CN213779051U - 惯性测量模组和无人飞行器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种惯性测量模组和无人飞行器。该惯性测量模组包括：电路板，包括本体部和位于所述本体部边缘的隔离部，所述隔离部与所述本体部之间设有间隔槽，且所述隔离部通过连接部与本体部连接；惯性测量单元，设置于所述隔离部，所述惯性测量单元用于感测惯性测量数据；及加热源，设置于所述隔离部，所述加热源用于将所述惯性测量单元加热至预设的温度。该惯性测量模组有效地降低加热源在加热过程中产生的热应力对惯性测量单元精度、寿命的影响。
Description
技术领域
本申请涉及惯性测量模组和无人飞行器。
背景技术
惯性测量单元是一种用于检测运动物体的姿态信息的传感器。惯性测量单元一般包括加速度计和陀螺；其中，加速度计用于检测物体的加速度分量，陀螺用于检测物体的角度信息。由于具有测量物体加速度及角速度信息的功能，惯性测量单元通常作为导航和制导的核心部件，并且广泛地应用于车辆、轮船、机器人以及飞行器等需要运动控制的设备中。
惯性测量单元安装于电路板上，在工作中会受到电路板上加热源产生的热应力的影响，导致其测量精度变差。
实用新型内容
本申请的一个方面提供一种惯性测量模组。该惯性测量模组包括：电路板，包括本体部和位于所述本体部边缘的隔离部，所述隔离部与所述本体部之间设有间隔槽，且所述隔离部通过连接部与本体部连接；惯性测量单元，设置于所述隔离部，所述惯性测量单元用于感测惯性测量数据；及加热源，设置于所述隔离部，所述加热源用于将所述惯性测量单元加热至预设的温度。
可选地，所述隔离部与所述主体部一体成型，或者，所述隔离部通过柔性电路板与所述主体部电连接。
可选地，所述间隔槽包括第一槽和第二槽；所述第一槽位于隔离部远离外边缘的侧边；所述第二槽位于隔离部的另外一侧，且所述第二槽与第一槽的一端连通。
可选地，所述间隔槽包括第一槽、第二槽和第三槽；所述第一槽位于隔离部远离外边缘的侧边；所述第二槽以及所述第三槽分别位于所述隔离部的相对两侧；所述第一槽的两端分别与所述第二槽和/或所述第三槽的一端连通。
可选地，所述连接部穿过所述第一槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
可选地，所述连接部穿过所述第二槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
可选地，所述连接部穿过所述第三槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
可选地，所述间隔槽的宽度范围在1毫米至2毫米之间。
可选地，所述加热源位于所述惯性测量单元的相对两侧。
可选地，所述惯性测量单元的相对两侧分别排布有多个加热源。
可选地，所述惯性测量单元的相对两侧轴对称或中心对称排布有至少1个加热源。
可选地，所述加热源与所述惯性测量单元之间的间距范围在4毫米至4.5毫米之间。
可选地，所述电路板的厚度范围在1毫米至1.2毫米之间。
本申请的另一个方面提供一种无人飞行器。该无人飞行器包括机身、设置于机身的机臂及设置于机身内的如上所述的惯性测量模组。
本申请惯性测量模组，由于隔离部与所述本体部之间设有间隔槽，且惯性测量单元和加热源设置于隔离部，间隔槽的设置能够增加电路板的柔韧性，从而能够有效地降低加热源在加热过程中产生的热应力对惯性测量单元精度、寿命的影响。
附图说明
图1是本申请惯性测量模组的立体示意图。
图2是图1所示的惯性测量模组另一个实施例的立体示意图。
图3是图1所示的惯性测量模组又一个实施例的立体示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合附图，对本申请的惯性测量模组和无人飞行器进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图3，本申请实施例的无人飞行器包括机身、设置于机身的机臂及设置于机身内的惯性测量模组100。
图1所示为惯性测量模组100的一个实施例的示意图。图1所示的惯性测量模组100不仅可以用于无人飞行器，还可以用于无人车、机器人、云台等，不限于此。
惯性测量模组100包括电路板10、惯性测量单元20和加热源30。电路板10包括本体部11和位于所述本体部11边缘的隔离部12，所述隔离部12与所述本体部11之间设有间隔槽13，且所述隔离部12通过连接部14与本体部11连接。
惯性测量单元20设置于所述隔离部12，所述惯性测量单元20用于感测惯性测量数据，并将感测的惯性测量数据传输给微控制单元。在图示实施例中，微控制单元设置于不同于电路板10的主控制电路板(图未示)，电路板10和主控制电路板通过线缆通信连接，使得惯性测量单元20能够将感测的惯性测量数据通过线缆传输给微控制单元。在另一个实施例中，微控制单元设置于电路板10，电路板10包括板体和设置于板体的走线，惯性测量单元20通过板体的走线与微控制单元通信连接，将其感测的惯性测量数据传送给微控制单元。
微控制单元是无人飞行器的核心元件，作为无人飞行器的中央控制器，用于对无人飞行器的主要功能进行控制。例如，微控制单元可以用于对无人飞行器的控制系统工作模式的管理，用于对控制率进行解算并生成控制信号，用于对无人飞行器中各传感器及伺服系统进行管理，用于对无人飞行器内其他任务和电子部件的控制及数据交换，用于接收地面指令控制无人飞行器的飞行动作并采集无人飞行器的航姿信息等。
惯性测量单元20用于确定无人飞行器的航姿信息，并将确定的航姿信息传输传送给微控制单元，以便于微控制单元确定后续操作。惯性测量单元30确定无人飞行器的航姿信息的过程为：由加速度计(也即加速度传感器)检测无人飞行器相对于地垂线的加速度分量；由陀螺(也即速度传感器)检测无人飞行器的角度信息；模数转换器接收各传感器输出的模拟变量，并将模拟变量转换为数字信号；微控制单元会根据该数字信号确定并输出无人飞行器的俯仰角度、横滚角度与航向角度中的至少一个角度信息，从而确定无人飞行器的航姿信息。
加热源30设置于所述隔离部12，所述加热源30用于将所述惯性测量单元20加热至预设的温度。如此，通过设置加热源30，保证惯性测量单元20处于一个恒定的温度环境中，从而使得惯性测量单元20在任何外界环境下都能表现出良好的性能。
在图示实施例中，所述加热源30可以为加热电阻。在其他实施例中，所述加热源30可以是能够提供热量的任意热源。
本申请惯性测量模组100，由于隔离部12与所述本体部11之间设有间隔槽13，且惯性测量单元20和加热源30设置于隔离部12，间隔槽13的设置能够增加电路板10的柔韧性，从而能够有效地降低加热源30在加热过程中产生的热应力对惯性测量单元20精度、寿命的影响。
在图示实施例中，所述隔离部12与所述主体部11一体成型。在其他实施例中，所述隔离部12通过柔性电路板与所述主体部11电连接。
请参阅图1和图2，所述间隔槽13包括第一槽131和第二槽132。所述第一槽131位于隔离部12远离外边缘的侧边。所述第二槽132位于隔离部12的另外一侧，且所述第二槽132与第一槽131的一端连通。在本实施例中，所述第一槽131和第二槽132呈直线延伸，且不限于此。
请参阅图3，所述间隔槽13包括第一槽131、第二槽132和第三槽133；所述第一槽131位于隔离部12远离外边缘的侧边；所述第二槽132以及所述第三槽133分别位于所述隔离部12的相对两侧；所述第一槽131的两端分别与所述第二槽132和/或所述第三槽133的一端连通。在本实施例中，所述第一槽131、第二槽132和第三槽133呈直线延伸，且不限于此。
在一个实施例中，所述连接部14穿过所述第一槽131，并且将所述隔离部12与所述本体部11连接。所述连接部14可以穿过所述第一槽131的中间位置，也可以穿过第一槽131的一端。
在另一个实施例中，所述连接部14穿过所述第二槽132，并且将所述隔离部12与所述本体部11连接。所述连接部14可以穿过所述第二槽132的中间位置，也可以穿过第二槽132的一端。
在另一个实施例中，所述连接部14穿过所述第三槽133，并且将所述隔离部12与所述本体部11连接。所述连接部14可以穿过所述第三槽133的中间位置，也可以穿过第三槽133的一端。
在又一个实施例中，所述连接部14包括两个部分，所述两个部分分别穿过第一槽131和第二槽132。当然，在其他实施例中，所述连接部14的两个部分可以分别穿过第一槽131和第三槽133，或者，所述连接部14的两个部分可以分别穿过第二槽132和第三槽133。
在又一个实施例中，所述连接部14包括三个部分，所述三个部分分别穿过第一槽131、第二槽132和第三槽133，不限于此。
所述间隔槽13的宽度范围在1毫米至2毫米之间，以方便间隔槽13的开设，同时使得电路板10的结构较为紧凑。在一些实施例中，所述间隔槽13的宽度可以为1毫米、1.2毫米、1.4毫米、1.6毫米、1.8毫米、2毫米或者为上述任意相邻二者之间的中间某个值。
所述加热源30位于所述惯性测量单元20的相对两侧。如此，能够使得惯性测量单元20各个部位保持相同温度，更好地使得惯性测量单元20保持良好的性能。
所述惯性测量单元20的相对两侧分别排布有多个加热源30。请参阅图1，所述惯性测量单元20的相对两侧分别排布有3个加热源30。所述惯性测量单元20两侧的加热源30数量、形状、大小可以相同，也可以不同。
所述惯性测量单元20的相对两侧轴对称或中心对称排布有至少1个加热源30。请参阅图2和图3，所述惯性测量单元20的相对两侧分别排布有1个加热源30，且加热源30的形状、大小相同，且2个加热源30距离惯性测量单元20的距离相等。在一个实施例中，所述惯性测量单元20的相对两侧轴对称排布有1个加热源30，在另一个实施例中，所述惯性测量单元20的相对两侧中心对称排布有1个加热源30。
所述加热源30与所述惯性测量单元20之间的间距范围在4毫米至4.5毫米之间。如此，能够较好地对惯性测量单元20进行加热，并且能够减小热应力对惯性测量单元20的影响。在一些实施例中，所述加热源30与所述惯性测量单元20之间的间距可以为4毫米、4.1毫米、4.2毫米、4.3毫米、4.4毫米、4.5毫米或者为上述任意相邻二者之间的中间某个值。
所述电路板10的厚度范围在1毫米至1.2毫米之间。如此，能够减小热应力，有利于惯性测量单元20保持良好的性能。在一些实施例中，所述电路板10的厚度可以为1毫米、1.1毫米、1.2毫米或者为上述任意相邻二者之间的中间某个值。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
Claims (14)
1.一种惯性测量模组，其特征在于，所述惯性测量模组包括：
电路板，包括本体部和位于所述本体部边缘的隔离部，所述隔离部与所述本体部之间设有间隔槽，且所述隔离部通过连接部与本体部连接；
惯性测量单元，设置于所述隔离部，所述惯性测量单元用于感测惯性测量数据；及
加热源，设置于所述隔离部，所述加热源用于将所述惯性测量单元加热至预设的温度。
2.根据权利要求1所述的惯性测量模组，其特征在于，所述隔离部与所述本体部一体成型，或者，所述隔离部通过柔性电路板与所述本体部电连接。
3.根据权利要求1所述的惯性测量模组，其特征在于，所述间隔槽包括第一槽和第二槽；
所述第一槽位于隔离部远离外边缘的侧边；
所述第二槽位于隔离部的另外一侧，且所述第二槽与第一槽的一端连通。
4.根据权利要求1所述的惯性测量模组，其特征在于，所述间隔槽包括第一槽、第二槽和第三槽；
所述第一槽位于隔离部远离外边缘的侧边；
所述第二槽以及所述第三槽分别位于所述隔离部的相对两侧；
所述第一槽的两端分别与所述第二槽和/或所述第三槽的一端连通。
5.根据权利要求4所述的惯性测量模组，其特征在于，所述连接部穿过所述第一槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
6.根据权利要求4所述的惯性测量模组，其特征在于，所述连接部穿过所述第二槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
7.根据权利要求4所述的惯性测量模组，其特征在于，所述连接部穿过所述第三槽，并且将所述隔离部与所述本体部连接。
8.根据权利要求1所述的惯性测量模组，其特征在于，所述间隔槽的宽度范围在1毫米至2毫米之间。
9.根据权利要求1所述的惯性测量模组，其特征在于，所述加热源位于所述惯性测量单元的相对两侧。
10.根据权利要求9所述的惯性测量模组，其特征在于，所述惯性测量单元的相对两侧分别排布有多个加热源。
11.根据权利要求9所述的惯性测量模组，其特征在于，所述惯性测量单元的相对两侧轴对称或中心对称排布有至少1个加热源。
12.根据权利要求1至11任一项所述的惯性测量模组，其特征在于，所述加热源与所述惯性测量单元之间的间距范围在4毫米至4.5毫米之间。
13.根据权利要求1至11任一项所述的惯性测量模组，其特征在于，所述电路板的厚度范围在1毫米至1.2毫米之间。
14.一种无人飞行器，其特征在于，包括机身、设置于机身的机臂及设置于机身内的如权利要求1至13任一项所述的惯性测量模组。
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