CN203037259U - 用于飞行器的控制模块 - Google Patents

Abstract

一种用于飞行器的控制模块，包括壳体、传感组件以及减振组件，所述传感组件与所述减振组件安装于所述壳体内；所述传感组件包括第一电路板及与所述第一电路板电连接的第二电路板，所述第二电路板上设置有传感器；所述减振组件包括与所述第二电路板相连的增重块及与所述增重块相连的减振垫；所述第二壳体上设有第一限位挡板和第二限位挡板，所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫在水平方向上的运动被限制于所述第一限位挡板和所述第二限位挡板之间。通过两个限位挡板来限制第二电路板在水平方向振动的幅度，从而达到更好的减震效果。

Description

用于飞行器的控制模块

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器控制领域，尤其涉及一种使用在无人飞行器上的控制模块。

背景技术

用于飞行器的控制模块用于精确地测算出载体的航向角、俯仰角及位置等信息，为运动轨迹跟踪实验打下了基础，也可广泛地应用于民用航空、车辆控制、机器人、工业自动化、探矿、玩具等领域。

对于用于飞行器的控制模块，既要保证整体的重量很小，同时又要保证结构的强度和刚度满足实际的需要，还要考虑安装各元、部件之后的惯性测量单元的整体质心与几何中心偏心度最小，对整体的温度控制布局也不容忽视。目前的用于飞行器的控制模块不能同时满足上述要求，主要存在如下缺点：在冲击、振动环境下动力学响应特性不好；惯性测量单元的动态测量精度和稳定性不好。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种稳定性较好的用于飞行器的控制模块。

一种用于飞行器的控制模块，包括壳体、传感组件以及减振组件，所述传感组件与所述减振组件安装于所述壳体内；

所述传感组件包括第一电路板及与所述第一电路板电连接的第二电路板，所述第二电路板上设置有传感器；

所述减振组件包括与所述第二电路板相连的增重块及与所述增重块相连的减振垫；

所述壳体上设有第一限位挡板和第二限位挡板，所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫在水平方向上的运动被限制于所述第一限位挡板和所述第二限位挡板之间。

在其中一个实施例中，壳体包括底板和与底板相连的侧壁，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板设于底板上并分别与侧壁相连，所述第一限位挡板、所述第二限位挡板及所述侧壁共同形成一个收容所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫的限位槽。

在其中一个实施例中，所述壳体包括相互配合的第一壳体以及第二壳体；

所述第二壳体包括第二底板和与所述第二底板相连的第二侧壁，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板设于所述第二底板上并分别与所述第二侧壁相连，所述第一限位挡板、所述第二限位挡板及所述第二侧壁共同形成一个收容所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫的限位槽。

在其中一个实施例中，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板的形状为“L”形。

在其中一个实施例中，所述第二电路板的形状为矩形，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板分别设置在所述第二电路板的两个对角。

在其中一个实施例中，所述增重块上开设有收容槽，所述第二电路板收容于所述收容槽内。

在其中一个实施例中，所述减振组件还包括封装层，所述封装层固定在所述增重块上并密封所述收容槽。

在其中一个实施例中，减震垫包括分别与增重块连接的第一减振垫和第二减振垫。

在其中一个实施例中，所述减振组件还包括第一限位块，所述第一减振垫开设有第一容置槽，所述第一限位块设置在所述增重块上，并位于所述第一容置槽内。

在其中一个实施例中，所述减振组件还包括第二限位块，所述第二减振垫开设有第二容置槽，所述第二限位块设置在所述第二电路板上远离所述第一减振垫的一侧，并位于所述第二容置槽内。

在其中一个实施例中，所述第二减振垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片。

在其中一个实施例中，所述增重块上开设有收容槽，所述第二电路板收容于所述收容槽内；

所述减振组件还包括封装层，所述封装层固定在所述增重块上并密封所述收容槽；

减振垫包括第一减振垫和第二减振垫；

所述第一减振垫与所述增重块之间连接；

所述第二减振垫位于所述第二电路板与所述壳体之间；

所述第二减振垫连接在所述封装层上。

在其中一个实施例中，所述第一减振垫与所述增重块之间通过第一垫片连接；所述第二减振垫通过第二垫片连接在所述封装层上。

在其中一个实施例中，所述减振组件还包括第一限位块，所述第一减振垫开设有第一容置槽，所述第一限位块设置在所述增重块上，并位于所述第一容置槽内。

在其中一个实施例中，所述减振组件还包括第二限位块，所述第二减振垫开设有第二容置槽，所述第二限位块设置在所述第二电路板上远离所述第一减振垫的一侧，并位于所述第二容置槽内。

在其中一个实施例中，所述第二减震垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片。

在其中一个实施例中，所述传感组件还包括信号输入接口端子以及信号输出接口端子，所述信号输入接口端子和所述信号输出接口端子通过接口信号连接至所述第一电路板上；所述第一壳体和所述第二壳体配合形成两端敞口的内腔室，所述信号输入接口端子与所述信号输出接口端子内置于所述内腔室且分别卡接于所述内腔室的两端。

通过将传感器等对振动性能要求高的元器件集成在第二电路板上，使用于飞行器的控制模块的固有机械振动频率远低于飞行器所产生的各种与运动不相关的振动频率；通过设置第一减振垫，使无人飞行器对传感器产生的振动迅速衰减，极大减小无人飞行器的工作振动频率对传感器的影响，提高传感器测量的稳定性，另外，通过两个限位挡板来限制第二电路板在水平方向振动的幅度，从而达到更好的减震效果。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一实施例的用于飞行器的控制模块的组装结构示意图；

图2为图1所示用于飞行器的控制模块的分解示意图；

图3为图1所示用于飞行器的控制模块的另一个角度观察的分解示意图；

图4为沿图1中IV-IV线的剖面示意图；

图5为图2所示第二壳体的立体结构示意图。

图6与图5相似，显示为另一个实施例的第二壳体的立体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本实用新型利用示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

剧烈的随机振动是捷联惯导模块在运行中面临的主要力学环境，振动引起用于飞行器的控制模块性能不稳定或电子元器件损坏，对控制模块稳定性影响极大。为了减小无人飞行器剧烈随机振动引起电路板上元器件损坏或传感器性能不稳定，一方面改变壳体组件内的各部件连接结构，强化各部件之间的连接刚度，另一方面要以减振器为阻尼介质，将控制模块弹性连接到无人飞行器上，以降低无人飞行器振动对惯性传感器的影响。减振模式的选取不仅影响着惯导系统的减振性能，而且也影响着系统的测量精度，本实用新型从改良减振器和合理化减振力学结构两个方面着手，提高微型控制模块的性能。

请一并参阅图1、图2及图3，一实施方式的用于飞行器的控制模块100包括壳体、传感组件以及减振组件。传感组件与减振组件安装于壳体内。

壳体包括相互配合的第一壳体12以及第二壳体14。第一壳体12包括大致呈矩形的第一底板122和由第一底板122的边缘折弯形成的第一侧壁124。第二壳体14包括大致呈矩形的第二底板142和由第二底板142的边缘折弯形成的第二侧壁144（见图5）。本实施例中，第一壳体12与第二壳体14通过四个螺钉（图未示）相互卡合锁紧，并形成一个用于安装传感组件和减振组件的内腔。该内腔的两端开口。可以理解，第一壳体12与第二壳体14也可以通过铆接、卡扣或插接等方式相互配合。

传感组件包括第一电路板22、第二电路板24、信号输入端子26及信号输出端子28。

第一电路板22大致为矩形板，其卡合固定在第一壳体12内，并与第一壳体12的第一底板122大致平行设置。第一电路板22上固定设置有电源、存储器、处理器以及其他电路模块。

第二电路板24大致为矩形板，其面积比第一电路板22小。第二电路板24与第一电路板22平行设置。第二电路板24上固定设置有传感器（图未示）。传感器包括用于检测角速度信号的陀螺仪以及用于检测加速度信号的加速度计。第二电路板24与第一电路板22之间电连接。本实施例中，第二电路板24通过柔性信号线23与第一电路板22电连接，并将第二电路板24上的传感器检测到的各类信号传输至第一电路板22中。

信号输入接口端子26与信号输出接口端子28设置于内腔内且分别位于第一电路板22的两侧。信号输入接口端子26与信号输出接口端子28卡接于内腔的具有开口的两端。信号输入接口端子26和信号输出接口端子28通过接口信号连接至第一电路板22上。本实施例中，信号输入接口端子26以及信号输出接口端子28与第一电路板22的连接方式均优选为异步串口连接。

减振组件包括增重块31、封装层32、第一限位块33、第二限位块34及减震垫。本实施例中，减震垫包括第一减振垫35及第二减振垫36。

增重块31与第二电路板24相连。增重块31一方面能够减小控制模块的固有频率，另一方面能够为第二电路板22的定位提供支撑，使各部件连接牢固。增重块31的材质为密度较大的金属材料，其形状呈矩形体。矩形体这种形状能够节省空间。可以理解，增重块31的形状不局限于矩形，也可以为其他规则或者不规则的形状。本实施例中，增重块31的底面开设有一个大致呈矩形的收容槽311，第二电路板24收容于该收容槽311内。这种设置方式一方面能够节省空间，另一方面能够有利于第二电路板24快速均匀地散热，有效避免出现局面热量过大而导致的短路等现象，延长了第二电路板24上元器件的使用寿命。

封装层32的形状大致为矩形。本实施例中，第二电路板24收容于收容槽311之后，通过往收容槽311内灌胶后固化的方式形成密封收容槽311的封装层32。

第一限位块33大致为矩形体块，其通过粘接等方式固定在增重块31的顶面。

第二限位块34的形状与第一限位块33相似，其通过粘接等方式固定在封装层32的底面。可以理解，顶面和底面可以相对设置。

第一限位块33、第二限位块34的作用是为了更好的达到减震的效果。

第一减振垫35的形状大致为中空的矩形板。第一减震垫35的尺寸可以大于增重块31的尺寸，也可以等于或小于增重块21的尺寸。第一减振垫35的中部开设有第一容置槽351。第一容置槽351的形状不局限于图3中所示的方形，也可以为圆形、椭圆形、棱形、梅花形或者其他规则形状。第一减振垫35的材料具有非常好的弹性性能，能够达到以下有益效果：通过设置该减振器，无人飞行器对传感器造成的振动能够迅速衰减，当无人飞行器产生50HZ以上的频率时，使用减振器后传感器受到的振动衰减至未使用减振垫时的振动的30％以下，极大减小无人飞行器的工作振动频率对传感器的影响，提高传感器测量的稳定性。第一减振垫35设置于第一电路板22与第二电路板24之间。本实施例中，第一减振垫35的顶部通过粘接等方式固定在第一电路板22上，第一减振垫35的底部通过第一垫片353固定在增重块31的顶面，且第一限位块33刚好位于第一容置槽351的内部，因此能够将第一限位块33的活动范围限制在第一容置槽351内。第一限位块33的厚度略根据需要设定，可以增加缓冲的空间。

第一减振垫35与增重块31之间通过第一垫片353连接。

第二减振垫36的形状与材质与第一减振垫35大致相同，其中部开设有第二容置槽361。第二减振垫36设置于第二电路板24与第二壳体14之间。本实施例中，第二减振垫36的顶面通过第二垫片363连接在封装层32上或增重块31上，且第二限位块34位于第二容置槽361内。为了防止第二减振垫36在使用过程中发生撕裂等损毁，且为了便于安装，第二减振垫36的底部还粘接固定有一个保护片365。

第二减振垫36与封装层32之间通过第二垫片363连接。

第一垫片353和第二垫片363可以为片状体，即：面粘结；也可以由多个局部拼凑形成，即：多点粘结。

请参阅图5，第二壳体14上设有垂直于底板142的第一限位挡板146和第二限位挡板148。第一限位挡板146和第二限位挡板148的形状大致为“L”形，且与第二壳体14的一个第二侧壁144相连。第一限位挡板146和第二限位挡板148及第二侧壁144环绕形成一个大致呈矩形的限位槽143。限位槽143的底面积稍大于第二减震垫36的面积。请同时参阅图4，第一限位挡板146和第二限位挡板148位于减振组件及第二电路板24的周围，即将第一减震垫35、增重块31、第二电路板24及第二减震垫36在水平方向上的运动限制在第一限位挡板146和第二限位挡板148之间。第一限位挡板146和第二限位挡板148的作用是能够限制第二电路板24在水平方向振动的幅度，从而达到更好的减震效果。也更便于安装。

图6为另一个实施例的第二壳体14的立体结构示意图。与上一个实施例不同的是，第二壳体14上设有四个限位挡板，分别是第一限位挡板146、第二限位挡板148、第三限位挡板147及第四限位挡板149。第一限位挡板146与第四限位挡板149的形状为“L”形。第二限位挡板148与第三限位挡板147的形状为直线形，且均与第二侧壁144相连。当然，第二限位挡板148与第三限位挡板147也可以为“L”形，且不予第二侧壁144相连。该四个限位挡板分别将第一减震垫35、增重块31、第二电路板24及第二减震垫36收容于该四个限位挡板形成的限位槽143内，从而能够限制第一减震垫35、增重块31、第二电路板24及第二减震垫36在水平方向上的运动。可以理解，该四个限位挡板也可以都做成“L”形。另外，如果只保留位于对角的第一限位挡板146和第二限位挡板148的话，第三限位挡板147及第四限位挡板149也可省略。

可以理解，在其他的实施例中，第一壳体与第二壳体也可以一体成型。此时，壳体包括底板和与底板相连的侧壁，第一限位挡板和第二限位挡板设于底板上并分别与侧壁相连，第一限位挡板、第二限位挡板及侧壁共同形成一个收容第二电路板、增重块及减振垫的限位槽。

可以理解，增重块31及封装层32也可省略，此时，第一减振垫35与第二减振垫36直接固定在第二电路板24的两侧。

可以理解，第二减振垫36、第一限位块33、第二限位块34也可省略。

在上述所有的方案中，所述第二减震垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片365。

综上，我们可以看到下面的技术方案：

所述增重块31上开设有收容槽311，所述第二电路板24收容于所述收容槽311内；

所述减振组件还包括封装层32，所述封装层32固定在所述增重块31上并密封所述收容槽311；

减振垫包括第一减振垫35和第二减振垫36；

所述第一减振垫35与所述增重块31连接；

所述第二减振垫36位于所述第二电路板24与所述壳体之间；

所述第二减振垫35连接在所述封装层32上。

更进一步的优选方案，所述第一减振垫35与所述增重块31之间通过第一垫片353连接；所述第二减振垫通过第二垫片363连接在所述封装层上。

更进一步的优选方案，所述减振组件还包括第一限位块33，所述第一减振垫开设有第一容置槽，所述第一限位块设置在所述增重块上，并位于所述第一容置槽内。

更进一步的优选方案，所述减振组件还包括第二限位块34，所述第二减振垫开设有第二容置槽，所述第二限位块设置在所述第二电路板上远离所述第一减振垫的一侧，并位于所述第二容置槽内。

更进一步的优选方案，所述第二减震垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片365。

在上面所有描述的方案中，所述传感组件还包括信号输入接口端子以及信号输出接口端子，所述信号输入接口端子和所述信号输出接口端子通过接口信号连接至所述第一电路板上；所述第一壳体和所述第二壳体配合形成两端敞口的内腔室，所述信号输入接口端子与所述信号输出接口端子内置于所述内腔室且分别卡接于所述内腔室的两端。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种用于飞行器的控制模块，包括壳体、传感组件以及减振组件，所述传感组件与所述减振组件安装于所述壳体内；其特征在于： 

所述传感组件包括第一电路板及与所述第一电路板电连接的第二电路板，所述第二电路板上设置有传感器； 

所述减振组件包括与所述第二电路板相连的增重块及与所述增重块相连的减振垫； 

所述壳体上设有第一限位挡板和第二限位挡板，所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫在水平方向上的运动被限制于所述第一限位挡板和所述第二限位挡板之间。 

2.根据权利要求1所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，壳体包括底板和与底板相连的侧壁，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板设于底板上并分别与侧壁相连，所述第一限位挡板、所述第二限位挡板及所述侧壁共同形成一个收容所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫的限位槽。 

3.根据权利要求1所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述壳体包括相互配合的第一壳体以及第二壳体； 

所述第二壳体包括第二底板和与所述第二底板相连的第二侧壁，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板设于所述第二底板上并分别与所述第二侧壁相连，所述第一限位挡板、所述第二限位挡板及所述第二侧壁共同形成一个收容所述第二电路板、所述增重块及所述减振垫的限位槽。 

4.根据权利要求3所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板的形状为“L”形。 

5.根据权利要求1所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述第二电路板的形状为矩形，所述第一限位挡板和所述第二限位挡板分别设置在所述第二电路板的两个对角。 

6.根据权利要求1或2所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述增重块上开设有收容槽，所述第二电路板收容于所述收容槽内。 

7.根据权利要求6所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述减振组件还包括封装层，所述封装层固定在所述增重块上并密封所述收容槽。 

8.根据权利要求1或2所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，减震垫包括分别与增重块连接的第一减振垫和第二减振垫。 

9.根据权利要求8所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述减振组件还包括第一限位块，所述第一减振垫开设有第一容置槽，所述第一限位块设置在所述增重块上，并位于所述第一容置槽内。 

10.根据权利要求8所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述减振组件还包括第二限位块，所述第二减振垫开设有第二容置槽，所述第二限位块设置在所述第二电路板上远离所述第一减振垫的一侧，并位于所述第二容置槽内。 

11.根据权利要求8所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述第二减振垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片。 

12.根据权利要求1或2所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述增重块上开设有收容槽，所述第二电路板收容于所述收容槽内； 

所述减振组件还包括封装层，所述封装层固定在所述增重块上并密封所述收容槽； 

减振垫包括第一减振垫和第二减振垫； 

所述第一减振垫与所述增重块连接； 

所述第二减振垫位于所述第二电路板与所述壳体之间； 

所述第二减振垫连接在所述封装层上。 

13.根据权利要求12所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述第一减振垫与所述增重块之间通过第一垫片连接；所述第二减振垫通过第二垫片连接在所述封装层上。 

14.根据权利要求13所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述减振组件还包括第一限位块，所述第一减振垫开设有第一容置槽，所述第一限位块设置在所述增重块上，并位于所述第一容置槽内。 

15.根据权利要求14所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述减振组件还包括第二限位块，所述第二减振垫开设有第二容置槽，所述第二限位块设置在所述第二电路板上远离所述第一减振垫的一侧，并位于所述第二容置 槽内。 

16.根据权利要求15所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述第二减振垫远离所述第二电路板的一侧设有保护片。 

17.根据权利要求3所述的用于飞行器的控制模块，其特征在于，所述传感组件还包括信号输入接口端子以及信号输出接口端子，所述信号输入接口端子和所述信号输出接口端子通过接口信号连接至所述第一电路板上；所述第一壳体和所述第二壳体配合形成两端敞口的内腔室，所述信号输入接口端子与所述信号输出接口端子内置于所述内腔室且分别卡接于所述内腔室的两端。 

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