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MEMS双稳态惯性开关作为一种特殊的惯性开关,具有纯机械结构、抗电磁干扰、能稳定自锁等优点,在武器装备、航空航天、汽车安全等领域具有重要的应用前景。本文设计了一种新型的MEMS双稳态惯性开关,具备正向低加速度激励下实现闭合自锁,反向高加速度激励下解锁的功能。论文的主要工作如下:首先,对MEMS惯性开关的结构特点和工作原理进行了简单介绍,分析了国内外几种常见的MEMS惯性开关的特点和不足之处,分析了MEMS双稳态惯性开关所具有的优点和广泛的应用前景。对比不同双稳态结构的力学特性,确定了三段式长斜梁作为开关的双稳态结构,并对其进行了仿真分析和设计。根据开关的设计要求,提出了一种新型的MEMS双稳态惯性开关并介绍了其基本工作原理。分别对折叠梁弹簧、质量块进行了设计,初步确定MEMS双稳态惯性开关的整体结构尺寸。其次,分析了MEMS双稳态开关参数优化的意义,介绍了参数优化的相关理论基础。针对微加工工艺中的不确定性因素,对MEMS双稳态开关进行了参数优化,得到了最优结构。随后对优化后结构进行了力学特性分析,双稳态结构的屈曲弹性力最大值明显减小,屈曲弹性力最小值在不确定因素影响下的方差明显减小,也即开关闭合时触点接触压力波动范围明显缩小,开关的可靠性进一步提升,最后对优化结构进行了不确定性分析和敏感性分析以进一步指导工艺加工。然后,对优化设计后的MEMS双稳态开关进行动态特性分析。通过对大、小质量块进行受力分析,建立其动力学仿真模型,使用MATLAB数学计算软件,对开关分别进行阈值激励和扰动激励下的动力学仿真,得到了开关在不同激励下的动态响应曲线,分析开关的完整工作状态,初步验证了开关的功能实现和抗扰动能力。最后,对MEMS双稳态开关的相关微加工工艺进行了介绍,对加工完成的开关器件进行了功能测试,MEMS双稳态开关能够在正向阈值激励下闭合并保持稳定,在反向阈值激励下断开,实现了开关设计的预期目标。本文设计了一种新型MEMS双稳态惯性开关,并针对开关提出了一整套结构设计、特性仿真、参数优化和流片加工的方案,为MEMS双稳态开关及复杂MEMS器件提供一种包括设计、优化、仿真、加工的完整的参考方案。