MEMS机械安保设计及其ANSYS仿真研究(2)
微执行器是主要是用来产生机械运动等动作的器件。传输单元将外界输入的信号转变成所需形式后，通过微执行器执行其功能。 微执行器的工作原理见图1.2。
图 1.2 微执行器的工作原理示意图
MEMS技术的最初原型是集成电路技术，到如今已经成为一种交叉融合了多种学科的前沿高新技术[2]。随着技术不断的发展，MEMS系统器件的尺寸不断的被缩小，形成一个独立的智能系统，系统通常集成在厘米、毫米或更小的单位里，其内部结构尺寸也达到了微米甚至纳米量级。MEMS最基本的特征就是尺寸微型化和系统集成化。正是这种本质特征，使得MEMS技术受到高度的重视，并在各个领域不断广泛应用，研究领域包括了生物MEMS、光MEMS、微流控器件、RF MEMS 以及NEMS(纳电子机械系统) 等等。
1.1.2 MEMS技术在军事上的应用
MEMS技术虽然在各个领域都有极大的应用空间，在军事上的成功应用能够为国防建设取得革命性的的进步，对国家军事力量的发展起着不可小觑的作用。MEMS技术可以缩小器件体积，为弹药系统的其他部件预留出更大的设计空间，优化武器系统设计，从而为满足增大武器威力、精确度、智能化等其他方面的需求带来可能。MEMS在武器装备中的主要领域从保险、安全装置、传感器等器件到单兵携带、惯性导航、战场检测、救护等战术战略各个方面。MEMS 在军事上常见的应用领域有：
（1）惯性器件上的应用：惯性测量组合在飞行器的制导系统以及各种航空航天平台中均有广泛的应用，可靠性高，质量小；
（2）微型无人驾驶飞机：微型无人驾驶飞机重量轻，尺寸大大减小，成本和损耗也降低，功能强大、方便携带并且用途非常广泛；
（3） 微型军用机器人以及应用于其上的电子智能系统 ：微型军用机器人可代替士兵完成侦查任务并进行攻击，这种功能在战略战术上具有无可比拟的优势，得到了世界各国的高度重视[3]。除此之外，MEMS技术在火工品上也得到了相应发展。MEMS火工技术就是火工品发火系统内部结构微型化并将各个器件集成于一体，包括微电路、微点火桥、微点火/传爆序列、微传感器和微执行器等。MEMS技术具有能够识别处理信息，功能多样化的功能。运用这种技术加工的MEMS火工品体积小、精度高、智能化，微尺寸的芯片能够集点火、矢量推动、安全保险等多种功能于一身，与传统的火工品相比具有更高的安全可靠性[4-5]。
1.2 MEMS安全保险装置概述
既为了满足武器装置在存储、运输、勤务处理等过程中不发生事故，令系统处于安全状态，又为了保证系统能够在需要的时候安全可靠的发火，必须要有保险装置。所谓解除保险即在使用时，通过人为或输入能量或者外界环境能源激发，使系统按照预先设定的方式，经过一定的时间或距离后进入待激发状态。 在火工品中，安保机构是发火系统中的重要组成部分，其作用是保证被保险系统在存储、运输以及勤务处理的安全，并且能够按照所需及时解除对被保险零件的保险，使火工品处于待发火状态[6]。传统安保机构尺寸过大，零件数目繁多，装配复杂，加工不方便，，抗过载能力差，为了适应武器装备发展的需要，MEMS技术在安全保险装置上的应用应运而生。这种微型化的安全保险机构具有体积小、成本低、安全可靠性高等优点，使系统更加智能化和灵巧化。
目前MEMS安全与解除保险装置有主要包括机械式MEMS安保装置和机电式MEMS安保装置。机械式MEMS安保装置通常依靠感受外力执行保险解除功能，利用环境力解除对被保险零件的保险，保险解除后，各个部件运动到相应的位置，组成一个传爆序列，系统最终完全解保进入待发火状态。