CN111426317A - 一种惯性测量模块、减震系统以及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及无人机技术领域，公开了一种惯性测量模块，包括挂架、电路板、惯性测量组件、导热件以及配重组件，电路板安装于挂架的一表面，并且依次安装有惯性测量组件以及导热件，惯性测量组件包括热电阻以及惯性测量单元；导热件用于与热电阻以及惯性测量单元相抵接，以使热电阻所散发的热量传递至惯性测量单元；配重组件安装于挂架的一表面，并且面向挂架的一端面设有第一凹槽，其与挂架的一端面形成收容空间，导热件以及惯性测量组件均收容于收容空间内，其中，导热件与第一凹槽的槽底以预设间距设置。由此，导热件与惯性测量单元之间不相互挤压，降低惯性测量单元受到由于温度变化引起的应力变化，提高了飞行控制的准确性以及稳定性。

Description

一种惯性测量模块、减震系统以及无人机

技术领域

本发明实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种惯性测量模块、减震系统以及无人机。

背景技术

惯性测量组件用于检测运动物体的姿态信息。惯性测量组件一般包括加速度计和陀螺；其中，加速度计用于检测物体的加速度分量，陀螺用于检测物体的角度信息。由于具有测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的功能，惯性测量单元通常作为导航和制导的核心部件，并且广泛地应用于车辆、轮船、机器人以及飞行器等需要运动控制的设备中。

本发明的发明人在实施本发明的过程中，发现：目前，无人机的惯性测量组件，其导热材料直接覆盖于热电阻以及惯性测量本体两者表面，并通过上壳与下壳配合夹紧导热材料，以使热电阻所产生的热量可传递至惯性测量本体，使得惯性测量本体处于正常工作温度。然而在此装配结构中，导热材料与惯性测量本体两者之间存在挤压，当无人机飞行过程中，惯性测量本体受到由于温度变化引起的应力变化将引起飞行控制的不准确性与不稳定性，使用起来较为不便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种使用方便的惯性测量模块、减震系统以及无人机。

本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种惯性测量模块，包括：

挂架；

电路板，安装于所述挂架的一表面；

惯性测量组件，包括热电阻以及惯性测量单元，所述热电阻以及所述惯性测量单元间隔安装于所述电路板上；

导热件，安装于所述电路板，所述导热件用于与所述热电阻以及所述惯性测量单元相抵接，以使所述热电阻所散发的热量传递至所述惯性测量单元；

配重组件，安装于所述挂架的一表面，且所述配重组件面向所述挂架的一端面设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述挂架的一端面形成收容空间，所述导热件以及所述惯性测量组件均收容于所述收容空间内，其中，所述导热件与所述第一凹槽的槽底以预设间距设置。

可选的，所述导热件的一端面与所述热电阻相抵接，且与该端面相邻的一侧面与所述惯性测量单元的侧面相抵接。

可选的，所述配重组件包括隔热罩以及配重块，所述隔热罩的一端与所述配重块的一端配合安装，所述隔热罩的另一端安装于所述挂架的一端面，所述隔热罩的另一端设有所述第一凹槽。

可选的，所述挂架的一表面设有凸条框，所述电路板安装于所述凸条框内，所述隔热罩的内壁与所述凸条框的外壁相抵接，以使所述隔热罩定位安装于所述挂架。

可选的，所述凸条框设有第一开口，所述隔热罩设有第二开口，所述第一开口以及所述第二开口分别用于使所述凸条框以及所述第一凹槽的内部空间与外界相连通；

当所述隔热罩安装于所述挂架时，所述第一开口与所述第二开口位于同一端并对齐形成通道，所述电路板的连接线经由所述通道伸出。

可选的，所述隔热罩的一端设有凸块，所述配重块的一端设有开口槽，所述凸块插入所述开口槽，以使所述配重块固定安装于所述隔热罩上。

本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种减震系统，其特征在于，包括：

如上述所述的惯性测量模块；

支架，用于安装在无人机的机身上；

减震连接组件，所述减震连接组件用于连接所述惯性测量模块以及所述支架。

可选的，所述支架包括箍环以及支撑立柱，所述支撑立柱的一端与所述箍环连接，所述支撑立柱的另一端用于与所述无人机的机身连接。

可选的，所述箍环与所述支撑立柱一体成型。

可选的，所述减震连接组件包括挂柱以及连接柱，所述箍环上设有第一通孔，所述挂架设有第二通孔；

所述挂柱包括台阶部以及阶梯连接部，所述挂柱安装于所述箍环，并使所述台阶部与所述箍环相抵接，所述阶梯连接部穿过并露出所述第一通孔；

所述连接柱的一端设有第三通孔，所述第三通孔的内壁设有阶梯沟，所述连接柱的一端与所述挂柱的一端相连接，并使所述阶梯沟包裹所述阶梯连接部，所述连接柱的另一端穿过所述第二通孔，以使所述挂架固定安装于所述支架。

可选的，所述连接柱包括胀管部、减震主体以及上颈部，所述上颈部的两端分别与所述胀管部以及所述减震主体的一端连接，所述胀管部的另一端设有所述第三通孔，所述胀管部的内壁设有所述阶梯沟，所述挂柱插入所述胀管部，以使所述阶梯沟与所述阶梯连接部相卡接。

可选的，所述连接柱还包括导向柱部以及下颈部，所述下颈部的一端与所述减震主体的另一端连接，所述下颈部的另一端则与所述导向柱的一端连接，所述导向柱的另一端穿过所述第二通孔，并且所述挂架卡接安装于所述下颈部，以使所述挂架与所述减震主体的另一端相抵接。

本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种无人机，包括上述所述的减震系统以及机身主体，所述减震系统安装于所述机身主体上。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的惯性测量模块，包括挂架、电路板、惯性测量组件、导热件以及配重组件，电路板安装于挂架的一表面，并且安装有惯性测量组件，惯性测量组件包括热电阻以及惯性测量单元，热电阻以及惯性测量单元以预设安装位置安装于电路板上；导热件安装于电路板，并用于与热电阻以及惯性测量单元相抵接，以使热电阻所散发的热量传递至惯性测量单元；配重组件安装于挂架的一表面，并且配重组件面向挂架的一端面设有第一凹槽，第一凹槽与挂架的一端面形成收容空间，导热件以及惯性测量组件均收容于收容空间内，其中，导热件与第一凹槽的槽底以预设间距设置。由此，配重组件与导热件两者之间并未接触，导热件与惯性测量单元之间不相互挤压，降低或防止惯性测量单元受到由于温度变化引起的应力变化，提高了飞行控制的准确性以及稳定性，使用起来更为方便。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明其中一个实施例的惯性测量模块的结构示意图；

图2是图1的结构分解图；

图3是图2中的隔热罩的结构示意图；

图4是图1的另一视角的剖视图；

图5是本发明另一实施例的减震系统的结构示意图；

图6是图5的部分结构示意图；

图7是图6的结构拆分图；

图8是图7中的连接柱的结构示意图；

图9是图8的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1-3，本发明其中一个实施例的惯性测量模块100，包括挂架10、电路板20、惯性测量组件30、导热件40以及配重组件50，所述电路板20安装于所述挂架10的一表面，所述电路板20上安装有所述惯性测量组件30以及所述导热件40，所述配重组件50安装于所述挂架10，所述配重组件50面向所述挂架10的一端面设有第一凹槽511，所述第一凹槽511与所述挂架10的一端面形成收容空间。其中，所述惯性测量单元30包括热电阻31以及惯性测量单元32，所述热电阻31以及所述惯性测量单元32以预设安装位置安装于所述电路板20上，所述导热件40与所述热电阻31以及所述惯性测量单元32相抵接，用以将所述热电阻31所散发的热量传递至所述惯性测量单元32。所述导热件40以及所述惯性测量组件30均收容于所述收容空间内，其中，所述导热件40与所述第一凹槽511的槽底以预设间距设置。

对于所述挂架10，其一表面设有凸条框11，所述凸条框11由一闭合的方形等间距设置后形成“回”字形，并由该“回”字形向着远离所述挂架10的一表面拉伸一定距离后形成。所述凸条框11用于供所述电路板20定位安装，可理解的，所述凸条框11的厚度大于或等于所述电路板20的厚度，以使所述凸条框11可完全容纳所述电路板20。进一步地，所述凸条框11的一侧壁开设有第一开口111，所述第一开口111用以使所述凸条框11的内部空间与外界相连通。

在一些实施例中，所述挂架10的四个角落设置有第二通孔12，用于与无人机的其他零部件进行连接和组装。

对于所述电路板20，其可拆卸地安装于所述挂架10上，具体的，所述电路板20安装于所述凸条框11内，且所述电路板20的连接线可由所述第一开口111伸出，以便所述电路板20与外界连接。

对于所述惯性测量组件30，除了上述的所述热电阻31以及所述惯性测量单元32以外，还包括例如电容等其它元件，这些元件均安装于所述电路板上，并且共同配合实现测量无人机运动过程中三轴姿态角以及加速度。

对于所述导热件40，其安装于所述电路板20，并且所述导热件40分别与所述热电阻31以及所述惯性测量单元32接触，以使所述热电阻工作时可将热量传递至所述惯性测量单元32。可理解的，所述导热件40在所述电路板20上有两种布置方式，一种方式是所述导热件40直接覆盖于所述热电阻31以及所述惯性测量单元32的同一端面，另一种方式是所述导热件40的一端面与所述热电阻31相抵接，且与该端面相邻的一侧面与所述惯性测量单元32的侧面相抵接。在本实施例中，所述导热件40采用第二种布置方式，所述惯性测量单元32与所述导热件40无相互作用力，减小了所述惯性测量单元32受到由于温度变化而引起的应力变化。

对于所述配重组件50，其包括隔热罩51以及配重块52，所述隔热罩51的一端与所述配重块52的一端配合安装，所述隔热罩51的另一端安装于所述挂架的一端面。

所述隔热罩51，其一端面向外凸出，形成凸块512，另一端面则设有所述第一凹槽511，所述第一凹槽511的槽底设有型腔5111以及避让槽5112，所述第一凹槽511的侧壁设有第二开口5113。其中，所述型腔5111外形尺寸与所述导热件40的外形尺寸相适配，以使所述隔热罩51安装于所述挂架10时，所述导热件40可收纳于所述型腔5111内。同样的，所述避让槽5112用于容纳所述惯性测量单元32。所述第二开口5113用于使所述第一凹槽511的内部空间与外界相连通，并且所述第二开口5113与所述第一开口111位于同一侧并对齐形成通道，以使所述电路板20的连接线经由该通道伸出，以便与外界进行连接。

具体的，在使用时，所述隔热罩51安装于所述挂架10时，所述隔热罩51的内壁与所述凸条框11的外壁相抵接，以使所述隔热罩设于所述电路板20的上方。可理解的，为了防止所述热电阻31所散发的热量快速散失，从而延长了无人机起飞时所述惯性测量单元32加热的时间，所述隔热罩51采用导热系数较小的材质制成，例如塑料，以增大所述收容空间内热量传递的难度，进而减少无人机起飞时所述惯性测量单元32的加热时间。

所述配重块52，其一端面设置有开口槽521，所述开口槽521用于与所述凸块512相配合安装，以使所述配重块52可拆卸地安装于所述隔热罩51上。可理解，所述配重块52除了上述的固定方式以外，还可以通过螺钉实现可拆卸安装于所述隔热罩51上，甚至还可以通过卡扣的方式进行安装。在本实施例中，所述开口槽51与所述凸块512两者过盈配合，当然，为了便于拆卸和安装，所述凸块512采用弹性材料制成，例如橡胶。

请图3与图4，在装配使用时，所述隔热罩51安装于所述挂架10上，所述第一凹槽511的槽底与所述导热件40以预设间距设置，所述导热件40与所述隔热罩51未接触，即不相互挤压。当无人机飞行过程中，所述惯性测量单元32与所述隔热罩51以及所述导热件40不存在温度变化所引起的应力变化，提高了无人机飞行时的准确性以及稳定性，使用起来更为方便。

当无人机在飞行时，无人机的机身会出现一定程度的震动，进而影响到所述惯性测量模块100的正常工作，因此，为了减轻无人机机身震动对所述惯性测量模块100的影响，请参阅图5，本发明另一实施例提供了减震系统200，包括上述实施例中的惯性测量模块100、支架60以及减震连接组件70，所述支架60用于安装在无人机的机身上，所述减震连接组件70用于连接所述惯性测量模块100以及所述支架60。

请参阅图6与图7，对于所述支架60，其包括箍环61以及支撑立柱62，所述支撑立柱62的一端与所述箍环61连接，所述支撑立柱62的另一端用于与所述无人机的机身连接。其中，所述箍环61设有第一通孔611，所述第一通孔611用于供所述减震连接组件70安装使用。可理解的，所述箍环61可以是圆环状，也可以是方形、椭圆形等形状，只要所述减震连接组件70可将所述惯性测量模块100固定安装于所述支架60即可，在本实施例中，所述箍环61的外形为圆环状，所述第一通孔611为沉头孔。

而对于所述支撑立柱62，其包括支撑部621以及基台部622，所述支撑部621的一端与所述箍环61连接，另一端与所述基台部622连接，所述基台部622上开设有通孔(未标示)，所述支架60可以通过所述通孔固定安装于所述无人机的机身上。当然，所述支架60也可以通过粘胶或者卡扣扣合的方式固定于无人机的机身上。

在一些实施例中，所述箍环61以及所述支撑立柱62一体成型。

对于所述减震连接组件70，其包括挂柱71以及连接柱72，所述挂柱71的一端穿过所述第一通孔611并与所述连接柱72的一端连接，所述连接柱72的另一端与所述挂架10连接，以使所述挂架10可悬挂于所述支架60。

对于所述挂柱71，其包括台阶部711以及阶梯连接部712，所述台阶部711用于与所述箍环61配合安装，所述阶梯连接部712用于与所述连接柱72连接。具体的，安装时，所述阶梯连接部712穿过且露出所述第一通孔611，并使所述台阶部711与所述箍环61相抵接。可理解的，当所述第一通孔611为沉头孔时，所述台阶部711可收纳于所述沉头孔内。

请参阅图8与图9，对于所述连接柱72，其包括胀管部721、减震主体722以及上颈部723，所述上颈部723的两端分别与所述胀管部721以及所述减震主体722的一端连接，所述胀管部721的另一端与所述挂柱71连接，具体的，所述胀管部721的另一端设置有第三通孔7211以及阶梯沟7212，所述阶梯沟7212位于所述第三通孔7211的孔壁，并且所述阶梯沟7212的外形与所述阶梯连接部712的形状相适配。可理解的，所述阶梯连接部712可插入所述胀管部721，并使所述阶梯连接部712与所述阶梯沟7212卡接，从而实现所述挂柱71与所述连接柱72连接。在本实施例中，所述第三通孔7211的孔径略小于所述阶梯连接部712的口径，即所述阶梯连接部712与所述阶梯沟7212两者过盈配合，同时为了便于安装及拆卸，所述阶梯连接部712或者所述胀管部721两者中一者采用例如橡胶等弹性材质制成。

进一步地，所述连接柱72还包括下颈部724以及导向柱部725，所述下颈部724的一端与所述减震主体722的另一端连接，所述下颈部724的另一端则与所述导向柱部725的一端连接。具体，安装使用时，所述导向柱部725的另一端穿过所述第二通孔12，并且所述挂架10卡接安装于所述下颈部724，以使所述挂架10与所述减震主体722的另一端相抵接。在本实施例中，所述减震主体722、所述上颈部723、所述下颈部724以及所述导向柱部725均采用弹性材料制成。其中，所述导向柱部725靠近所述下颈部724的一端向外延伸形成圆角，另一端的外径则需小于所述第二通孔12，以便于所述连接柱72与所述挂架10的安装。

在一些实施例中，所述连接柱72的下颈部724与所述支架60的所述第一通孔611卡接，所述挂柱71的所述阶梯连接部712穿过所述第二通孔12后与所述胀管部721连接，以使所述挂架10安装于所述支架60。

可理解的，当所述无人机飞行时，其机身存在一定程度上的振动，而安装于无人机机身上的所述支架60亦随之振动，所述挂架10亦会随之振动而挤压到所述减震主体722，所述减震主体722在外力作用下压缩所述上颈部723或者所述下颈部724，使得所述上颈部723或者所述下颈部724发生弹性变形，而两者为恢复弹性形变随之对所述挂架10的震动产生反作用力，从而起到减震的效果，确保了所述惯性测量组件30的正常工作。

本发明另一实施例提供的无人机(图未示)，其包括上述所述的减震系统200以及机身主体(图未示)，所述减震系统200安装于所述机身主体上。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种惯性测量模块，其特征在于，包括：

挂架；

电路板，安装于所述挂架的一表面；

惯性测量组件，包括热电阻以及惯性测量单元，所述热电阻以及所述惯性测量单元间隔安装于所述电路板上；

导热件，安装于所述电路板，所述导热件用于与所述热电阻以及所述惯性测量单元相抵接，以使所述热电阻所散发的热量传递至所述惯性测量单元；

配重组件，安装于所述挂架的一表面，且所述配重组件面向所述挂架的一端面设有第一凹槽，所述第一凹槽与所述挂架的一端面形成收容空间，所述导热件以及所述惯性测量组件均收容于所述收容空间内，其中，所述导热件与所述第一凹槽的槽底以预设间距设置。

2.根据权利要求1所述的惯性测量模块，其特征在于，所述导热件的一端面与所述热电阻相抵接，且与该端面相邻的一侧面与所述惯性测量单元的侧面相抵接。

3.根据权利要求1所述的惯性测量模块，其特征在于，所述配重组件包括隔热罩以及配重块，所述隔热罩的一端与所述配重块的一端配合安装，所述隔热罩的另一端安装于所述挂架的一端面，所述隔热罩的另一端设有所述第一凹槽。

4.根据权利要求3所述的惯性测量模块，其特征在于，所述挂架的一表面设有凸条框，所述电路板安装于所述凸条框内，所述隔热罩的内壁与所述凸条框的外壁相抵接，以使所述隔热罩定位安装于所述挂架。

5.根据权利要求4所述的惯性测量模块，其特征在于，所述凸条框设有第一开口，所述隔热罩设有第二开口，所述第一开口以及所述第二开口分别用于使所述凸条框以及所述第一凹槽的内部空间与外界相连通；

当所述隔热罩安装于所述挂架时，所述第一开口与所述第二开口位于同一端并对齐形成通道，所述电路板的连接线经由所述通道伸出。

6.根据权利要求5所述的惯性测量模块，其特征在于，所述隔热罩的一端设有凸块，所述配重块的一端设有开口槽，所述凸块插入所述开口槽，以使所述配重块固定安装于所述隔热罩上。

7.一种减震系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的惯性测量模块；

支架，用于安装在无人机的机身上；

减震连接组件，所述减震连接组件用于连接所述惯性测量模块以及所述支架。

8.根据权利要求7所述的减震系统，其特征在于，所述支架包括箍环以及支撑立柱，所述支撑立柱的一端与所述箍环连接，所述支撑立柱的另一端用于与所述无人机的机身连接。

9.根据权利要求8所述的减震系统，其特征在于，所述箍环与所述支撑立柱一体成型。

10.根据权利要求8所述的减震系统，其特征在于，所述减震连接组件包括挂柱以及连接柱，所述箍环上设有第一通孔，所述挂架设有第二通孔；

所述挂柱包括台阶部以及阶梯连接部，所述挂柱安装于所述箍环，并使所述台阶部与所述箍环相抵接，所述阶梯连接部穿过并露出所述第一通孔；

所述连接柱的一端设有第三通孔，所述第三通孔的内壁设有阶梯沟，所述连接柱的一端与所述挂柱的一端相连接，并使所述阶梯沟包裹所述阶梯连接部，所述连接柱的另一端穿过所述第二通孔，以使所述挂架固定安装于所述支架。

11.根据权利要求10所述的减震系统，其特征在于，所述连接柱包括胀管部、减震主体以及上颈部，所述上颈部的两端分别与所述胀管部以及所述减震主体的一端连接，所述胀管部的另一端设有所述第三通孔，所述胀管部的内壁设有所述阶梯沟，所述挂柱插入所述胀管部，以使所述阶梯沟与所述阶梯连接部卡接。

12.根据权利要求11所述的减震系统，其特征在于，所述连接柱还包括导向柱部以及下颈部，所述下颈部的一端与所述减震主体的另一端连接，所述下颈部的另一端则与所述导向柱部的一端连接，所述导向柱部的另一端穿过所述第二通孔，并且所述挂架卡接安装于所述下颈部，以使所述挂架与所述减震主体的另一端相抵接。

13.一种无人机，其特征在于，包括权利要求7-12中任意一项所述的减震系统以及机身主体，所述减震系统安装于所述机身主体上。

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