一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，包括底座、左側板、右側板、上蓋、前面板、后面板組成的箱體和過渡板，箱體內集成存儲模塊、DPC模塊、GNSS模塊、電源模塊和主電路板。箱體內設有將內部空間分為前腔和后腔的凸臺框，所述主電路板安裝在前腔一側的凸臺框上，所述后腔內箱體左右兩側自下而上分別設有相互對應的第一電路板導槽、第二電路板導槽和第三電路板導槽，分別用于安裝存儲模塊、DPC模塊和集成GNSS模塊與電源模塊的過渡板。本發明減小了計算機結構的體積和重量，提高了環境密封性和電磁屏蔽性，可以應用于慣性導航、組合導航系統。
【專利說明】
一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構
技術領域
[0001]本發明屬于慣性導航、制導與控制技術領域，尤其涉及一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，可以應用于分布式位置姿態測量系統，也可以應用于慣性導航、組合導航系統。【背景技術】
[0002]高精度位置姿態測量系統由IMU(Inertial Measurement Unit，慣性測量單元)和 GPS(Global Posit1ning System，全球定位系統)組成，可以為高分辨率航空遙感系統提供高頻、高精度的時空基準信息，通過運動誤差補償提高成像精度和效率，是實現高分辨率的關鍵。我國在單位置姿態測量系統研制方面取得了一定的進展，但是由于對地觀測載荷的需求牽引，如集成高分辨率測繪相機、全譜段成像光譜儀、大視場紅外掃描儀、SAR于同一載機的多任務載荷、機載分布式陣列天線SAR和柔性多基線干涉SAR以及艦載稀疏陣列成像雷達等，多個或多種觀測載荷安裝到飛機的不同位置，采用傳統的單一位置姿態測量系統無法實現多點的高精度位置姿態測量以及各載荷數據的時間統一，迫切需要建立起高精度分布式時空基準系統，為高性能航空遙感系統中所有載荷提供高精度的時間、空間信息。針對一主兩子干涉SAR系統，可以建立尚精度分布式位置姿態測量系統。分布式位置姿態測量系統由主位置姿態測量系統、兩個分布在機翼下的子IMU和用于數據解算處理的分布式位置姿態測量系統計算機組成。在計算機中，利用主位置姿態測量系統解算獲得飛機的高精度位置、速度和姿態等運動參數，對兩個子IMU進行傳遞對準，最終實現多節點運動信息的精確測量。相比單一位置姿態測量系統，分布式位置姿態測量系統采用多個IMU，集成多個 DPC(Data Processing Computer，數據處理計算機)，內部通訊和數據處理能力強，占用空間小，集成度高，可靠性好。目前，位置姿態測量系統計算機結構均是單一計算機結構，還不存在集成多個計算機結構于一體的相應的分布式位置姿態測量系統計算機結構。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其充分利用了空間，大大減小了體積和重量，在保證有效散熱的同時還很好的提高了系統內部通訊和數據處理能力。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，包括箱體，箱體內集成存儲模塊、DPC模塊、GNSS模塊、電源模塊和主電路板，其特征在于，還包括過渡板，所述箱體內設有將箱體內部空間分為前腔和后腔的凸臺框，所述主電路板安裝在前腔一側的凸臺框上，所述后腔內箱體左右兩側自下而上分別設有相互對應的第一電路板導槽、第二電路板導槽和第三電路板導槽，所述存儲模塊安裝在第一電路板導槽，所述DPC模塊安裝在第二電路板導槽，所述GNSS模塊與電源模塊集成在所述過渡板上，所述過渡板安裝在第三電路板導槽，所述存儲模塊、DPC模塊、集成GNSS模塊和電源模塊的過渡板以插拔方式與主電路板相連。
[0005]所述箱體由底座、上蓋、左側板、右側板、前面板、后面板組成，左側板和右側板安裝在底座上表面左側和右側，上蓋安裝在左側板和右側板上表面，前面板和后面板安裝在底座、左側板、右側板及上蓋組合體的前側面和后側面;所述底座的左右兩側設有若干安裝底腳，用于與外界載體固定連接。
[0006]所述箱體內部的底座、上蓋、左側板及右側板的相應位置上分別設有凸臺，所述凸臺首尾連接形成所述凸臺框，所述凸臺框距離前面板內側3?4厘米。
[0007]所述后腔內左側板和右側板上自下而上分別相對應設有四個凸起臺，凸起臺之間形成所述的第一電路板導槽、第二電路板導槽和第三電路板導槽。
[0008]所述凸起臺中間設有凹槽，形成“回”字型凸起臺，進一步減小了計算機結構的體積和重量。
[0009]所述箱體內側的底座和上蓋上分別均勻設置有凹槽，在保證其強度的基礎上減小了其體積和重量。
[0010]所述底座和上蓋的左右兩側設有“L”或者“Z”字型安裝接觸面，使得所述底座與左側板和右側板之間、上蓋與左側板和右側板之間的安裝接觸面構成“L”或“Z”字型。
[0011]所述底座、左側板、右側板和上蓋的前側面和后側面上都設有寬1.7毫米、深1.3毫米的密封溝槽，構成內嵌導電橡膠條的環形密封溝槽，以提高計算機結構的環境密封性和電磁屏蔽性。
[0012]所述前面板上設有若干個信號指示燈安裝孔、若干個電源開關安裝孔，以及若干個接插件安裝孔。
[0013]所述箱體采用硬鋁合金制成，其外表面噴涂絕緣層。
[0014]本發明的積極效果:
[0015]1.本發明的左側板和右側板上的凸起臺以及底座和上蓋內側都設計了凹槽，在保證足夠強度的同時最大程度減小了計算機結構的體積和重量。
[0016]2.本發明的底座、左側板、右側板和上蓋之間的安裝接觸面為“L”或者“Z”字型，并采用鋁釬焊工藝固連，進一步提高了計算機結構的強度。
[0017]3.本發明在底座、上蓋、左側板及右側板內側的相應位置上分別設有凸臺，凸臺首尾連接形成凸臺框，凸臺框為主電路板提供主電路板安裝面的同時，并將箱體內部分為前腔和后腔，前腔用于安裝主電路板和走線，后腔用于安裝存儲模塊、DPC模塊、過渡板、GNSS 模塊和電源模塊，實現了功能模塊化和安裝便捷化。[〇〇18]4.本發明將GNSS模塊與電源模塊集成于過渡板上，并將過渡板安裝在靠近上蓋的第三電路板導槽上，電源模塊可利用過渡板傳導實現有效散熱，在有效利用有限空間的同時也保證了有效的散熱。
[0019]5.本發明底座、左側板、右側板、上蓋、前面板及后面板為分布式位置姿態測量系統計算機提供硬件防護，采用進口硬鋁合金A05，提高了結構強度。結構外表面噴涂絕緣材料，防止外界電場干擾。[〇〇2〇]總之，本發明優化了分布式位置姿態測量系統計算機結構設計，大大減小了計算機結構的體積和重量，同時提高了環境密封性和電磁屏蔽性，可以應用于分布式位置姿態測量系統，也可以應用于慣性導航、組合導航系統。【附圖說明】[0021 ]圖1為本發明整體結構的爆炸結構示意圖；[〇〇22]圖2為本發明底座結構示意圖；
[0023]圖3為本發明底座與左側板、右側板裝配結構示意圖；[〇〇24]圖4為圖3繞Z軸逆時針旋轉90°后的示意圖；
[0025]圖5為本發明底座與左側板、右側板、上蓋裝配結構示意圖；
[0026]圖6為圖5繞X軸逆時針旋轉180°后的示意圖；
[0027]圖7為本發明底座與左側板、右側板、上蓋、主電路板裝配結構示意圖；
[0028]圖8為本發明過渡板、GNSS模塊、電源模塊裝配結構示意圖；
[0029]圖9為本發明去除前面板和后面板時的裝配結構示意圖；
[0030]圖10為本發明去除后面板時的裝配結構示意圖；[〇〇31]圖11為本發明整體結構示意圖；
[0032]圖12為本發明安裝電源指示燈、開關、接插件后的裝配結構示意圖；
[0033]圖13為本發明所述“L”字型安裝接觸面的結構示意圖；
[0034]圖14為本發明所述“Z”字型安裝接觸面的結構示意圖；。【具體實施方式】[〇〇35]下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。
[0036]參照圖1-13,本發明優選實施例提供一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，包括底座1、左側板2、右側板3、上蓋4、前面板5、后面板6組成的箱體和過渡板 7，箱體內部集成存儲模塊8、DPC模塊9、GNSS模塊10、電源模塊11和主電路板12。左側板2和右側板3安裝在底座1上表面左側和右側;上蓋4安裝在左側板2和右側板3上表面;主電路板 12安裝在底座1、左側板2、右側板3及上蓋4內側的凸臺框上;存儲模塊8安裝在梳齒狀鎖緊槽201和梳齒狀鎖緊槽301之間；DPC模塊9安裝在梳齒狀鎖緊槽202和梳齒狀鎖緊槽302之間;GNSS模塊10和電源模塊11集成在過渡板7上且過渡板7安裝在梳齒狀鎖緊槽203和梳齒狀鎖緊槽303之間；前面板5和后面板6安裝在底座1、左側板2、右側板3及上蓋4的前側面和后側面，其中左側板2和右側板3內側的梳齒狀鎖緊槽正對后面板6。[〇〇37]如圖2所示，底座1為輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構提供安裝基準，分布在底座1兩側的10個安裝底腳101為輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機提供與外界載體的安裝基座，每個安裝底腳101設置一個與外界安裝用的M5螺紋孔。底座 1內側設計了若干均勻排列的凹槽，減小了計算機結構的重量。底座1前側和后側的5個螺釘安裝凸起，用于安裝前面板5和后面板6。底座1及上蓋4左右兩側設計了 “L”字型安裝接觸面 103，為左側板2和右側板3提供安裝基準，其安裝接觸面如圖13所示。
[0038]如圖3和圖4所示，左側板2和右側板3安裝在底座1的上表面左側和右側的“L”字型安裝接觸面103上，根據存儲模塊、DPC模塊、GNSS模塊與電源模塊的尺寸，左側板和右側板上設計了寬度分別為8毫米、5.5毫米、14.5毫米、10.5毫米的4個凸起臺，其中每個凸起臺中心設有凹槽，構成“回”字型凸起臺204和“回”字型凸起臺304,凸起臺之間的梳齒狀鎖緊槽構成了第一、第二和第三電路板導槽，其中第一電路板導槽由梳齒狀鎖緊槽201與梳齒狀鎖緊槽301組成，第二電路板導槽由梳齒狀鎖緊槽202與梳齒狀鎖緊槽302組成，第三電路板導槽由梳齒狀鎖緊槽203與梳齒狀鎖緊槽303組成。
[0039]如圖5和圖6所示，上蓋4左右兩側也設計了 “L”字型安裝接觸面，上蓋4安裝在左側板2和右側板3上表面，上蓋4內側同底座一樣也設計了凹槽，減小了計算機結構的重量，且保證了上蓋4的強度。上蓋4前側和后側設有5個螺釘安裝凸起，用于固定安裝前面板5和后面板6。由于底座1兩側和上蓋4兩側設計的“L”字型安裝接觸面，底座1、左側板2、右側板3和上蓋4之間的安裝接觸面構成“L”字型，左側板2和右側板3通過間隔5厘米的6個圓柱銷與上蓋4和底座1穩固連接，并采用鋁釬焊工藝實現密封焊接，大大提高了連接的強度。底座1內側的凸臺102、左側板2內側的凸臺205、右側板3內側的凸臺305和上蓋4內側的凸臺401構成了凸臺框，為主電路板提供了主電路板安裝面，并將底座1、左側板2、右側板3和上蓋4構成的組合體內部腔體分為前腔和后腔，前腔用于安裝主電路板12和走線，后腔用于安裝存儲模塊8、DPC模塊9、過渡板7、GNSS模塊10和電源模塊11，實現了功能模塊化和安裝便捷化。
[0040]如圖7所示，主電路板12通過螺釘安裝在主電路板安裝面即凸臺框上，實現與存儲模塊8、DPC模塊9、GNSS模塊10、電源模塊11和外部信號之間的通訊。[0041 ]如圖8所示，GNSS模塊10和電源模塊11通過螺釘集成安裝在過渡板7上。[〇〇42]如圖9所示，存儲模塊8安裝在第一電路板導槽，用于存儲IMU和GPS的原始數據以及導航結果數據;DPC模塊9安裝在第二電路板導槽，為輕小型高性能分布式位置姿態測量系統提供數據采集、捷聯解算、組合濾波，并將數據發送給載荷;集成有GNSS模塊10和電源模塊11的過渡板7安裝在第三電路板導槽，GNSS模塊10用于接收GPS信號，電源模塊11為分布式位置姿態測量系統計算機中各個處理電路提供電源，并為IMU供電。存儲模塊8、DPC模塊9和集成GNSS模塊10與電源模塊11的過渡板7以插拔方式與主電路板12連接，并通過在第一、第二和第三電路板導槽上設置鎖緊條，對存儲模塊8、DPC模塊9和過渡板7進行鎖緊固定。
[0043]如圖10所示，前面板5通過螺釘安裝在底座1、左側板2、右側板3以及上蓋4的前側面，前面板5為分布式位置姿態測量系統計算機提供了 4個信號指示燈安裝孔501、4個電源開關安裝孔502,以及存儲數據讀取的接插件安裝孔503、與MU連接的接插件安裝孔504、與載荷連接的接插件安裝孔505、與電源連接的接插件安裝孔506、與GPS天線連接的接插件安裝孔507,信號指示燈和電源開關分別用于顯示和控制子頂U1、子頂U2、主頂U和整個系統的工作狀態，通過電源線和信號線為系統提供工作電源、信號及數據通訊等。
[0044] 如圖11所示，后面板6通過螺釘安裝在底座1、左側板2、右側板3以及上蓋4的后側面。底座1、左側板2、右側板3、上蓋4、前面板5和后面板6組成的箱體為分布式位置姿態測量系統計算機提供硬件防護。結構件外側噴涂絕緣材料，防止外界電場干擾。
[0045]如圖12所示，前面板5上分別安裝了 4個電源指示燈、4個開關、5個接插件，實現計算機內部的狀態檢測、控制和數據通訊。
[0046]如圖14所示，所述底座和上蓋的左右兩側設有“L”字型安裝接觸面，也可以設計成 “Z”字型，以使得所述底座與左側板和右側板之間、上蓋與左側板和右側板之間的安裝接觸面構成“Z”字型。
[0047]本發明輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構充分利用了結構內部空間，減小了體積和重量，適用于分布式位置姿態測量系統，也可以應用于慣性導航、組合導航系統。
[0048]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
[0049]以上所述的僅為本發明的優選實施例，所應理解的是，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的思想和原則之內所做的任何修改、等同替換等等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，包括箱體，箱體內集成存 儲模塊、DPC模塊、GNSS模塊、電源模塊和主電路板，其特征在于，還包括過渡板，所述箱體內 設有將箱體內部空間分為前腔和后腔的凸臺框，所述主電路板安裝在前腔一側的凸臺框 上，所述后腔內箱體左右兩側自下而上分別設有相互對應的第一電路板導槽、第二電路板 導槽和第三電路板導槽，所述存儲模塊安裝在第一電路板導槽，所述DPC模塊安裝在第二電 路板導槽，所述GNSS模塊與電源模塊集成在所述過渡板上，所述過渡板安裝在第三電路板 導槽，所述存儲模塊、DPC模塊、集成GNSS模塊和電源模塊的過渡板以插拔方式與主電路板 相連。2.根據權利要求1所述的一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其 特征在于:所述箱體由底座、上蓋、左側板、右側板、前面板、后面板組成，左側板和右側板安 裝在底座上表面左側和右側，上蓋安裝在左側板和右側板上表面，前面板和后面板安裝在 底座、左側板、右側板及上蓋組合體的前側面和后側面;所述底座的左右兩側設有若干安裝 底腳，用于與外界載體固定連接，所述箱體內側的底座和上蓋上分別均勻設置有凹槽。3.根據權利要求2所述的一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其 特征在于:所述箱體內部的底座、上蓋、左側板及右側板的相應位置上分別設有凸臺，所述 凸臺首尾連接形成所述凸臺框，所述凸臺框距離前面板內側3?4厘米。4.根據權利要求2所述的一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其 特征在于:所述后腔內左側板和右側板上自下而上分別設有相互對應的四個凸起臺，凸起 臺之間形成所述的第一電路板導槽、第二電路板導槽和第三電路板導槽，所述凸起臺中間 設有凹槽，形成“回”字型凸起臺。5.根據權利要求2所述的一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其 特征在于:所述底座和上蓋的左右兩側設有“L”字型安裝接觸面，使得所述底座與左側板和 右側板之間、上蓋與左側板和右側板之間的安裝接觸面構成“L”字型。6.根據權利要求2所述的一種輕小型高性能分布式位置姿態測量系統計算機結構，其 特征在于:所述底座、左側板、右側板和上蓋的前側面和后側面上都設有寬1.7毫米、深1.3 毫米的密封溝槽，構成內嵌導電橡膠條的環形密封溝槽。
【文檔編號】G06F1/18GK106020376SQ201610333348
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】李建利, 黨鵬飛, 房建成, 劉剛, 盧兆興, 顧賓, 葉文
【申請人】北京航空航天大學