CN106672225A - 无人机散热风路系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无人机散热风路系统，包括：气流源，导风孔，风路及出风口；其中，所述气流源由设于各机臂上的桨叶旋转生成；所述导风孔开设在各机臂顶面上对应桨叶尾部旋转区域的部位；所述风路为机身内壁与机身内部模块之间的间隙通道；所述出风口开设在所述机身底部对应发热源区域；所述气流源通过导风孔导入气流至机臂内侧，气流进入所述风路流经所述发热源区域并从所述出风口排出。本发明的无人机散热风路系统整机散热性能好，噪声低。

Description

无人机散热风路系统

技术领域

本发明涉及无人机技术，尤其涉及的是一种无人机散热风路系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机在工作时会生成较多的热量，这些热量如果不及时进行散热，热量囤积过热时会对无人机的正常工作造成影响，长期过热会导致无人机损坏或者使用寿命衰减等，因而无人机上通常会设置用来散热的部分。

现有的无人机中会设置一些散热部件来实现散热，但是仅是针对某些部位的局部发挥散热功能，例如是将气流导入到电池仓内部再导出，仅对电池仓起到散热作用，然而无人机内还有其他部件也会产生较大热量，例如马达、芯片等等，气流束缚在电池仓内无法从机身整体上散热，因而目前的散热部件散热效果有限。

此外，设置的导风口由于其位置、构造等原因而采集的风并不充分，散热效果不佳，因而需要在无人机中设置风扇，依靠风扇来实现气流的充足流动使得散热达到理想效果，然而无人机的机身内部机腔空间有限，风扇的设置导致机身体积更大，重量更重，而且风扇的运作还会产生较大的噪声。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无人机散热风路系统，整机散热性能好，噪声低。

为解决上述问题，本发明提出一种无人机散热风路系统，包括：气流源，导风孔，风路及出风口；其中，所述气流源由设于各机臂上的桨叶旋转生成；所述导风孔开设在各机臂顶面上对应桨叶尾部旋转区域的部位；所述风路为机身内壁与机身内部模块之间的间隙通道；所述出风口开设在所述机身底部对应发热源区域；所述气流源通过导风孔导入气流至机臂内侧，气流进入所述风路流经所述发热源区域并从所述出风口排出。

根据本发明的一个实施例，还包括散热器，设于机身内且位于所述出风口的正上方，所述气流依次流经所述发热源区域、散热器后从所述出风口排出。

根据本发明的一个实施例，所述机身内部模块为一PCB板件模块，无人机机身内的电子模块均安装在所述PCB板件模块上，所述散热器安装在所述PCB板件模块的发热源区域的背面。

根据本发明的一个实施例，所述机身上设有四个机臂，每个机臂上安装有桨叶；其中，转向相同的桨叶呈对角分布，且左前机臂、右后机臂上的桨叶为正转桨叶，右前机臂、左后机臂上的桨叶为反转桨叶，各桨叶旋转而生成的扫向机臂的气流顺着导风孔的导向下吹向机身内部。

根据本发明的一个实施例，每个机臂上设置有至少一个导风孔，各机臂上的导风孔的导向均朝向机身中部，进入机身的气流在机身内壁、机身内部模块上撞击形成波动气流。

根据本发明的一个实施例，每个机臂上的导风孔均设置于该机臂的靠近机身的部位，每个机臂的长度等于或稍大于其上单侧桨叶的长度。

根据本发明的一个实施例，每个导风孔呈长条形孔，且导风孔的长度方向与其所在机臂的长度方向相同。

根据本发明的一个实施例，每个导风孔上设置有引导壁，一体成型于该导风孔的一长边上；每个机臂上的导风孔的引导壁导向相同，而前后或者对角上的两个机臂的导风孔的引导壁导向相对，以使气流朝内输送。

根据本发明的一个实施例，所述引导壁一体成型于对应导风孔的第一长边上，且从所述第一长边开始向机臂内侧倾斜或弯曲；导风孔的第一长边为远离相对前或后机臂的一侧长边。

根据本发明的一个实施例，每个机臂上的导风孔为三个；在该机臂的宽度方向上，导风孔间隔排布，且位于顶部中间部位。

根据本发明的一个实施例，每个机臂的内侧迎风的壁上设置有加强板。

根据本发明的一个实施例，所述机身包括上机壳、下机壳和底盖，所述底盖上设有所述出风口，所述上机壳与下机壳之间不可拆卸连接，所述底盖可拆卸连接所述下机壳形成带出风口的机腔。

采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：

桨叶旋转过程中产生较大的气流，作为气流源导入到无人机内部进行散热，由于桨叶风力较大，而且比较于外界环境的风而言，更为稳定，对其充分有效利用可以免去机身内部风扇的使用；

浆叶尾部是旋转生风最大之处，导风孔设置在桨叶旋转生风最大之处的正下方，能够采集到的风最大，导入机身内部的气流最强烈，可充分有效利用桨叶生成的气流；

风路直接由机身内壁和机身内部模块来构成，无需专门的舱或其他结构部件来构成，减轻重量及成本，可以边传递气流边进行降热，从而使得机身内整体的热量被不断流动的气流带走，起到整机散热的效果；

出风口开设在机身底部位置可以产生最大的气流对流，在内部气流气压作用下，在出风口气流携带热量被压出机身之外，而设置于对应发热源区域则可以更快速直接地带走，使得散热更为有效；

由于散热器设置于发热源区域，因而在工作过程中散热器吸收发热源区域产生的热量，对电路芯片等的热量先传导出来，由于散热器的散热面积大，因而可以被经过的气流快速带走，实现高效物理降温。

附图说明

图1为本发明实施例的无人机散热风路系统的外部结构示意图；

图2为本发明实施例的无人机散热风路系统的剖面结构示意图；

图3为图2的无人机散热风路系统的局部放大示意图；

图4为本发明实施例的无人机散热风路系统的另一剖面结构示意图；

图5为本发明实施例的无人机散热风路系统的爆炸示意图。

图中标记说明：

1-机身，11-上机壳，12-下机壳，13-底盖，131-出风口，132-卡钩，2a、2b、2c、2d-机臂，22a、22b、22c、22d-导风孔，23a-引导壁，24a-加强板，3a、3c-正转桨叶，3b、3d-反转桨叶，4-机身内部模块，5-散热器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参看图1-5，在一个实施例中，无人机散热风路系统包括：气流源，导风孔，风路及出风口131。

其中，气流源由设于各机臂上的桨叶旋转生成。桨叶由电机驱动转动，转向可由控制电路控制，具体控制可以采用常规控制方式，在此不再赘述，桨叶旋转过程中产生较大的气流，作为气流源导入到无人机内部进行散热，由于桨叶风力较大，而且比较于外界环境的风而言，更为稳定，对其充分有效利用可以免去机身内部风扇的使用。

导风孔开设在各机臂顶面上对应桨叶尾部旋转区域的部位，充分采集气流源的气流。浆叶尾部是旋转生风最大之处，导风孔设置在桨叶旋转生风最大之处的正下方，能够采集到的风最大，导入机身1内部的气流最强烈，可充分有效利用桨叶生成的气流。

风路为机身1内壁与机身内部模块4之间的间隙通道。导风孔导入的气流沿风流流动，当然在风路内还会存在气流的对流。风路直接由机身1内壁和机身内部模块4来构成，无需专门的舱或其他结构部件来构成，减轻重量及成本，可以边传递气流边进行降热，从而使得机身1内整体的热量被不断流动的气流带走，起到整机散热的效果。

出风口131开设在机身1底部对应发热源区域。气流源通过导风孔导入气流至机臂内侧，气流进入风路流经发热源区域并从出风口131排出。当然气流还可能会在机臂上流动一定路径。发热源区域可以是无人机机身1内部集中发热的区域。出风口131开设在机身1底部位置可以产生最大的气流对流，在内部气流气压作用下，在出风口131气流携带热量被压出机身1之外，且出风口还设置于对应发热源区域则可以更快速直接地带走，使得散热更为有效。

在一个实施例中，参看图5，无人机散热风路系统还包括散热器5。散热器5设于机身1内且位于出风口131的正上方，气流依次流经发热源区域、散热器5后从出风口排出。由于散热器5设置于发热源区域，因而在工作过程中散热器5吸收发热源区域产生的热量，对电路芯片等的热量先传导出来，由于散热器5的散热面积大，因而可以被经过的气流快速带走，实现高效物理降温。

散热器5例如呈布满散热肋的板状结构、或散热鳍片等，但不作为限制，其他具有较大散热面积的散热器均可适用。

在一个实施例中，参看图2和图5，机身内部模块4为一PCB板件模块，无人机机身1内的电子模块均安装在PCB板件模块上，将电子模块集成安装在一个板件上，气流可以在该PCB板件模块的周围流动，从而可以在流动过程中带走PCB板件模块上的电子模块产生的热量，这些电子模块不作为限制，例如可以是主控电路、电源电路、电池、马达、光流镜头等等。同时，散热器5安装在PCB板件模块的发热源区域的背面，可以集约空间，与发热源贴的近，且离出风口也近，导热散热更快速。

在一个实施例中，参看图1，机身1上设有四个机臂2a、2b、2c、2d，每个机臂上安装有桨叶。其中，转向相同的桨叶呈对角分布，且左前机臂、右后机臂上的桨叶为正转桨叶，右前机臂、左后机臂上的桨叶为反转桨叶，各桨叶3a、3c、3b、3d旋转而生成的扫向机臂2a、2b、2c、2d的气流顺着导风孔22a、22b、22c、22d的导向下吹向机身内部。

各机臂2a、2b、2c、2d上的导风孔22a、22b、22c、22d的导向均朝向机身1内部，使采集的风汇集在机身1，在图1中，机臂2a为左前机臂，其导风孔22a的导向为右后方向；机臂2b为右前机臂，其导风孔22b的导向为左后方向；机臂2c为右后机臂，其导风孔22c的导向为左前方向；机臂2d为左后机臂，其导风孔22d的导向为右前方向。转向相同的桨叶呈对角分布，且左前机臂上的桨叶为正转桨叶，也就是说，机臂2a和机臂2c为正转桨叶，机臂2b和机臂2d为反转桨叶，各桨叶旋转生成扫向对应机臂的气流。如此设置桨叶的旋转方向及对应导向孔的导向，使得各桨叶(3a、3c、3b、3d)旋转生成的扫向机臂2a、2b、2c、2d的气流能够顺着导风孔22a、22b、22c、22d的导向下吹向机身1内部。

在一个实施例中，每个机臂上设置有至少一个导风孔，各机臂上的导风孔的导向均朝向机身中部，进入机身的气流在机身1内壁、机身内部模块4上撞击形成波动气流。气流在机身1内壁和机身内部模块4的间隙中流动，由于气流势必存在一定的流向，而该流向不与间隙方向平行，因而会在间隙流动过程中发生多次撞击，前后气流交叠产生波动，增大气流与高低不平的机身内部模块4的接触面积，更可以渗透至机身内部模块4中，使得散热效果更好。

在一个实施例中，每个机臂上的导风孔均设置于该机臂的靠近机身的部位，每个机臂的长度等于或稍大于其上单侧桨叶的长度。设置在机臂靠近机身部位可以使得气流较少地沿机臂的内壁流动，减少机臂上的气流强度损耗。

在一个实施例中，每个导风孔呈长条形孔，且导风孔的长度方向与其所在机臂的长度方向相同。由于桨叶旋转到机臂上方时的旋转方向的切向是与机臂长度方向垂直的，因而气流会横扫过机臂，在机臂长度方向上设置长条形孔，气流会被长条形孔汇集而进入机臂内侧，采集到的风更多。

每个导风孔上设置有引导壁，在图2和图3中，以机臂2a为例，引导壁23a一体成型于该导风孔22a的一长边上。每个机臂上的导风孔的引导壁导向相同，而前后或者对角上的两个机臂的导风孔的引导壁导向相对，以使气流朝内输送，如图1所示，机臂2a上的导风孔的引导壁与机臂2c上的导风孔的引导壁相对、或与机臂2d上的导风孔的引导壁相对(指引导方向或朝向相对)。为了使得引导壁的结构更稳定，可以通过一过渡壁来将引导壁跟其与导风孔连接长边的相邻边连接起来。

下面以一个机臂2a及其上的配置展开说明，对于其他机臂也适用。

引导壁23a一体成型于对应导风孔22a的第一长边上，且从第一长边开始向机臂2a内侧倾斜或弯曲；导风孔22a的第一长边为远离机臂2b的一侧长边(若为机臂2b的导风孔，则第一长边为远离机臂2a的一侧长边)。通过引导壁23a的引导可以使得汇集的风顺利引导入机身1内部，避免气流不必要的损耗。

每个机臂的长度等于或稍大于其上单侧桨叶的长度。桨叶可以安装在机臂的末端上方，桨叶可以是两片，单侧桨叶即为其中的一片。机臂2a的长度等于或稍大于其上单侧正转桨叶3a的长度，使得导风孔22a的位置可以更接近机身1，同时满足在正转桨叶3a旋转区域的正下方。

每个机臂上的导风孔为三个；在该机臂的宽度方向上，导风孔间隔排布，且位于顶部中间部位。机臂2a的顶部中间位置在宽度方向上均布三个导风孔22a，设置在该位置处，机臂2a的结构强度更高，采风效果最好。

每个机臂的内侧迎风的壁上设置有加强板。例如示出的机臂2a的迎风壁上设有加强板24a，迎风壁例如为与引导壁23a相对的壁。设置加强板24a可以进一步加强机臂2a的结构强度。

机身1与机臂2a一体成型连接，在连接过渡部位，机身1的上侧缩进一定尺寸。从而保证桨叶的尾部可以靠近机身1而不打到机身1，可使导风孔的位置更靠近机身。

在一个实施例中，参看3和图5，机身包括上机壳11、下机壳12和底盖13，底盖13上设有出风口131，上机壳11与下机壳12之间不可拆卸连接，底盖13可拆卸连接下机壳形成带出风口的机腔，例如可以在底盖13上设置卡钩132与下机壳12卡接起来。底盖13的可拆卸可以使得机身内部模块4便于装取维修，可以使得机壳结构整体更为强固。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种无人机散热风路系统，其特征在于，包括：气流源，导风孔，风路及出风口；其中，所述气流源由设于各机臂上的桨叶旋转生成；所述导风孔开设在各机臂顶面上对应桨叶尾部旋转区域的部位；所述风路为机身内壁与机身内部模块之间的间隙通道；所述出风口开设在所述机身底部对应发热源区域；所述气流源通过导风孔导入气流至机臂内侧，气流进入所述风路流经所述发热源区域并从所述出风口排出。

2.如权利要求1所述的无人机散热风路系统，其特征在于，还包括散热器，设于机身内且位于所述出风口的正上方，所述气流依次流经所述发热源区域、散热器后从所述出风口排出。

3.如权利要求2所述的无人机散热风路系统，其特征在于，所述机身内部模块为一PCB板件模块，无人机机身内的电子模块均安装在所述PCB板件模块上，所述散热器安装在所述PCB板件模块的发热源区域的背面。

4.如权利要求1所述的无人机散热风路系统，其特征在于，所述机身上设有四个机臂，每个机臂上安装有桨叶；其中，转向相同的桨叶呈对角分布，且左前机臂、右后机臂上的桨叶为正转桨叶，右前机臂、左后机臂上的桨叶为反转桨叶，各桨叶旋转而生成的扫向机臂的气流顺着导风孔的导向下吹向机身内部。

5.如权利要求1或4所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个机臂上设置有至少一个导风孔，各机臂上的导风孔的导向均朝向机身中部，进入机身的气流在机身内壁、机身内部模块上撞击形成波动气流。

6.如权利要求1所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个机臂上的导风孔均设置于该机臂的靠近机身的部位，每个机臂的长度等于或稍大于其上单侧桨叶的长度。

7.如权利要求1或6所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个导风孔呈长条形孔，且导风孔的长度方向与其所在机臂的长度方向相同。

8.如权利要求7所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个导风孔上设置有引导壁，一体成型于该导风孔的一长边上；每个机臂上的导风孔的引导壁导向相同，而前后或者对角上的两个机臂的导风孔的引导壁导向相对，以使气流朝内输送。

9.如权利要求8所述的无人机散热风路系统，其特征在于，所述引导壁一体成型于对应导风孔的第一长边上，且从所述第一长边开始向机臂内侧倾斜或弯曲；导风孔的第一长边为远离相对前或后机臂的一侧长边。

10.如权利要求8所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个机臂上的导风孔为三个；在该机臂的宽度方向上，导风孔间隔排布，且位于顶部中间部位。

11.如权利要求7所述的无人机散热风路系统，其特征在于，每个机臂的内侧迎风的壁上设置有加强板。

12.如权利要求1所述的无人机散热风路系统，其特征在于，所述机身包括上机壳、下机壳和底盖，所述底盖上设有所述出风口，所述上机壳与下机壳之间不可拆卸连接，所述底盖可拆卸连接所述下机壳形成带出风口的机腔。