CN114858164A - 惯性导航总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种惯性导航总成，所述惯性导航总成包括总成壳体、安装座、模组、数字板、总成壳盖以及缓冲垫，所述安装座设于所述总成壳体内，且与所述总成壳体通过螺纹连接件连接；所述模组放置于所述安装座的顶部，所述模组具有第一接线部，以及与第一接线部通讯连接的敏感芯片；所述数字板设于所述总成壳体和所述安装座之间，所述数字板上具有用于与所述第一接线部通讯连接的第二接线部；所述总成壳盖与所述总成壳体连接；所述缓冲垫分别挤压于所述安装座和所述模组之间，以及所述模组和所述总成壳盖之间。本发明提供的惯性导航总成有效克服振动干扰，减少动态误差，提高输出精度；减小本发明惯性导航总成的体积，有利于批量化标定、测试。

Description

惯性导航总成

技术领域

本发明属于惯性器件技术领域，具体涉及一种惯性导航总成。

背景技术

惯性导航是利用惯性元件（加速度计）来测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到对运载体导航定位的目的。惯性导航总成是实现惯性导航的重要部件，是一款结构紧凑、性价比高的组合导航系统，能够应对复杂的城市道路遮挡、高速公路信号干扰等环境，为智能汽车应用提供连续、稳定、可靠的位置、速度、姿态和时间信息。

现有的导航系统存在如下问题：

（1）惯性导航应用于汽车无人驾驶领域时，由于发动机振动、道路颠簸产生的震动干扰，惯性器件容易形成动态误差，造成惯性器件输出精度低；

（2）传统的惯性导航系统中敏感芯片与数字电路集成在一块板上，敏感芯片或数字电路有一个发生严重故障时，整个电路板都需要一并更换，不便于维修，且成本较高；

（3）敏感芯片与数字电路集成在一块板上，所需要的数字板体积较大，进而导致导航系统的体积较大，无法批量生产。

发明内容

本发明实施例提供一种惯性导航总成，旨在减小动态误差，提高输出精度，降低维修成本，实现批量生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种惯性导航总成，包括：

总成壳体；

安装座，设于所述总成壳体内，且与所述总成壳体通过螺纹连接件连接；

模组，放置于所述安装座的顶部，所述模组具有第一接线部，以及与所述第一接线部通讯连接的敏感芯片；

数字板，设于所述总成壳体和所述安装座之间，所述数字板上具有用于与所述第一接线部通讯连接的第二接线部；

总成壳盖，与所述总成壳体连接；以及

缓冲垫，分别挤压于所述安装座和所述模组之间，以及所述模组和所述总成壳盖之间。

在一种可能的实现方式中，所述总成壳体内侧壁凸出形成两个相对设置的安装凸台，每个所述安装凸台上均形成有用于与所述螺纹连接件配合的内螺纹孔；

所述数字板上设有与所述安装凸台对应的让位。

一些实施例中，所述安装凸台的两侧分别设有承托台，所述承托台的台面低于所述安装凸台的台面，所述承托台用于承托所述数字板。

一些实施例中，所述承托台的顶部凸出形成有定位柱，所述安装座上设有与所述定位柱插接配合的插孔；

所述数字板上设有供所述定位柱贯穿的通孔。

在一种可能的实现方式中，所述安装座上凸出设有多个第一安装柱，所述总成壳盖的内部凸出设有多个第二安装柱，多个所述第二安装柱与多个所述第一安装柱一一对应，且上下分布；

所述模组上具有多个安装孔，所述第一安装柱和所述第二安装柱分别与所述安装孔插接。

一些实施例中，所述缓冲垫为环形构件，位于所述模组底部的所述缓冲垫套设于所述第一安装柱，位于所述模组顶部的所述缓冲垫套设于所述第二安装柱。

一些实施例中，所述第一安装柱的顶端和所述第二安装柱的底端均设有锥形部；

所述第一安装柱上的所述锥形部沿背离所述安装座的方向直径逐渐减小；

所述第二安装柱上的所述锥形部沿背离所述总成壳盖的方向直径逐渐减小。

在一种可能的实现方式中，所述安装座的底部设有拱形的支撑肋。

在一种可能的实现方式中，所述模组还包括金属外壳，所述金属外壳内壁凸出设有放置台，所述敏感芯片置于所述放置台的顶部，所述金属外壳用于罩设于所述敏感芯片以形成金属屏蔽。

一些实施例中，所述金属外壳上设有安装台，所述安装台朝向所述第二接线部的一侧凸出于所述金属外壳，所述第一接线部设于所述安装台。

本申请实施例中，与现有技术相比，本发明惯性导航总成有如下优点：

（1）通过缓冲垫实现对模组的挤压固定，安装方便，操作简单，有利于实现自动化生产；

（2）通过缓冲垫实现对模组的安装，结构简单，便于制造，成本较低；

（3）缓冲垫分别挤压于模组的顶部和底部，提高模组固定的稳定性，并且模组和总成壳盖之间、模组和安装座之间均通过缓冲垫隔开，有效克服振动干扰，减少动态误差，提高输出精度；

（4）传统敏感芯片与数字电路直接集成到一块板上，采用PCB走线进行连接，占用面积较大；本发明模组代替传统的敏感芯片，通过第一接线部和第二接线部实现敏感芯片和数字板的通讯连接，数字板的体积较小，对应的也可以减小本发明惯性导航跟总成的体积，有利于批量化标定、测试；

（5）数字板、安装座、模组在总成壳体内采用上下叠加的方式设置，相比于传统数字板与敏感芯片平行放置的形式，节约空间，使本发明惯性导航总成可以做到小型化，集成度更高；

（6）敏感芯片和数字板分开设置，并且通过第一接线部和第二接线部实现通讯连接，当其中一个损坏的情况下，可以仅更换敏感芯片或数字板，方便维修，有效降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的惯性导航总成的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例采用的总成壳体的立体结构示意图；

图3为本发明实施例采用的安装座的立体结构示意图；

图4为本发明实施例采用的总成壳盖的立体结构示意图；

图5为本发明实施例采用的模组的主视结构示意图；

图6为沿图5中A-A线的剖视结构示意图。

附图标记说明：

10-总成壳体；11-安装凸台；12-承托台；13-定位柱；14-沉槽；

20-安装座；21-插孔；22-第一安装柱；23-锥形部；24-支撑肋；

30-模组；31-第一接线部；32-安装孔；33-金属外壳；34-放置台；35-安装台；36-卡扣；37-敏感芯片；

40-数字板；41-第二接线部；42-通孔；

50-总成壳盖；51-第二安装柱；

60-缓冲垫。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图6，现对本发明提供的惯性导航总成进行说明。所述惯性导航总成，包括总成壳体10、安装座20、模组30、数字板40、总成壳盖50以及缓冲垫60，安装座20设于总成壳体10内，且与总成壳体10通过螺纹连接件连接；模组30放置于安装座20的顶部，模组30具有第一接线部31，以及与第一接线部31通讯连接的敏感芯片37；数字板40设于总成壳体10和安装座20之间，数字板40上具有用于与第一接线部31通讯连接的第二接线部41；总成壳盖50与总成壳体10连接；缓冲垫60分别挤压于安装座20和模组30之间，以及模组30和总成壳盖50之间。

本实施例提供的惯性导航总成，在组装过程中，先将数字板40放置在总成壳体10内，然后在数字板40的顶部依次进行安装座20和模组30的安装，在模组30的顶部和底部分别放置缓冲垫60后，盖上总成壳盖50，总成壳盖50与总成壳体10连接后，可以挤压模组30，进而使得模组30顶部和底部的缓冲垫60均受压，实现对模组30的夹紧固定，即形成本发明惯性导航总成，然后将本发明惯性导航总成安装在待导航的物体上。

与现有技术相比，本发明惯性导航总成有如下优点：

（1）通过缓冲垫60实现对模组30的挤压固定，安装方便，操作简单，有利于实现自动化生产；

（2）通过缓冲垫60实现对模组30的安装，结构简单，便于制造，成本较低；

（3）缓冲垫60分别挤压于模组30的顶部和底部，提高模组30固定的稳定性，并且模组30和总成壳盖50之间、模组30和安装座20之间均通过缓冲垫60隔开，有效克服振动干扰，减少动态误差，提高输出精度；

（4）传统敏感芯片与数字电路直接集成到一块板上，采用PCB走线进行连接，占用面积较大；本发明模组30代替传统的敏感芯片37，通过第一接线部31和第二接线部41实现敏感芯片37和数字板40的通讯连接，数字板40的体积较小，对应的也可以减小本发明惯性导航跟总成的体积，有利于批量化标定、测试；

（5）数字板40、安装座20、模组30在总成壳体10内采用上下叠加的方式设置，相比于传统数字板40与敏感芯片37平行放置的形式，节约空间，使本发明惯性导航总成可以做到小型化，集成度更高；

（6）敏感芯片37和数字板40分开设置，并且通过第一接线部31和第二接线部41实现通讯连接，当其中一个损坏的情况下，可以仅更换敏感芯片37或数字板40，方便维修，有效降低成本。

在一些实施例中，上述总成壳体10的一种改进实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，总成壳体10内侧壁凸出形成两个相对设置的安装凸台11，每个安装凸台11上均形成有用于与螺纹连接件配合的内螺纹孔；数字板40上设有与安装凸台11对应的让位。通过设置安装凸台11，使得安装座20安装在安装凸台11上，进而可以保证安装座20和数字板40之间具有一定的间隔，防止挤压模组30安装的时候损坏数字板40；通过安装凸台11还能对数字板40的位置进行定位安装，方便操作。

在一些实施例中，上述安装凸台11的一种改进实施方式可以采用如图2所示结构。参见图2，安装凸台11的两侧分别设有承托台12，承托台12的台面低于安装凸台11的台面，承托台12用于承托数字板40。通过设置承托台12，使得数字板40与总成壳体10内的底面形成一定的间隔，有利于数字板40的散热。

在一些实施例中，上述承托台12的一种改进实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，承托台12的顶部凸出形成有定位柱13，安装座20上设有与定位柱13插接配合的插孔21；数字板40上设有供定位柱13贯穿的通孔42。组装安装座20的时候，先将安装座20上的插孔21与承托台12上的定位柱13配合，实现对安装座20的插接固定，此时同时实现了安装座20上对应孔位与安装凸台11上内螺纹孔的对应，然后通过螺纹连接件贯穿安装座20上的对应孔位与安装凸台11上的内螺纹孔连接，实现对安装座20的固定安装。该结构方便实现安装座20的定位安装，提高安装座20的安装精度，进一步的由于定位柱13贯穿数字板40上的通孔42，还对数字板40进行了定位。

具体地，承托台12的顶面设有沉槽14，定位柱13的底端与沉槽14固接，并且定位柱13与沉槽14槽底面之间设有倒圆角。因为定位柱13需要同时固定数字板40和安装座20，因此所需要的定位柱13的强度较高，通过设置沉槽14，在沉槽14的槽底面与定位柱13之间设置倒圆角，有助于提高定位柱13的结构强度，并且倒圆角处于沉槽14内，可防止倒圆角与数字板40的底面接触损坏数字板40。

在一些实施例中，上述安装座20的一种改进实施方式可以采用如图1、图3至图6所示结构。参见图1、图3至图6，安装座20上凸出设有多个第一安装柱22，总成壳盖50的内部凸出设有多个第二安装柱51，多个第一安装柱22和多个第二安装柱51一一对应，且上下分布；模组30上具有多个安装孔32，第一安装柱22和第二安装柱51分别与安装孔32插接。通过设置第一安装柱22和第二安装柱51，对模组30进行进一步的固定，结合缓冲垫60的挤压作用，提高安装后模组30的稳固性，避免动态误差；第一安装柱22设置在安装座20，第二安装柱51设置在总成壳盖50，不需要分别对第一安装柱22和第二安装柱51进行安装，安装座20和总成壳盖50安装后即可实现安装孔32与第一安装柱22、第二安装柱51的插接配合，方便安装。

在一些实施例中，上述缓冲垫60的一种具体实施方式可以采用如图1所示结构。参见图1，缓冲垫60为环形构件，位于模组30底部的缓冲垫60套设于第一安装柱22，位于模组30顶部的缓冲垫60套设于第二安装柱51。可选的，缓冲垫60为环形的橡胶垫，每个第一安装柱22和每个第二安装柱51上分别套设一个橡胶垫，最后将总成壳盖50与总成壳体10连接后，即实现了对模组30的挤压固定，并且橡胶垫的位置也通过第一安装柱22和第二安装柱51实现了定位，防止窜动。

在一些实施例中，上述第一安装柱22和第二安装柱51的一种改进实施方式可以采用如图1、图3及图4所示结构。参见图1、图3及图4，第一安装柱22的顶端和第二安装柱51的底端均设有锥形部23；第一安装柱22上的锥形部23沿背离安装座20的方向直径逐渐减小；第二安装柱51上的锥形部23沿背离总成壳盖50的方向直径逐渐减小。第一安装柱22和第二安装柱51上的锥形部23可以在安装过程中实现导向，例如安装总成壳盖50时第二安装柱51的位置与模组30上的安装孔32不同轴，但是模组30上安装孔32的侧壁可以抵接在锥形部23的外周面，进而可以将第二安装柱51导滑至安装孔32内，完成安装。该结构可以进一步的降低安装难度。

在一些实施例中，上述安装座20的一种改进实施方式可以采用如图3所示结构。参见图3，安装座20的底部设有拱形的支撑肋24。由于缓冲垫60需要挤压在安装座20和模组30之间，通过设置支撑肋24提高安装座20的结构强度，防止挤压力过大使得安装座20折断。

在一些实施例中，上述模组30的一种具体实施方式可以采用如图5至图6所示结构。参见图5至图6，模组30还包括金属外壳33，金属外壳33内壁凸出设有放置台34，敏感芯片37置于放置台34的顶部，金属外壳33用于罩设于敏感芯片37以形成金属屏蔽。金属外壳33对敏感芯片37形成金属屏蔽，并且敏感芯片37和数字板40在结构上分开设置，可以使得敏感芯片37远离干扰源，进而提高输出精度。

在一些实施例中，上述金属外壳33的一种改进实施方式可以采用如图6所示结构。参见图6，金属外壳33上设有安装台35，安装台35朝向第二接线部41的一侧凸出于金属外壳33，第一接线部31设于安装台35。第一接线部31可采用连接器，安装台35凸出于金属外壳33，可以使得连接器的安装面增大，进而使得连接器裸露，方便连接器的损坏更换。

具体地，放置台34上设有插接槽，插接槽的顶部开设有卡口，插接槽内设有与敏感芯片37通讯连接的插针；第一接线部31与插接槽插接配合，并且第一接线部31上具有与卡口卡接配合的卡扣36，第一接线部31上设有与插针配合的插口。该结构方便第一接线部31的装卸。

需要说明的是，金属外壳33上设有可拆卸的顶盖，顶盖采用卡接的连接方式形成金属外壳33的顶板，方便敏感芯片37的检修与更换。

作为安装台35的一种变形实施方式，安装台35也可以通过放置台34向金属外壳33内部延伸形成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种惯性导航总成，其特征在于，包括：

总成壳体；

安装座，设于所述总成壳体内，且与所述总成壳体通过螺纹连接件连接；

模组，放置于所述安装座的顶部，所述模组具有第一接线部，以及与所述第一接线部通讯连接的敏感芯片；

数字板，设于所述总成壳体和所述安装座之间，所述数字板上具有用于与所述第一接线部通讯连接的第二接线部；

总成壳盖，与所述总成壳体连接；以及

缓冲垫，分别挤压于所述安装座和所述模组之间，以及所述模组和所述总成壳盖之间。

2.如权利要求1所述的惯性导航总成，其特征在于，所述总成壳体内侧壁凸出形成两个相对设置的安装凸台，每个所述安装凸台上均形成有用于与所述螺纹连接件配合的内螺纹孔；

所述数字板上设有与所述安装凸台对应的让位。

3.如权利要求2所述的惯性导航总成，其特征在于，所述安装凸台的两侧分别设有承托台，所述承托台的台面低于所述安装凸台的台面，所述承托台用于承托所述数字板。

4.如权利要求3所述的惯性导航总成，其特征在于，所述承托台的顶部凸出形成有定位柱，所述安装座上设有与所述定位柱插接配合的插孔；

所述数字板上设有供所述定位柱贯穿的通孔。

5.如权利要求1所述的惯性导航总成，其特征在于，所述安装座上凸出设有多个第一安装柱，所述总成壳盖的内部凸出设有多个第二安装柱，多个所述第二安装柱与多个所述第一安装柱一一对应，且上下分布；

所述模组上具有多个安装孔，所述第一安装柱和所述第二安装柱分别与所述安装孔插接。

6.如权利要求5所述的惯性导航总成，其特征在于，所述缓冲垫为环形构件，位于所述模组底部的所述缓冲垫套设于所述第一安装柱，位于所述模组顶部的所述缓冲垫套设于所述第二安装柱。

7.如权利要求5所述的惯性导航总成，其特征在于，所述第一安装柱的顶端和所述第二安装柱的底端均设有锥形部；

所述第一安装柱上的所述锥形部沿背离所述安装座的方向直径逐渐减小；

所述第二安装柱上的所述锥形部沿背离所述总成壳盖的方向直径逐渐减小。

8.如权利要求1所述的惯性导航总成，其特征在于，所述安装座的底部设有拱形的支撑肋。

9.如权利要求1所述的惯性导航总成，其特征在于，所述模组还包括金属外壳，所述金属外壳内壁凸出设有放置台，所述敏感芯片置于所述放置台的顶部，所述金属外壳用于罩设于所述敏感芯片以形成金属屏蔽。

10.如权利要求9所述的惯性导航总成，其特征在于，所述金属外壳上设有安装台，所述安装台朝向所述第二接线部的一侧凸出于所述金属外壳，所述第一接线部设于所述安装台。

Images