在如今追求引信小型化、智能化、灵巧化的装备设计潮流里,要想在引信有限的安装空间中加入更多适应当代多样化战场的功能,如何减小引信体积是当代引信设计必须解决的问题。本文基于MEMS技术的设计加工工艺,以中大口径榴弹作用环境为背景,提出了一种通过独立双环境和弹道实时信息来保证引信平时安全性的垂直于弹轴放置的MEMS安全系统。通过理论分析与仿真实验有机结合的方法,在项目前期系统设计基础上,开展MEMS安全系统的安全和解除保险机构的改进设计研究,对优化引信设计具有重要意义。(1)分析MEMS安全系统基本要求及其在全寿命周期中所处的力学环境,提出了适用于后坐、离心过载较为明显的中大口径弹药的MEMS安全系统整体设计方案,确定了MEMS安全系统环境识别、体积及抗高过载等性能指标。(2)根据对项目前期后坐保险机构设计分析以及弹簧质量系统在勤务跌落和正常发射两种冲击加速度下的响应特性分析,设计了斜置惯性销式后坐保险机构,利用有限元仿真的实验方法,验证了其能够满足MEMS安全系统在本文应用环境下勤务环境安全、正常发射环境作用可靠的任务。针对项目前期设计的具有细长弹性梁的离心保险机构,设计了一种防剧烈碰撞、以转动方式进行离心解保,易加工的离心转臂保险机构,该保险机构不仅可以通过机构互锁来保证后坐、离心解除保险的时序性,而且可以通过机构的弹性结构相互作用来避免解除保险后的剧烈碰撞。(3)利用经典力学理论和数学建模方法对MEMS安全系统中典型闭锁机构的闭锁过程进行分析,提出了利用加速度判据判定闭锁机构能否达到闭锁要求的方法。并通过材料强度理论对典型闭锁机构闭锁过程中危险截面进行强度分析。(4)针对以离心力作为驱动力的隔爆滑块,设计了一种可替换、防碰撞的分离式隔爆滑块闭锁机构。并对影响闭锁性能的闭锁机构关键参数进行分析,使本文设计的闭锁机构能够在本文应用环境下一次性闭锁成功,能够满足系统对闭锁可靠性、稳定性的要求。