应用于无人机的轻质量超声测距模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于无人机的轻质量超声测距模块，其包括电路基板、超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片、升压芯片和单片机，所述超声发射传感器和超声接收传感器对称设置在电路基板的上表面两侧位置，信号处理芯片和升压芯片并排在电路基板的上表面中间位置，所述单片机设置在电路基板的下表面，且分别与所述超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片和升压芯片相连接；本实用新型结构设计巧妙，合理将各个元器件设置在电路基板的上、下表面，整体结构紧凑，有效缩小体积，减少占用空间，而且重量轻，测距效果好，测距精度可以达到1cm以内，盲区小于0.5cm，距离可以达到4m，完全可以满足当前各类无人机的使用要求。
【专利说明】
应用于无人机的轻质量超声测距模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及超声测距技术领域，特别涉及一种应用于无人机的轻质量超声测距模块。
【背景技术】
[0002]传统无人机避障系统主要有以下几种:I)红外测距:优点是便宜，易制，安全;缺点是精度低，距离近，方向性差；另外自然界红外光分布比较广泛，容易引起测量误差。测量距离在1.5米左右。2)激光测距的优点是精确，距离远，缺点是需要注意人体安全，且制作的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。3)影像定位，利用摄像头采集影像信号进行避障，但是这种避障方式，距离精度较差，影像信号处理算法复杂，占用资源较多。上述几种方式的产品结构复杂，体积大，占用空间大。
【实用新型内容】
[0003]针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，结构紧凑，体积小，重量轻，且测距效果好的应用于无人机的轻质量超声测距模块。
[0004]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案为:一种应用于无人机的轻质量超声测距模块，其包括电路基板、超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片、升压芯片和单片机，所述超声发射传感器和超声接收传感器对称设置在电路基板的上表面两侧位置，信号处理芯片和升压芯片并排在电路基板的上表面中间位置，所述单片机设置在电路基板的下表面，且分别与所述超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片和升压芯片相连接。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，所述超声发射传感器包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声发射组件，所述圆形壳体的高度为6?8mm，直径为9?11_。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述超声接收传感器包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声接收组件，所述圆形壳体的高度为6?8mm，直径为9?11_。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述单片机位于电路基板的下表面中心位置。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述单片机采用I2C通讯协议。
[0009]本实用新型的有益效果为:本实用新型结构设计巧妙，合理将各个元器件设置在电路基板的上、下表面，整体结构紧凑，有效缩小体积，减少占用空间，而且重量轻，满足无人机小型化的发展趋势需求;单片机通过升压芯片驱动超声发射传感器，发射传感器发出一定频率的方波，遇到物体之后返回通过超声接收传感器接收信号，信号通过信号处理芯片经过滤波和放大进入单片机，单片机计算出距离，通过I2C通讯进行数据传输给上位机，减少占用上位机资源，测距效果好，测距精度可以达至Ijlcm以内，盲区小于0.5cm，距离可以达到4m，完全可以满足当前各类无人机的使用要求。
[0010]下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型的模块化结构示意图。
[0012]图2是本实用新型的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]实施例:见图1和图2，本实用新型提供的一种应用于无人机的轻质量超声测距模块，其包括电路基板1、超声发射传感器2、超声接收传感器3、信号处理芯片4、升压芯片5和单片机6，所述超声发射传感器2和超声接收传感器3对称设置在电路基板I的上表面两侧位置，信号处理芯片4和升压芯片5并排在电路基板I的上表面中间位置，所述单片机6设置在电路基板I的下表面，且分别与所述超声发射传感器2、超声接收传感器3、信号处理芯片4和升压芯片5相连接。较佳的，所述单片机6位于电路基板I的下表面中心位置，布局更均匀。
[0014]较佳的，所述信号处理芯片4包括一级信号放大处理电路和二级信号放大处理电路。采用两级放大，近距离采用一级信号放大处理电路进行一级放大，解决盲区大和近距离测试精度的问题，远距离采用二级信号放大处理电路进行二级放大，解决远距离精度和稳定性的问题，实现近距离和远距离信号分开处理，探测精度、盲区和距离性能优秀。
[0015]较佳的，所述超声发射传感器2包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声发射组件，所述圆形壳体的高度为6?8mm，优选为7mm，直径为9?I Imm,优选为10mm。所述超声接收传感器3包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声接收组件，所述圆形壳体的高度为6?8_，优选为7mm，直径为9?I Imm，优选为10_。超声发射传感器2和超声接收传感器3采用高度为6?8_，直径为9?I Imm的规格设计，进一步缩小占用空间。具体的，超声发射组件包括底座、谐振器、基板和压电陶瓷，该压电陶瓷设置在底座的中部位置，两针脚对称设置在底座的两侧位置，且与所述压电陶瓷相连接，所述谐振器通过基板设置在压电陶瓷上，所述圆形壳体罩设在所述底座上，且设有让谐振器外露的窗口，该窗口上设有罩网。充分利用圆形壳体的内部空间，巧妙分布各部件的位置关系，整体结构紧凑，体积小，重量轻。
[0016]较佳的，所述单片机6集成了I2C通讯，更能广泛的应用于无人机行业。
[0017]本实用新型应用于无人机的轻质量超声测距模块的结构设计巧妙，合理。通过合理将超声发射传感器2、超声接收传感器3、信号处理芯片4和升压芯片5设置在电路基板I的上表面，而单片机6相应设置在电路基板I的下表面，整体结构紧凑，有效缩小体积，减少占用空间，而且重量轻，满足无人机小型化的发展趋势需求。
[0018]工作时，单片机6通过升压芯片5驱动超声发射传感器2，发射传感器发出一定频率的方波，遇到物体之后返回通过超声接收传感器3接收信号，信号通过信号处理芯片4经过滤波和放大进入单片机6，单片机6计算出距离，通过I2C通讯进行数据传输给上位机，减少占用上位机资源，测距精度可以达至Ijlcm以内，盲区小于0.5cm，距离可以达到4m，测距效果好。
[0019]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制，采用与其相同或相似的其它模块，均在本实用新型保护范围内。
【主权项】
1.一种应用于无人机的轻质量超声测距模块，其特征在于:其包括电路基板、超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片、升压芯片和单片机，所述超声发射传感器和超声接收传感器对称设置在电路基板的上表面两侧位置，信号处理芯片和升压芯片并排在电路基板的上表面中间位置，所述单片机设置在电路基板的下表面，且分别与所述超声发射传感器、超声接收传感器、信号处理芯片和升压芯片相连接。2.根据权利要求1所述的应用于无人机的轻质量超声测距模块，其特征在于，所述超声发射传感器包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声发射组件，所述圆形壳体的高度为6?8mm，直径为9?11mm。3.根据权利要求1或2所述的应用于无人机的轻质量超声测距模块，其特征在于，所述超声接收传感器包括圆形壳体及设置在该圆形壳体内的超声接收组件，所述圆形壳体的高度为6?8mm，直径为9?11mm。4.根据权利要求3所述的应用于无人机的轻质量超声测距模块，其特征在于，所述单片机位于电路基板的下表面中心位置。
【文档编号】G01S15/08GK205656305SQ201620335654
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年4月20日 公开号201620335654.4, CN 201620335654, CN 205656305 U, CN 205656305U, CN-U-205656305, CN201620335654, CN201620335654.4, CN205656305 U, CN205656305U
【发明人】张增英, 李泽湘, 李华, 从安平
【申请人】东莞市优超精密技术有限公司