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多旋翼无人机飞控专用防振安装支座

项目分类:通讯工具类 发布时间:2022-05-30 ID:643060
  • 多旋翼无人机飞控专用防振安装支座
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  在多旋翼无人机的整机结构搭建中,飞控系统的安装稳定性直接决定了飞行姿态解算的精度,很多新手在组装无人机时容易忽略飞控安装的隔振设计,直接将飞控板刚性固定在机架中心板上,最终导致飞行过程中电机转动产生的高频振动直接传递到飞控的IMU传感器上,出现姿态数据漂移、悬停不稳甚至空中失控的问题,这款防振支座正是针对这一实际工程痛点设计的专用安装结构。

  从结构设计逻辑来看,这款支座采用了四角对称式的布局,四个安装角位分别配置了独立的柱状缓冲阻尼结构,这种布局的核心考量是匹配绝大多数主流飞控板的安装孔位标准,市面上常见的F4、F7系列飞控板的四角安装孔距基本都在30.5mm×30.5mm或者35mm×35mm的标准范围内,支座的主体承托板做了大面积的镂空处理,一方面是为了尽可能降低支座自身的重量,毕竟无人机整机对重量敏感度极高,每减少1g的无效重量都能提升有效载荷或者续航时间,另一方面镂空结构也能避免支座承托面与飞控板底部的电子元件产生干涉,很多飞控板底部会焊接排针、电容等突出元件,平整无凸起的承托面配合镂空区域可以完全容纳这些突出结构,不需要额外在飞控与支座之间加垫绝缘柱,减少装配环节的零件数量。

  四个角位的缓冲阻尼柱采用了软硬适中的弹性材质,在实际选型匹配时,这种阻尼结构的邵氏硬度通常控制在35-45度之间,硬度过高会导致隔振效率不足,电机的高频振动无法被有效过滤,硬度过低则会导致飞控在飞行过程中产生过大的晃动量,反而会让加速度计采集到多余的晃动加速度数据,影响姿态解算的准确性。缓冲柱的上下两端都做了限位凸台结构,上端卡入支座主体的安装孔,下端卡入无人机机架中心板的安装孔,不需要额外打胶或者使用螺丝硬连接,装配时只需要将四个缓冲柱对准孔位按压到位即可,拆卸维护时也可以直接拔下,方便后续飞控的固件刷写、参数调试或者更换。

  从安装边界来看,这款支座的整体外轮廓尺寸控制在50mm×50mm以内,厚度方向加上缓冲柱的总高度不超过12mm,安装后不会过多占用机架中心的堆叠空间,不会和上方的GPS模块、图传天线或者下方的电调、电池扎带位置产生干涉。承托板的边缘做了圆弧过渡处理,没有尖锐的棱角,避免在装配或者炸机时划破飞控的连接线外皮,也能减少应力集中导致的支座断裂问题。承托板的平面度控制在0.1mm以内,保证飞控板安装后不会出现翘曲,避免飞控板因为安装应力导致板载传感器的初始校准数据出现偏差。

  在实际应用场景中,这款支座不仅适用于常规的四轴航拍无人机,也可以适配六轴、八轴的行业应用无人机,比如测绘无人机、植保无人机的飞控安装,这类大载重无人机的电机尺寸更大、转动时产生的振动幅值更高,对隔振结构的要求也更严格,这款支座的对称式阻尼布局可以同时过滤X、Y、Z三个轴向的振动传递,不管是电机高速转动产生的高频微幅振动,还是飞行过程中遇到气流产生的低频大幅晃动,都能通过四个阻尼柱的形变吸收大部分振动能量,保证飞控板上的陀螺仪、加速度计、气压计等传感器能够采集到平稳的真实飞行数据。很多玩家在自行组装无人机时,会使用简单的橡胶球或者泡棉胶来固定飞控,这些方式要么隔振效果不稳定,要么长期使用后橡胶老化、泡棉胶脱落,存在飞行安全隐患,这款一体化的防振支座结构可靠性更高,耐候性更强,在高低温环境下都能保持稳定的阻尼特性,不会因为夏季高温暴晒导致缓冲柱变软,也不会因为冬季低温导致缓冲柱变硬失去弹性。

  从建模细节来看,这款支座的所有安装孔位都做了倒角处理,缓冲柱与承托板的连接位置做了加强筋过渡,避免在受到冲击时连接位置出现断裂,承托板上的镂空形状经过了拓扑优化,在保证结构强度的前提下尽可能去除多余的材料,整体重量可以控制在5g以内,不会给无人机带来额外的负重负担。对于结构设计从业者来说,这类隔振支座的设计核心是平衡隔振效率、结构强度、安装便利性三者的关系,不能单纯追求隔振效果而忽略结构可靠性,也不能为了结构强度牺牲隔振性能,这款支座的设计刚好找到了三者的平衡点,不管是用于个人组装的航拍无人机,还是小批量生产的行业级无人机,都能满足飞控系统的安装隔振需求。

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