本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種慣性測(cè)量單元及其加熱裝置、慣性測(cè)量系統(tǒng)，用以提高對(duì)慣性測(cè)量單元加熱時(shí)的安全性，避免溫度過(guò)高燒毀慣性測(cè)量單元。所述慣性測(cè)量單元加熱裝置，包括：第一保護(hù)電路，接收用于調(diào)節(jié)加熱組件加熱功率的第一電壓信號(hào)，并在所述第一電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；第二保護(hù)電路，接收用于指示所述慣性測(cè)量單元溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度的第二電壓信號(hào)，并在所述第二電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；加熱組件，連接在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路之間，在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路均導(dǎo)通時(shí)，對(duì)所述慣性測(cè)量單元進(jìn)行加熱。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及慣性測(cè)量
，尤其涉及一種慣性測(cè)量單元加熱裝置、應(yīng)用該加熱裝置的慣性測(cè)量單元以及慣性測(cè)量系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在機(jī)器人領(lǐng)域如無(wú)人機(jī)出廠時(shí)，需要對(duì)機(jī)器人的慣性測(cè)量單元(Inertial Measurement Unit，IMU)內(nèi)的陀螺儀和加速度計(jì)進(jìn)行溫度標(biāo)定，校準(zhǔn)其溫度系數(shù)，通常情況下需要進(jìn)行全工作溫度的校準(zhǔn)，標(biāo)定時(shí)間長(zhǎng)，工序多，而采用恒定工作溫度IMU的方案，使IMU工作在恒定的溫度下，則只需校準(zhǔn)IMU的一個(gè)或有限個(gè)工作溫度，從而簡(jiǎn)化IMU的標(biāo)定工作，減少生成工序，節(jié)約生產(chǎn)成本。現(xiàn)有恒定工作溫度IMU的方案中，大多采用單個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal Oxide Semiconductor，MOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管或單個(gè)晶體三極管控制一個(gè)或兩個(gè)發(fā)熱電阻，通過(guò)比例積分微分(Proportion Integration Differentiation，PID)控制對(duì)IMU進(jìn)行加熱，使IMU工作在單一的設(shè)定溫度下，實(shí)現(xiàn)IMU的恒定工作溫度。但是采用單個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal Oxide Semiconductor，MOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管或單個(gè)晶體三極管控制對(duì)IMU進(jìn)行加熱，也即采用單級(jí)控制對(duì)IMU進(jìn)行加熱，一旦MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管或者晶體三極管失效，將無(wú)法控制對(duì)IMU的加熱，容易導(dǎo)致IMU溫度過(guò)高，燒毀IMU。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在對(duì)IMU進(jìn)行加熱使IMU工作在單一溫度下時(shí)，采用單級(jí)控制對(duì)IMU的加熱，一旦單級(jí)控制失效，將無(wú)法控制對(duì)IMU的加熱，容易導(dǎo)致IMU溫度過(guò)高，燒毀IMU。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種慣性測(cè)量單元及其加熱裝置、慣性測(cè)量系統(tǒng)，用以提高對(duì)慣性測(cè)量單元加熱時(shí)的安全性，避免溫度過(guò)高燒毀慣性測(cè)量單元。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元加熱裝置，該裝置包括：第一保護(hù)電路，接收用于調(diào)節(jié)加熱組件加熱功率的第一電壓信號(hào)，并在所述第一電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；第二保護(hù)電路，接收用于指示所述慣性測(cè)量單元溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度的第二電壓信號(hào)，并在所述第二電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；加熱組件，連接在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路之間，在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路均導(dǎo)通時(shí)，對(duì)所述慣性測(cè)量單元進(jìn)行加熱。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述裝置中，第一保護(hù)電路在接收到的用于調(diào)節(jié)加熱組件加熱功率的第一電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)，第二保護(hù)電路在接收到的用于指示IMU溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度的第二電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)，而加熱組件只有在第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路均導(dǎo)通時(shí)，才對(duì)IMU進(jìn)行加熱，也即在對(duì)IMU進(jìn)行加熱時(shí)，第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路均可以對(duì)IMU的加熱進(jìn)行控制，其中一個(gè)保護(hù)電路失效時(shí)，另一個(gè)保護(hù)電路仍然可以控制對(duì)IMU的加熱，與現(xiàn)有技術(shù)中采用單級(jí)控制對(duì)IMU的加熱，一旦單級(jí)控制失效，將無(wú)法控制對(duì)IMU的加熱，容易導(dǎo)致IMU溫度過(guò)高，燒毀IMU相比，提高了對(duì)IMU加熱時(shí)的安全性，避免溫度過(guò)高燒毀IMU。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述裝置中，所述第一保護(hù)電路包括：第一開(kāi)關(guān)元件和下拉電阻，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第一端與所述加熱組件的一端相連接，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第二端與第一節(jié)點(diǎn)相連接，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述第一電壓信號(hào)輸入端與所述下拉電阻的連接點(diǎn)，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第三端與第二節(jié)點(diǎn)相連接，所述第二節(jié)點(diǎn)為所述下拉電阻與電源負(fù)極電壓的連接點(diǎn)。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述裝置中，所述第二保護(hù)電路包括：第二開(kāi)關(guān)元件和上拉電阻，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第一端與所述加
熱組件的另一端相連接，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第二端與第三節(jié)點(diǎn)相連接，所述第三節(jié)點(diǎn)為所述第二電壓信號(hào)輸入端與所述上拉電阻的連接點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第三端與第四節(jié)點(diǎn)相連接，所述第四節(jié)點(diǎn)為所述上拉電阻與電源正極電壓的連接點(diǎn)。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述裝置中，所述第一開(kāi)關(guān)元件為場(chǎng)效應(yīng)管或晶體三極管，所述第二開(kāi)關(guān)元件為場(chǎng)效應(yīng)管或晶體三極管。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述裝置中，所述加熱組件包括至少三個(gè)加熱電阻。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元，包括：外殼、加速度計(jì)、陀螺儀以及本專利技術(shù)實(shí)施例提供的加熱裝置，所述加速度計(jì)、所述陀螺儀以及所述加熱裝置均設(shè)置在所述外殼所形成的腔體內(nèi)，且所述加熱裝置中的至少三個(gè)加熱電阻均勻的設(shè)置在所述腔體內(nèi)。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述IMU中，在IMU內(nèi)部使用本專利技術(shù)實(shí)施例提供的加熱裝置，并且將IMU加熱裝置中的至少三個(gè)加熱電阻均勻的設(shè)置在IMU外殼所形成的腔體內(nèi)，與現(xiàn)有技術(shù)中采用單個(gè)或兩個(gè)發(fā)熱電阻對(duì)IMU進(jìn)行加熱相比，不但加熱電阻數(shù)量多，而且加熱電阻均勻的設(shè)置在IMU外殼所形成的腔體內(nèi)，使得IMU內(nèi)部的溫度分布更加均勻。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述慣性測(cè)量單元中，所述外殼所形成的腔體內(nèi)填充有導(dǎo)熱硅膠。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述IMU中，在外殼所形成的腔體內(nèi)填充導(dǎo)熱硅膠，進(jìn)一步提高了IMU內(nèi)部溫度分布的均勻性。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量系統(tǒng)，包括：檢測(cè)單元、控制單元以及本專利技術(shù)實(shí)施例提供的慣性測(cè)量單元；所述檢測(cè)單元，用于檢測(cè)環(huán)境溫度以及慣性測(cè)量單元的實(shí)時(shí)工作溫度，并將檢測(cè)到的環(huán)境溫度以及慣性測(cè)量單元的實(shí)時(shí)工作溫度發(fā)送至控制單元；所述控制單元，用于根據(jù)接收到的環(huán)境溫度設(shè)定慣
性測(cè)量單元的恒定工作溫度，并根據(jù)設(shè)定的慣性測(cè)量單元的恒定工作溫度與慣性測(cè)量單元的實(shí)時(shí)工作溫度之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)慣性測(cè)量單元中加熱裝置的加熱功率，并且在所述慣性測(cè)量單元的實(shí)時(shí)工作溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度時(shí)，停止所述慣性測(cè)量單元中加熱裝置的工作。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述慣性測(cè)量系統(tǒng)中，通過(guò)獲取環(huán)境溫度，并根據(jù)獲取到的環(huán)境溫度設(shè)定IMU的恒定工作溫度，也即IMU的恒定工作溫度不是單一的溫度點(diǎn)，而是隨著環(huán)境溫度的變化而變化，與現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)PID控制對(duì)IMU進(jìn)行加熱，使的IMU工作在單一的設(shè)定溫度下，在環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于設(shè)定溫度時(shí)，增加系統(tǒng)功耗，降低系統(tǒng)可靠性相比，IMU的恒定工作溫度隨著環(huán)境溫度的變化而變化，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性，避免了環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于恒定工作溫度時(shí)系統(tǒng)功耗大的問(wèn)題。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述慣性測(cè)量系統(tǒng)中，所述控制單元根據(jù)接收到的環(huán)境溫度設(shè)定慣性測(cè)量單元的恒定工作溫度，包括：所述控制單元設(shè)定的所述慣性測(cè)量單元的恒定工作溫度大于所述環(huán)境溫度，且所述慣性測(cè)量單元的恒定工作溫度與所述環(huán)境溫度之差為預(yù)設(shè)閾值。在一種可能的實(shí)施方式中，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的上述慣性測(cè)量系統(tǒng)中，所述控制單元調(diào)節(jié)慣性測(cè)量單元中加熱裝置的加熱功率，包括：所述控制單元調(diào)節(jié)慣性測(cè)量單元中加熱裝置的工作電壓的大小，或者所述控制單元調(diào)節(jié)慣性測(cè)量單元中加熱裝置的工作電壓的占空比。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元加熱裝置的電路原理示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于機(jī)器人如無(wú)人機(jī)的慣性測(cè)量系統(tǒng)的
功能模塊示意圖；圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的另一種應(yīng)用于機(jī)器人如無(wú)人機(jī)的慣性測(cè)量系統(tǒng)的功能模塊示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種慣性測(cè)量單元及其加熱裝置本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種慣性測(cè)量單元加熱裝置，其特征在于，該裝置包括：第一保護(hù)電路，接收用于調(diào)節(jié)加熱組件加熱功率的第一電壓信號(hào)，并在所述第一電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；第二保護(hù)電路，接收用于指示所述慣性測(cè)量單元溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度的第二電壓信號(hào)，并在所述第二電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；加熱組件，連接在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路之間，在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路均導(dǎo)通時(shí)，對(duì)所述慣性測(cè)量單元進(jìn)行加熱。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種慣性測(cè)量單元加熱裝置，其特征在于，該裝置包括：第一保護(hù)電路，接收用于調(diào)節(jié)加熱組件加熱功率的第一電壓信號(hào)，并在所述第一電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；第二保護(hù)電路，接收用于指示所述慣性測(cè)量單元溫度大于預(yù)設(shè)最高溫度的第二電壓信號(hào)，并在所述第二電壓信號(hào)的控制下導(dǎo)通或斷開(kāi)；加熱組件，連接在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路之間，在所述第一保護(hù)電路和所述第二保護(hù)電路均導(dǎo)通時(shí)，對(duì)所述慣性測(cè)量單元進(jìn)行加熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一保護(hù)電路包括：第一開(kāi)關(guān)元件和下拉電阻，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第一端與所述加熱組件的一端相連接，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第二端與第一節(jié)點(diǎn)相連接，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述第一電壓信號(hào)輸入端與所述下拉電阻的連接點(diǎn)，所述第一開(kāi)關(guān)元件的第三端與第二節(jié)點(diǎn)相連接，所述第二節(jié)點(diǎn)為所述下拉電阻與電源負(fù)極電壓的連接點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第二保護(hù)電路包括：第二開(kāi)關(guān)元件和上拉電阻，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第一端與所述加熱組件的另一端相連接，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第二端與第三節(jié)點(diǎn)相連接，所述第三節(jié)點(diǎn)為所述第二電壓信號(hào)輸入端與所述上拉電阻的連接點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)元件的第三端與第四節(jié)點(diǎn)相連接，所述第四節(jié)點(diǎn)為所述上拉電阻與電源正極電壓的連接點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)元件為場(chǎng)效應(yīng)管或晶體三極管，所述第二開(kāi)關(guān)元件為場(chǎng)效應(yīng)管或晶體三極管。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述加熱組件包括至少三個(gè)加熱電阻。6.一種慣性...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭衛(wèi)鋒，其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京臻迪機(jī)器人有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。