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运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台

文献发布时间:2023-06-19 11:27:38


运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台

技术领域

本发明实施例涉及运动传感器的安装技术,尤其涉及运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台。

背景技术

运动传感器是一种常用的检测仪器,在多个行业中都有一定的应用。随着技术的不断发展运动传感器的类型已经越来越多,常用的运动传感器主要有加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器、惯性测量单元IMU(Inertial measurement unit)等,其中IMU内部包含加速度计和陀螺;加速度计用于检测物体的加速度分量,陀螺仪用于检测物体的角度信息;一般IMU安装在物体的重心位置。由于具有测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的功能,IMU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进行运动控制的设备中。

而在无人飞行器中,IMU用于反馈无人飞行器的机身姿态,由于无人飞行器的高速运动会使IMU处于振动环境中,过大的振动量级会导致IMU的加速度计和陀螺仪的漂移较大,难以保证较高的测量精度,严重时甚至会将IMU中的元器件损坏。因此,在IMU的安装过程中,通常需要进行减振处理。

相关技术中对于IMU的减振处理,是在运动传感器板与在沿无人飞行器的结构高度方向设置减振元件,即竖向设置减振元件,如此一来会占用较多的竖向空间,导致无人飞行器的整体结构高度过高,难以实现小型化无人飞行器的结构设计。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷,本发明实施例提供一种运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台,有助于在保证运动传感器的减振性能的同时,有效解决了现有技术中可移动平台的竖直方向空间堆叠的问题,减小了可移动平台的结构高度,进而实现了可移动平台的小型化结构设计。

本发明实施例第一方面提供一种运动传感器的安装装置,应用于可移动平台,包括:

运动传感器板,用于设置所述运动传感器及卫星定位模块,且所述卫星定位模块还用于作为所述运动传感器的配重模块;

安装架,用于支撑所述运动传感器和卫星定位模块;

多个减振机构,分散布置在所述运动传感器板的周围;每个所述减振机构的一端与所述安装架连接,每个所述减振机构的另一端与所述运动传感器板连接,且每个所述减振机构两端连线方向与所述运动传感器板与所述安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角。

本发明实施例第二方面提供一种运动传感器模组,包括运动传感器,以及运动传感器的安装装置,其中,运动传感器的安装装置包括:

运动传感器板,用于设置所述运动传感器及卫星定位模块,且所述卫星定位模块还用于作为所述运动传感器的配重模块;

安装架,用于支撑所述运动传感器和卫星定位模块;

多个减振机构,分散布置在所述运动传感器板的周围;每个所述减振机构的一端与所述安装架连接,每个所述减振机构的另一端与所述运动传感器板连接,且每个所述减振机构两端连线方向与所述运动传感器板与所述安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角。

本发明实施例第三方面提供一种可移动平台,包括:机身、安装于机身上的运动传感器模组、动力装置及控制器,所述动力装置用于提供动力给所述可移动平台,所述控制器与运动传感器电连接;

所述运动传感器模组包括:

运动传感器;运动传感器板,用于设置所述运动传感器及卫星定位模块,且所述卫星定位模块还用于作为所述运动传感器的配重模块;

安装架,用于支撑所述运动传感器和卫星定位模块;

多个减振机构,分散布置在所述运动传感器板的周围;每个所述减振机构的一端与所述安装架连接,每个所述减振机构的另一端与所述运动传感器板连接,且每个所述减振机构两端连线方向与所述运动传感器板与所述安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角。

本发明实施例提供的运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台,通过多个减振机构将安装有运动传感器和卫星定位模块的运动传感器板与安装架连接,并且每个减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角,使得减振机构倾斜甚至横向连接运动传感器板与安装架,相较于现有技术中将减振机构竖向布置的方式,能够在保证运动传感器的减振性能的同时,有效解决现有技术中可移动平台的竖直方向空间堆叠的问题,减小了可移动平台的结构高度,能够实现可移动平台的小型化结构设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的一种结构示意图;

图2为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的另一种结构示意图;

图3为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的连接状态示意图;

图4为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的另一种连接状态示意图;

图5为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的爆炸结构示意图;

图6为本发明实施例提供的运动传感器板与减振机构的预安装尺寸对应关系示意图;

图7为本发明实施例提供的运动传感器模组的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的可移动平台的结构示意图。

附图标记:

100-运动传感器; 10-传感器板; 20-安装架;

30-减振机构; 31-减振球; 32-吊耳;

A-避让空间; a1-第一卡扣; b1-第一配合部;

a2-第二卡扣; b2-第二配合部; a11-第一连接部;

a12-第一卡持部; a21-第二连接部; a22-第二卡持部;

1000-机身; 2000-运动传感器模组; 3000-动力装置;

4000-飞行控制器; 1001-主壳体; 1002-支臂壳体;

3001-电机; 3002-螺旋桨; 1100-主壳体;

1200-控制电路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。

在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”为一开放式用语,故应解释成“包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。

此外,“连接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此,若文中描述一第一装置连接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接连接于所述第二装置,或通过其它装置间接地连接至所述第二装置。

应当理解,本文中使用的术语“及/或、和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A1及/或B1,可以表示:单独存在A1,同时存在A1和B1,单独存在B1这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明实施例的运动传感器的安装装置用于可拆卸或不可拆卸的方式安装于可移动平台的机身上,并支撑运动传感器,以缓冲可移动平台机身的振动,防止机身的振动影响运动传感器的测量精度,其中,可移动平台可以包括无人飞行器,遥控地面机器人等。

实施例一

图1为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的一种结构示意图;图2为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的另一种结构示意图;请参照附图1和附图2,本发明实施例提供一种运动传感器的安装装置,应用于可移动平台,包括:运动传感器板10,安装架20和减振机构30。需要说明的是,运动传感器可以为IMU。其中,可移动平台可以包括无人飞行器,遥控地面机器人等。

其中,运动传感器板10用于设置运动传感器和卫星定位模块(包括但不限于GPS、北斗等)。以运动传感器为IMU为例,运动传感器板10则对应为IMU板,所谓IMU板指的是带IMU的PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)印刷电路板。

安装架20用于支撑运动传感器和卫星定位模块,卫星定位模块还用于作为运动传感器的配重模块。例如,卫星定位模块可以为GPS模块,GPS模块会采用陶瓷天线,从而使得GPS模块具有相当的重量,这样,将GPS模块与运动传感器集成在一起后,GPS模块的陶瓷天线就可以作为运动传感器的配重。

在一种实施方式中,安装架20可以采用塑料或者碳纤维等低密度材料,以在保证机械强度的同时,尽可能减小运动传感器的安装装置的自重,有助于实现可移动平台的轻量化。在本实施例中,对于安装架20的具体结构不做限定,本领域技术人员可以根据具体的实际需求而进行设计,只要能实现支撑运动传感器的功能即可。

多个减振机构30分散布置在运动传感器板10的周围;每个减振机构30的一端与安装架20连接,每个减振机构30的另一端与运动传感器板10连接,多个减振机构30可以在运动传感器板10的周围对称或均匀设置,以达到较佳的减振效果,且尽量保证可移动平台的运动平衡性。

在本实施例中,对于减振机构30的数量也不做限定,本领域技术人员可以根据具体的设计需要进行设置,并且,每两个相邻的减振机构30之间具有各自的预设距离,本领域技术人员可以根据具体的设计需要对该预设距离进行设置。

减振机构30至少包括具有一定阻尼作用的弹性材料,例如,弹性材料可以为泡棉、硅胶、橡胶等。多个减振机构30的材质可以相同或不同。

具体的,对于单个减振机构30来讲,其可以仅包括弹性部,也就是说减振机构30的通体由弹性部构成,且通体所采用的弹性材料相同,对于多个减振机构30来讲,每个减振机构30所采用的材质均相同,例如其中一个减振机构30通体采用硅胶制成,则其他的减振机构30也通体采用硅胶制成,硅胶的性能稳定,抗老化能力强。或者,对于单个减振机构30来讲,其可以包括弹性部和刚性部,每个减振机构30均包括弹性部和刚性部,且多个减振机构的刚性部所对应的材质相同,多个减振机构的弹性部所对应的材质相同,例如,其中一个减振机构30包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部,则其他的减振机构30也包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部。优选的是,每个减振机构30的材质均相同,由此可以尽可能保证各个减振机构30的减振效果基本相同。

当然,作为可选的,多个减振机构30的材质也可以不同,例如,其中一个减振机构30的材质通体为硅胶,而其他的一个或多个减振机构30的材质由不锈刚和硅胶组成;或者,部分减振机构30的材质为硅胶,其他减振机构30的材质为泡棉等。对于各个减振机构30的具体材质选择,本实施例并不限定,具体可以根据实际情况进行设置。

每个减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α(如图2所示)。具体的,运动传感器板10位于安装架20的正上方,且运动传感器板10与安装架20可以相互平行,每个减振机构30与运动传感器板10和安装架20连接后,其两端的连接点则已确定,减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,通过夹角α的大小可以确定减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间的连接角度。

需要说明的是,图3为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的连接状态示意图;如图3所示,以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积小于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成正梯形。图4为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的另一种连接状态示意图;以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积大于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成倒梯形。

在本实施例中,夹角α的角度范围为大于0°且小于或等于90°。由此可以使得减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间横向或倾斜布置,以尽量减小整个运动传感器的安装装置的整体竖向高度,进而减小可移动平台的高度。在本实施例中,夹角α可以为90°,这种状态下,减振机构30如图1所示横向布置,该种布置方式,减振机构30所占用的竖向高度最小,整个运动传感器的安装装置的竖向高度以及可移动平台的竖向高度也为最小。

经过对IMU的惯性参数、减振机构的刚度阻尼特性综合考虑,在其他实施例中,优选的,夹角α为30°~60°。如此,既能够在减低可移动平台的结构高度的同时,也能够保证水平方向X和垂直方向Y较好的减振效果。同时,整个装置从侧面看呈外八形结构,优选的,采用外八字形减振方案,可以适当降低X或Y方向的减振频点。

本实施例提供的运动传感器的安装装置,通过多个减振机构将安装有运动传感器和卫星定位模块的运动传感器板与安装架连接,并且每个减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,使得减振机构倾斜甚至横向连接运动传感器板与安装架。而现有技术中将减振机构竖向布置,是减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向平行,也就是说不存在夹角α,这样的减振机构所占用的竖向空间过大,整个可移动平台的结构高度过大,这样一来,不利于可移动平台的小型化设计;此外,横向或倾斜设置的减振机构能够带来不同方向的减振,从而有效提高减振性能。

另外,例如,对于无人飞行器来讲,有利于无人飞行器的小型化设计;本实施例的技术方案将减振机构横向或倾斜布置在运动传感器板与安装架之间,能够在保证运动传感器的减振性能的同时,有效解决现有技术中无人飞行器的竖直方向空间堆叠的问题,减小了无人飞行器的结构高度,有利于无人飞行器的小型化,同时,由于竖向高度的降低,进而提高了无人飞行器的飞行平稳性。

其中,“上”、“下”等的用语,是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系,仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施例的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

图5为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的爆炸结构示意图。如图1、图2和图5所示,在一些实施例中,安装架20与运动传感器板10之间可以形成有用于使运动传感器板10相对于安装架20运动的避让空间A。其中,运动传感器板10相对于安装架20的运动是指振动发生过程中,运动传感器板10通过减振机构30减振后所残留的运动量。

运动传感器板安装在安装架20上时,当振动发生,减振机构30产生弹性形变,运动传感器板10至少能够相对于安装架20在竖向方向、水平方向运动。其中,竖向方向是指垂直于安装架20和运动传感器板10的方向,水平方向为垂直于竖向方向的方向。通过设置避让空间A可以防止运动传感器板10相对于安装架20运动的过程中与安装架20产生碰撞而导致减振机构30的减振效果降低。

具体的,可以在安装架20上设有用于容纳运动传感器板10的通孔或凹槽,通孔或凹槽形成避让空间A。在运动传感器板10相对于安装架20运动的各个方向上预留2mm或2mm以上的避让距离形成上述的避让空间A。在振动未发生时,通孔的孔壁与运动传感器板10运动方向侧边缘之间的垂直距离为2mm或大于2mm。或者,在另一个实施例中,在振动未发生时,凹槽的侧壁与运动传感器板10的侧边缘之间的垂直距离为2mm或大于2mm,凹槽的底壁与运动传感器板10朝向安装架20的表面之间的距离为2mm或大于2mm。当然,需要说明的是,所预留的避让距离并不完全限定于至少2mm,具体可以根据所选用的减振机构30形变特点决定,当所选用的减振机构30弹性变形程度较大,则避让距离应较大,若减振机构30变形程度较小,则避让距离可以稍小。

优选的,安装架20可以呈框架状,例如,如图5所示,安装架20呈矩形框架状,其中间镂空(即通孔)形成供运动传感器板10运动的避让空间。如图1所示,在运动传感器板10与安装架20通过减振机构30连接,且在减振机构30横向布置(即夹角为90°)的状态下,运动传感器板10可以位于安装架20的通孔内,且两者通过减振机构30连接。

另外,将安装架20设计成框架状,除了可以提供避让空间A之外,还可以尽量降低安装架20的重量,以提高可移动平台的轻量化程度。

进一步的,减振机构30的数量可以为2N个,其中,N≥1,2N个减振机构30以运动传感器板10的中线为对称轴X1(如图5所示)对称设置。也就是说,减振机构30的数量为偶数个,将偶数个减振机构30以运动传感器板10的中线为对称轴X1对称设置,有利于提高运动传感器板10两侧的平衡度,使得运动传感器板10两侧的受力尽量平衡,从而可提高可移动平台的运动平衡性。

进一步的,位于对称轴X1的一侧的N个减振机构30的重量与位于对称轴的另一侧的N个减振机构30的重量相同。位于对称轴X1两侧的减振机构30的重量相同,可以进一步保证运动传感器的安装装置的平衡性,及可移动平台的运动平衡性,对于无人飞行器来讲,能够提高飞行安全。

需要说明的是,通常运动传感器板10和安装架20各自的结构也分别为轴对称结构。由此,严格地保证可移动平台的运动平衡性。

进一步的,减振机构30可以包括减振球、减振垫、弹簧等中的至少一种。

其中,多个减振机构30中可以均为减振球;或者多个减振机构30中可以均为弹簧;或者多个减振机构中可以均为减振垫;或者部分减振机构30为减振球,其他减振机构30为弹簧;或者部分减振机构30为减振球,其他减振机构30为减振垫;或者部分减振机构30为弹簧,其它减振机构30为减振垫;或者,其中一减振机构30为减振球,另一减振机构30为弹簧,又一减振机构30为减振垫;或者,多个减振机构30中部分为减振球与弹簧的组合,其他为减振球与减振垫的组合;或者,多个减振机构30中部分为减振球、弹簧、减振垫的组合,其他的减振机构30为减振球或弹簧或减振垫中的一个或两个组合;或者,多个减振机构30中的部分为弹簧与减振垫的组合,其他为减振垫与减振球的组合等等。各减振机构30的选材的不同主要导致阻尼系数不同,不同的阻尼系数所对应的减振效果不同,各个减振机构30的设置方式可以根据具体需要进行设置,在此,本实施例不做一一例举。

在本实施例中,减振机构30连接在运动传感器板10与安装架20之间,通过产生拉伸或压缩形变以缓冲机身通过安装架20传递给运动传感器板10的振动,从而实现对运动传感器板10的减振,进而实现对运动传感器的减振,有助于提高运动传感器的测量的准确性。

在本实施例中,优选的,减振机构30可以包括减振球,减振球为实心球或空心球。其中,每个所述减振机构的减振球的数量为一个;或者,每个所述减振机构的减振球的数量为两个,两个减振球串联。当减振球为实心球时,其有助于提高运动传感器板10与安装架20之间的连接强度,当减振球为空心球时,减振机构30的弹性形变越容易,其有助于提高减振效果,并且,可以有效降低整体重量,有助于提高轻量化要求。综合考虑,更优选的方式可以是,在减振球开设有通孔,在保证连接强度的同时,保证减振效果和降低整体重量,有助于实现可移动平台的轻量化。

另外,减振球为双球设计时,当X和Y方向减振频率一样的时候,双球的Z向减振频点更低,双球减振效果更好,由于双球是两个单球串联,因此,Z向刚度会下降。

此外,优选的,减振球可以采用橡胶材质制成,在低温下仍能保持较好的减震性能。

减振机构30与安装架20之间的连接方式可以包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接;及/或,减振机构30与运动传感器板10之间的连接方式包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接。

减振机构30与安装架20之间的连接方式可以是例如可拆卸的卡扣连接、螺接等可拆卸的连接方式,其中,螺接可以是减振机构30与安装架20之间采用螺栓等紧固件连接;或者,不可拆卸的卡扣连接、粘接等不可拆卸的连接方式,又或者,还可以是通过铰接或者枢接的方式可转动地连接在一起。具体可根据实际需要而选用,在此本实施例不做赘述。

减振机构30与运动传感器板10之间的连接方式也可以是例如可拆卸的卡扣连接、螺接等可拆卸的连接方式,具体的,减振机构30与安装架20之间可以是采用螺栓等紧固件连接;或者,不可拆卸的卡扣连接、粘接等不可拆卸的连接方式,又或者,还可以是通过铰接或者枢接的方式可转动地连接在一起。而减振机构30与安装架20之间的连接方式与减振机构30与运动传感器板10之间的连接方式可以相同或不同,在此不特别限定。

通过以上任一连接方式均能保证减振机构30与运动传感器板10和安装架20的可靠连接。当减振机构30与运动传感器板10和/或安装架20是可拆卸连接时,能便于减振机构30的更换,维修或位置调整。当减振机构30与运动传感器板10和/或安装架20是不可拆卸连接时,能够进一步提高减振机构30连接后的稳定性。当减振机构30与运动传感器板10和安装架20均可转动连接时,能够有效调整减振机构30与运动传感器板10和安装架20的连接角度,其灵活度较好。

在上述实施例的基础上,提出一种减振机构30的具体的连接方式。如图1、图2和图5所示,运动传感器板10与减振机构30中的其中一个上可以设有第一卡扣a1,运动传感器板10与减振机构中30的另外一个上设有与第一卡扣a1配合的第一配合部b1;第一卡扣a1与第一配合部b1配合以将减振机构30与运动传感器板10连接。具体的,如图5所示,可以是在运动传感器板10上设置第一卡扣a1,在减振机构30上设置第一配合部b1。或者,在其他实施例中,在运动传感器板10上设置第一配合部b1,在减振机构30上设置第一卡扣a1。第一配合部b1可以为卡槽或卡孔,例如,在本实施例中,第一配合部b1可以是吊耳的形式形成卡孔。

需要说明的是,由于减振机构30具有多个,在运动传感器板10上的其中部分连接点处可以设置第一卡扣a1,而在其他连接点处可以设置第一配合部b1,对应的,在其中一部分减振机构30上设置第一配合部b1,在其他减振机构30上设置第一卡扣a1。第一卡扣a1与第一配合部b1成对存在,第一卡扣a1与第一配合部b1的数量相等。

与运动传感器板10与减振机构30之间的连接方式类似,安装架20与减振机构30中的其中一个上设有第二卡扣a2,安装架20与减振机构30中的另外一个上设有与第二卡扣a2配合的第二配合部b2;第二卡扣a2与第二配合部b2配合以将减振机构30与安装架20连接。具体的,如图5所示,可以是在安装架20上设置第二卡扣a2,在减振机构30上设置第二配合部b2。或者,在其他实施例中,在安装架20上设置第二配合部b2,在减振机构30上设置第二卡扣a2。第二配合部b2可以为卡槽或卡孔,例如,在本实施例中,第二配合部b2可以是吊耳的形式形成卡孔。

需要说明的是,由于减振机构30具有多个,在安装架20上的其中部分连接点处可以设置第二卡扣a2,而在其他连接点处可以设置第二配合部b2,对应的,在其中一部分减振机构30上设置第二配合部b2,在其他减振机构30上设置第二卡扣a2。第二卡扣a2与第二配合部b2成对存在,第二卡扣a2与第二配合部b2的数量相等。

在本实施例中,如图5所示,在运动传感器板10上可以设有四个第一卡扣a1,在减振机构30上设有四个与第一卡扣a1配合的第一配合部b1,在安装架20上可以设有四个第二卡扣a2,在减振机构30上设有四个与第二卡扣a2配合的第二配合部b2。其中第一配合部b1和第二配合部b2可以是由在减振机构30上形成的吊耳形成。第一卡扣a1可以与运动传感器板10一体成型,第二卡扣a2可以与安装架20一体成型。每个减振机构30可以包括减振球31和位于减振球31两端的吊耳32,减振机构30上的吊耳可以为弹性材料(例如橡胶)制成,其与减振球31一起参与运动传感器板10与安装架20之间的减振,能够最大程度上提高减振机构30的减振效果。并且,由于吊耳是弹性材料制成,其能够产生一定形变,在与运动传感器板10和安装架20连接过程更加方便,并且连接后由于存在弹性形变,与运动传感器板10和安装架20之间的连接处的摩擦力足够,有助于防止连接点打滑,有利于提高连接后的稳定性。

可以理解的是,减振机构30的数量并不限于四个,例如还可以为六个、八个、十二个等,在此本实施例并不限定,本领域技术人员可以综合成本以及减振效果综合考虑而选择合适数量的减振机构30。

图6为本发明实施例提供的运动传感器板与减振机构的预安装尺寸对应关系示意图。进一步地,如图6所示,在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一卡扣a1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴X2两侧的第一配合部b1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

可以理解的是,为使得第一卡扣a1与第一配合部b1能够连接,第一距离L1应略小于第二距离L2,例如,运动传感器板10上的对称轴X2两侧的第一卡扣a1之间的距离为22.40cm,减振机构30上对应的第一配合部b1之间的距离为22.60cm。在保证第一卡扣a1与第一配合部b1能够连接的前提下,将第一距离L1设计成小于第二距离L2,由此,可以抵消制造误差,使自然状态下减振机构30就对运动传感器板10形成一个拉力。这样装配起来就能有一定的预紧力来部分抵消运动传感器板10的重力,在一定程度上提高对运动传感器的减振性能。

或者,作为可选的,当运动传感器板10上所设置的是第一配合部b1,在减振机构30上所设置的是第一卡扣a1,则在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一配合部b1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴两侧的第一卡扣a1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

需要说明的是,在运动传感器板10与安装架20通过减振机构30连接的状态下,安装架20的对称轴X1在运动传感器板10上的正投影与对称轴X2重合。

进一步的,如图5所示,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的其中一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿竖向方向运动,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的另外一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿水平方向运动。

具体的,例如,如图5所示,在运动传感器板10上的第一卡扣a1包括与运动传感器板10连接的第一连接部a11,以及连接于第一连接部a11的自由端的第一卡持部a12,第一连接部a11沿平行于运动传感器板10的对称轴X2的方向向远离运动传感器板10的方向延伸,且第一连接部a11与运动传感器板10的边缘之间留有供第一配合部b1插入的间距,第一卡持部a12在第一连接部a11的自由端沿水平方向向靠近运动传感器板10的边缘的方向延伸,由此,通过第一卡持部a12,使得第一卡扣a1能够阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿水平方向运动。

在安装架20上的第二卡扣a2包括与安装架20连接的第二连接部a21,以及连接于第二连接部a21的自由端的第二卡持部a22,第一连接部a21沿远离安装架20的方向沿竖向方向向上延伸,第二卡持部a22沿远离安装架20的方向沿水平方向延伸。在减振机构30与第二卡扣a2连接状态下,由此,通过第二卡持部a22,使得第二卡扣a2能够阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿竖向方向运动。

通过第一卡扣a1和第二卡扣a2提供两个相互垂直的方向的阻力,能够有效提高运动传感器板10与安装架20的连接稳定性。

在一些实施例中,减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度可调,减振机构30与安装架10之间的连接角度可调。具体的,减振机构30与运动传感器板10可以可转动连接(例如铰接、枢接、球铰链连接),减振机构30与安装架10可以可转动连接(例如铰接、枢接、球铰链连接)。通过减振机构30与运动传感器板10和安装架20之间的连接角度可调,进而可以灵活地调节减振机构30在运动传感器板10和安装架20之间的连接角度,可以满足各种工况或结构需要,灵活性较好。

可以理解的是,本实施例中的运动传感器板的安装装置还可以包括锁定装置(图中未示出)。锁定装置可以设于减振机构30与运动传感器板10之间,以用于锁定减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度;及/或,锁定装置设于减振机构30与安装架20之间,以用于锁定减振机构30与安装架20之间的连接角度。锁定装置可以采用现有技术中任何用于锁定转动副的锁定装置,例如,当转动副为球铰链时,锁定装置可以为一螺栓,螺栓的末端用于抵顶其中一个转动构件,以通过摩擦力,阻止其中一个转动构件相对于另一个转动构件转动,进而实现锁定,若需要再次调节减振机构30与运动传感器板10和安装架20之间的连接角度,只需要反向拧松螺栓即可。锁定装置的具体结构和锁定方式可以有很多种,本领域技术人员可以根据实际需要和设计需要采用相应的锁定装置,在此,本实施例不做限定。

通过锁定装置可以将减振机构30与运动传感器板10和安装架20之间的连接角度进行固定,保证连接后的稳固度。若需要再次调节减振机构30与运动传感器板10和安装架20之间的连接角度,即需要解除锁定装置的锁定即可,操作方便。

需要说明的是,若需要将减振机构30与运动传感器板10和安装架20之间的连接角度进行固定,仅需要通过锁定装置固定其中一个减振机构30即可实现,当然,当通过锁定装置将所有的减振机构30进行锁定后,此时,锁定后的稳定性最好。

实施例二

本实施例提供一种运动传感器模组,应用于可移动平台,图7为本发明实施例提供的运动传感器模组的结构示意图。如图1-图2、及图7所示,运动传感器模组包括运动传感器100,以及运动传感器的安装装置,其中,运动传感器的安装装置包括:

包括:运动传感器板10,安装架20和减振机构30。需要说明的是,运动传感器可以为IMU。

其中,运动传感器板10用于设置运动传感器和卫星定位模块(包括但不限于GPS、北斗等)。以运动传感器为IMU为例,运动传感器板10则对应为IMU板,所谓IMU板指的是带IMU的PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)印刷电路板。

安装架20用于支撑运动传感器和卫星定位模块,卫星定位模块还用于作为运动传感器的配重模块。例如,卫星定位模块可以为GPS模块,GPS模块会采用陶瓷天线,从而使得GPS模块具有相当的重量,这样,将GPS模块与运动传感器集成在一起后,GPS模块的陶瓷天线就可以作为运动传感器的配重。

在一些实施方式中,安装架20可以采用塑料或者碳纤维等低密度材料,以在保证机械强度的同时,尽可能减小运动传感器的安装装置的自重,有助于实现可移动平台的轻量化。在本实施例中,对于安装架20的具体结构不做限定,本领域技术人员可以根据具体的实际需求而进行设计,只要能实现支撑运动传感器的功能即可。

多个减振机构30分散布置在运动传感器板10的周围;每个减振机构30的一端与安装架20连接,每个减振机构30的另一端与运动传感器板10连接,多个减振机构30可以在运动传感器板10的周围对称或均匀设置,以达到较佳的减振效果,且尽量保证可移动平台的平衡性。

在本实施例中,对于减振机构30的数量也不做限定,本领域技术人员可以根据具体的设计需要进行设置,并且,每两个相邻的减振机构30之间具有各自的预设距离,本领域技术人员可以根据具体的设计需要对该预设距离进行设置。

减振机构30至少包括具有一定阻尼作用的弹性材料,例如,弹性材料可以为泡棉、硅胶、橡胶等。多个减振机构30的材质可以相同或不同。

具体的,对于单个减振机构30来讲,其可以仅包括弹性部,也就是说减振机构30的通体由弹性部构成,且通体所采用的弹性材料相同,对于多个减振机构30来讲,每个减振机构30所采用的材质均相同,例如其中一个减振机构30通体采用硅胶制成,则其他的减振机构30也通体采用硅胶制成,硅胶的性能稳定,抗老化能力强。或者,对于单个减振机构30来讲,其可以包括弹性部和刚性部,每个减振机构30均包括弹性部和刚性部,且多个减振机构的刚性部所对应的材质相同,多个减振机构的弹性部所对应的材质相同,例如,其中一个减振机构30包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部,则其他的减振机构30也包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部。优选的是,每个减振机构30的材质均相同,由此可以尽可能保证各个减振机构30的减振效果基本相同。

当然,作为可选的,多个减振机构30的材质也可以不同,例如,其中一个减振机构30的材质通体为硅胶,而其他的一个或多个减振机构30的材质由不锈刚和硅胶组成;或者,部分减振机构30的材质为硅胶,其他减振机构30的材质为泡棉等。对于各个减振机构30的具体材质选择,本实施例并不限定,具体可以根据实际情况进行设置。

每个减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α(如图2所示)。具体的,运动传感器板10位于安装架20的正上方,且运动传感器板10与安装架20可以相互平行,每个减振机构30与运动传感器板10和安装架20连接后,其两端的连接点则已确定,减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,通过夹角α的大小可以确定减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间的连接角度。

需要说明的是,图3为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的连接状态示意图;如图3所示,以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积小于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成正梯形。图4为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的另一种连接状态示意图;以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积大于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成倒梯形。

在本实施例中,夹角α的角度范围为大于0°且小于或等于90°。由此可以使得减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间横向或倾斜布置,以尽量减小整个运动传感器的安装装置的整体竖向高度,进而减小飞行器的高度。在本实施例中,夹角α可以为90°,这种状态下,减振机构30如图1所示横向布置,该种布置方式,减振机构30所占用的竖向高度最小,整个运动传感器的安装装置的竖向高度以及可移动平台的竖向高度也为最小。

经过对IMU的惯性参数、减振机构的刚度阻尼特性综合考虑,在其他实施例中,优选的,夹角α为30°~60°。如此,既能够在减低可移动平台的结构高度的同时,也能够保证水平方向X向和垂直方向Y向较好的减振效果。同时,整个装置从侧面看呈外八形结构,优选的,采用外八字形减振方案,可以适当降低X或Y方向的减振频点。

本实施例提供的运动传感器模组,通过多个减振机构将安装有运动传感器和卫星定位模块的运动传感器板与安装架连接,并且每个减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,使得减振机构倾斜甚至横向连接运动传感器板与安装架。而现有技术中将减振机构竖向布置,是减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向平行,也就是说不存在夹角α,这样的减振机构所占用的竖向空间过大,整个可移动平台的结构高度过大,这样一来,不利于可移动平台的小型化设计;此外,当可移动平台为无人飞行器,无人飞行器在飞行时,高度越大,重心越不稳,进而飞行过程中的平衡性也更难保证。本实施例的技术方案将减振机构横向或倾斜布置在运动传感器板与安装架之间,能够在保证运动传感器的减振性能的同时,有效解决现有技术中无人飞行器的竖直方向空间堆叠的问题,减小了无人飞行器的结构高度,有利于无人飞行器的小型化,同时,由于竖向高度的降低,进而也提高了无人飞行器的飞行平稳性。

其中,“上”、“下”等的用语,是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系,仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施例的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

图5为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的爆炸结构示意图。如图1、图2和图5所示,在一些实施例中,安装架20与运动传感器板10之间可以形成有用于使运动传感器板10相对于安装架20运动的避让空间A。其中,运动传感器板10相对于安装架20的运动是指振动发生过程中,运动传感器板10通过减振机构30减振后所残留的运动量。

运动传感器板安装在安装架20上时,当振动发生,减振机构30产生弹性形变,运动传感器板10至少能够相对于安装架20在竖向方向、水平方向运动。其中,竖向方向是指垂直于安装架20和运动传感器板10的方向,水平方向为垂直于竖向方向的方向。具体的,可以在安装架20上可以设有用于容纳运动传感器板10的通孔或凹槽,通孔或凹槽形成避让空间A。通过设置避让空间A可以防止运动传感器板10相对于安装架20运动的过程中与安装架20产生碰撞而导致减振机构30的减振效果降低。

进一步的,减振机构30的数量可以为2N个,其中,N≥1,2N个减振机构30以运动传感器板10的中线为对称轴X1(如图5所示)对称设置。也就是说,减振机构30的数量为偶数个,将偶数个减振机构30以运动传感器板10的中线X1为对称轴对称设置,有利于提高运动传感器板10两侧的平衡度,使得运动传感器板10两侧的受力尽量平衡,从而可提高可移动平台的运动平衡性。

进一步的,位于对称轴X1的一侧的N个减振机构30的重量与位于对称轴的另一侧的N个减振机构30的重量相同。位于对称轴X1两侧的减振机构30的重量相同,可以进一步保证运动传感器的安装装置的平衡性,及可移动平台的运动平衡性,对于无人飞行器来讲,能够显著提高飞行安全。

需要说明的是,通常运动传感器板10和安装架20各自的结构也分别为轴对称结构。由此,严格地保证可移动平台的运动平衡性。

进一步的,减振机构30可以包括减振球、减振垫、弹簧等中的至少一种。

在本实施例中,优选的,减振机构30可以包括减振球,减振球为实心球或空心球。其中,每个所述减振机构的减振球的数量为一个;或者,每个所述减振机构的减振球的数量为两个,两个减振球串联。当减振球为实心球时,其有助于提高运动传感器板10与安装架20之间的连接强度,当减振球为空心球时,减振机构30的弹性形变越容易,其有助于提高减振效果,并且,可以有效降低整体重量,有助于提高轻量化要求。综合考虑,更优选的方式可以是,在减振球开设有通孔,在保证连接强度的同时,保证减振效果和降低整体重量,有助于实现可移动平台的轻量化。

减振机构30与安装架20之间的连接方式可以包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接;及/或,减振机构30与运动传感器板10之间的连接方式包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接。

在上述实施例的基础上,提出一种减振机构30的具体的连接方式。如图1、图2和图5所示,运动传感器板10与减振机构30中的其中一个上可以设有第一卡扣a1,运动传感器板10与减振机构中30的另外一个上设有与第一卡扣a1配合的第一配合部b1;第一卡扣a1与第一配合部b1配合以将减振机构30与运动传感器板10连接。与运动传感器板10与减振机构30之间的连接方式类似,安装架20与减振机构30中的其中一个上设有第二卡扣a2,安装架20与减振机构30中的另外一个上设有与第二卡扣a2配合的第二配合部b2;第二卡扣a2与第二配合部b2配合以将减振机构30与安装架20连接。

进一步地,如图6所示,在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一卡扣a1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴X2两侧的第一配合部b1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

或者,作为可选的,当运动传感器板10上所设置的是第一配合部b1,在减振机构30上所设置的是第一卡扣a1,则在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一配合部b1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴两侧的第一卡扣a1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

进一步的,如图5所示,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的其中一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿竖向方向运动,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的另外一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿水平方向运动。

通过第一卡扣a1和第二卡扣a2提供两个相互垂直的方向的阻力,能够有效提高运动传感器板10与安装架20的连接稳定性。

在一些实施例中,减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度可调,减振机构30与安装架10之间的连接角度可调。可以理解的是,本实施例中的运动传感器板的安装装置还可以包括锁定装置(图中未示出)。锁定装置可以设于减振机构30与运动传感器板10之间,以用于锁定减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度;及/或,锁定装置设于减振机构30与安装架20之间,以用于锁定减振机构30与安装架20之间的连接角度。

本实施例中运动传感器的安装装置的具体结构与功能与实施例一相同,具体可以参照实施例一的描述,在此不做赘述。

实施例三

本实施例提供一种可移动平台。图8为本发明实施例提供的可移动平台的结构示意图。如图1-图2和图7-图8所示,本实施例提供的可移动平台包括:机身1000、安装于机身1000上的运动传感器模组2000、动力装置3000及控制器4000,动力装置3000用于提供动力给可移动平台,控制器4000与运动传感器100电连接。本实施例中的可移动平台包括无人飞行器,控制器4000包括飞行控制器。图8所示为一种无人飞行器的结构示意图。

在一些实施例中,可移动平台还可以为其他,例如可以为地面遥控机器人等。

以图8所示无人飞行器为例,运动传感器的安装装置可以安装在无人飞行器的机身1000的承载架上。机身1000包括主壳体1001、支臂壳体1002和着陆架;着陆架与主壳体1001连接,用于在无人飞行器着陆时支撑机身1000;支臂壳体1002与主壳体1001可以一体成型,或者采用可拆卸的方式连接,例如螺纹连接、卡接、焊接、铆接、粘接等。

支臂壳体1002主要用于承载动力装置3000,动力装置3000用于产生升力以支持无人飞行器在空中飞行。动力装置3000可以包括:电机3001和螺旋桨3002,电机3001与支臂壳体1002连接,螺旋桨3002与电机3001的输出轴连接,电机3001用于驱动螺旋桨3002旋转,从而通过螺旋桨3002将电机3001的转动功率转化为支撑无人飞行器在空中飞行的升力。

承载架可以为主壳体1100,主壳体1100可以包括底壁及与围绕底壁设置的侧壁,底壁与侧壁共同围成一收容空间,运动传感器的安装装置可以收容在该收容空间内。

承载架可以为控制电路板1200,例如在图8所示实施例中,飞行控制器4000可以安装在控制电路板1200上,并且控制器4000(飞行控制器)与控制电路板1200电连接,电机3001也与控制电路板1200电连接。控制电路板1200可以安装在机身1000上,例如控制电路板1200安装在主壳体1100上。

控制器4000(飞行控制器)是无人飞行器的核心元件,用于对无人飞行器控制系统工作模式的管理,用于对控制律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,用于接收地面指令并采集无人飞行器的航姿信息等。

运动传感器100用于确定并反馈飞行器的航姿信息,与飞行控制器电连接,以将运动传感器确定的飞行器的航姿信息传输给飞行控制器,以便于飞行控制器确定后续操作。运动传感器100确定飞行器航姿信息的过程为:由加速度计(也即加速度传感器)检测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)检测飞行器的角度信息;魔术转换器接收运动传感器各传感器输出的模拟变量,并将模拟变量转换为数字信号;中央处理器CPU根据该数字信号确定并输出飞行器的俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度,从而确定飞行器的航姿信息;其中,带电可擦除可编辑存储器E/EPROM用于存储运动传感器各传感器的线性曲线图与运动传感器各传感器的件号与序号,以在刚开机时,使得图像处理单元能够读取E/EPROM中的线性曲线参数,从而为后续角度计算提供初始信息。

运动传感器模组包括运动传感器100,以及运动传感器的安装装置,其中,运动传感器的安装装置包括:

包括:运动传感器板10,安装架20和减振机构30。需要说明的是,运动传感器可以为IMU。

其中,运动传感器板10用于设置运动传感器和卫星定位模块(包括但不限于GPS、北斗等)。以运动传感器为IMU为例,运动传感器板10则对应为IMU板,所谓IMU板指的是带IMU的PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)印刷电路板。

安装架20用于支撑运动传感器和卫星定位模块,卫星定位模块还用于作为运动传感器的配重模块。例如,卫星定位模块可以为GPS模块,GPS模块会采用陶瓷天线,从而使得GPS模块具有相当的重量,这样,将GPS模块与运动传感器集成在一起后,GPS模块的陶瓷天线就可以作为运动传感器的配重。

在一些实施例中,安装架20可以采用塑料或者碳纤维等低密度材料,以在保证机械强度的同时,尽可能减小运动传感器的安装装置的自重,有助于实现飞行器的轻量化。在本实施例中,对于安装架20的具体结构不做限定,本领域技术人员可以根据具体的实际需求而进行设计,只要能实现支撑运动传感器的功能即可。

多个减振机构30分散布置在运动传感器板10的周围;每个减振机构30的一端与安装架20连接,每个减振机构30的另一端与运动传感器板10连接,多个减振机构30可以在运动传感器板10的周围对称或均匀设置,以达到较佳的减振效果,且尽量保证可移动平台的平衡性。

在本实施例中,对于减振机构30的数量也不做限定,本领域技术人员可以根据具体的设计需要进行设置,并且,每两个相邻的减振机构30之间具有各自的预设距离,本领域技术人员可以根据具体的设计需要对该预设距离进行设置。

减振机构30至少包括具有一定阻尼作用的弹性材料,例如,弹性材料可以为泡棉、硅胶、橡胶等。多个减振机构30的材质可以相同或不同。

具体的,对于单个减振机构30来讲,其可以仅包括弹性部,也就是说减振机构30的通体由弹性部构成,且通体所采用的弹性材料相同,对于多个减振机构30来讲,每个减振机构30所采用的材质均相同,例如其中一个减振机构30通体采用硅胶制成,则其他的减振机构30也通体采用硅胶制成,硅胶的性能稳定,抗老化能力强。或者,对于单个减振机构30来讲,其可以包括弹性部和刚性部,每个减振机构30均包括弹性部和刚性部,且多个减振机构的刚性部所对应的材质相同,多个减振机构的弹性部所对应的材质相同,例如,其中一个减振机构30包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部,则其他的减振机构30也包括不锈钢的刚性部和硅胶的弹性部。优选的是,每个减振机构30的材质均相同,由此可以尽可能保证各个减振机构30的减振效果基本相同。

当然,作为可选的,多个减振机构30的材质也可以不同,例如,其中一个减振机构30的材质通体为硅胶,而其他的一个或多个减振机构30的材质由不锈刚和硅胶组成;或者,部分减振机构30的材质为硅胶,其他减振机构30的材质为泡棉等。对于各个减振机构30的具体材质选择,本实施例并不限定,具体可以根据实际情况进行设置。

每个减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α(如图2所示)。具体的,运动传感器板10位于安装架20的正上方,且运动传感器板10与安装架20可以相互平行,每个减振机构30与运动传感器板10和安装架20连接后,其两端的连接点则已确定,减振机构30两端连线方向与运动传感器板10与安装架20之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,通过夹角α的大小可以确定减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间的连接角度。

需要说明的是,图3为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的连接状态示意图;如图3所示,以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积小于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成正梯形。图4为本发明实施例提供的减振机构与运动传感器板、安装架的另一种连接状态示意图;以夹角α为锐角为例,当运动传感器板10的面积大于安装架20的面积时,减振机构30与运动传感器板10与安装架20之间形成倒梯形。

在本实施例中,夹角α的角度范围为大于0°且小于或等于90°。由此可以使得减振机构30在运动传感器板10与安装架20之间横向或倾斜布置,以尽量减小整个运动传感器的安装装置的整体竖向高度,进而减小飞行器的高度。在本实施例中,夹角α可以为90°,这种状态下,减振机构30如图1所示横向布置,该种布置方式,减振机构30所占用的竖向高度最小,整个运动传感器的安装装置的竖向高度以及可移动平台的竖向高度也为最小。

经过对IMU的惯性参数、减振机构的刚度阻尼特性综合考虑,在其他实施例中,优选的,夹角α为30°~60°。如此,既能够在减低无人飞行器的结构高度的同时,也能够保证水平方向X向和垂直方向Y向较好的减振效果。同时,整个装置从侧面看呈外八形结构,优选的,采用外八字形减振方案,可以适当降低X或Y方向的减振频点。

本实施例提供的可移动平台,通过多个减振机构将安装有运动传感器和卫星定位模块的运动传感器板与安装架连接,并且每个减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向之间具有夹角α,使得减振机构倾斜甚至横向连接运动传感器板与安装架。而现有技术中将减振机构竖向布置,是减振机构的两端连线方向与运动传感器板与安装架之间的垂直距离所在方向平行,也就是说不存在夹角α,这样的减振机构所占用的竖向空间过大,整个可移动平台的结构高度过大,不利于可移动平台的小型化。

例如对于无人飞行器来讲,无人飞行器在飞行时,高度越大,重心越不稳,进而飞行过程中的平衡性也更难保证。本实施例的技术方案将减振机构横向或倾斜布置在运动传感器板与安装架之间,能够在保证运动传感器的减振性能的同时,有效解决现有技术中无人飞行器的竖直方向空间堆叠的问题,减小了无人飞行器的结构高度,有利于无人飞行器的小型化,同时,由于竖向高度的降低,进而提高了无人飞行器的飞行平稳性。

其中,“上”、“下”等的用语,是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系,仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施例的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

图5为本发明实施例提供的运动传感器的安装装置的爆炸结构示意图。如图1、图2和图5所示,进一步的,安装架20与运动传感器板10之间可以形成有用于使运动传感器板10相对于安装架20运动的避让空间A。其中,运动传感器板10相对于安装架20的运动是指振动发生过程中,运动传感器板10通过减振机构30减振后所残留的运动量。

运动传感器板安装在安装架20上时,当振动发生,减振机构30产生弹性形变,运动传感器板10至少能够相对于安装架20在竖向方向、水平方向运动。其中,竖向方向是指垂直于安装架20和运动传感器板10的方向,水平方向为垂直于竖向方向的方向。具体的,可以在安装架20上可以设有用于容纳运动传感器板10的通孔或凹槽,通孔或凹槽形成避让空间A。通过设置避让空间A可以防止运动传感器板10相对于安装架20运动的过程中与安装架20产生碰撞而导致减振机构30的减振效果降低。

进一步的,减振机构30的数量可以为2N个,其中,N≥1,2N个减振机构30以运动传感器板10的中线为对称轴X1(如图5所示)对称设置。也就是说,减振机构30的数量为偶数个,将偶数个减振机构30以运动传感器板10的中线X1为对称轴对称设置,有利于提高运动传感器板10两侧的平衡度,使得运动传感器板10两侧的受力尽量平衡,从而可提高可移动平台的运动平衡性。

进一步的,位于对称轴X1的一侧的N个减振机构30的重量与位于对称轴的另一侧的N个减振机构30的重量相同。位于对称轴X1两侧的减振机构30的重量相同,可以进一步保证运动传感器的安装装置的平衡性,及可移动平台的运动平衡性,当可移动平台为无人飞行器,则能够显著提高飞行安全。

需要说明的是,通常运动传感器板10和安装架20各自的结构也分别为轴对称结构。由此,严格地保证可移动平台的运动平衡性。

进一步的,减振机构30可以包括减振球、减振垫、弹簧等中的至少一种。

在本实施例中,优选的,减振机构30可以包括减振球,减振球为实心球或空心球。其中,每个所述减振机构的减振球的数量为一个;或者,每个所述减振机构的减振球的数量为两个,两个减振球串联。当减振球为实心球时,其有助于提高运动传感器板10与安装架20之间的连接强度,当减振球为空心球时,减振机构30的弹性形变越容易,其有助于提高减振效果,并且,可以有效降低整体重量,有助于提高轻量化要求。综合考虑,更优选的方式可以是,在减振球开设有通孔,在保证连接强度的同时,保证减振效果和降低整体重量,有助于实现可移动平台的轻量化。

减振机构30与安装架20之间的连接方式可以包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接;及/或,减振机构30与运动传感器板10之间的连接方式包括如下至少一种:卡扣连接、螺接、粘接、铰接、枢接。

,在上述实施例的基础上,提出一种减振机构30的具体的连接方式。如图1、图2和图5所示,运动传感器板10与减振机构30中的其中一个上可以设有第一卡扣a1,运动传感器板10与减振机构中30的另外一个上设有与第一卡扣a1配合的第一配合部b1;第一卡扣a1与第一配合部b1配合以将减振机构30与运动传感器板10连接。与运动传感器板10与减振机构30之间的连接方式类似,安装架20与减振机构30中的其中一个上设有第二卡扣a2,安装架20与减振机构30中的另外一个上设有与第二卡扣a2配合的第二配合部b2;第二卡扣a2与第二配合部b2配合以将减振机构30与安装架20连接。

进一步地,如图6所示,在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一卡扣a1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴X2两侧的第一配合部b1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

或者,作为可选的,当运动传感器板10上所设置的是第一配合部b1,在减振机构30上所设置的是第一卡扣a1,则在运动传感器板10上、以运动传感器板10的中线为对称轴X2的两侧的第一配合部b1之间的距离为第一距离L1,在减振机构30上、且在对称轴两侧的第一卡扣a1之间的距离为第二距离L2;其中,第一距离L1小于第二距离L2。

进一步的,如图5所示,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的其中一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿竖向方向运动,第一卡扣a1和第二卡扣a2中的另外一个用于阻碍运动传感器板10相对于安装架20沿水平方向运动。

通过第一卡扣a1和第二卡扣a2提供两个相互垂直的方向的阻力,能够有效提高运动传感器板10与安装架20的连接稳定性。

在一些实施例中,减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度可调,减振机构30与安装架10之间的连接角度可调。可以理解的是,本实施例中的运动传感器板的安装装置还可以包括锁定装置(图中未示出)。锁定装置可以设于减振机构30与运动传感器板10之间,以用于锁定减振机构30与运动传感器板10之间的连接角度;及/或,锁定装置设于减振机构30与安装架20之间,以用于锁定减振机构30与安装架20之间的连接角度。

本实施例中运动传感器的安装装置的具体结构与功能与实施例一相同,具体可以参照实施例一的描述,在此不做赘述。

在本发明所提供的几个实施例中,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

相关技术
  • 运动传感器的安装装置、运动传感器模组及可移动平台
  • 运动传感器模组及可移动平台
技术分类

06120112933825