CN209512880U - 一种惯性测量单元的安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型惯性测量单元的安装结构，涉及惯性测量技术领域；包括能够围成密闭正方体空腔的底座和上盖，安装在其中的陀螺电路板一、陀螺电路板二以及底侧电路板形成三维坐标系，该三维坐标系的原点即为底侧电路板、陀螺电路板一和陀螺电路板二上三个正交放置陀螺敏感轴的交点。为了解决现有的IMU在安装时会引起偏移的技术问题，本实用新型所提供的惯性测量单元的安装结构，体积小，陀螺电路板一和底侧电路板，陀螺电路板二和底侧电路板的信号连接通过焊接导线的形式连接，以减小体积，降低成本。

Description

一种惯性测量单元的安装结构

技术领域

本实用新型属于惯性测量领域，具体涉及一种惯性测量单元的安装结构。

背景技术

惯性测量单元或惯性测量传感器(IMU)是惯性系统的重要组成部分。一般IMU焊装在安装载体上，安装载体通过螺钉安装在机械结构上。通常的IMU布置方案在安装载体受到外力影响时会使得IMU坐标系相比理想的载体坐标系产生偏移，导致测量不准确，引发一系列基于坐标系标定的问题。

发明内容

为了解决现有的IMU在安装时会引起偏移的技术问题，本实用新型提供一种惯性测量单元的安装结构。

本实用新型的技术解决方案：

一种惯性测量单元的安装结构，其特征在于：包括能够围成密闭正方体空腔的底座和上盖，所述底座侧部开有两个窗口，两个窗口呈正交分布，两个窗口内均固定有电路板，其中一个窗口上安装有陀螺电路板一4，另一个窗口上安装有陀螺电路板二5，底座的底部安装有底侧电路板6，陀螺电路板一4、陀螺电路板二5以及底侧电路板6形成三维坐标系，该三维坐标系的原点即为底侧电路板6、陀螺电路板一4和陀螺电路板二5上三个正交放置陀螺敏感轴的交点。

优选的：所述底侧电路板6通过四个M1.6螺钉安装于底座上。

优选的：陀螺电路板一4和陀螺电路板二5分别通过三个M1.6螺钉紧固于底座的两个正交窗口上。

优选的：陀螺电路板一和底侧电路板的导线连接；陀螺电路板二和底侧电路板的导线连接。

优选的：还包括底侧电路板固定螺纹孔，所述底侧电路板固定螺纹孔设置于底座2的下壳体。

优选的：所述底座2的窗口上设置有多个陀螺电路板固定螺纹，所述陀螺电路板固定螺纹用于固定陀螺电路板一4和陀螺电路板二5。

优选的：所述陀螺电路板一4、陀螺电路板二5和底侧电路板6上均设置有通孔，导线通过通孔。

本实用新型所具有的优点：

1、本实用新型所提供的惯性测量单元的安装结构，体积小，陀螺电路板一和底侧电路板，陀螺电路板二和底侧电路板的信号连接通过焊接导线的形式连接，以减小体积，降低成本。

2、本实用新型所提供的惯性测量单元的安装结构，底座2上安装陀螺电路板处的窗口大小能满足陀螺电路板通过，此功能给系统在调试、装配和维修过程中提供了极大的方便。

3、本实用新型所提供的惯性测量单元的安装结构，在盖板内侧设计了一些槽和盲孔，用于避开陀螺电路板上的器件和紧固螺钉，进一步减小系统尺寸，减轻重量。

附图说明

图1为一种惯性测量单元的安装结构的整体图，其中：1、上盖；2、底座；3、侧板。

图2为一种惯性测量单元的安装结构除去上盖后的内部结构示意图，其中：4、陀螺电路板一；5、陀螺电路板二；6、底侧电路板。

图3为底座结构示意图，其中：7、出线槽；8、底侧电路板安装面；9、底侧电路板固定螺纹孔；10、侧板安装面；11、陀螺电路板固定螺纹孔；12、陀螺电路板安装面。

图4为内部导线示意图，其中：13、导线。

图5为陀螺电路板安装过程示意图。

图6为侧板结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种IMU的结构，如图1所示，用于组装IMU系统，IMU结构由一个底座2、一个上盖1和两个侧板3组成，将IMU系统的至少两种三块电路板安装其中，也可扩展至四块电路板安装其中。该系统体积≤37.5mmx36mmx23.5mm，重量≤50g，体积小，重量轻，适用于车载、弹载、无人机等对体积和重量有要求，精度要求不是很高的场合。

底座2、侧板3和上盖1均采用强度高、质量轻、易于加工的硬铝2A12-T6，保证系统的强度和重量要求。表面采用本色阳极化处理，提高环境适应性。

如图2所示，陀螺电路板一4和陀螺电路板二5安装于底座的两个正交侧面，与焊接陀螺的底侧电路板6相互正交，三个陀螺组建为一个坐标系，用于载体姿态信息的测量。通过合理加工工艺和选用高精度机床保证侧板安装面10、陀螺电路板固定螺纹孔11和陀螺电路板安装面12的平面度和垂直度，满足陀螺的安装精度要求，从而使系统满足测量精度要求。

如图3所示，底侧电路板6通过四个M1.6螺钉安装于底座的底侧电路板安装面8上，增加了底侧电路板6和底座2的接触面积，提高系统的固有频率。通过模态分析，系统的一阶固有频率远远的大于安装于其上的陀螺和加速度计的谐振频率，同样远远高于弹载环境的振动频率，满足系统的使用要求。陀螺电路板一4和陀螺电路板二5分别通过三个M1.6螺钉紧固于底座的两个正交侧面上。

由于系统的体积小，陀螺电路板一4和底侧电路板6，陀螺电路板二5和底侧电路板6的信号连接通过焊接导线的形式连接，以减小体积，降低成本；导线的焊接形式如图4所示，通过通孔的形式焊接于电路板上，以尽量缩短导线的长度，提高接线端的可靠性，同时在安装陀螺电路板时有效的防止出现压线现象。

系统外接连接器采用甩出线缆的形式，外接一个15芯的连接器，减小系统的结构尺寸，减轻重量。

底座2上安装陀螺电路板处窗口尺寸大小能满足陀螺电路板通过，如图5所示，此功能给系统在调试、装配和维修过程中提供了极大的方便。系统装配时，可脱离底座2，直接将陀螺电路板1和陀螺电路板2与底侧电路板进行焊接，再将输出接插件与底侧电路板焊接，然后将焊接完成后的部件整体安装于底座2上。在调试过程中，若需内部线缆调整或器件更换，可直接将此部件取出，在底座2外进行调整或更换，操作空间宽敞，有利于操作，同时避免在每次调整和更换时要拆卸内部导线的过程。在外场维修时，可直接将此部件取出，更换新的部件，减小系统维修时间，提高系统的可靠性。

为了进一步减小系统尺寸，减轻重量，在盖板内侧设计了一些槽和盲孔，用于避开陀螺电路板上的器件和紧固螺钉。

Claims (7)

1.一种惯性测量单元的安装结构，其特征在于：包括能够围成密闭正方体空腔的底座和上盖，所述底座侧部开有两个窗口，两个窗口呈正交分布，两个窗口内均固定有电路板，其中一个窗口上安装有陀螺电路板一(4)，另一个窗口上安装有陀螺电路板二(5)，底座的底部安装有底侧电路板(6)，陀螺电路板一(4)、陀螺电路板二(5)以及底侧电路板(6)形成三维坐标系，该三维坐标系的原点即为底侧电路板(6)、陀螺电路板一(4)和陀螺电路板二(5)上三个正交放置陀螺敏感轴的交点。

2.根据权利要求1所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：所述底侧电路板(6)通过四个M1.6螺钉安装于底座上。

3.根据权利要求1或2所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：陀螺电路板一(4)和陀螺电路板二(5)分别通过三个M1.6螺钉紧固于底座的两个正交窗口上。

4.根据权利要求3所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：陀螺电路板一(4)和底侧电路板(6)的导线连接；陀螺电路板二(5)和底侧电路板(6)的导线连接。

5.根据权利要求1所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：还包括底侧电路板固定螺纹孔(9)，所述底侧电路板固定螺纹孔(9)设置于底座(2)的下壳体。

6.根据权利要求5所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：所述底座(2)的窗口上设置有多个陀螺电路板固定螺纹孔(11)，所述陀螺电路板固定螺纹孔(11)用于固定陀螺电路板一(4)和陀螺电路板二(5)。

7.根据权利要求6所述的惯性测量单元的安装结构，其特征在于：所述陀螺电路板一(4)、陀螺电路板二(5)和底侧电路板(6)上均设置有通孔，导线通过通孔。