一种无人机机载压力传感器的制作方法

本发明涉及压力传感器，具体为一种无人机机载压力传感器。

背景技术：

1、压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置，而飞控气压计是一种特殊的压力传感器。多旋翼无人机为了精确测量高度和气压数据，从而进行飞行控制和导航，通常会在机身底部安装飞控气压计，飞控气压计的测量值可以通过数学模型转化为高度信息并配合其它传感器对多旋翼无人机进行高度修正，从而实现飞行控制与定位。

2、飞控气压计在多旋翼无人机飞行的过程中会因为强风气流以及光照的干扰而影响检测精度。针对上述问题，现有技术使用胶带粘贴一块黑色海绵在gps上，用于对飞控气压计进行覆盖，利用其内部分散的多个稀疏的小孔，减小气流对开设在飞控气压计表面的两个气孔的冲击。同时，利用黑色海绵能够对光线起到遮挡效果，在一定程度上避免了光线对飞控气压计的检测精度的影响。但在多旋翼无人机飞行的过程中遇到的气流大小是不确定的，而黑色海绵的位置固定设置。在黑色海绵的厚度较小但遇到强风气流时，黑色海绵对气孔起到的遮挡效果较差；在黑色海绵厚度较大但遇到较小气流时，黑色海绵会严重影响飞控气压计内部的气压传感器与外部气压的连通，从而影响对多旋翼无人机的飞行控制精度。

3、为此，提出一种无人机机载压力传感器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无人机机载压力传感器，解决了在多旋翼无人机飞行过程中遇到不同强度的气流时，无法调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度，从而影响气压传感器的检测精度的问题。通过开设的驱动槽，在多旋翼无人机飞行的过程中，能够通过不同强度的气流驱动外壳发生不同程度的转动，并在转动的过程中带动黑色海绵转动，自动调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度。并且能够随着气流的强度增加而增加对两个气孔的遮挡厚度，使气压传感器在多旋翼无人机飞行过程中遇到不同强度的气流时能够保证检测精度。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种无人机机载压力传感器，包括底板和设置于底板上表面的壳体，所述底板的上表面设置有位于壳体内部的气压传感器、温度传感器和微处理器，还包括环形板和连接组件，所述环形板设置于底板的上表面，所述壳体转动设置于环形板的内部并通过连接组件与底板转动连接，所述壳体包括套接的内壳和外壳，所述内壳固定设置于底板的上表面且顶部开设有两个气孔，所述外壳的顶部开设有开口，所述气孔和开口将内壳的内部与外部气压连通，所述内壳的上方且位于外壳的内部设置有黑色海绵，所述黑色海绵的厚度沿内壳的圆周方向呈线性变化设置，所述外壳的外表面开设有驱动槽，所述外壳的顶部内壁设置有插针，所述插针的下端插至黑色海绵的内部，在强风通过驱动槽带动外壳旋转时利用插针调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度。

4、可知，降低气流对气压传感器干扰的方式有很多，结合多旋翼无人机的实际飞行场景，一般采用胶带将黑色海绵粘贴在gps元件的表面，用以对气压传感器的表面进行遮挡，从而减小气流和光线对飞控气压计的干扰。但在多旋翼无人机的实际飞行过程中，由于对飞行速度的调整，流经飞控气压计表面的气流的流速会发生变化，而黑色海绵的遮挡位置固定，在无气流、气流强度较小以及气流强度较大时，黑色海绵对于气孔的遮挡厚度均不会发生变化，无法在多旋翼无人机飞行时根据不同的气流强度调整对气孔的遮挡厚度，从而影响气压传感器的检测结果的准确性。

5、优选的，所述黑色海绵包括海绵一和海绵二，所述海绵二设置于海绵一的上表面，所述海绵二为弧形且与海绵一同轴设置，所述海绵二设置有两个，所述海绵二的厚度由中部向两端递增设置，所述外壳未旋转时海绵二的中部位于对应的气孔的正上方。

6、上述方案中，由于海绵二的厚度由中部向两端递增设置，在无气流或者气流强度较小而不足以驱动外壳旋转时，黑色海绵对气孔的遮挡厚度较小，不影响气压传感器与外部气压的连通。而在气流强度较大时，气流会通过驱动槽驱动外壳旋转，外壳旋转的过程中会通过插针带动黑色海绵转动，从而能够调整黑色海绵遮挡在气孔上方的厚度，并且能够在气流强度增加时增加对气孔的遮挡厚度，进而保证气压传感器的检测精度。

7、可知，改变黑色海绵对气孔的遮挡厚度可以通过手动的方式进行调整，但是考虑到多旋翼无人机在实际飞行过程中遇到的气流的强度不固定，每次调整均需要对多旋翼无人机停飞。故采用本方案。在多旋翼无人机飞行过程中遇到不同强度的气流时，能够利用气流自动驱动外壳调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度，无需停飞手动调整，使多旋翼无人机在飞行的过程中能够自动适应多种不同强度的气流，并在不同强度的气流条件下保证气压传感器的检测精度。

8、优选的，所述连接组件包括弧形杆、连接块、滑套和弹簧，所述弧形杆设置于环形板的外部，所述弧形杆的两端通过连接块与环形板连接，所述滑套与弧形杆活动套接，所述滑套的端部通过弹簧与连接块固定连接，所述弹簧与弧形杆套接，所述滑套的表面设置有固定块，所述固定块的侧壁连接有l形杆，所述l形杆的上端杆壁与外壳的外壁转动连接，所述弹簧位于最大压缩状态下海绵二的边缘位于对应的气孔的正上方。

9、上述方案中，在无气流吹动时，滑套两端的弹簧通过弹力挤压滑套，使滑套位于弧形杆的中部位置，保证气压传感器与外部气压的连通，在有气流通过驱动槽驱动外壳旋转时，滑套两端的弹簧分别在拉伸和收缩过程中赋能，能够在气流的流速减小时驱动滑套通过l形杆带动外壳复位。

10、优选的，所述滑套的内部开设有空腔，所述空腔的内部设置有填充液。

11、上述方案中，在外壳复位时，填充液在惯性的作用下会在空腔的内部并沿着弧形杆的运动轨迹往复摆动，从而能够减小滑套的摆动幅度，进而能够尽量避免外壳摆动，使黑色海绵的最薄位置能够稳定遮挡在对应的气孔的正上方。

12、可知，减小滑套摆动幅度的方式有很多，结合压力传感器的实际安装位置和尺寸，故采用本方案。在空腔的内部设置填充液，该填充液可采用水，能够在滑套摆动的过程中提供运动阻力，耗减滑套摆动过程中的能量，加快滑套趋于稳定。

13、优选的，所述驱动槽包括槽一和槽二，所述槽一与外壳的中轴线平行且等距设置有多个，所述槽一靠近外壳的中轴线的一侧开设有一组引流孔，所述内壳的表面固定设置有螺旋叶，所述螺旋叶为铜片并贯穿至内壳的内部，所述槽二设置于外壳的顶部且环绕设置有多个，所述槽二用于在多旋翼无人机悬停以及向下飞行的过程中驱动外壳旋转。

14、上述方案中，利用槽一和槽二的配合，能够在不同方向上有气流流动时驱动外壳旋转并调整黑色海绵的位置。一方面，能够利用开设的引流孔将从外壳侧边吹动的气流引导至内壳的内部，并且通过与螺旋叶的配合对内壳的内、外两侧进行散热；另一方面，能够对黑色海绵在光线照射下吸附的热量进行降温，有效保证了内壳内部元件的正常工作。

15、优选的，所述槽二包括浅槽和深槽，所述浅槽设置于深槽与外壳的中轴线之间，所述槽二的深度由浅槽向深槽方向递增设置。

16、上述方案中，将浅槽开设在深槽与外壳的中轴线之间，能够在气流吹向槽二的内部后利用浅槽至深槽的路径进行加速，从而增加气流强度较小时的驱动力度，保证了外壳能够旋转，避免出现外壳不停摆动的情况。

17、可知，在多旋翼无人机悬停以及向下飞行的过程中，外壳顶部受到的气流的冲击力度较小，但仍不能排除气流对气压传感器的检测结果造成影响，故采用本方案。在外壳的顶部开设槽二，使气流在吹至槽二的过程中能够驱动外壳旋转，进而在多旋翼无人机悬停以及向下飞行的过程中调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度。

18、优选的，所述槽一的侧壁开设有槽三，所述槽三在外壳的俯视方向上与深槽的位置对应。

19、上述方案中，利用在槽一侧壁开设的槽三，能够在外壳侧边吹动的气流的流速较小时增加外壳对气流的阻力，从而能够驱动外壳旋转，在气流较小时也能够调整黑色海绵的遮挡厚度。

20、优选的，所述引流孔的组数小于槽一的数量的一半，所述内壳和外壳均设置为圆柱形。

21、上述方案中，将内壳和外壳设置为圆柱形，能够便于对外壳进行旋转，在不需要散热的环境下将引流孔旋转至靠近gps元件的方向，从而能够减少气流从侧边进入外壳的内部。

22、优选的，所述引流孔包括端口一和端口二，所述端口一的口径大于端口二的口径。

23、上述方案中，由于端口一的口径大于端口二的口径，通过引流孔进入外壳内部的气流的流动速度能够增加，从而保证了对内壳表面的散热效果。

24、优选的，所述插针的数量与槽一的数量相等，每个所述插针与对应的槽一均设置于外壳的同一直径线上，每个所述插针的杆壁均环绕设置有多个尖刺，每个所述尖刺均与海绵一插接。

25、上述方案中，利用在插针的杆壁设置的尖刺，能够对黑色海绵进行限位，避免黑色海绵在内壳和外壳的轴线方向上移动，同时能够减小黑色海绵的上表面与外壳的顶部内壁的接触，使通过引流孔进入外壳内部的气流能够顺利从开口处吹出。

26、可知，在多旋翼无人机飞行的过程中，避免黑色海绵沿着内壳和外壳的轴线方向移动的方式有很多，包括使用胶带对黑色海绵的高度位置固定以及利用外壳的顶部内壁对黑色海绵进行卡接等，但是二者均会增加对黑色海绵表面的包裹面积。考虑到黑色海绵在光线照射下会吸附热量以及会覆盖整个压力传感器工作过程中产生的热量，故采用尖刺对黑色海绵进行限位，既能够避免黑色海绵在多旋翼无人机飞行的过程中沿着内壳和外壳的轴线方向移动，也能够减小对黑色海绵的包裹面积。同时，从而引流孔进入外壳内部的气流能够吹在插针的表面，有效保证了多旋翼无人机在长时间飞行过程中对气压传感器的散热效果。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、1、现有的无人机机载压力传感器，利用黑色海绵对飞控气压计的气孔进行遮挡，但由于多旋翼无人机在飞行的过程中遇到的气流的强度不稳定，无法及时调整黑色海绵对气孔的遮挡厚度。在气流的强度较小时，黑色海绵始终遮挡在气孔处，影响气压传感器与外部气压的连通，在气流强度较大时，黑色海绵对气孔的遮挡厚度无法增加，导致对气孔的防护效果减弱，影响气压传感器的检测精度。为了改善这种问题，利用在外壳的表面开设的驱动槽，能够在多旋翼无人机飞行的过程中利用气流冲击驱动槽并带动外壳转动，并在外壳转动的过程中利用多个插针与黑色海绵的插接驱动黑色海绵同步旋转，以此调整气孔上方的黑色海绵的遮挡厚度，使得气压传感器在不同气流强度条件下能够保证检测精度，从而能够保证多旋翼无人机的飞行控制精度。

29、2、通过槽一、槽二、槽三以及引流孔之间的相互配合，能够在气流的强度较小时增加驱动外壳旋转的驱动力，从而能够避免因为气流的强度较小而导致外壳出现小幅度的不断摆动的情况。同时，由于槽一、槽二和槽三的位置不同，能够使多旋翼无人机在飞行过程中适应不同方向的气流，在气流从不同方向吹到外壳的表面时均能够自动调整黑色海绵的遮挡厚度，从而有效保证了气压传感器的检测精度。

30、3、通过设置的弹簧，能够在没有气流或者气流的强度减至不足以吹动外壳旋转时，利用弹簧的弹力驱动滑套和l形杆带动外壳复位，使黑色海绵的最薄位置自动移动至对应的气孔的正上方，使气流强度在不足以对气压传感器的检测精度造成影响时，将黑色海绵对气孔的遮挡厚度调整至最小。

31、4、通过在滑套内部的空腔中设置的填充液，能够在气流的强度突然降低至不足以驱动外壳旋转，即外壳复位的过程中提供运动阻力，使弹簧在驱动滑套快速复位时减小滑套的摆动幅度，从而能够使外壳在复位的时快速趋于稳定。避免了黑色海绵对气孔的遮挡厚度不断变化，进而能够避免气压传感器的检测结果出现波动。