[发明专利]一种低成本高精度的姿态传感器

说明书

技术领域

本发明属于惯性仪器仪表领域，涉及一种低成本高精度的姿态传感器。

背景技术

姿态传感器用于汽车、舰船、飞机、导弹等载体设备航向及姿态的测量，便于这些载体设备的控制。该类姿态传感器在国内外已经发展多年，其他产品目前主要有如下缺点：

1、国外高精度的MEMS姿态传感器价格高昂，且对国内禁止销售；

2、国内实现类似性能指标的MEMS姿态传感器成本高，体积大。

因此急需一种成本低廉，精度高的姿态传感器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低成本高精度的姿态传感器，采用低成本的MEMS传感器，实现高精度、高稳定性的姿态传感器，解决高精度与高成本之间的矛盾；

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低成本高精度的姿态传感器，包含电路板腔体，盖体，还包含主控电路板，传感器板Ⅰ和传感器板Ⅱ，所述主控电路板水平安装于所述电路板腔体中，所述传感器板Ⅰ竖直安装在所述电路板腔体的传感器插槽Ⅰ上，所述传感器板Ⅱ竖直安装在所述电路板腔体的传感器插槽Ⅱ上，所述传感器插槽Ⅰ的方向与所述传感器插槽Ⅱ的方向相互垂直，并均平行于所述电路板腔体的一边，所述盖体用于与所述电路板腔体连接，并将所述主控电路板，传感器板Ⅰ和传感器板Ⅱ封装于所述电路板腔体中；

所述主控电路板包含处理器，陀螺仪阵列Ⅰ和加速度计阵列Ⅰ，所述传感器板Ⅰ包含陀螺仪阵列Ⅱ和加速度计阵列Ⅱ，所述传感器板Ⅱ包含陀螺仪阵列Ⅲ和加速度计阵列Ⅲ；

所述处理器用于采集所述传感器板Ⅰ、传感器板Ⅱ和所述主控电路板上的传感器数据，并处理输出姿态传感器的数字信息。

进一步，所述陀螺仪阵列Ⅰ的陀螺仪数量为4，其中的两个陀螺仪设置在所述主控电路板的正面，另外两个设置于所述主控电路板的背面并与正面的两个陀螺仪位置对应，所述加速度计阵列Ⅰ的加速度计数量为2，分别设置于所述主控电路板的正面和反面，所述陀螺仪阵列Ⅰ和所述加速度计阵列Ⅰ用于提供所述姿态传感器z轴的陀螺和加速度信息。

进一步，所述传感器板Ⅰ用于提供所述姿态传感器的x轴的陀螺和加速度信息，所述陀螺仪阵列Ⅱ的陀螺仪数量为4，其中的两个陀螺仪设置在所述传感器板Ⅰ的正面，另外两个设置于所述传感器板Ⅰ的背面并与正面的两个陀螺仪位置对应，所述加速度计阵列Ⅱ的加速度计数量为2，分别设置于所述传感器板Ⅰ的正面和反面。

进一步，所述传感器板Ⅱ用于提供所述姿态传感器的y轴的陀螺和加速度信息，所述陀螺仪阵列Ⅲ的陀螺仪数量为4，其中的两个陀螺仪设置在所述传感器板Ⅱ的正面，另外两个设置于所述传感器板Ⅱ的背面并与正面的两个陀螺仪位置对应，所述加速度计阵列Ⅲ的加速度计数量为2，分别设置于所述传感器板Ⅱ的正面和反面。

进一步，所述主控电路板通过3个非同边设置的卡扣固定。

进一步，所述电路板腔体采用有机硅凝胶灌注。

本发明的有益效果在于：本发明主要是采用了低成本的MEMS传感器，实现了低成本、小体积、高精度的组合姿态传感器，在保证性能指标的前提下进一步降低了机器人、无人机、导弹制导方面惯性传感器的成本，为产品的广泛应用及推广提供基础保证。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的主控电路板电路图；

图2为本发明的传感器板电路图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的主控电路板布置图；

图5为本发明的传感器板布置图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明为一种低成本高精度的姿态传感器，如图3所示，包含电路板腔体，盖体，还包含主控电路板，传感器板Ⅰ和传感器板Ⅱ，主控电路板水平安装于电路板腔体中，传感器板Ⅰ竖直安装在电路板腔体的传感器插槽Ⅰ上，传感器板Ⅱ竖直安装在电路板腔体的传感器插槽Ⅱ上，传感器插槽Ⅰ的方向与传感器插槽Ⅱ的方向相互垂直，并均平行于电路板腔体的一边，盖体用于与电路板腔体连接，并将主控电路板，传感器板Ⅰ和传感器板Ⅱ封装于电路板腔体中；

如图4所示，主控电路板包含处理器，陀螺仪阵列Ⅰ和加速度计阵列Ⅰ，如图5所示，传感器板Ⅰ包含陀螺仪阵列Ⅱ和加速度计阵列Ⅱ，传感器板Ⅱ包含陀螺仪阵列Ⅲ和加速度计阵列Ⅲ；处理器用于采集传感器板Ⅰ、传感器板Ⅱ和主控电路板上的传感器数据，并处理输出姿态传感器的数字信息。