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申请/专利权人：清华大学

摘要：本发明公开了一种小体积蛇形悬臂梁MEMS冲击传感和储能器件，采用四向蛇形悬臂梁作为中间可动电极，器件整体体积缩小到1cm*1cm*1cm以内。器件采用了三叠层短路结构，在非冲击环境下，各极板相互隔离，器件充当储能器件实现对外供电；在高过载冲击环境下，中间层蛇形悬臂梁在硫酸电解液环境中发生弹性形变，末端带孔的质量块在冲击方向产生位移，与底层极板微凸台接触造成软短路，实现对高过载冲击的敏锐感知。本发明的蛇形悬臂梁中间层极板和具有圆形孔阵列的中间质量块，有效增强了微小空间内中间层极板的形变能力和减弱了冲击形变时电解液环境的流体阻力。大幅缩小了器件体积，提高侵彻引信在小空间严峻环境下的应用率。

主权项：1.一种小体积蛇形悬臂梁MEMS冲击传感和储能器件，其特征在于，所述小体积蛇形悬臂梁MEMS冲击传感和储能器件为MEMS传感和储能一体化器件；是采用多层电极单体叠层串联式结构的超级电容器；中间层可动电极采用蛇形悬臂梁连接质量块结构，底层电极冲压形成微凸台；在非冲击环境下，器件正常发挥储能功能；在高过载冲击环境下，器件中间层的蛇形悬臂梁发生弹性形变，带动质量块发生位移，并与底层电极的微凸台发生接触，产生短路，导致器件电压下降，实现整体体积缩小到1cm*1cm*1cm以内的MEMS传感和储能一体化器件对高过载冲击的传感；所述多层电极单体叠层串联式结构包括上三层电极1、中间层可动电极2和底层电极3；每层电极均由钛基氧化钌电极10和集流极4复合而成的电极单体；上三层电极1保证超级电容器高度的储能特性，上三层电极1的第三层与中间层可动电极2通过电路连接线6进行电路连接；各层电极通过刚性法兰12相互隔离，组成超级电容器芯，并由灌封胶11固定在外壳7内；所述中间层可动电极2中部设置质量块9，并通过蛇形悬臂梁13和中间层可动电极2矩形边框的四个对角点处连接；质量块9上开有孔隙14；在底层电极3中部设置底电极微凸台8，质量块9与底电极微凸台8顶面相对；在无载荷作用时，二者不接触，维持可控电压；器件正常对外供电；当存在纵向载荷冲击作用时，底层电极3上面底电极微凸台8不形变，中间层可动电极2中的蛇形悬臂梁13在硫酸电解液5环境中发生弹性形变，使得质量块9向下移动，与底电极微凸台8发生接触短路，导致电压突降，实现对纵向载荷冲击的准确传感。

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