CN204730844U - 无人飞行器惯性测量模块 - Google Patents

Abstract

一种无人飞行器惯性测量模块，包括：壳体、上层电路板、下层电路板、柔性信号线、配重块、固定板和两个减振器，壳体包括上层壳体和下层壳体，减振器包括弹性管和减振棉，减振棉设置在弹性管内，上层电路板上设置有惯性测量单元，上层电路板与配重块连接，两个减振器分别设置在配重块上、下两侧，且设置在配重块上方的减振器的弹性管两端分别与固定板和配重块连接，设置在配重块下方的减振器的弹性管两端分别与配重块和下层电路板连接，柔性信号线分别与上层电路板和下层电路板连接，固定板与上层壳体连接，下层电路板与下层壳体连接，上层壳体和下层壳体连接。本实用新型具有结构简单，减振性能好，连接稳定可靠、使用寿命长的有益效果。

Description

无人飞行器惯性测量模块

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器领域，具体地，涉及一种无人飞行器惯性测量模块。

背景技术

在无人飞行器领域，剧烈的随机振动是惯性测量装置运行中面临的主要力学环境，振动容易引起惯性测量模块性能不稳定或电子元器件损坏，对惯性测量装置的稳定性影响很大。为了减小无人飞行器的随机振动对惯性测量装置的影响，传统无人飞行器惯性测量模块的减振措施是在控制模块的壳体外部设置四个减振垫形成四个支点来支撑控制模块的外壳。但是，该种结构存在增加无人飞行器无效负载、安装不方便以及减振垫易损坏的缺点。

为了克服上述缺点，中国专利申请号201110260585.7的实用新型专利公开了一种无人飞行器惯性测量模块，该无人飞行器惯性测量模块分别在第一电路板与配重块之间以及第二电路板与配重块之间设置减振垫，减振垫分别与第一电路板、配重块和第二电路板粘接连接，通过设置减振垫对第二电路板进行减振来达到对惯性传感器减振的目的。该惯性测量模块解决了传统无人飞行器惯性测量模块的减振措施增加无人飞行器无效负载的缺陷，但是，由于减振垫与第一电路板、配重块和第二电路板之间为粘接连接，粘胶的面积会影响减振的效果，并且，粘接连接稳定性差，容易发生粘胶面断开，造成惯性测量模块损坏。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种无人飞行器惯性测量模块。

根据本实用新型的一个方面，提供一种无人飞行器惯性测量模块，包括：壳体、上层电路板、下层电路板、柔性信号线、配重块、固定板和两个减振器，壳体包括上层壳体和下层壳体，减振器包括弹性管和减振棉，减振棉设置在弹性管内，上层电路板上设置有惯性测量单元，上层电路板与配重块连接，两个减振器分别设置在配重块上、下两侧，且设置在配重块上方的减振器的弹性管两端分别与固定板和配重块连接，设置在配重块下方的减振器的弹性管两端分别与配重块和下层电路板连接，柔性信号线分别与上层电路板和下层电路板连接，固定板与上层壳体连接，下层电路板与下层壳体连接，上层壳体和下层壳体连接。

优选地，配重块上设置有安装槽，上层电路板设置在安装槽内，且上层电路板与安装槽灌封连接。

优选地，配重块的上、下表面上均设置有连接槽，弹性管与连接槽套接连接。

优选地，还包括多个连接件，弹性管的端部设置有第一连接孔，下层电路板和固定板上均设置有第二连接孔，配重块连接槽的槽壁上设置有第二连接孔，连接件分别与对应的第一连接孔和第二连接孔连接。

优选地，还包括多个连接件，弹性管的端部设置有第一连接孔，配重块的上下表面、下层电路板以及固定板上均设置有第二连接孔，连接件分别与对应的第一连接孔和第二连接孔连接。

优选地，连接件为螺钉，第二连接孔为螺纹孔，连接件与第二连接孔螺纹连接。

优选地，弹性管分别与连接槽、下层电路板和固定板粘接连接。

优选地，弹性管分别与配重块上下表面、下层电路板和固定板粘接连接。

优选地，减振棉为海绵块。

优选地，还包括两个接口模块，两个接口模块分别设置在壳体两侧，且两个接口模块均与下层电路板连接。

捷联惯导系统通常安装在减振基座上，以隔离运载体对该系统特别敏感的某些频率的振动。捷联惯导系统的减振设计是一个复杂的问题，要求仔细匹配减振基座的设计、系统内惯性敏感器的特性以及主体，平台干扰特性的范围和频率、工作振动频率对惯性传感器的影响等。本实用新型通过弹性管和减振棉分别产生回复力和阻尼力，使之与处在配重块中的惯性测量模块构成一个减振系统对输入噪声进行低通滤波。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的惯性测量模块结构简单，减振效果好，弹性管和海绵块能够使无人飞行器对惯性传感器造成的振动迅速衰减，当无人飞行器产生50MHZ以上的频率时，惯性传感器受到的振动衰减至未使用减振垫和柔性减振套时的振动的20％以下，极大减小无人飞行器的工作振动频率对惯性传感器的影响，大大提高惯性传感器测量的稳定性。并且，本实用新型的弹性管与配重块、下层电路板和固定板可通过螺钉等连接件连接，连接稳定可靠，保证了惯性测量模块连接的稳定性，有效延长惯性测量模块的使用寿命。因此，与现有技术相比，本实用新型具有结构简单，减振性能好，连接稳定可靠、使用寿命长的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型无人飞行器惯性测量模块的结构分解图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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。

请参阅图1，一种无人飞行器惯性测量模块，包括：壳体、上层电路板1、下层电路板2、柔性信号线3、配重块4、固定板8、两个减振器5和两个接口模块9，壳体包括上层壳体6和下层壳体7，减振器5包括弹性管501和减振棉502，减振棉设置在弹性管501内，减振棉502为海绵块，海绵块502的形状与弹性管501的内腔形状匹配。上层电路板1上设置有惯性测量单元，上层电路板1与配重块4连接，两个减振器5分别设置在配重块4上、下两侧，且设置在配重块4上方的减振器5的弹性管501两端分别与固定板8和配重块4连接，设置在配重块4下方的减振器5的弹性管501两端分别与配重块4和下层电路板2连接，柔性信号线3分别与上层电路板1和下层电路板2连接，固定板8与上层壳体6连接，下层电路板2与下层壳体7连接，上层壳体6和下层壳体7连接，两个接口模块9分别设置在壳体两侧，且两个接口模块9均与下层电路板2连接。

配重块4上设置有安装槽，上层电路板1设置在安装槽内，且上层电路板1与安装槽灌封连接。配重块4的上、下表面上均设置有连接槽401，弹性管501与连接槽401套接连接。进一步地，在本实用新型的一个实施例中，本实用新型还包括多个连接件，弹性管501的端部设置有第一连接孔，固定板8和下层电路板2上均设置有第二连接孔，配重块4的连接槽401的槽壁上设置有第二连接孔，连接件分别与对应的第一连接孔和第二连接孔连接。更为具体地，连接件为螺钉，第二连接孔为螺纹孔，连接件与第二连接孔螺纹连接。

在本实例中，配重块上设置有与弹性管匹配的连接槽，弹性管与连接槽套接后再通过螺钉锁紧与配重块连接。但是，需要说明的是，本实用新型并不限定弹性管与配重块的具体连接方式，例如，在本实用新型的另一个实施例中，弹性管501的端部设置有第一连接孔，配重块4的上下表面、固定板8以及下层电路板2上均设置有第二连接孔，连接件分别与对应的第一连接孔和第二连接孔连接。又如，在本实用新型的又一实施例中，弹性管分别与连接槽、固定板8和下层电路板2粘接连接；或者，弹性管直接与配重块上下表面、固定板8和下层电路板2粘接连接。甚至，在本实用新型的较佳实施例中，还可以设置连接槽的槽口尺寸略小于弹性管与其连接的部位的尺寸，将弹性管插入连接槽后，通过连接槽夹紧弹性管实现弹性管固定。因此，以上采用在配重块上设置连接槽，将弹性管与连接槽套接后再通过螺钉锁紧的弹性管与配重块的连接方式只是一个实施例，并不用于限定本实用新型，现有技术中任何能够实现将弹性管与配重块、上层电路板和下层壳体固定连接的连接方式均应落在本实用新型的保护范围内。

另外，在本发明的一个实施例中，连接槽的槽口截面为方形，且连接槽设置在弹性管套接的一侧的槽壁的尺寸小于配重块本体的尺寸，但是，需要说明的是，本实用新型并不限定连接槽槽口的具体形状及槽壁的尺寸，实际应用中，只要保证槽壁尺寸与弹性管的内径尺寸匹配即可。因此，以上采用连接槽的槽口截面为方形，连接槽设置在弹性管套接的一侧的槽壁的尺寸小于配重块本体的尺寸只是一个实施例，并不用于限定本实用新型。

具体地，本实用新型的弹性管为弹簧管或橡胶管。

具体地，本实用新型中下层电路板与安装槽灌封使用的灌封胶以及弹性管粘接使用的胶均为弹性胶，以进一步保证减振效果。

本实用新型的无人飞行器惯性测量模块结构简单，组装方便，组装时，先将柔性信号线与上层电路板连接，之后将上层电路板插入配重块的安装槽内，并注入灌封胶灌封，完成灌封后，将减振器与配重块、固定板和下层电路板连接，再将固定板与上层壳体连接，下层电路板与下层壳体连接，最后，将上层壳体和下层壳体连接即可，组装非常方便。

本实用新型将捷联惯导的核心惯性测量模块单独设计减振，运载体在飞行过程会因为螺旋桨的安装不对称以及电机的磁致振荡等产生高频振动，如果惯性测量模块和机体固联这种高频振动会在惯性敏感器内引起共振，进而产生计算误差。所以，惯性测量模块需要与运载体振动频谱中的某些频率相隔离。本实用新型通过弹性管和减振棉分别产生回复力和阻尼力，使之与处在配重块中的惯性测量模块构成一个减振系统对输入噪声起到低通滤波的功效，通过调节弹性管的弹性系数K，可以改变减振系统的谐振频率使之处在低频段，通过改变海绵的参数，来改变阻尼特性，使系统具备更理想的动态特性(上升时间，调节时间，超调量等)，使无人飞行器等运载体对惯性传感器造成的振动迅速衰减，极大减小无人飞行器的工作振动频率对惯性传感器的影响，大大提高惯性传感器测量的稳定性。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，包括：壳体、上层电路板、下层电路板、柔性信号线、配重块、固定板和两个减振器，所述壳体包括上层壳体和下层壳体，所述减振器包括弹性管和减振棉，所述减振棉设置在所述弹性管内，所述上层电路板上设置有惯性测量单元，所述上层电路板与所述配重块连接，所述两个减振器分别设置在所述配重块上、下两侧，且设置在配重块上方的减振器的弹性管两端分别与固定板和配重块连接，设置在配重块下方的减振器的弹性管两端分别与配重块和下层电路板连接，所述柔性信号线分别与所述上层电路板和下层电路板连接，所述固定板与所述上层壳体连接，所述下层电路板与所述下层壳体连接，所述上层壳体和下层壳体连接。

2.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述配重块上设置有安装槽，所述上层电路板设置在所述安装槽内，且所述上层电路板与所述安装槽灌封连接。

3.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述配重块的上、下表面上均设置有连接槽，所述弹性管与所述连接槽套接连接。

4.根据权利要求3所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，还包括多个连接件，所述弹性管的端部设置有第一连接孔，所述下层电路板和固定板上均设置有第二连接孔，所述配重块连接槽的槽壁上设置有第二连接孔，所述连接件分别与对应的第一连接孔和第二连接孔连接。

5.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，还包括多个连接件，所述弹性管的端部设置有第一连接孔，所述配重块的上下表面、下层电路板以及固定板上均设置有第二连接孔，所述连接件分别与对应的所述第一连接孔和第二连接孔连接。

6.根据权利要求4或5所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述连接件为螺钉，所述第二连接孔为螺纹孔，所述连接件与第二连接孔螺纹连接。

7.根据权利要求3所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述弹性管分别与所述连接槽、下层电路板和固定板粘接连接。

8.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述弹性管分别与所述配重块上下表面、下层电路板和固定板粘接连接。

9.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，所述减振棉为海绵块。

10.根据权利要求1所述的无人飞行器惯性测量模块，其特征在于，还包括两个接口模块，两个所述接口模块分别设置在所述壳体两侧，且两个接口模块均与下层电路板连接。