應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其包括電路基板、超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片、升壓芯片和單片機，所述超聲發(fā)射傳感器和超聲接收傳感器對稱設(shè)置在電路基板的上表面兩側(cè)位置，信號處理芯片和升壓芯片并排在電路基板的上表面中間位置，所述單片機設(shè)置在電路基板的下表面，且分別與所述超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片和升壓芯片相連接；本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，合理將各個元器件設(shè)置在電路基板的上、下表面，整體結(jié)構(gòu)緊湊，有效縮小體積，減少占用空間，而且重量輕，測距效果好，測距精度可以達到1cm以內(nèi)，盲區(qū)小于0.5cm，距離可以達到4m，完全可以滿足當前各類無人機的使用要求。
【專利說明】
應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及超聲測距技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)無人機避障系統(tǒng)主要有以下幾種:I)紅外測距:優(yōu)點是便宜，易制，安全;缺點是精度低，距離近，方向性差；另外自然界紅外光分布比較廣泛，容易引起測量誤差。測量距離在1.5米左右。2)激光測距的優(yōu)點是精確，距離遠，缺點是需要注意人體安全，且制作的難度較大，成本較高，而且光學系統(tǒng)需要保持干凈，否則將影響測量。3)影像定位，利用攝像頭采集影像信號進行避障，但是這種避障方式，距離精度較差，影像信號處理算法復雜，占用資源較多。上述幾種方式的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復雜，體積大，占用空間大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對上述不足，本實用新型的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，且測距效果好的應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊。
[0004]本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:一種應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其包括電路基板、超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片、升壓芯片和單片機，所述超聲發(fā)射傳感器和超聲接收傳感器對稱設(shè)置在電路基板的上表面兩側(cè)位置，信號處理芯片和升壓芯片并排在電路基板的上表面中間位置，所述單片機設(shè)置在電路基板的下表面，且分別與所述超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片和升壓芯片相連接。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，所述超聲發(fā)射傳感器包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲發(fā)射組件，所述圓形殼體的高度為6?8mm，直徑為9?11_。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述超聲接收傳感器包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲接收組件，所述圓形殼體的高度為6?8mm，直徑為9?11_。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述單片機位于電路基板的下表面中心位置。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述單片機采用I2C通訊協(xié)議。
[0009]本實用新型的有益效果為:本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，合理將各個元器件設(shè)置在電路基板的上、下表面，整體結(jié)構(gòu)緊湊，有效縮小體積，減少占用空間，而且重量輕，滿足無人機小型化的發(fā)展趨勢需求;單片機通過升壓芯片驅(qū)動超聲發(fā)射傳感器，發(fā)射傳感器發(fā)出一定頻率的方波，遇到物體之后返回通過超聲接收傳感器接收信號，信號通過信號處理芯片經(jīng)過濾波和放大進入單片機，單片機計算出距離，通過I2C通訊進行數(shù)據(jù)傳輸給上位機，減少占用上位機資源，測距效果好，測距精度可以達至Ijlcm以內(nèi)，盲區(qū)小于0.5cm，距離可以達到4m，完全可以滿足當前各類無人機的使用要求。
[0010]下面結(jié)合附圖與實施例，對本實用新型進一步說明。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型的模塊化結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例:見圖1和圖2，本實用新型提供的一種應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其包括電路基板1、超聲發(fā)射傳感器2、超聲接收傳感器3、信號處理芯片4、升壓芯片5和單片機6，所述超聲發(fā)射傳感器2和超聲接收傳感器3對稱設(shè)置在電路基板I的上表面兩側(cè)位置，信號處理芯片4和升壓芯片5并排在電路基板I的上表面中間位置，所述單片機6設(shè)置在電路基板I的下表面，且分別與所述超聲發(fā)射傳感器2、超聲接收傳感器3、信號處理芯片4和升壓芯片5相連接。較佳的，所述單片機6位于電路基板I的下表面中心位置，布局更均勻。
[0014]較佳的，所述信號處理芯片4包括一級信號放大處理電路和二級信號放大處理電路。采用兩級放大，近距離采用一級信號放大處理電路進行一級放大，解決盲區(qū)大和近距離測試精度的問題，遠距離采用二級信號放大處理電路進行二級放大，解決遠距離精度和穩(wěn)定性的問題，實現(xiàn)近距離和遠距離信號分開處理，探測精度、盲區(qū)和距離性能優(yōu)秀。
[0015]較佳的，所述超聲發(fā)射傳感器2包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲發(fā)射組件，所述圓形殼體的高度為6?8mm，優(yōu)選為7mm，直徑為9?I Imm,優(yōu)選為10mm。所述超聲接收傳感器3包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲接收組件，所述圓形殼體的高度為6?8_，優(yōu)選為7mm，直徑為9?I Imm，優(yōu)選為10_。超聲發(fā)射傳感器2和超聲接收傳感器3采用高度為6?8_，直徑為9?I Imm的規(guī)格設(shè)計，進一步縮小占用空間。具體的，超聲發(fā)射組件包括底座、諧振器、基板和壓電陶瓷，該壓電陶瓷設(shè)置在底座的中部位置，兩針腳對稱設(shè)置在底座的兩側(cè)位置，且與所述壓電陶瓷相連接，所述諧振器通過基板設(shè)置在壓電陶瓷上，所述圓形殼體罩設(shè)在所述底座上，且設(shè)有讓諧振器外露的窗口，該窗口上設(shè)有罩網(wǎng)。充分利用圓形殼體的內(nèi)部空間，巧妙分布各部件的位置關(guān)系，整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。
[0016]較佳的，所述單片機6集成了I2C通訊，更能廣泛的應(yīng)用于無人機行業(yè)。
[0017]本實用新型應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，合理。通過合理將超聲發(fā)射傳感器2、超聲接收傳感器3、信號處理芯片4和升壓芯片5設(shè)置在電路基板I的上表面，而單片機6相應(yīng)設(shè)置在電路基板I的下表面，整體結(jié)構(gòu)緊湊，有效縮小體積，減少占用空間，而且重量輕，滿足無人機小型化的發(fā)展趨勢需求。
[0018]工作時，單片機6通過升壓芯片5驅(qū)動超聲發(fā)射傳感器2，發(fā)射傳感器發(fā)出一定頻率的方波，遇到物體之后返回通過超聲接收傳感器3接收信號，信號通過信號處理芯片4經(jīng)過濾波和放大進入單片機6，單片機6計算出距離，通過I2C通訊進行數(shù)據(jù)傳輸給上位機，減少占用上位機資源，測距精度可以達至Ijlcm以內(nèi)，盲區(qū)小于0.5cm，距離可以達到4m，測距效果好。
[0019]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制，采用與其相同或相似的其它模塊，均在本實用新型保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其特征在于:其包括電路基板、超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片、升壓芯片和單片機，所述超聲發(fā)射傳感器和超聲接收傳感器對稱設(shè)置在電路基板的上表面兩側(cè)位置，信號處理芯片和升壓芯片并排在電路基板的上表面中間位置，所述單片機設(shè)置在電路基板的下表面，且分別與所述超聲發(fā)射傳感器、超聲接收傳感器、信號處理芯片和升壓芯片相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其特征在于，所述超聲發(fā)射傳感器包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲發(fā)射組件，所述圓形殼體的高度為6?8mm，直徑為9?11mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其特征在于，所述超聲接收傳感器包括圓形殼體及設(shè)置在該圓形殼體內(nèi)的超聲接收組件，所述圓形殼體的高度為6?8mm，直徑為9?11mm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于無人機的輕質(zhì)量超聲測距模塊，其特征在于，所述單片機位于電路基板的下表面中心位置。
【文檔編號】G01S15/08GK205656305SQ201620335654
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月20日 公開號201620335654.4, CN 201620335654, CN 205656305 U, CN 205656305U, CN-U-205656305, CN201620335654, CN201620335654.4, CN205656305 U, CN205656305U
【發(fā)明人】張增英, 李澤湘, 李華, 從安平
【申請人】東莞市優(yōu)超精密技術(shù)有限公司