CN104973258A - 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：弹簧稳定组件，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以使所述惯性测量单元保持稳定于预设状态的趋势；阻尼体，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以吸收所述飞行器向所述惯性测量单元输出的震动能量。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：

弹簧稳定组件，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以使所述惯性测量单元保持稳定于预设状态的趋势；

阻尼体，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以吸收所述飞行器向所述惯性测量单元输出的震动能量。

可选的，所述弹簧稳定组件和所述阻尼体设置于所述惯性测量单元的同一侧。

可选的，所述弹簧稳定组件包括：

压缩弹簧，所述压缩弹簧与所述惯性测量单元所处平面垂直设置，且所述压缩弹簧的垂直投影位于所述惯性测量单元的底部端面的中心位置；

拉伸弹簧组，所述拉伸弹簧组包括多个绕所述压缩弹簧周向设置的拉伸弹簧，且每个拉伸弹簧的顶端与所述惯性测量单元的底部端面连接、每个拉伸弹簧的底端与所述框架结构的底部连接。

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，所述压缩弹簧处于压缩形变状态、所述拉伸弹簧组中的弹簧均处于拉伸形变状态。

可选的，当所述惯性测量单元为截面呈矩形的片状结构时，所述拉伸弹簧组包括四个弹簧，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，所述阻尼体位于所述压缩弹簧中间的空心区域内。

可选的，还包括：

固定支架；其中，所述压缩弹簧和所述拉伸弹簧组中的每个拉伸弹簧均通过所述固定支架与所述框架架构的底部连接。

可选的，所述阻尼体为硅胶块。

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弹簧稳定组件，可以将IMU固定于预设状态，或者在震动过程中，保持趋向于该预设状态的趋势，从而实现对IMU的状态稳定。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稳定组件的装配公差，提升组装精度和稳定效果。并且，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。此外，通过设置阻尼体，可以在弹簧稳定组件对IMU的状态进行稳定的同时，可以有效吸收IMU受到的震动能量，从而避免IMU受到损坏。

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另一种减震结构的立体结构示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的又一种减震结构的立体结构示意图。

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：

弹簧稳定组件3，设置于IMU2与所述飞行器的框架结构1之间，以使IMU2保持稳定于预设状态的趋势；

阻尼体4，设置于IMU2与所述飞行器的框架结构1之间，以吸收所述飞行器向IMU2输出的震动能量。

在本实施例中，弹簧稳定组件3和阻尼体4可以设置于IMU2的同一侧，比如在图2中均位于IMU2的底部端面与框架结构1的底部之间，从而有助于减少减震结构在框架结构1内的空间占用。由于飞行器对自身体积和重量十分敏感，因而通过降低空间占用，可以避免对框架结构1内的空间划分、结构配置造成影响和压力，防止影响飞行器的飞行工作。当然，弹簧稳定组件3和阻尼体4也可以采用其他设置方式，本公开并不对此进行限制。

1、弹簧稳定组件3

弹簧稳定组件3可以将IMU2固定于预设状态(比如位于图2所示的位置)，或者在震动过程中，保持趋向于该预设状态的趋势，从而实现对IMU的状态稳定。弹簧稳定组件3实际上是由多个弹簧构成，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稳定组件3的装配公差，提升组装精度和稳定效果。并且，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IMU2的使用寿命。

作为一示例性实施例，如图3所示，弹簧稳定组件3可以包括：

压缩弹簧31，该压缩弹簧31与IMU2所处平面垂直设置，且该压缩弹簧31的垂直投影位于IMU2的底部端面的中心位置；其中，在减震结构与IMU2完成组装的情况下，压缩弹簧31处于压缩形变状态。

拉伸弹簧组32，该拉伸弹簧组32包括多个绕压缩弹簧31周向设置的拉伸弹簧，且每个拉伸弹簧的顶端与IMU2的底部端面连接、每个拉伸弹簧的底端与所述框架结构1的底部连接；其中，在减震结构与IMU2完成组装的情况下，拉伸弹簧组32中的弹簧均处于拉伸形变状态。

在该实施例中，压缩弹簧31向下压缩后，形成向上的力，而拉伸弹簧组32向四周拉伸后，形成四周向下的力，使得IMU2维持在一个相对稳定的状态和位置，并且即便飞行器引起IMU2的震动，也能够确保IMU2随时保持回归该状态和位置的趋势。

比如图4所示，当IMU2为截面呈矩形的片状结构时，拉伸弹簧组32包括四个拉伸弹簧，其中每个拉伸弹簧的一端连接至IMU2的顶点处、另一端连接至框架结构1，从而通过四个顶点处的拉伸，并与压缩弹簧31配合后，对IMU2进行状态稳定。其中，每个拉伸弹簧与框架结构1相连的一端，在竖直方向上的投影位于IMU2的投影区域以外，且每个拉伸弹簧与IMU2所处平面的夹角可以为45°。

2、阻尼体

在本公开的实施例中，通过设置阻尼体4，可以在弹簧稳定组件3对IMU2的状态进行稳定的同时，可以有效吸收IMU2受到的震动能量，从而避免IMU2受到损坏。其中，阻尼体4可以为硅胶或由其他任意具有弹性的塑胶等材料制成。

在图3-4所示的实施例中，可以将阻尼体4设置于压缩弹簧31中间的空心区域内，从而避免了额外的空间占用，有助于飞行器的框架结构1内部的空间规划，防止影响飞行器的飞行工作。

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。

对于减震结构中的压缩弹簧31和拉伸弹簧组32，框架结构1的底部会设置配套的连接结构，比如当压缩弹簧31和拉伸弹簧组32中的弹簧端部为钩状时，框架结构1的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5所示，减震结构还可以包括：

固定支架5；其中，压缩弹簧31和拉伸弹簧组32中的每个拉伸弹簧均通过该固定支架5与框架架构1的底部连接。

在该实施例中，固定支架5可以呈片状，从而可以直接将固定支架5粘贴至框架结构1的底部，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。

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：

弹簧稳定组件，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以使所述惯性测量单元保持稳定于预设状态的趋势；

阻尼体，设置于所述惯性测量单元与所述飞行器的框架结构之间，以吸收所述飞行器向所述惯性测量单元输出的震动能量。

2.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，所述弹簧稳定组件和所述阻尼体设置于所述惯性测量单元的同一侧。

3.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，所述弹簧稳定组件包括：

压缩弹簧，所述压缩弹簧与所述惯性测量单元所处平面垂直设置，且所述压缩弹簧的垂直投影位于所述惯性测量单元的底部端面的中心位置；

拉伸弹簧组，所述拉伸弹簧组包括多个绕所述压缩弹簧周向设置的拉伸弹簧，且每个拉伸弹簧的顶端与所述惯性测量单元的底部端面连接、每个拉伸弹簧的底端与所述框架结构的底部连接。

4.根据权利要求3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，所述压缩弹簧处于压缩形变状态、所述拉伸弹簧组中的弹簧均处于拉伸形变状态。

5.根据权利要求3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，所述拉伸弹簧组包括四个弹簧，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。

6.根据权利要求3所述的减震结构，其特征在于，所述阻尼体位于所述压缩弹簧中间的空心区域内。

7.根据权利要求3所述的减震结构，其特征在于，还包括：

固定支架；其中，所述压缩弹簧和所述拉伸弹簧组中的每个拉伸弹簧均通过所述固定支架与所述框架架构的底部连接。

8.根据权利要求1所述的减震结构，其特征在于，所述阻尼体为硅胶块。

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。