CN206919896U - 一种惯性测量模块及含其的无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种惯性测量模块及含其的无人飞行器，包括壳体和设于壳体内的传感组件和减震组件，所述上层减震垫、增重块、下层减震垫和第二电路板由上到下依次固定于所述壳体内，所述下层减震垫和第二电路板之间由固定于壳体内的刚性板相隔设置，且所述下层减震垫底部粘接于所述刚性板上；所述增重块上设有安装孔，所述第一电路板设置在所述安装孔内。本实用新型所提供的惯性测量模块，结构简单，减震效果较好，提高了惯性测量模块的装配统一性和稳定性，能够避免来自内部飞控电路板对惯性传感器电路板的振动干扰，提高了惯性传感器测量的稳定性。

Description

一种惯性测量模块及含其的无人飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种惯性测量模块及含其的无人飞行器。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。惯性测量装置是无人飞行器控制系统中的核心模块，通过对惯性传感器和气压传感器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。

惯性测量装置运行中面临的主要力学环境是无人机剧烈的随机振动，振动不仅会使惯性测量装置的测量数据噪声较大，造成数据失真，降低测量准确性，而且容易引起电子元器件损坏。

为了减小无人飞行器的随机振动对惯性测量装置的影响，中国专利申请号201120330859.0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震垫，减震垫分别与第一电路板、配重块和第二电路板粘接连接，通过设置减震垫对第二电路板进行减震来达到对惯性测量传感器减震的目的。

该惯性测量模块虽然在一定程度上达到了对惯性测量传感器减震的目的，但是不便于安装，装配统一性较差，在冲击、振动环境下动力学响应特性不好，而且由于第一电路板通过减震垫与第二电路板软性连接，第二电路板会受到来自第一电路板的振动干扰，从而大大影响惯性测量传感器的动态测量精度和稳定性。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种惯性测量模块及含其的无人飞行器，其能提高惯性测量模块的装配统一性和稳定性，避免来自内部飞控电路板对惯性传感器电路板的振动干扰。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：

一种惯性测量模块，包括壳体和设于壳体内的传感组件和减震组件，所述传感组件包括第一电路板、第二电路板以及信号连接所述第一电路板与所述第二电路板的柔性信号线，所述第一电路板上设有惯性传感器，所述减震组件包括增重块和与所述增重块连接的减震垫，所述减震垫包括上层减震垫和下层减震垫，所述上层减震垫、增重块、下层减震垫和第二电路板由上到下依次固定于所述壳体内，所述下层减震垫和第二电路板之间由固定于壳体内的刚性板相隔设置，且所述下层减震垫底部粘接于所述刚性板上；所述增重块上设有安装孔，所述第一电路板设置在所述安装孔内。

现有的第二电路板与下层减震垫直接接触，当第二电路板振动时会带动与下层减震垫连接的第一电路板振动，从而影响减震性能，本实用新型所提供的惯性测量模块通过采用刚性板将第二电路板与下层减震垫相隔离，第二电路板与刚性板接触，能够有效降低第二电路板对第一电路板的振动干扰，进一步提高了减震性能；上层减震垫、增重块、下层减震垫依次粘接且下层减震垫固定于刚性板上，便于安装，提高了装配的统一性。

需要说明的是，本实用新型所提供的飞控电路板为第二电路板。

进一步地，所述壳体由相互配合连接的上壳和下壳组成，所述上壳和下壳形成两端开口的容置腔，所述容置腔两端开口处分别设有与第二电路板连接的接口模块，且所述接口模块分别与所述上壳、下壳连接。

进一步地，所述上壳设有卡设所述第二电路板的限位棱，所述上壳、下壳对应位置分别设有与接口模块顶部、底部相匹配的限位槽，所述接口模块通过限位槽与上壳、下壳固定连接。

由于第二电路板两端分别与接口模块连接，而接口模块通过限位槽固定连接在上壳、下壳上，限位棱对第二电路板起到限位作用，第二电路板卡设在限位棱上，同时底部由下壳压紧，从而使得第二电路板固定于壳体内。

进一步地，所述接口模块上连接有与接口相配合的接口套壳。该结构一方面可以提高整个装置的美观性，另一方面便于使用者将与外界装置连接的接头插入对应的接口上，操作方便。

进一步地，所述刚性板外沿向下延伸出一圈限位板或多个间隔设置的限位板，所述刚性板与限位板形成减震仓体，所述上层减震垫、增重块和下层减震垫由上到下依次粘接且固定于减震仓体内。

上层减震垫、增重块和下层减震垫在水平方向上的运动被限制在减震仓体内，提高了减震性能，使得相同体积下减震仓体最大化，同时节省空间，降低了成本。

进一步地，所述减震垫还包括多个固定粘接于上层减震垫、增重块和下层减震垫所形成整体四周的侧部减震垫，且四个侧部减震垫皆与限位板内壁相粘接，所述上层减震垫固定粘接于上壳。

所形成的减震仓体内壁四周皆设有减震垫，使无人飞行器对惯性传感器产生的振动迅速衰减，极大减小了无人飞行器的工作振动频率对传感器的影响，提高惯性传感器的测量精度。

进一步地，所述刚性板上设有多个固定孔，所述上壳底部设有多个限位凸台，多个限位凸台上分别设有与固定孔位置相对应的连接孔，所述刚性板通过设于固定孔、连接孔内的连接件固定于上壳。

进一步地，所述第二电路板上固定有处理器、电源、电路模块和存储器。

进一步地，所述增重块所开设安装孔的内壁四周设有一圈安装台，所述第二电路板的四周端部通过连接件固定于安装台上。

另外，本实用新型还提供了一种无人飞行器，包括上述的惯性测量模块。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型所提供的惯性测量模块，结构简单，减震效果较好，提高了惯性测量模块的装配统一性和稳定性，能够避免来自内部飞控电路板对惯性传感器电路板的振动干扰，提高了惯性传感器测量的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型所提供惯性测量模块的爆炸式结构示意图；

图2为本实用新型所提供惯性测量模块上壳的结构示意图；

图3为本实用新型所提供惯性测量模块下壳的结构示意图；

图4为本实用新型所提供增重块的结构示意图。

图中，

1、上壳；1.1、限位槽；1.2、限位凸台；1.3、连接孔；1.4、凸台；1.5、第一固定孔；1.6、限位棱；2、上层减震垫；3、侧部减震垫；4、第一电路板；5、柔性信号线；6、增重块；6.1、安装孔；6.2、安装台；7、下层减震垫；8、刚性板；9、限位板；10、第二电路板；11、接口模块；12、接口套件；13、下壳；13.1、限位槽；13.2、第二固定孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

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：

参阅图1，本实施例提供了一种惯性测量模块，包括壳体和设于壳体内的传感组件和减震组件，传感组件包括第一电路板4、第二电路板10以及信号连接第一电路板4与第二电路板10的柔性信号线5，第一电路板4上设有惯性传感器，减震组件包括增重块6和与增重块6连接的减震垫，减震垫包括上层减震垫2和下层减震垫7，上层减震垫2、增重块6、下层减震垫7和第二电路板10由上到下依次固定于壳体内，下层减震垫7和第二电路板10之间隔离有刚性板8，且下层减震垫7底部粘接于刚性板8上；增重块6上设有安装孔6.1，第一电路板4设置在安装孔6.1内。

需要说明的是，第一电路板4大致为矩形板，其固定于增重块6开设的安装孔6.1内，该结构不仅能节省空间，而且有利于提高第一电路板4的散热效率，延长第一电路板4的使用寿命；第一电路板4上设有惯性传感器，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，第一电路板4与第二电路板10电连接，第一电路板4将检测到的各类信号传输至第二电路板10；

第二电路板10大致为矩形板，其面积大于第一电路板4，第二电路板10上固定有处理器、电源、电路模块和存储器，其用于接收来自第一电路板4的检测信号，并对各信号进行处理。

增重块6是有重量的矩形体，一般为密度较大的金属材料，一方面有利于减小惯性测量模块的固有频率，另一方面为第一电路板4提供支撑。增重块6所开设安装孔6.1的内壁四周设有一圈安装台6.2，第二电路板10的四周端部通过连接件固定于安装台6.2上。

在本实施例中，所述壳体由相互配合连接的上壳1和下壳13组成，上壳1和下壳13形成两端开口的容置腔，容置腔两端开口处分别设有与第二电路板10连接的接口模块11，且接口模块11分别与上壳1、下壳13连接。

本实施例中，上壳1和下壳13通过连接件固定连接且锁紧，同时参阅图2和图3，上壳1四角处设有凸台1.4，凸台1.4上设有第一固定孔1.5，下壳13四角对应位置设有与上壳1第一固定孔1.5对应的第二固定孔13.2，上壳1和下壳13通过固定在第一固定孔1.5、第二固定孔13.2内的连接件固定。

为了将第二电路板10进行固定，上壳1设有卡设第二电路板10的限位棱1.6，上壳1、下壳13对应位置分别设有与接口模块11顶部、底部相匹配的限位槽，包括上壳1所设置的限位槽1.1和下壳上所设置的限位槽13.1，接口模块11通过限位槽与上壳1、下壳13固定连接。

第二电路板10的侧端卡接在限位棱1.6处，接口模块11固定连接在上壳1与下壳13之间，由于第二电路板10与接口模块11固定连接，从而使得第二电路板10固定在壳体内，上下都有限位，固定较为稳固。

在本实施例中，进一步地，为了提高整个装置的美观性，另一方面便于使用者将与外界装置连接的接头插入对应的接口上，在接口模块11上连接有与接口相配合的接口套壳12，操作方便。

在本实施例中，刚性板8外沿向下延伸出一圈限位板或多个间隔设置的限位板9，所述刚性板8与限位板9形成减震仓体，所述上层减震垫2、增重块6和下层减震垫7由上到下依次粘接且固定于减震仓体内。

另外，本实施例中所提供的刚性板和限位板可以为金属板，限位板与刚性板一体成型。

所形成的减震仓体能够对上层减震垫2、增重块6和下层减震垫7所形成的整体结构起到水平方向上的限位作用，限定第一电路板4在水平方向上振动的幅度，进一步提高减震性能。

本实施例中所提供的限位板结构有两种，可以为多个间隔设置的板状结构，如图1所示，另一方面可以为无间隙的一体成型限位板结构，前者与后者相比，将设置多个间隔的限位板，可以减轻重量，节省物料。

在本实施例中，可选地，减震垫还包括多个固定粘接于上层减震垫2、增重块6和下层减震垫7所形成整体四周的侧部减震垫3，且四个侧部减震垫3皆与限位板9内壁相粘接，所述上层减震垫2固定粘接于上壳1。

为了便于将刚性板8固定于壳体内，刚性板8上设有多个固定孔，上壳1底部设有四个限位凸台1.2，四个限位凸台1.2上分别设有与固定孔位置相对应的连接孔1.3，刚性板8通过设于固定孔、连接孔1.3内的连接件固定于上壳1。

另外，本实施例还提供了一种无人飞行器，包括上述的惯性测量模块。

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)

1.一种惯性测量模块，包括壳体和设于壳体内的传感组件和减震组件，所述传感组件包括第一电路板（4）、第二电路板（10）以及信号连接所述第一电路板（4）与所述第二电路板（10）的柔性信号线（5），所述第一电路板（4）上设有惯性传感器，所述减震组件包括增重块（6）和与所述增重块（6）连接的减震垫，所述减震垫包括上层减震垫（2）和下层减震垫（7），其特征在于，

所述上层减震垫（2）、增重块（6）、下层减震垫（7）和第二电路板（10）由上到下依次固定于所述壳体内，所述下层减震垫（7）和第二电路板（10）之间由固定于壳体内的刚性板（8）相隔设置，且所述下层减震垫（7）底部粘接于所述刚性板（8）上；所述增重块（6）上设有安装孔（6.1），所述第一电路板（4）设置在所述安装孔（6.1）内。

2.根据权利要求1所述的惯性测量模块，其特征在于，所述壳体由相互配合连接的上壳（1）和下壳（13）组成，所述上壳（1）和下壳（13）形成两端开口的容置腔，所述容置腔两端开口处分别设有与第二电路板（10）连接的接口模块（11），且所述接口模块（11）分别与所述上壳（1）、下壳（13）连接。

3.根据权利要求2所述的惯性测量模块，其特征在于，所述上壳（1）设有卡设所述第二电路板（10）的限位棱（1.6），所述上壳（1）、下壳（13）对应位置分别设有与接口模块（11）顶部、底部相匹配的限位槽（1.1,13.1），所述接口模块（11）通过限位槽（1.1,13.1）与上壳（1）、下壳（13）固定连接。

4.根据权利要求2所述的惯性测量模块，其特征在于，所述接口模块（11）上连接有与接口相配合的接口套壳（12）。

5.根据权利要求2所述的惯性测量模块，其特征在于，所述刚性板（8）外沿向下延伸出一圈限位板或多个间隔设置的限位板（9），所述刚性板（8）与限位板（9）形成减震仓体，所述上层减震垫（2）、增重块（6）和下层减震垫（7）由上到下依次粘接且固定于减震仓体内。

6.根据权利要求5所述的惯性测量模块，其特征在于，所述减震垫还包括多个固定粘接于上层减震垫（2）、增重块（6）和下层减震垫（7）所形成整体四周的侧部减震垫（3），且四个侧部减震垫（3）皆与限位板（9）内壁相粘接，所述上层减震垫（2）固定粘接于上壳（1）。

7.根据权利要求6所述的惯性测量模块，其特征在于，所述刚性板（8）上设有多个固定孔，所述上壳（1）底部设有多个限位凸台（1.2），多个限位凸台（1.2）上分别设有与固定孔位置相对应的连接孔（1.3），所述刚性板（8）通过设于固定孔、连接孔（1.3）内的连接件（14）固定于上壳（1）。

8.根据权利要求1所述的惯性测量模块，其特征在于，所述增重块（6）所开设安装孔（6.1）的内壁四周设有一圈安装台（6.2），所述第二电路板（10）的四周端部通过连接件固定于安装台（6.2）上。

9.根据权利要求1所述的惯性测量模块，其特征在于，所述第二电路板（10）上固定有处理器、电源、电路模块和存储器。

10.一种无人飞行器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项中所述的惯性测量模块。