 )向所述可動(dòng)電極（8 )施加所述電荷。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，將彈性元件（9)的一端與所述絕緣 襯底（5 )連接，另一端與所述質(zhì)量塊（6 )連接； 所述彈性元件（9)在所述控制線（4)斷電時(shí)使所述質(zhì)量塊（6)由所述觸碰位置回復(fù)到 平衡位置。
【文檔編號(hào)】H01H35/14GK104143473SQ201310162834
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】傅劍宇, 吳迪, 王國胤 申請人:重慶綠色智能技術(shù)研究院