IMU减震载板和无人机的制作方法

本申请涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种IMU减震载板和无人机。

背景技术：

飞行控制器(飞控)是无人机的大脑，负责处理来自每个传感器的信息，并发布主要控制指令，由它发布控制信号到电子调速器控制电机转速；或者发布控制信号至舵机，控制操控面。市面上的飞行控制器一般包含了处理芯片，惯性测量模块(IMU)如陀螺仪，加速度计，辅助传感器如磁罗盘和气压计。

其中，IMU是飞控中不可缺少的部分，飞行器的姿态角，加速度速度位移信息可通过IMU解算，在失去其他传感器如GPS，视觉，红外，超声波的传感器信息时，IMU仍能保证飞行器的正常运行。而IMU测量的准确性，取决于传感器质量，工作的环境(温度，湿度，电磁干扰，振动噪音)有关。其中振动是影响IMU工作最重要的因素之一，飞行器的回转部件如电机齿轮螺旋桨的动不平衡，周期性或者非周期性的风载等，都是干扰IMU工作的振动源。

目前市面上对于IMU减震，有多种方案：有通过独立出IMU元件将其悬挂，匹配出合适的阻尼比和质量，达到减震目的，该方案导致飞控质量增加，对于轻量化飞行器实施困难；有提供减震海绵，将整块飞控板悬挂，该方案即造成体积上的浪费；有不对飞控板提供减震，飞控板与机架刚性固定，通过滤波算法实现减振，该方法需要提前知道飞行器的震动频谱才能起到较好的效果。

针对相关技术中振动会影响IMU工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种IMU减震载板和无人机，以解决振动会影响IMU工作问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种IMU减震载板。

一种IMU减震载板，包括：中央载板、外框和减震连接电路板；所述外框的中央设有一中空部，且所述中空部大于所述中央载板；所述中央载板通过所述减震连接电路板固定设于所述外框的中央；

所述中央载板上布置设有IMU元器件，所述外框上集成设有综合处理芯片；所述综合处理芯片通过穿过所述减震连接电路板的连接电路与所述IMU元器件电连接。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述减震连接电路板为具有绕折形的电路板；且所述减震连接电路板一端与所述外框内侧连接，另一端与所述中央载板的边缘连接。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述外框、中空部及中央载板为大小不同的长方形形状设置；所述中央载板的四边分别通过一个所述减震连接电路板与所述外框的内侧上的四边适配连接。

进一步的，如前述的IMU减震载板，还包括：备份IMU元器件；所述备份IMU元器件设于所述外框上，并与所述综合处理芯片电连接。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述外框上的四角分别设有一个用于固定设于其它设备上的固定孔。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述减震连接电路板为三段式绕折结构。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述中央载板上布置设有的IMU元器件包括：陀螺仪、加速度计、气压计和磁罗盘。

进一步的，如前述的IMU减震载板，还设有减震海绵；所述减震海绵设有两块，且分别设于所述中央载板的正反两面。

进一步的，如前述的IMU减震载板，所述综合处理芯片采用型号为stm32f3的处理芯片。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种无人机。

根据本申请的一种无人机，包括如前任一项所述IMU减震载板。

在本申请实施例中，采用IMU减震载板和无人机的方式，其中，IMU减震载板，包括：中央载板、外框和减震连接电路板；所述外框的中央设有一中空部，且所述中空部大于所述中央载板；所述中央载板通过所述减震连接电路板固定设于所述外框的中央；所述中央载板上布置设有IMU元器件，所述外框上集成设有综合处理芯片；所述综合处理芯片通过穿过所述减震连接电路板的连接电路与所述IMU元器件电连接。达到了能够通过所述减震连接电路板减小所述中央载板悬挂的刚度，利用减震连接电路板自身的阻尼耗散振动的能量，进而达到减少振动对IMU元器件工作的影响的目的，从而实现了在飞控存在振动源的情况下依然能保证所述IMU元器件测量的准确性的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的IMU减震载板主视结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请涉及一种IMU减震载板，该IMU减震载板包括：中央载板1、外框2和减震连接电路板3；所述外框2的中央设有一中空部，且所述中空部大于所述中央载板1；所述中央载板1通过所述减震连接电路板3固定设于所述外框2的中央；

所述中央载板1上布置设有IMU元器件4，所述外框2上集成设有综合处理芯片；所述综合处理芯片通过穿过所述减震连接电路板3的连接电路与所述IMU元器件电连接。

从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：能够通过所述减震连接电路板减小所述中央载板悬挂的刚度，利用减震连接电路板自身的阻尼耗散振动的能量，进而达到减少振动对IMU元器件工作的影响的目的，从而实现了在飞控存在振动源的情况下依然能保证所述IMU元器件测量的准确性的技术效果。

如图1所示，在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述减震连接电路板3为具有绕折形的电路板；且所述减震连接电路板3一端与所述外框2内侧连接，另一端与所述中央载板1的边缘连接。

具体的，所述绕折形为多个U形体组合的绕折形，相邻两个所述U形的开口朝向相反；但每个所述U形体的开口方向与所述中央载板1所在平面平行或重叠；因而能够最大程度地耗散掉所述中央载板1在发生于平面平行方向上振动时产生的振动能量，有效保证IMU元器件测量数据的准确性。

如图1所示，在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述外框2、中空部及中央载板1为大小不同的长方形形状设置；所述中央载板1的四边分别通过一个所述减震连接电路板3与所述外框2的内侧上的四边适配连接。

具体的采用长方形形状设置更容易将所述外框2及中央载板1对应设置，且所述中央载板1的四边分别通过一个所述减震连接电路板3与所述外框2的内侧上的四边适配连接，因而水平方向上的各个方向发生的振动都可以通过该四个所述减震连接电路板3进行耗散。

在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，还包括：备份IMU元器件；所述备份IMU元器件设于所述外框2上，并与所述综合处理芯片电连接。

通过设置所述备份IMU元器件，可以当所述中央载板1上的IMU元器件4发生损坏时仍然使得飞控能够进行数据检测，进一步的，还可以设置保证备份IMU元器件以及IMU元器件正常工作的辅助的元器件，以提高整体装置的稳定性，并提高使用寿命。

在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述外框2上的四角分别设有一个用于固定设于其它设备上的固定孔。

通过设置该固定孔可以克服在将本装置固定在别的装置上的时候需再额外打孔，使得操作不便捷，且容易对IMU减震载板造成损坏的情况；

同时，本申请的所述IMU减震载板还可以设置通过插针与在其下方的FMU板连接，方便维修和更换。

如图1所示，在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述减震连接电路板3为三段式绕折结构。通过设置为三段式绕折结构在保证了将振动损耗掉的基础上又能有效限定所述减震连接电路板3长度，防止其太长导致所述中央载板1的固定时稳定性差的情况。

在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述中央载板1上布置设有的IMU元器件4包括：陀螺仪、加速度计、气压计和磁罗盘。

在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，还设有减震海绵；所述减震海绵设有两块，且分别设于所述中央载板1的正反两面。

通过在所述中央载板1的正反两面分别设置一块减震海绵，可以在垂直于IMU板的方向，通过减震海绵，起到保护和垂直与IMU板方向的减震作用。

在一些实施例中，如前述的IMU减震载板，所述综合处理芯片采用型号为stm32f3的处理芯片。stm32f3型号的处理芯片，具有处理能力强，稳定性高、功耗低且价格较低的优点，有益于产品的推广使用。

根据本申请的另一方面，还提供一种无人机，所述无人机包括如前任一实施例所述IMU减震载板。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。