适配无人机搭载的树莓派3固定安装外壳

　　在小型无人机自主飞行改装作业中，机载计算单元的固定可靠性直接决定飞行任务的执行稳定性，这款适配树莓派3的安装外壳，正是针对无人机机载场景的特殊工况完成结构设计。不同于桌面放置场景下的通用树莓派外壳，该结构完全围绕无人机搭载的振动环境、安装空间边界、接口避让需求做针对性优化，所有结构特征都服务于机载场景的实际使用需求。从安装边界来看，外壳整体轮廓完全贴合树莓派3主板的外沿尺寸，没有多余的外凸结构，能够最大限度压缩机载占用空间，适配小型多旋翼无人机有限的机腹安装位，不会额外增加过多风阻影响飞行姿态控制。

　　外壳侧壁预留的卡扣与定位柱，完全对应树莓派3主板的安装孔位，装配时主板可以直接卡入定位结构，不需要额外加装螺丝固定，既减少了机载负载重量，也避免螺丝在高频振动下松脱掉落引发飞行事故。外壳边缘做了阶梯式的卡扣设计，上下壳体扣合后可以形成紧密的配合，在无人机飞行过程中遇到气流冲击、机动动作产生的加速度时，不会出现壳体分离的情况，同时壳体侧壁对应树莓派3的所有外接接口都做了精准的开口避让，包括供电接口、HDMI接口、USB接口、GPIO排针位置都预留了足够的插拔空间，不需要拆卸外壳就可以完成外设接线、调试操作，在外场飞行调试时能够大幅提升作业效率。考虑到无人机飞行时的振动特性，外壳内壁在主板对应芯片的位置预留了微小的缓冲间隙，不会因为壳体硬接触挤压主板元器件，同时外壳的安装固定位设计在壳体的四个边角位置，对应无人机挂载平台的常见孔距，可以通过扎带或者微型螺丝直接固定在无人机的中心板位置，安装位的受力点均匀分布，不会因为单点固定导致飞行过程中壳体晃动。设计过程中充分考虑了3D打印的工艺特性，所有结构都没有大角度悬空面，不需要添加过多支撑就可以完成打印，打印完成后只需要简单去除毛边就可以直接装配使用，适合外场作业时快速打印替换。

　　外壳的侧壁做了均匀的薄化处理，在保证结构强度的前提下尽可能降低整体重量，避免过多占用无人机的有效载荷，毕竟对于小型无人机来说，每增加一克重量都会缩短续航时间，影响飞行任务半径。不同于通用外壳做的全封闭设计，这款外壳在主板发热芯片对应的位置做了开放式的镂空结构，飞行过程中产生的迎面气流可以直接穿过壳体带走主板工作产生的热量，避免高负载运算时主板因为过热降频，影响自主飞行算法的运行稳定性。在接口避让的细节处理上，GPIO排针位置的开口做了加宽处理，不会遮挡排针触点，外接飞控模块、GPS模块、数传模块时可以直接接线，不需要额外调整接线角度，外壳的边角位置都做了圆角过渡处理，不会在安装或者飞行过程中划伤无人机的线材或者机身结构。

　　实际装机测试时，这款外壳可以适配市面上多数轴距250到450的小型多旋翼无人机，安装后不会干涉螺旋桨的气流路径，也不会影响无人机的重心分布，只要在安装时将壳体固定在机腹中心位置，就可以保证飞行过程中计算单元的稳定运行。壳体的卡扣结构经过反复调整，扣合力度适中，需要拆卸维护主板时不需要借助工具就可以直接打开外壳，调试完成后扣合即可，日常外场作业时的维护操作非常便捷。针对无人机可能遇到的小雨天气飞行场景，外壳的上盖边缘做了微小的挡边设计，可以阻挡少量飘落的雨滴直接接触主板，当然该结构并不做防水设计，只是应对突发的轻微溅水场景，避免短时间内主板遇水短路。整个外壳的结构没有多余的装饰性特征，所有的凸起、开孔、卡扣都具备实际的功能作用，完全围绕机载嵌入式计算单元的固定、防护、散热、安装需求设计，没有为了外观增加不必要的结构重量，对于从事无人机自主飞行改装、嵌入式机载设备开发的结构设计人员来说，该结构可以直接作为基础设计参考，根据具体的无人机机型调整安装孔位尺寸即可快速适配使用。