CN206038016U - 一种惯性测量装置及含其的无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种惯性测量装置及含其的无人飞行器，所述惯性测量装置包括壳体组件、安装在壳体组件内的第一集成电路板和静压舱体，还包括第二集成电路板和软排线，所述壳体组件、第一集成电路板和静压舱体均与所述减振组件连接，所述静压舱体内形成有空腔，所述第一集成电路板通过软排线与所述第二集成电路板连接。所述无人飞行器包括上述惯性测量装置。本实用新型有效减少了振动以及杂乱气流对测量数据的影响；在使用体积最小的情况下，使抗高速气流性能最大化，大大消除了杂乱气流的影响，另外在优化安装维护方面进行特殊化结构设计，使得安装维护更方便。

Description

一种惯性测量装置及含其的无人飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种惯性测量装置及含其的无人飞行器。

背景技术

惯性测量装置是无人飞行器上的核心模块，通过对惯性传感器和气压传感器的所测得的数据进行分析，可以获得无人飞行器的姿态信息及位置信息，从而实现完全自我导航。随着技术的发展，当前对小型化惯性测量系统的需求越来越大，然而由于无人飞行器重量小，在航动力环境中受到的激扰和随机振动更加剧烈，系统更不稳定。因此，用于无人飞行器的惯性测量装置需要做好减振措施。此外，随着技术的发展，对无人飞行器飞行稳定性的要求越来越高。惯性测量系统作为核心模块，一旦出现故障，将导致飞行器坠落等严重情况。因此，设计独立的、便于集成的惯性测量装置作为冗余系统非常有必要。

为了解决上述技术问题，现有技术中出现了大量的改进方案，以解决微型惯性器件集成度不高、不够轻便且减振性不佳的问题，例如授权公告号为CN204757990U的实用新型专利公开了一种新型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、配重块、上层减振垫、下层减振垫、柔性信号线和柔性减振套，上层电路板、配重块、上层减振垫和下层减振垫设置在柔性减振套内，且上层减振垫、配重块和下层减振垫由上至下依次设置；上层电路板上设置有惯性测量单元，配重块上设置有安装孔，上层电路板设置在安装孔内；柔性信号线部分设置在柔性减振套内，且柔性信号线一端与上层电路板连接，另一端与下层电路板连接；壳体包括上层壳体和下层壳体，柔性减振套分别与下层电路板和上层壳体连接，下层电路板与下层壳体卡接连接，上层壳体和下层壳体连接。该实用新型具有结构简单、减振效果好、连接稳定、使用寿命长的优点。但该结构的无人飞行器惯性测量模块仍存在结构设计不够优化，仍然存在如下缺陷：(1)集成度不够高，不利于与外部系统设备的集成。(2)减振垫加配重块的设计使得惯性测量装置体积 大、重量偏重，造成了无人飞行器的无效负载。(3)部分惯性测量装置结构复杂，安装、维护困难。

由此可见，能否发明出一种惯性测量装置及含其的无人飞行器，使其具有集成度高、负载低、组装方便、便于维护、装置内部各部件结构设计合理的有点，在组装集成后减振效果好、稳定性佳，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种惯性测量装置及含其的无人飞行器，有效降低了微惯性器件的输出噪声，并消除杂乱气流对气压传感器的影响，长久使用该装置，仍能够处于最佳工作状态。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：

一种惯性测量装置，包括壳体组件、安装在壳体组件内的第一集成电路板和静压舱体，还包括第二集成电路板和软排线，所述壳体组件、第一集成电路板和静压舱体均与减振组件连接，所述静压舱体内形成有空腔，所述第一集成电路板连接在所述静压舱体内且与所述静压舱体的内壁形成有空隙，所述第一集成电路板通过软排线与所述第二集成电路板连接。

所述第一集成电路板和第二集成电路板上安装有各类所需的传感器，本领域技术人员能够根据需要选择连接相应的传感器。通过添加第一集成电路板、软排线和第二传感器，能够增加本实用新型惯性测量装置的准确性，将第一集成电路固定连接在静压舱体内，能够避免第一集成电路板上的传感器受杂乱气流的影响，而降低集成电路板获取数据和发送信号的准确性。同时将静压舱体的内壁与第一集成电路板件形成有空隙，当外部有高速杂乱气流时，需通过减振组件进入空隙，再到达静压舱体的空腔内。减振垫缓冲了高速杂乱气流，空隙则保证了气流涌入的均匀性，从而隔绝了高速杂乱气流对测量数据的影响。同时针对本实用新型静压舱体在具有缓冲高速杂乱气流的同时还能起到配重块的作用，可以有效减少外部振动对模块的影响，同时也减小了整体模块的体积，在最小体积下使得抗扰流气腔容积最大化。大大提升了本实用新型惯性测量装置的测量准确性。

进一步的，所述第二集成电路板上连接有数据线，所述壳体组件上设置 有开口，所述数据线穿过所述开口与外部系统设备连接。该结构的设置，使得本实用新型的惯性测量装置，在用于其他飞行器中时，组装更方便。

进一步的，所述的第二集成电路板上连接有固定件，所述第二集成电路板通过固定件与所述壳体组件固定连接。该处结构的设置，使得本实用新型装置在组装至更方便且稳定性更高。

进一步的，所述壳体组件上设置有限位部，所述限位部与所述减振组件相接触。

进一步的，所述的惯性测量装置还包括限位板，所述限位板连接在壳体组件与减振组件之间，所述限位板与所述限位部相接触。

限位部的设置使得限位板和减振组件均能够限位于壳体组件上，有效限制了壳体组件内部各装置结构在运动过程中所产生的位移，使本实用新型装置稳定性更高，减少振动对惯性测量装置的影响。同时本实用新型的限位板位于盖体和减振组件之间，具有绝缘、减振和隔热的作用，方便本实用新型惯性测量装置的安装和维护。

进一步的，所述的所述壳体组件包括相互连接的上盖体和下盖体，所述上盖体和下盖体的内部均设置有凸台，所述凸台上设置有连接孔，连接件通过所述连接孔连接所述上盖体和下盖体。

进一步的，所述的壳体组件和静压舱体均呈立方体，所述的凸台分别设置在上盖体和下盖体的四个角上。通过该结构的设置使得本实用新型壳体组件更牢固，避免在使用过程中产生松动的问题。

进一步的，所述限位板包括第一限位板和第二限位板，所述减振组件包括第一减震垫和第二减震垫，所述上盖体、第一限位板、第一减震垫、第一集成电路板、静压舱体、第二减震垫、第二限位板和下盖体依次连接。

本实用新型整体结构设计合理，合理安排各部件的位置，有效实现本实用新型惯性测量装置的高度集成化，且大大提升本实用新型装置的稳定系和测量准确性。

进一步的，所述的第一限位板和第二限位板均呈四边形，且相邻的两个角切为斜边，另外两个角上设置有凹槽，所述第一减震垫和第二减震垫与凹槽相接触的部分与所述凹槽的形状一致。

该处结构的设计使得在安装时，第一减震垫的两个角与第一限位板对齐粘接即可，第二减震垫的两个角与第二限位板对齐粘接即可，降低了安装难度，提高了本实用新型装置组装的简便性。进一步的，所述的静压舱体的内壁设置有固定台阶，所述固定台阶上设置有螺纹孔，所述第一集成电路板通过螺丝与所述固定台阶连接。已知静压舱体内形成有空腔，在空腔的内壁设置固定台阶，使得本实用新型装置集成电路板通过螺丝固定在固定台阶上即可，组装更方便，且集成度更高。

进一步的，所述第一减震垫和第二减震垫均为疏松透气材料层，能够有效减少振动对模块造成的影响，提高了本实用新型装置检测的准确性。一种无人飞行器，包括上述的惯性测量装置。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型用于无人飞行器的惯性测量装置及含其的无人飞行器结构设计合理，整体高度集成化，便于与其他设备系统的集成。与一般惯性测量系统相比，本实用新型的装置体积小，重量轻，通过数据线与其他设备系统连接，兼容性好。同时本实用新型的惯性测量装置，整体结构简单易实现，降低了惯性测量系统的成本，提高了测量的准确性，有效减少了振动以及杂乱气流对测量数据的影响；在使用体积最小的情况下，使抗高速气流性能最大化，大大消除了杂乱气流的影响，另外在优化安装维护方面进行特殊化结构设计，使得安装维护更方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例惯性测量装置爆炸结构图；

图2为本实用新型连接有第一集成电路板的静压舱体结构示意图；

图3为本实用新型连接有静压舱体的下盖体结构示意图；

图4为本实用新型上盖体结构示意图；

图5为本实用新型下盖体结构示意图；

图6为本实用新型减振组件结构示意图；

图7为本实用新型连接有第一限位板的上盖体结构示意图。

图中，

1、上盖体；11、限位部；12、凸台；13、连接孔；14、开口；2、第 一限位板；21、斜边；22、凹槽；3、第一减震垫；4、第一集成电路板；41、螺丝；5、静压舱体；51、固定台阶；52、螺纹孔；6、软排线；7、第二集成电路板；71、数据线；8、第二减震垫；9、第二限位板；10、下盖体；101、限位部；102、凸台；103、连接孔；104、开口。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例：

本实施例提供一种惯性测量装置，如图1、图2和图6所示，包括壳体组件、安装在壳体组件内的第一集成电路板4和静压舱体5，还包括第二集成电路板7和软排线6，所述壳体组件、第一集成电路板和静压舱体均与减振组件连接，所述静压舱体内形成有空腔，所述第一集成电路板连接在所述静压舱体内且与所述静压舱体的内壁形成有空隙，所述第一集成电路板通过软排线与所述第二集成电路板连接。

所述第一集成电路板和第二集成电路板上安装有各类所需的传感器，本领域技术人员能够根据需要选择连接相应的传感器。在组装时将第一集成电路板、软排线和第二集成电路板依次连接，然后将第一集成电路板固定连接在静压舱体内，然后将减振组件分别连接在静压舱体底部和上部(即第一集成电路板上)，最后将上述组装好的组件固定连接于壳体组件内。上述所述的连接方式可以为粘接、焊接或螺接等任一种可实现的连接方式。

在本实施例中，进一步的，所述第二集成电路板上连接有数据线71，所述壳体组件上设置有开口14，104，所述数据线穿过所述开口与外部系统设备连接；所述的第二集成电路板上连接有固定件，所述第二集成电路板通过固定件与所述壳体组件固定连接。所述的固定件可以为螺钉。但不局限于该种方式，凡是能实现上述组装结构的连接方式均在本实用新型保护范围内。

在本实施例中，进一步的，所述壳体组件上设置有限位部11，101，所述限位部与所述减振组件相接触。限位部使得减振组件稳固卡接在壳体组件内。

在本实施例中，进一步的，所述的惯性测量装置还包括限位板，所述限位板连接在壳体组件与减振组件之间，所述限位板与所述限位部相接触。限位部使得限位板稳固卡接在壳体组件内。

在本实施例中，进一步的，如图3、图4和图5所示，所述的所述壳体组件包括相互连接的上盖体1和下盖体10，所述上盖体和下盖体的内部均设置有凸台12，102，所述凸台上设置有连接孔13，103，连接件通过所述连接孔连接所述上盖体和下盖体。

即所述上盖体上设置有凸台12和开口14，所述下盖体上设置有凸台102和开口104；所述上盖体上设置有限位部11，所述下盖体上设置有限位部101；所述上盖体的凸台12上设置有连接孔13，所述下盖体的凸台102上设置有连接口103。在进行组装时，限位板和减震垫分别卡接在上盖体和下盖体内的限位部内，所述连接件穿过连接孔使得上盖体和下盖体连接。所述的连接孔可以为螺丝孔，相应的所述连接件为螺丝，但本实施例所使用的连接孔和连接件不局限于上述内容，凡是能实现本实用新型结构组装的连接件和连接孔均在本实用新型的保护范围内。

在本实施例中，进一步的，所述的壳体组件和静压舱体均呈立方体，所述的凸台分别设置在上盖体和下盖体的四个角上。

在本实施例中，进一步的，所述限位板包括第一限位板2和第二限位板9，所述减振组件包括第一减震垫3和第二减震垫8，所述上盖体、第一限位板、第一减震垫、第一集成电路板、静压舱体、第二减震垫、第二限位板和下盖体依次连接。

所述的连接方式可以为粘接、焊接或螺接等。

在本实施例中，进一步的，如图2所示，所述的静压舱体的内壁设置有固定台阶51，所述固定台阶上设置有螺纹孔52，所述第一集成电路板通过螺丝41与所述固定台阶连接。

在本实施例中，进一步的，如图7所示，所述的第一限位板和第二限位板均呈四边形，且相邻的两个角切为斜边21，另外两个角上设置有凹槽22，所述第一减震垫和第二减震垫与凹槽相接触的部分与所述凹槽的形状一致。在进行组装时，先在平面放置下盖体，然后将第一限位板 和第一减震垫依次粘接在下盖体内，第一减震垫的两个角与第一限位板对齐粘接，第二减震垫的两个角与第二限位板对齐粘接；然后经静压舱体置于下盖体内且位于第二减震垫上，并将静压舱体粘接在第二减震垫上；再将第一集成电路板通过螺丝，固定在固定台阶上，并且将第二集成电路板通过软排线连接在第一集成电路板，所述下盖体的限位部设置有固定孔，将第二集成电路板通过固定件与下盖体的限位部固定连接，具体的固定孔为螺丝孔，固定件可以为螺丝。但采用的固定件和固定孔并不局限于上述技术方案；同样的方式将第一限位板和第一减震垫依次粘接在上盖体内，最后将第一减震垫与第一集成电路板贴合粘接，同时适用连接件将上盖体和下盖体固定连接，采用的连接件可以为螺丝，所述螺丝依次穿过上盖体和下盖体上的凸台。

本实用新型还提供一种无人飞行器，包括上述的惯性测量装置。其中惯性测量装置的组装方法同上述内容。同时本实用新型惯性测量装置通过数据线与无人飞行器内的其他常规使用的装置连接。基于本领域常规技术手段，本领域技术人员能够根据本实用新型内容直接得到无人飞行器所包含的其他装置，及惯性测量装置连接的方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种惯性测量装置，包括壳体组件、安装在壳体组件内的第一集成电路板(4)和静压舱体(5)，其特征在于，还包括第二集成电路板(7)和软排线(6)，所述壳体组件、第一集成电路板和静压舱体均与减振组件连接，所述静压舱体内形成有空腔，所述第一集成电路板连接在所述静压舱体内且与所述静压舱体的内壁形成有空隙，所述第一集成电路板通过软排线与所述第二集成电路板连接。

2.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，所述第二集成电路板上连接有数据线(71)，所述壳体组件上设置有开口(14,104)，所述数据线穿过所述开口与外部系统设备连接；所述的第二集成电路板上连接有固定件，所述第二集成电路板通过固定件与所述壳体组件固定连接。

3.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，所述壳体组件上设置有限位部(11,101)，所述限位部与所述减振组件相接触。

4.根据权利要求3所述的惯性测量装置，其特征在于，所述的惯性测量装置还包括限位板，所述限位板连接在壳体组件与减振组件之间，所述限位板与所述限位部相接触。

5.根据权利要求4所述的惯性测量装置，其特征在于，所述的所述壳体组件包括相互连接的上盖体(1)和下盖体(10)，所述上盖体和下盖体的内部均设置有凸台(12,102)，所述凸台上设置有连接孔(13,103)，连接件通过所述连接孔连接所述上盖体和下盖体。

6.根据权利要求5所述的惯性测量装置，其特征在于，所述的壳体组件和静压舱体均呈立方体，所述的凸台分别设置在上盖体和下盖体的四个角上。

7.根据权利要求5所述的惯性测量装置，其特征在于，所述限位板包括第一限位板(2)和第二限位板(9)，所述减振组件包括第一减震垫(3)和第二减震垫(8)，所述上盖体、第一限位板、第一减震垫、第一集成电路板、静压舱体、第二减震垫、第二限位板和下盖体依次连接。

8.根据权利要求7所述的惯性测量装置，其特征在于，所述的第一 限位板和第二限位板均呈四边形，且相邻的两个角切为斜边(21)，另外两个角上设置有凹槽(22)，所述第一减震垫和第二减震垫与凹槽相接触的部分与所述凹槽的形状一致。

9.根据权利要求1～8任一项所述的惯性测量装置，其特征在于，所述的静压舱体的内壁设置有固定台阶(51)，所述固定台阶上设置有螺纹孔(52)，所述第一集成电路板通过螺丝(41)与所述固定台阶连接。

10.一种无人飞行器，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的惯性测量装置。