CN216898935U - 六轴惯性测量单元 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种六轴惯性测量单元，包括上壳体、框架、下壳体、陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板、第一柔性线路板、第二柔性线路板、第一缓震件和防水件。陀螺控制组件通过第一缓震件安装在框架上，加速度表组件固定连接框架，第一柔性线路板和第二柔性线路板分别与陀螺控制组件和加速度表组件电连接，框架安装在下壳体内，下壳体上设置有防水件，主控制板安装在上壳体内，电连接第一柔性线路板和第二柔性线路板，上壳体与下壳体固定连接。通过在下壳体上设置防水件，能够提升防潮性能。通过第一缓震件连接框架和陀螺控制组件，可以提升六轴惯性测量单元的防震性能，能够避免杂波震动对六轴惯性测量单元采集数据的影响。

Description

六轴惯性测量单元

技术领域

本申请涉及角运动检测装置领域，尤其涉及一种六轴惯性测量单元。

背景技术

陀螺仪是一种能够精确地确定物体的方位的仪器，主要被广泛适用于航空、航海、航天和国防工业中的一种惯性导航仪器。陀螺仪作为精密检测仪器，外部的湿度、震动等因素都会对数据的采集和内部电路造成影响，进而影响数据的准确性，对于陀螺仪的防潮防震性能有待于提高。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种六轴惯性测量单元，具有良好的防潮防震功能。

根据本申请的一方面，提供了一种六轴惯性测量单元，包括：上壳体、框架、下壳体、陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板、第一柔性线路板、第二柔性线路板、第一缓震件和防水件；

所述陀螺控制组件通过所述第一缓震件安装在所述框架上；所述加速度表组件固定连接所述框架；所述第一柔性线路板和所述第二柔性线路板分别与所述陀螺控制组件和所述加速度表组件电连接；

所述框架安装在所述下壳体内；所述下壳体上邻近所述框架位置处开设有凹槽，所述凹槽与所述防水件相匹配；所述主控制板安装在所述上壳体内，电连接所述第一柔性线路板和所述第二柔性线路板；

所述上壳体与所述下壳体相匹配，罩设所述陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板、第一柔性线路板、第二柔性线路板、第一缓震件和防水件。

在一种可能的实现方式中，所述陀螺控制组件包括第一陀螺控制件、第二陀螺控制件和第三陀螺控制件；所述加速度表组件包括第一加速度表、第二加速度表和第三加速度表；

所述第一陀螺控制件和所述第一加速度表在所述框架上对称设置；所述第二陀螺控制件和所述第二加速度表在所述框架上对称设置；所述第三陀螺控制件和所述第三加速度表在所述框架上对称设置。

在一种可能的实现方式中，所述第一陀螺控制件包括第一陀螺表头、第一陀螺控制板和第三柔性线路板；

其中，所述第一陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第三柔性线路板电连接所述第一陀螺表头和所述第一陀螺控制板。

在一种可能的实现方式中，所述缓震件包括第一连接件、第二连接件、第一缓震圈、第二缓震圈和第三缓震圈；

其中，所述第一连接件穿过所述第一陀螺控制板连接所述第二连接件，所述第一缓震圈位于所述第二连接件和所述第一陀螺控制板间，所述第二连接件和所述第二缓震圈位于所述第一陀螺控制板和所述第一陀螺表头间，所述第三缓震圈位于所述第一陀螺表头上，所述第二连接件穿过所述第二缓震圈和所述第三缓震圈连接所述框架。

在一种可能的实现方式中，所述第二陀螺控制件包括第二陀螺表头、第二陀螺控制板和第四柔性线路板；所述第二陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第四柔性线路板电连接所述第二陀螺表头和所述第二陀螺控制板。

在一种可能的实现方式中，所述第三陀螺控制件包括第三陀螺表头、第三陀螺控制板和第五柔性线路板；所述第三陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第五柔性线路板电连接所述第三陀螺表头和所述第三陀螺控制板。

在一种可能的实现方式中，还包括第二缓震件；所述框架上设置有连接板；所述第二缓震件穿过所述连接板连接所述框架和所述下壳体。

在一种可能的实现方式中，所述第二缓震件包括第三连接件、第四缓震圈、第五缓震圈和固定件；所述第三连接件的一端连接所述下壳体，另一端穿过所述第四缓震圈和第五缓震圈，连接所述固定件；其中，所述第四缓震圈和所述第五缓震圈分别与所述连接板的两端相贴合。

在一种可能的实现方式中，所述第一缓震圈、第二缓震圈和第三缓震圈的材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。

在一种可能的实现方式中，所述上壳体上还设置有连接器；所述连接器电连接所述主控制板；

所述壳体上对称设置有安装孔。

通过在下壳体上设置防水件，根据本申请的各方面的六轴惯性测量单元能够提升防潮性能。通过第一缓震件连接框架和陀螺控制组件，第二缓震件连接框架和下壳体，可以有效提升六轴惯性测量单元的防震性能，能够隔绝杂波震动对六轴惯性测量单元采集数据的影响。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的六轴惯性测量单元的俯视图；

图2示出本申请实施例的六轴惯性测量单元的左视图；

图3示出本申请实施例的六轴惯性测量单元的正视图；

图4示出本申请实施例的六轴惯性测量单元的爆炸视图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1至图4示出根据本申请一实施例的六轴惯性测量单元1000的俯视图、六轴惯性测量单元1000的左视图、六轴惯性测量单元1000的正视图和六轴惯性测量单元1000的爆炸视图。如图1至图4所示，该六轴惯性测量单元1000包括：上壳体1100、框架1200、下壳体1300、陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板1400、第一柔性线路板1500、第二柔性线路板1600、第一缓震件1700 和防水件1800。其中，陀螺控制组件通过第一缓震件1700安装在框架1200上，加速度表组件固定连接框架1200，第一柔性线路板1500和第二柔性线路板 1600分别与陀螺控制组件和加速度表组件电连接。具体的，加速度表组件与框架1200的连接方式可以采用螺纹连接，结构简单，便于实现。第一柔性线路板1500为陀螺控制组件柔性线路板，负责传输陀螺控制组件采集的数据，第二柔性线路板1600为加速度表组件柔性线路板，负责传输加速度表组件采集的数据。

框架1200安装在下壳体1300内，下壳体1300上邻近安装框架1200位置处开设有凹槽，凹槽与防水件1800相匹配，主控制板安装在上壳体1100内，电连接第一柔性线路板1500和第二柔性线路板1600。具体提的，主控制板1400 在上壳体1100内的安装方式可以采用螺纹连接，结构简单，便于实现。

上壳体1100与下壳体1300相匹配，上壳体1100通过螺纹连接固定在下壳体1300上，并罩设陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板1400、第一柔性线路板1500、第二柔性线路板1600、第一缓震件1700和防水件1800。

由此，本申请实施例的六轴惯性测量单元1000，陀螺控制组件和加速度表组件均安装在框架1200上，且陀螺控制组件通过第一缓震件1700与框架 1200连接，第一缓震件1700可以在陀螺控制组件和框架1200间起到缓震作用，能够隔绝超过700Hz的震动，避免了杂波的震动对数据采集产生影响。框架 1200安装在下壳体1300上，且下壳体1300上邻近框架1200安装位置处设置有防水件1800，防水件1800设置处也为上壳体1100和下壳体1300的连接位置处，通过设置防水件1800，可以避免湿气或水汽进入上壳体1100和下壳体1300形成的腔体内部，从而避免了外部的湿度对数据采集和内部电路造成影响。通过设置第一缓震件1700和防水件1800，提升了六轴惯性测量单元1000的防潮性能和防震性能，与传统陀螺仪相比，有效提升了数据采集的准确性，结构简单，便于实现。

需要说明的是，第一柔性线路板1500和第二柔性线路板1600的电连接方式可以采用现有技术实现，在此不进行赘述。

还需说明的是，本申请实施例的六轴惯性测量单元1000的各零部件均由国产零部件制成，符合当下国产化的需求。

在一种可能的实现方式中，陀螺控制组件包括第一陀螺控制件1210、第二陀螺控制件1220和第三陀螺控制件1230，加速度表组件包括第一加速度表 1240、第二加速度表1250和第三加速度表1260。其中，第一陀螺控制件1210 和第一加速度表1240在框架1200上对称设置，第二陀螺控制件1220和第二加速度表1250在框架1200上对称设置，第三陀螺控制件1230和第三加速度表1260在框架1200上对称设置。具体的，框架1200呈正方体结构，框架1200的六个面均开设有安装槽，第一陀螺控制件1210、第二陀螺控制件1220、第三陀螺控制件1230、第一加速度表1240、第二加速度表1250和第三加速度表 1260分别安装在六个面开设的安装槽内。

需要说明的是，第一陀螺控制件1210和第一加速度表1240分别为X轴方向的陀螺控制件和X轴方向的加速度表，分别用于采集X轴方向的角度偏移值和加速度值。

第二陀螺控制件1220和第二加速度表1250分别为Y轴方向的陀螺控制件和Y轴方向的加速度表，分别用于采集Y轴方向的角度偏移值和加速度值。

第三陀螺控制件1230和第三加速度表1260分别为Z轴方向的陀螺控制件和Z轴方向的加速度表，分别用于采集Z轴方向的角度偏移值和加速度值。

即六轴分别是第一陀螺控制件1210所采集的X轴，第二陀螺控制件1220 所采集的Y轴，第三陀螺控制件1230所采集的Z轴，第一加速度表1240所采集的X轴、第二加速度表1250所采集的Y轴和第三加速度1260表所采集的Z轴。

进一步的，第一陀螺控制件1210包括第一陀螺表头1211、第一陀螺控制板1212和第三柔性线路板1213。其中，第一陀螺控制板1212电连接第一柔性线路板1500，第三柔性线路板1213电连接第一陀螺表头1211和第一陀螺控制板1212。第二陀螺控制件1220包括第二陀螺表头1221、第二陀螺控制板1222 和第四柔性线路板1223，第二陀螺控制板1222电连接第一柔性线路板1500，第四柔性线路板1223电连接第二陀螺表头1221和第二陀螺控制板1222。第三陀螺控制件1230包括第三陀螺表头1231、第三陀螺控制板1232和第五柔性线路板1233，第三陀螺控制板1232电连接第一柔性线路板1500，第五柔性线路板1233电连接第三陀螺表头1231和第三陀螺控制板1232。

需要说明的是，第三柔性线路板1213、第四柔性线路板1223和第五柔性线路板1233的电连接方式均可采用现有技术实现，在此不进行赘述。

在一种可能的实现方式中，第一缓震件1700包括第一连接件1710、第二连接件1720、第一缓震圈1730、第二缓震圈1740和第三缓震圈1750。

其中，第一连接件1710穿过第一陀螺控制板1212连接第二连接件1720，所述第一缓震圈1730位于所述第二连接件1720和所述第一陀螺控制板1212 间，第二连接件1720和第二缓震圈1740位于第一陀螺控制板1212和第一陀螺表头1211间，第三缓震圈1750位于第一陀螺表头1211上，第二连接件1720穿过第二缓震圈1740和第三缓震圈1750连接框架1200。第一陀螺控制板1212和第一陀螺表头1211通过第一连接件1710和第二连接件1720连接在框架1200 的安装槽内，第一缓震圈1730、第二缓震圈1740和第三缓震圈1750穿设在第一连接件1710和第二连接件1720上，安装完成后能够与第一陀螺控制板1212、第一陀螺表头1211以及框架1200贴合，起到隔绝震动的作用。即将第一陀螺控制板1212、第一陀螺表头1211与框架1200间通常采用的刚性连接方式转化为柔性连接方式，结构简单，便于实现。

需要说明的是，第一缓震件1700连接第一陀螺控制件1210和框架1200的方式同样可以用于第二陀螺控制件1220与框架1200的连接，以及第三陀螺控制件1230与框架1200的连接，在此不进行赘述。

在一种可能的实现方式中，还包括第二缓震件1900，框架1200上设置有连接板1270，第二缓震件1900穿过连接板1270连接框架1200和下壳体1300。通过设置第二缓震件1900，第二缓震件1900可以在框架1200和下壳体1300间起到缓震作用，使得通常采用的刚性连接方式转换为柔性连接方式，能够进一步的对于杂波的震动进行隔绝，从而进一步提高六轴惯性测量单元1000的防震动性能，提高数据采集的准确性。

进一步的，具体的，第二缓震件1900包括第三连接件1910、第四缓震圈 1920、第五缓震圈1930和固定件1940，第三连接件1910的一端连接下壳体 1300，另一端穿过第四缓震圈1920和第五缓震圈1930，连接固定件1940，其中，第四缓震圈1920和第五缓震圈1930分别与连接板1270的两端相贴合。即第二缓震件1900中的固定件1940和第三连接件1910起连接框架1200和下壳体1300的作用，第四缓震圈1920和第五缓震圈1930设置在框架1200的连接板 1270两端起隔绝震动的作用。

在一种可能的实现方式中，第一缓震圈1730、第二缓震圈1740和第三缓震圈1750的材质选用热塑性聚氨酯弹性体橡胶，具有优秀的耐磨性，优秀的拉伸强度和高负载支撑能力。

在一种可能的实现方式中，上壳体1100上还设置有连接器2000，连接器 2000电连接主控制板1400，连接器2000适用于将六轴惯性测量单元1000采集的数据传输到其他装置上。需要说明的是，连接器2000与主控制板1400的电连接方式及连接器2000传输数据的方式均可以采用现有技术实现，在此不进行赘述。

进一步的，上壳体1100和下壳体1300上还对称设置有安装孔2100，防水件1800为密封胶圈。通过设置安装孔2100，可以将六轴惯性测量单元1000与其他设备进行固定安装，且方式可以采用螺纹连接，结构简单，便于实现。

进一步的，上壳体的上表面上还贴有标签，用于标记六轴惯性测量单元 1000的型号等信息。

需要说明的是，尽管以图1至图4作为示例介绍了六轴惯性测量单元1000 如上，但本领域技术人员能够理解，本申请应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定六轴惯性测量单元1000的结构，只要设计合理即可。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种六轴惯性测量单元，其特征在于，包括：

上壳体、框架、下壳体、陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板、第一柔性线路板、第二柔性线路板、第一缓震件和防水件；

所述陀螺控制组件通过所述第一缓震件安装在所述框架上；所述加速度表组件固定连接所述框架；所述第一柔性线路板和所述第二柔性线路板分别与所述陀螺控制组件和所述加速度表组件电连接；

所述框架安装在所述下壳体内；所述下壳体上邻近所述框架位置处开设有凹槽，所述凹槽与所述防水件相匹配；所述主控制板安装在所述上壳体内，电连接所述第一柔性线路板和所述第二柔性线路板；

所述上壳体与所述下壳体相匹配，罩设所述陀螺控制组件、加速度表组件、主控制板、第一柔性线路板、第二柔性线路板、第一缓震件和防水件。

2.根据权利要求1所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述陀螺控制组件包括第一陀螺控制件、第二陀螺控制件和第三陀螺控制件；所述加速度表组件包括第一加速度表、第二加速度表和第三加速度表；

所述第一陀螺控制件和所述第一加速度表在所述框架上对称设置；所述第二陀螺控制件和所述第二加速度表在所述框架上对称设置；所述第三陀螺控制件和所述第三加速度表在所述框架上对称设置。

3.根据权利要求2所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述第一陀螺控制件包括第一陀螺表头、第一陀螺控制板和第三柔性线路板；

其中，所述第一陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第三柔性线路板电连接所述第一陀螺表头和所述第一陀螺控制板。

4.根据权利要求3所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述缓震件包括第一连接件、第二连接件、第一缓震圈、第二缓震圈和第三缓震圈；

其中，所述第一连接件穿过所述第一陀螺控制板连接所述第二连接件，所述第一缓震圈位于所述第二连接件和所述第一陀螺控制板间，所述第二连接件和所述第二缓震圈位于所述第一陀螺控制板和所述第一陀螺表头间，所述第三缓震圈位于所述第一陀螺表头上，所述第二连接件穿过所述第二缓震圈和所述第三缓震圈连接所述框架。

5.根据权利要求2所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述第二陀螺控制件包括第二陀螺表头、第二陀螺控制板和第四柔性线路板；所述第二陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第四柔性线路板电连接所述第二陀螺表头和所述第二陀螺控制板。

6.根据权利要求2所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述第三陀螺控制件包括第三陀螺表头、第三陀螺控制板和第五柔性线路板；所述第三陀螺控制板电连接所述第一柔性线路板；所述第五柔性线路板电连接所述第三陀螺表头和所述第三陀螺控制板。

7.根据权利要求1所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，还包括第二缓震件；所述框架上设置有连接板；所述第二缓震件穿过所述连接板连接所述框架和所述下壳体。

8.根据权利要求7所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述第二缓震件包括第三连接件、第四缓震圈、第五缓震圈和固定件；所述第三连接件的一端连接所述下壳体，另一端穿过所述第四缓震圈和第五缓震圈，连接所述固定件；其中，所述第四缓震圈和所述第五缓震圈分别与所述连接板的两端相贴合。

9.根据权利要求4所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述第一缓震圈、第二缓震圈和第三缓震圈的材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。

10.根据权利要求1至9任一项所述的六轴惯性测量单元，其特征在于，所述上壳体上还设置有连接器；所述连接器电连接所述主控制板；

所述壳体上对称设置有安装孔。

Images