CN208383181U - 一种无人机数据采集装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机数据采集装置及无人机，所述无人机数据采集装置包括壳体和设于壳体内的主控电路板和核心电路板，所述主控电路板与所述核心电路板通过板对板连接器连接，所述主控电路板上集成有处理器，所述核心电路板上集成有分别与所述处理器连接的IMU模块、内存卡槽、多个数据采集接口、网卡接口和USB接口。本实用新型所提供的一种无人机数据采集装置及无人机，数据采集装置结构紧凑，集成化程度高，能够对无人机运行过程中的各项性能数据进行采集，采集的数据较为广泛，为无人机性能判定提供了依据；可以独立于无人机飞行控制系统进行数据采集，提高了测量的准确性，降低了故障发生的概率。

Description

一种无人机数据采集装置及无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机数据采集装置及无人机。

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。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。

随着无人机行业的迅速发展，为了避免无人机飞行过程中发生故障，对无人机各项性能的监测显得尤为重要，然而现有技术中缺乏专门的无人机性能监测装置，通常采用人工观察感知的方式进行判断或根据无人机自带的飞行控制系统所采集的飞行数据来判定无人机性能。其中，采用人工观察感知的方式进行判断无人机性能，容易出现较大误差，准确度较低，参考价值有限；采用无人机自带的飞行控制系统进行判断无人机性能，采集的数据较为单一，不能全面分析无人机性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种无人机数据采集装置及无人机，用以解决上述技术问题，结构简单，能够独立于无人机飞行控制系统进行采集体现无人机各项性能的数据，有利于提供判定无人机性能的依据。

本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种无人机数据采集装置，包括壳体和设于壳体内的主控电路板和核心电路板，所述主控电路板与所述核心电路板通过板对板连接器连接，所述核心电路板上集成有处理器，所述主控电路板上集成有分别与所述处理器连接的IMU模块、内存卡槽、多个数据采集接口、网卡接口和USB接口。

进一步地，还包括4G模块，所述4G模块集成于4G模块板上，所述4G模块依次通过射频线、射频转接头与壳体外的4G天线连接；所述4G模块板与所述主控电路板连接。

优选地，所述4G模块板的一端通过电连接器与所述主控电路板连接，另一端通过螺丝固定于所述主控电路板上。

进一步地，所述IMU模块包括增重块、电路板、IMU测量单元和软排线，所述增重块上部开口且内部中空，所述电路板通过螺丝固定在所述增重块开口处，所述测量单元集成于所述电路板上，所述软排线的一端与所述IMU测量单元连接，另一端通过BTB连接器与所述主控电路板连接。

更进一步地，还包括扩展接口模块，所述扩展接口模块包括接口板和与接口板连接的接口插件，所述接口板底端竖直连接在所述主控电路板上，顶端与所述壳体抵接；所述接口板上集成有排针，所述排针穿过所述接口插件与外部设备连接。

优选地，所述壳体包括上下扣接在一起的上壳和下壳，所述下壳四角处分别设有凸台，所述凸台上设有第一连接孔，所述上壳四角处设有与所述凸台相对应的支撑柱，所述支撑柱上设有与第一连接孔对应的第二连接孔，各支撑柱分别对应抵接在凸台上并通过连接在第一连接孔和第二连接孔的连接件将所述上壳和下壳固定连接。

进一步地，所述主控电路板固定于所述凸台与上壳之间，所述主控电路板四角处设有与第一连接孔、第二连接孔相通的第三连接孔，所述连接件由下壳外部依次连接在所述第一连接孔、第三连接孔和第二连接孔内。

优选地，所述下壳内侧壁设有多个限位台，所述限位台的顶面与所述凸台的顶面位于同一水平面，所述主控电路板的侧端支撑于所述限位台上。

进一步地，还包括导热块和导热垫，所述导热块设于所述主控电路板与所述上壳之间；所述导热垫粘贴于所述下壳的内底面。

第二方面，本实用新型提供了一种无人机，包括上述的无人机数据采集装置。

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一种无人机数据采集装置及无人机，数据采集装置结构紧凑，集成化程度高，能够对无人机运行过程中的各项性能数据进行采集，采集的数据较为广泛，为无人机性能判定提供了依据；可以独立于无人机飞行控制系统进行数据采集，提高了测量的准确性，降低了故障发生的概率。

附图说明

图1为本实用新型所提供的无人机数据采集装置的分离式结构示意图；

图2为本实用新型所提供的主控电路板另一角度的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的IMU模块的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的下壳的结构示意图。

图中：

1、上壳；1.1、支撑柱；1.2、第二连接孔；2、主控电路板；3、4核心电路板；4、下壳；4.1、凸台；4.2、第一连接孔；4.3、限位台；5、导热块；6、接口板；7、接口插件；8、射频线；9、射频转接头；10、导热垫；11、4G模块板；12、4G模块；13、电连接器；14、IMU模块；14.1、增重块；14.2、电路板；14.3、IMU测量单元；14.4、软排线；14.5、BTB连接器；15、板对板连接器；16、内存卡槽；17、数据采集接口；18、USB接口。

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。

实施例一：

本实施例提供了一种无人机数据采集装置，参阅图1-4，包括壳体和设于壳体内的主控电路板2和核心电路板3，所述主控电路板2与所述核心电路板3通过板对板连接器15连接，所述核心电路板3上集成有处理器，所述主控电路板2上集成有分别与所述处理器连接的IMU模块14、内存卡槽16、多个数据采集接口17、网卡接口和USB接口18。处理器中处理芯片所采用的型号为MCIMX6G2CVM05AB。

本实施例所提供的无人机数据采集装置，通过各数据采集接口与安装于无人机上的数据采集模块连接，将所获取的数据采集模块的数据进行处理后并通过数传模块传送至地面站，以供所述地面站根据无人机性能分析方法对所获取的采集数据进行分析以判定无人机性能。其中，数据采集接口可以为CAM口或CAN口，各数据采集模块可以为震动检测模块、温度检测模块、动力检测模块和定位检测模块，

本实施例中，所述震动检测模块为加速度采集装置，其用于采集垂直于无人机机体平面方向的加速度。所述加速度采集装置为ADXL375三轴数字加速度计。通过加速度计采集垂直于机体平面的加速度数据，并将加速度数据传送给无人机数据采集装置进行处理，无人机数据采集装置将处理后的加速度数据输出给数传，经数传将数据传送到地面站，在地面站内对加速度数据进行傅里叶变换处理，从而得到无人机震动的频谱，根据获取的频谱可直接分析出无人机的震动状态。采用加速度采集装置用于进行无人机震动检测，同时能够验证无人机的减震设计效果，有助于完善无人机性能检测数据，进一步提高无人机飞行性能，避免由于无人机震动过大而造成的飞行事故，对于无人机技术领域来说具有重要意义。

温度检测模块可以采用要检测无人机各个部件的实时温度情况，包括中心板、电机、电调等部位。具体可以采用热敏电阻、贴片试样等方式，并通过CAN口传输给无人机数据采集装置。

动力检测模块，主要实时检测无人机的每套动力转速。具体可采用光电传感器或霍尔传感器来检测电机机械转速。

所述定位检测模块包括差分定位模块和RTK天线，所述差分定位模块与所述RTK天线连接，所述差分定位模块与所述无人机数据采集装置连接。通过RTK精准定位，能够进行室外定位检测，可以测量无人机在GPS和姿态模式下，悬停以及航线的垂直精度、水平精度等。

核心电路板3上集成有IMU模块14，用于检测无人机飞行过程中的滚转、俯仰、偏航等姿态信息，并将相应信息传送给处理器。

另外，内存卡槽内设有SD卡，相关数据可以存储在SD卡内以备份。

实施例二：

在实施例一的基础上，本实施例所提供的无人机数据采集装置还包括4G模块12，所述4G模块12集成于4G模块板11上，所述4G模块12依次通过射频线8、射频转接头9与壳体外的4G天线连接；所述4G模块板11与所述主控电路板2连接。

所述4G模块板11的一端通过电连接器与所述主控电路板2连接，另一端通过螺丝固定于所述主控电路板2上。层叠设置以及直插式连接方式，使得整体体积较小，结构紧凑。

本实施例中，所述IMU模块14包括增重块14.1、电路板14.2、IMU测量单元14.3和软排线14.4，所述增重块14.1上部开口且内部中空，所述电路板14.2通过螺丝固定在所述增重块14.1开口处，所述IMU测量单元14.3集成于所述电路板14.2上，所述软排线14.4的一端与所述IMU测量单元14.3连接，另一端通过BTB连接器14.5与所述主控电路板2连接。本实施例中，增重块14.1底部粘贴于主控电路板2上。

为了扩展数据采集模块的数量和类型，还包括扩展接口模块，所述扩展接口模块包括接口板6和与接口板6连接的接口插件7，所述接口板6底端竖直连接在所述主控电路板2上，顶端与所述壳体抵接；所述接口板6上集成有排针，所述排针穿过所述接口插件7与外部设备连接；

所述壳体包括上下扣接在一起的上壳1和下壳4，所述下壳4四角处分别设有凸台4.1，所述凸台4.1上设有第一连接孔4.2，所述上壳1四角处设有与所述凸台4.1相对应的支撑柱1.1，所述支撑柱1.1上设有与第一连接孔4.2对应的第二连接孔1.2，各支撑柱1.1分别对应抵接在凸台4.1上并通过连接在第一连接孔4.2和第二连接孔1.2的连接件将所述上壳1和下壳4固定连接。

本实施例中，上壳1和下壳4上下扣接，核心电路板3位于主控电路板2的上部，4G模块板11位于主控电路板2的底部，其中，核心电路板3和4G模块板11均小于主控电路板2，三个电路板组装成一个整体，模块化安装于上壳1与下壳4之间。上壳1和下壳4的对应位置设有与内存卡槽、多个数据采集接口、网卡接口、USB接口以及接口插件对应的开口。

进一步地，所述主控电路板2固定于所述凸台4.1与上壳1之间，所述主控电路板2四角处设有与第一连接孔4.2、第二连接孔1.2相通的第三连接孔，所述连接件由下壳外部依次连接在所述第一连接孔4.2、第三连接孔和第二连接孔1.2内。

为了提高主控电路板安装的稳定性，所述下壳4内侧壁设有多个限位台4.3，所述限位台4.3的顶面与所述凸台4.1的顶面位于同一水平面，所述主控电路板2的侧端支撑于所述限位台4.3上。限位台4.3以及四角处的凸台4.1对主控电路板2起到支撑和阻止其向下运动的限位作用，使得其更加稳定地安装于壳体内，避免主控电路板2晃动而对4G模块的信号传输以及IMU模块的精确度产生影响。

主控电路板2上各元器件在工作过程中会散发大量热量，如果不能将热量及时散发出去，壳体内积聚的热量会对主控电路板各元器件造成影响，甚至损坏电路，因此，本实施所提供的无人机数据采集装置还包括导热块和导热垫，所述导热块设于所述主控电路板与所述上壳之间；所述导热垫粘贴于所述下壳的内底面，其中，导热块顶面与上壳顶面相接触，底面与所述核心电路板相接触，将主控电路板以及核心电路板上所产生的热量通过上壳散发出去；

导热垫顶面与4G模块板相接触，将4G模块板上所产生的热量通过下壳散发出去。

另外，本实施例还提供了一种无人机，包括上述本实施例中的无人机数据采集装置。

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)

1.一种无人机数据采集装置，其特征在于，包括壳体和设于壳体内的主控电路板（2）和核心电路板（3），所述主控电路板（2）与所述核心电路板（3）通过板对板连接器（15）连接，所述核心电路板（3）上集成有处理器，所述主控电路板（2）上集成有分别与所述处理器连接的IMU模块（14）、内存卡槽（16）、多个数据采集接口（17）、网卡接口和USB接口（18）。

2.根据权利要求1所述的无人机数据采集装置，其特征在于，还包括4G模块（12），所述4G模块（12）集成于4G模块板（11）上，所述4G模块（12）依次通过射频线（8）、射频转接头（9）与壳体外的4G天线连接；所述4G模块（12）板与所述主控电路板（2）连接。

3.根据权利要求2所述的无人机数据采集装置，其特征在于，所述4G模块板（11）的一端通过电连接器（13）与所述主控电路板（2）连接，另一端通过螺丝固定于所述主控电路板（2）上。

4.根据权利要求1所述的无人机数据采集装置，其特征在于，所述IMU模块（14）包括增重块（14.1）、电路板（14.2）、IMU测量单元（14.3）和软排线（14.4），所述增重块（14.1）上部开口且内部中空，所述电路板（14.2）通过螺丝固定在所述增重块（14.1）开口处，所述IMU测量单元（14.3）集成于所述电路板（14.2）上，所述软排线（14.4）的一端与所述IMU测量单元（14.3）连接，另一端通过BTB连接器（14.5）与所述主控电路板（2）连接。

5.根据权利要求1所述的无人机数据采集装置，其特征在于，还包括扩展接口模块，所述扩展接口模块包括接口板（6）和与接口板（6）连接的接口插件（7），所述接口板（6）底端竖直连接在所述主控电路板（2）上，顶端与所述壳体抵接；所述接口板（6）上集成有排针，所述排针穿过所述接口插件（7）与外部设备连接。

6.根据权利要求1所述的无人机数据采集装置，其特征在于，所述壳体包括上下扣接在一起的上壳（1）和下壳（4），所述下壳（4）四角处分别设有凸台（4.1），所述凸台（4.1）上设有第一连接孔（4.2），所述上壳（1）四角处设有与所述凸台（4.1）相对应的支撑柱（1.1），所述支撑柱（1.1）上设有与第一连接孔（4.2）对应的第二连接孔（1.2），各支撑柱（1.1）分别对应抵接在凸台（4.1）上并通过连接在第一连接孔（4.2）和第二连接孔（1.2）的连接件将所述上壳（1）和下壳（4）固定连接。

7.根据权利要求6所述的无人机数据采集装置，其特征在于，所述主控电路板（2）固定于所述凸台（4.1）与上壳（1）之间，所述主控电路板（2）四角处设有与第一连接孔（4.2）、第二连接孔（1.2）相通的第三连接孔，所述连接件由下壳（4）外部依次连接在所述第一连接孔（4.2）、第三连接孔和第二连接孔（1.2）内。

8.根据权利要求7所述的无人机数据采集装置，其特征在于，所述下壳（4）内侧壁设有多个限位台（4.3），所述限位台（4.3）的顶面与所述凸台（4.1）的顶面位于同一水平面，所述主控电路板（2）的侧端支撑于所述限位台（4.3）上。

9.根据权利要求8所述的无人机数据采集装置，其特征在于，还包括导热块（5）和导热垫（10），所述导热块（5）设于所述主控电路板（2）与所述上壳（1）之间；所述导热垫（10）粘贴于所述下壳（4）的内底面。

10.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项中所述的无人机数据采集装置。