CN104908963A - 减震结构、具有减震功能的惯性测量结构和飞行器 - Google Patents

Abstract

本公开是关于减震结构、具有减震功能的惯性测量结构和飞行器，所述减震结构用于对飞行器中的惯性测量单元进行减震；所述减震结构包括：第一弹簧组，所述第一弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的顶部端面与所述飞行器的框架结构的顶部之间的多个弹簧；第二弹簧组，所述第二弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的底部端面与所述框架结构的底部之间的多个弹簧。通过本公开的技术方案，可以长期、稳定地阻隔震动对惯性测量单元的影响。

Description

减震结构、具有减震功能的惯性测量结构和飞行器

技术领域

本公开涉及飞行器技术领域，尤其涉及减震结构、具有减震功能的惯性测量结构和飞行器。

背景技术

惯性测量单元(IMU，Inertial measurement unit)用于对物体的三轴姿态角和加速度进行测量，因而在飞行器的导航和控制过程中具有非常重要的作用。

发明内容

本公开提供减震结构、具有减震功能的惯性测量结构和飞行器，以解决相关技术中的不足。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种减震结构，所述减震结构用于对飞行器中的惯性测量单元进行减震；所述减震结构包括：

第一弹簧组，所述第一弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的顶部端面与所述飞行器的框架结构的顶部之间的多个弹簧；

第二弹簧组，所述第二弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的底部端面与所述框架结构的底部之间的多个弹簧。

可选的，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组沿所述惯性测量单元所处的平台对称设置。

可选的，还包括：

第一支架，所述第一弹簧组中的多个弹簧通过所述第一支架与所述框架结构的顶部连接；

第二支架，所述第二弹簧组中的多个弹簧通过所述第二支架与所述框架结构的底部连接。

可选的，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧均为拉伸弹簧。

可选的，在所述减震结构与所述惯性测量单元完成组装的情况下，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧均处于拉伸形变状态。

可选的，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧的拉伸形变程度与所述飞行器在工作过程中的电机转速呈反相关。

可选的，当所述惯性测量单元为截面呈矩形的片状结构时，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组分别包括四个弹簧，其中每个弹簧的一端连接至所述惯性测量单元的顶点处、另一端连接至所述框架结构。

可选的，还包括：

阻尼体，设置于所述惯性测量单元和所述框架结构之间。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种具有减震功能的惯性测量结构，包括：

惯性测量单元；

如上述实施例中任一所述的减震结构。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种飞行器，包括：如上述实施例中任一所述的减震结构。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本公开通过在惯性测量单元与飞行器的框架结构之间设置第一和第二弹簧组，使得这些弹簧组可以吸收惯性测量单元受到的震动，从而延长惯性测量单元的使用寿命。同时，由于相同方式制造的弹簧的结构和功能稳定、差异小，可以降低由这些弹簧构成的弹簧组的装配公差，提升组装精度和减震效果。此外，由于弹簧不容易发生老化，因而能够确保减震结构具有更长的使用时间，也相应地保障了惯性测量单元的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是相关技术中的一种减震结构的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种减震结构的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的另一种减震结构的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的又一种减震结构的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的又一种减震结构的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是相关技术中的一种减震结构的示意图，如图1所示，IMU2设置于飞行器的框架结构1内，并通过粘贴于IMU2与框架结构1之间的海绵3’，对IMU2进行减震，比如在图1中，海绵3’粘贴于IMU2的顶部端面与框架结构1的顶部之间、IMU2的底部端面与框架结构1的底部之间。

然而，由于海绵3’的结构特性，导致其结构本身并不固定，即便是同一批次生成出的海绵3’之间，也存在很大的结构差异，使得相应的装配公差较大。同时，海绵3’的使用寿命很短，尤其是当工作环境温度较高时，很容易发生老化而失去弹性，从而无法用于对IMU2的减震功能。

因此，本公开通过提出了新的减震结构，以解决相关技术中存在的上述问题。

图2是根据一示例性实施例示出的一种减震结构的示意图，如图2所示，减震结构可以包括：

第一弹簧组31，所述第一弹簧组31包含设置于IMU2的顶部端面与所述飞行器的框架结构1的顶部之间的多个弹簧；

第二弹簧组32，所述第二弹簧组32包含设置于IMU2的底部端面与所述框架结构1的底部之间的多个弹簧。

在该实施例中，“第一”和“第二”用于区分位于IMU2两侧端面的两个弹簧组。其中，每个弹簧组包括多个弹簧，利用弹簧的弹性来吸收飞行器的震动能量。由于弹簧的结构固定，采用相同方式生产的弹簧具有一致的结构，并不存在海绵3’的结构不稳定的情况；同时，弹簧的使用寿命很长，并且不容易受到工作环境的影响，可以长期、稳定地用于对IMU2的减震。

在该实施例中，通过设置第一弹簧组31和第二弹簧组32，使得IMU2在竖直方向上的任一方向上，均可以得到相应的减震保护，即第一弹簧组31和第二弹簧组32可以通过形变来吸收震动产生的能量。同时，由于每个弹簧组包括多个弹簧，因而多个弹簧在水平方向上能够提供相应的抗扭作用，从而能够实现对IMU2的全面减震保护。

在该实施例中，每个弹簧组包含的多个弹簧，可以采用任意方式进行设置，两个弹簧组之间并不存在必然的联系，只需要确保将IMU2维持在两个弹簧组之间的预设位置即可。其中，作为一示例性实施方式，可以使第一弹簧组31和第二弹簧组32沿IMU2所处的平台对称设置，则只需要使第一弹簧组31和第二弹簧组32采用相同的结构并对称设置即可，有助于简化减震结构的设计。

1、弹簧类型

在上述实施例中，由于在IMU2的两侧分别设置有多个弹簧，因而第一弹簧组31和第二弹簧组32中的每个弹簧均可以为拉伸弹簧。其中，在所述减震结构与IMU2完成组装的情况下，第一弹簧组31和第二弹簧组32中的弹簧均处于拉伸形变状态。

同时，当飞行器在工作过程中的电机转速低时，产生的震动频率越低、振幅越大，因而第一弹簧组31和第二弹簧组32中的弹簧在压缩形变状态下的压缩形变程度高(即第一弹簧组31和第二弹簧组32中的弹簧的压缩形变程度与飞行器在工作过程中的电机转速呈反相关)，从而通过对IMU2的作用力，可以帮助IMU2维持自身的稳定状态。

2、弹簧组的结构

作为一示例性实施例，当IMU2为截面呈矩形的片状结构时，如图3所示，第一弹簧组31和第二弹簧组32分别包括四个弹簧，其中每个弹簧的一端连接至IMU2的顶点处、另一端连接至框架结构1，从而通过四个方向的同时拉伸，将IMU2固定于框架结构1中的预设位置；其中，当每个弹簧的规格、安装角度等参数均相同时，IMU2位于这些弹簧的中心位置。

在该实施例中，对弹簧的规格统一，降低了对弹簧的制造、更换、装配等方面的难度，以及降低了对整个减震结构的设计和组装难度。

3、固定支架

由IMU2和上述实施例中的减震结构，可以构成一个相对独立的“具有减震功能的惯性测量结构”，该结构可以独立生产和组装后，安装至飞行器的框架结构1内，实现测量功能。

对于减震结构中的第一弹簧组31和第二弹簧组32，框架结构1的顶部和底部需要设置配套的连接结构，比如当第一弹簧组31和第二弹簧组32中的弹簧端部为钩状时，框架结构1的顶部和底部可以预先设置对应的孔，从而通过钩和孔的配合实现连接。

为了对降低框架结构1的结构需求，提升“具有减震功能的惯性测量结构”的普适性，如图4所示，减震结构还可以包括：

第一支架41，所述第一弹簧组31中的多个弹簧通过所述第一支架41与所述框架结构1的顶部连接；

第二支架42，所述第二弹簧组32中的多个弹簧通过所述第二支架42与所述框架结构1的底部连接。

在该实施例中，第一支架42和第二支架43可以呈片状，从而可以直接将第一支架42和第二支架43分别粘贴至框架结构1的顶部和底部，即可完成“具有减震功能的惯性测量结构”的安装，而无需框架结构1做出结构配合与改进。

4、阻尼体

在上述实施例中，为了加强对IMU2的减震效果，减震结构还可以包括阻尼体，该阻尼体设置于IMU2和框架结构1之间。比如图5所示，可以包括第一阻尼体51和第二阻尼体52，其中第一阻尼体51设置在IMU2的顶部端面与框架结构1的顶部之间，且第一阻尼体51的两端分别与IMU2的顶部端面、框架结构1的顶部相连，第二阻尼体52设置在IMU2的底部端面与框架结构1的底部之间，且第二阻尼体52的两端分别与IMU2的底部端面、框架结构1的底部相连。

在该实施例中，阻尼体可以为硅胶或由其他任意具有弹性的塑胶等材料制成。通过设置阻尼体，可以实现更有效的能量吸收，进一步增强了减震结构的减震效果，避免飞行器震动对IMU2的影响。

本公开还提出了一种飞行器，包括上述任一实施例中的减震结构，从而对该飞行器中安装的IMU2进行减震保护。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种减震结构，其特征在于，所述减震结构用于对飞行器中的惯性测量单元进行减震；所述减震结构包括：

第一弹簧组，所述第一弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的顶部端面与所述飞行器的框架结构的顶部之间的多个弹簧；

第二弹簧组，所述第二弹簧组包含设置于所述惯性测量单元的底部端面与所述框架结构的底部之间的多个弹簧。

2.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组沿所述惯性测量单元所处的平台对称设置。

3.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，还包括：

第一支架，所述第一弹簧组中的多个弹簧通过所述第一支架与所述框架结构的顶部连接；

第二支架，所述第二弹簧组中的多个弹簧通过所述第二支架与所述框架结构的底部连接。

4.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧均为拉伸弹簧。

5.根据权利要求4所述的减震结构，其特征在于，在所述减震结构与所述惯性测量单元完成组装的情况下，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧均处于拉伸形变状态。

6.根据权利要求5所述的减震结构，其特征在于，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组中的弹簧的拉伸形变程度与所述飞行器在工作过程中的电机转速呈反相关。

7.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，当所述惯性测量单元为截面呈矩形的片状结构时，所述第一弹簧组和所述第二弹簧组分别包括四个弹簧，其中每个弹簧的一端连接至所述惯性测量单元的顶点处、另一端连接至所述框架结构。

8.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，还包括：

阻尼体，设置于所述惯性测量单元和所述框架结构之间。

9.一种具有减震功能的惯性测量结构，其特征在于，包括：

惯性测量单元；

如权利要求1-8中任一项所述的减震结构。

10.一种飞行器，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一项所述的减震结构。