用于旋翼無人機的通用安裝板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋翼無人機，諸如四旋翼直升機。
【背景技術(shù)】
[0002]這種無人機包括一個無人機機身和多個推進單元，每個推進單元有一個由各自的馬達驅(qū)動的推進器。每個推進單元是安裝在各自的用于連接于無人機機身的臂的端部。這樣的無人機的典型的例子是巴黎嬰4鵡公司的四軸直升機2.0 (the AR.Drone 2.0 of ParrotSA, Paris)。
[0003]這種無人機機身包括:構(gòu)架，其與用于連接于各推進單元的各臂構(gòu)成整體；以及電子電路板，其上裝有各種元器件和傳感器，特別是能夠隨時確定無人機的確切飛行高度及其在空間的位置的慣性儀單元，用于以有差別的方式控制各不同的馬達，以遵循使用者想要的或由自動駕駛儀控制的飛行軌跡。
[0004]這個電子電路板是安裝在一個支承物上，而支承物是通過彈性界面連接于無人機的構(gòu)架，彈性界面包括用于濾除和吸收由馬達和推進器引起的機械振動的材料，借以使那些振動不會干擾各傳感器尤其是慣性儀單元的工作。
[0005]WO 2001/058255 Al (Parrot)更清楚地描述了這樣的電子電路板支承物結(jié)構(gòu)，其中彈性界面呈泡沫環(huán)的形狀，泡沫環(huán)被加裝在無人機構(gòu)架的一個對應(yīng)的肩部上。導航電子電路板是通過連接腳懸掛于固定部分，與無人機的振動部分沒有直接的機械接觸。因此，可借助吸收機械界面消除由各推進單元產(chǎn)生的干擾振動，而能避免這些振動干擾導航傳感器的工作，又無需對那些傳感器收集的信號進行低通濾波。
[0006]近來，這類無人機方面的諸多改進導致其線路的復(fù)雜性增大，也使其對不同外部干擾的敏感性增大，不管是機械干擾(振動、無人機飛行高度突變、等等)，還是電子干擾(由周圍環(huán)境的電磁場特別是各種運轉(zhuǎn)中的馬達產(chǎn)生的電磁場引起的干擾)。
[0007]這些干擾現(xiàn)象不僅會影響電子線路的工作，而且會影響由無人機上的攝像機拍攝的圖像，因為振動會使無人機進而攝像機的軸線產(chǎn)生低幅高頻振蕩。攝像機的傳感器進行掃描之后，這些振蕩會轉(zhuǎn)變成所獲得圖像的所謂抖動現(xiàn)象，圖像上的直線看上去像是斷開的而形成鋸齒狀線條。即使這種變形的幅度不是很高，其也很可能是看得出的而降低圖像的最終質(zhì)量，尤其是在以高分辨率、典型地以HD分辨率(1920x1080像素)獲取圖像時。
[0008]最后，按照另一方面，以高時鐘頻度使用能夠執(zhí)行越來越多的復(fù)雜功能的數(shù)字化元器件會導致這類元器件的明顯升溫，而易于引起熱飄移，必須對這種熱飄移進行檢測和補償。
[0009]最后，對任何飛行器都有苛刻的輕重量約束，這要求把設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)和各零部件的重量限制到嚴格的最小值，但又不能因此而改變它們的剛度和牢固度。
[0010]US 2012/0083945 Al和WO 2013/053475 A2描述了其它的支承結(jié)構(gòu)，但它們都不能解決前文提出的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是通過提供一種新的無人機機身內(nèi)部結(jié)構(gòu)來解決所有上述難題。
[0012]更確切地說，本發(fā)明可應(yīng)用于旋翼無人機，諸如上述WO 2011/058255 Al披露的那種，就是這樣一種無人機，它以眾所周知的方式包括無人機機身和多個安裝在各自的連接臂的端部的推進單元。無人機機身包括:構(gòu)架，其與用于連接于各推進單元的各臂構(gòu)成整體；電子電路板，其上裝有電子元器件、以及加速度計、慣性儀傳感器和高度計傳感器；電子電路板支承物；以及構(gòu)架和電路板支承物之間的彈性界面，其包括構(gòu)造成能夠濾除和吸收來自各推進單元的機械振動的材料。
[0013]本發(fā)明的特征在于，這種無人機機身包括用導電的金屬材料制成的板件，這個板件構(gòu)成所述電子電路板支承物，電子電路板固定于這個板件的背面。該板件的背面有多個傳熱部位，它們所在之處正對著安裝在位于背面的電子電路板上的至少一個散熱電子元器件，并且板件是電連接于電子電路板的地電位，而為這個電子電路板形成一個電磁屏蔽件。該板件通過夾置于該板件和所述構(gòu)架之間的所述彈性界面以可拆開的方式機械地連接于所述構(gòu)架。
[0014]根據(jù)各有利的附加特征:
[0015]一板件的導電金屬材料包括鎂及其合金；
[0016]一彈性界面包括多個夾置于板件和構(gòu)架之間的支承間隔件，每個間隔件包括用彈性體材料制成的立柱，其第一端連接于板件，而相反的第二端連接于構(gòu)架；
[0017]一板件是連續(xù)的整體板，只是有一些通孔，供電子電路板的連接線和/或傳感器信號線穿過；
[0018]一板件還包括縱向邊緣，其為安裝在電子電路板背面的電子元器件構(gòu)成側(cè)向屏蔽；
[0019]一板件包括在背面的用于連接器的進入腔所述連接器用于連接于輔助電子電路，特別是包括至少一個射頻天線元器件的電路；
[0020]一這種無人機還包括與電子電路板機械地集裝成一體的攝像機；
[0021]
[0022]一安裝在電子電路板背面的至少一個散熱電子元器件是微控制器、存儲元器件、攝像機之一；
[0023]一無人機機身承載著可取下充電的無人機電源電池，并且板件還包括至少一個環(huán)，用于可取下電池的固定帶穿過。
【附圖說明】
[0024]下面將參照附圖描述本發(fā)明的實例性實施例，各附圖中，相同的標號標示相同的或功能上類似的構(gòu)件。
[0025]圖1是本發(fā)明的無人機的分解立體圖，表示出無人機機身的被互相解離的各不同內(nèi)部構(gòu)件；
[0026]圖2是按照本發(fā)明制造的具體的金屬板件的俯視立體圖；
[0027]圖3以仰視立體圖表示出同一個板件；以及
[0028]圖4是圖2和3的板件的縱向剖視圖，帶有安裝在其上的電子電路板及其元器件。
【具體實施方式】
[0029]圖1表示出有無人機機身10的四旋翼型無人機，無人機機身包括位于機身下部的構(gòu)架12，構(gòu)架與從構(gòu)架輻射的四個單件式連接臂14構(gòu)成整體。每個連接臂在其末端裝有推進單元16，推進單元包括可驅(qū)動推進器18旋轉(zhuǎn)的馬達，推進器伸展于位于臂14之上的近似水平的平面內(nèi)。在下部推進單元16通過立足蹬(即支承腳)20而延續(xù)，在無人機停飛時其可依靠支承腳20立足于地面。
[0030]無人機機身10包括支承物22，其用于安裝無人機的主電子電路板24。這個支承物22呈板件的形狀，下面將參照圖2-4對其作更詳細的描述。
[0031]板件22不是固定于構(gòu)架12，而是通過彈性界面連接于后者，彈性界面包括多個夾置于構(gòu)架12和板件22之間的支承間隔件26。每個間隔件26包括用彈性體材料制成的立柱28，立柱的上端30通過非剛性連接關(guān)系連接于板件22，例如通過使彈性體立柱28的上部的肩部伸進成形在板件22的下部的對應(yīng)凹部32 (圖3和4)。立柱28的相反的下端設(shè)有肩部34，其可被插進構(gòu)架12。構(gòu)架12和立柱28之間的連接可例如通過銷子36來實現(xiàn)，銷子的上部在塊狀件50的中心以螺紋擰入板件22，銷子自由地穿過立柱28，銷子的下部包括螺紋桿，螺紋桿可穿過構(gòu)架12，在構(gòu)架12下面，寬的內(nèi)螺紋零件37螺旋到螺紋桿上，這堪比螺栓。這種螺紋桿/寬螺紋系統(tǒng)必須在任何情況都不連接于構(gòu)架1