随着我国人口老龄化进程的加快,人民平均寿命的延长,空巢家庭的增多,老年人的身心健康受到社会各界和政府的关注。由于身体机能的下降,跌倒不仅给老年人的身心健康造成了极大的伤害,也给家庭带来沉重的经济负担。目前基于人体跌倒的可穿戴式装置以其携带便携、保护个人隐私、检测区域不受限和跌倒检测率高等特点具有良好的市场应用前景。本文基于老年人跌倒检测环境,研制了一款万向可穿戴式惯性开关。根据对老人跌倒行为的研究,确定了开关低阈值、空间万向敏感,接触时间长的设计指标。基于开关的物理模型,分析确定了开关在给定激励信号脉宽下的固有频率范围。通过对开关各部分结构与开关响应时间、接触时间、阈值等性能分析,完成了开关的各部分的结构设计。采用阿基米德螺旋弹簧支撑环形质量块作为“弹簧-质量”系统,在质量块四周均布触点径向电极,在质量块的上方设计半圆环轴向电极。开关可以很好地响应空间万向的激励信号,同时柔性电极延长了开关的接触时间,方便后续电路信号的处理。又将止挡柱与径向电极设置为一体,可以在过载环境中对开关起到保护作用。基于设计的开关,利用ANSYS软件进行动态仿真分析。模态仿真确定了开关的工作模态。瞬态仿真分析了开关的万向性、响应接触时间以及适应性特性。惯性开关空间阈值加速度在2.9g—4.24g之间,在给定5g,5ms的激励信号作用下任一方向的接触时间均大于200μs,具有良好的接触性能。基于UV-LIGA工艺在金属基底上完成了开关制作。分析制作过程中尺寸误差的来源,确定了开关的补偿尺寸,即在制作时增大掩膜版的关键尺寸。制得的开关整体尺寸为5.8mm×5.8mm×0.25mm,并对切割好的开关进行了封装。最后分别采用离心机装置和落锤装置测试了开关的动态参数和静态参数,测试结果表明开关的阈值偏大,但是空间阈值分布差异性较小,且开关在各个方向的接触稳定,接触时间均大于100μs。