CN108298087A - 一种无人机与其配置的电机 - Google Patents
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Abstract
一种无人机与其配置的电机，所述无人机利用上下两只叶轮（6）（9）的高速旋转作为飞行动力。所述上叶轮（6）与上电机装配，上叶轮（6）为离心叶轮、混流叶轮、涡扇或螺旋桨。下叶轮（9）与下电机装配，下叶轮（9）为离心叶轮。上叶轮（6）的旋转方向与下叶轮（9）的旋转方向相反。空气从无人机上方的进风口（15）进入从无人机下方四周的出风口（4）排出，无人机上下方的空气气压出现压力差无人机起飞。方向盘（2）在舵机（10）的控制下利用平移动作调整圆缝出风口（4）的宽窄，以此控制飞姿。为了使无人机轴向出风顺利，所述方向盘（2）边缘采用圆滑卷边设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人飞行器，特别涉及一种无人机与其配置的电机。
背景技术
现有垂直起降、悬停功能的飞行器的种类，大约有以下几种：多轴旋翼机、直升机、倾转旋翼机等，这些飞行器由于螺旋桨裸露在外不安全，不适合穿梭于行人之间送包裹。还具有噪音大与体积大等缺点。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术的不足，提供一种续航时间长、噪音小、飞行速度快的、安全的一种无人机与其配置的电机。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
所述无人机主要由电机、上叶轮、下叶轮、上壳、下壳、压盘、方向盘、电池与PCBA等硬件组成 。
所述电机为复合电机，电机的结构为设有一个定子、上下两套定子线圈、上下两个转子，既是上下两个电机。所述上电机为发电电机下电机为驱动电机或上电机与下电机都为既能驱动还能发电的双功能电机。在电机的定子中心设有定子轴，所述定子轴为中空，所述两套定子线圈的电源线从定子轴内穿出。
所述无人机利用上下两只叶轮的高速旋转作为飞行动力。所述上叶轮与上电机装配，上叶轮为离心叶轮、混流叶轮、涡扇或螺旋桨。下叶轮与下电机装配，下叶轮为离心叶轮。上下两只叶轮旋转启动时，所述上下两只叶轮由上下两电机分别驱动。上叶轮的旋转方向与下叶轮的旋转方向相反，上下叶轮对旋的作用是抵消下叶轮的扭矩防止无人机自转。
由于下叶轮为离心叶轮，离心叶轮具有风量小风压大的特性，故，上下两只叶轮旋转后待飞或飞行时，下叶轮由下电机驱动旋转，上叶轮则由下叶轮旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机，电机的功能转换由无人机飞控控制。上电机发的电补充给电池，以此提高本发明无人机的飞行效率。
由于离心叶轮自身重，高速旋转时具有飞轮效应，在飞轮效应的作用下下叶轮不能有效降速使无人机降落，所以本发明利用下电机发电的阻力使下叶轮减速，下电机发的电补充给电池。
所述上壳、压盘与下壳分别固定在电机的定子轴上，所述压盘与下壳相固定，舵机固定在下壳上。下壳还装载有PCBA、电控、电调、电源等硬件，电机与发电机的电源线通过空心的定子轴与PCBA或电池等连接。方向盘介于压盘与下壳之间，舵机通过连杆与方向盘连接，所述方向盘在舵机的控制下能进行平移。便于平移所述方向盘设有中心孔，便于平移所述在下壳的边缘设有凸点或滚珠。
无人机的进风口设在上壳上，上壳与下叶轮边缘形成的圆缝为出风口，上壳上还附有薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池（5）发的电补充给电池。因为离心叶轮是轴向进风径向出风的风叶，所以上壳的形状为弧面设计，其边缘采用圆滑卷边设计，如碟子或锅盖。弧面设计的作用是减小飞行阻力，卷边设计的用途是改变下叶轮的出风风向，由轴向进风径向出风改为轴向进风轴向出风。
上下两只叶轮对旋，空气从无人机上方的进风口进入从无人机下方四周的出风口排出，无人机上下方的空气气压出现压力差无人机起飞。方向盘在舵机的控制下利用平移动作调整圆缝出风口的宽窄，以此控制飞姿。为了使无人机轴向出风顺利，所述方向盘边缘采用圆滑卷边设计。
摄像机、空气滤清网、灯、喇叭、包裹箱与各种检查仪器等第三方设备直接或间接悬挂在定子轴或下壳上。
本发明的优点在于。
1、外观独特，2、结构与动力新颖，3、噪音低，4、续航久，5、体积小，6、外壁光洁，无切割部件外露，伤害程度低。
附图说明
下面结合附图与实施方式对本发明进一步详述。
图1是本发明无人机的正面结构示意图。
图2是本发明无人机的立体结构示意图。
图3是本发明无人机的立体结构分解示意图。
图4是本发明无人机的剖面结构示意图。
图5图6是本发明无人机上壳的立体结构示意图。
图7是本发明无人机下壳的立体结构示意图。
图8是本发明无人机携带包裹箱与装配摄像机的立体结构示意图。
图中，上壳（1），方向盘（2），下壳（3），出风口（4），电池（5），上叶轮（6），上转子（7），下转子（8），下叶轮（9），舵机（10），定子轴（11），压盘（12），连杆（13），PCBA（14），进风口（15），凸点或滚珠（16），摄像机（17），包裹箱（18）。
具体实施方式
所述无人机主要由电机、上叶轮（6）、下叶轮（9）、上壳（1）、下壳（3）、压盘（12）、方向盘（2）、电池（5）与PCBA（14）等硬件组成 。
所述电机为复合电机，电机的结构为设有一个定子、上下两套定子线圈、上下两个转子（7）（8），既是上下两个电机。所述上电机为发电电机下电机为驱动电机或上电机与下电机都为既能驱动还能发电的双功能电机。在电机的定子中心设有定子轴（11），所述定子轴（11）为中空，所述两套定子线圈的电源线从定子轴（11）内穿出。
所述无人机利用上下两只叶轮（6）（9）的高速旋转作为飞行动力。所述上叶轮（6）与上电机装配，上叶轮（6）为离心叶轮、混流叶轮、涡扇或螺旋桨。下叶轮（9）与下电机装配，下叶轮（9）为离心叶轮。上下两只叶轮（6）（9）旋转启动时，所述上下两只叶轮（6）（9）由上下两电机分别驱动。上叶轮（6）的旋转方向与下叶轮（9）的旋转方向相反，上下叶轮（6）（9）对旋的作用是抵消下叶轮（9）的扭矩防止无人机自转。
由于下叶轮（9）为离心叶轮，离心叶轮具有风量小风压大的特性，故，上下两只叶轮（6）（9）旋转后待飞或飞行时，下叶轮（9）由下电机驱动旋转，上叶轮（6）则由下叶轮（9）旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮（6）就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机，电机的功能转换由无人机飞控控制。上电机发的电补充给电池，以此提高本发明无人机的飞行效率。
本发明实施方式有三，一、所述上下两只叶轮由上下两电机分别驱动。二、下叶轮由下电机驱动旋转，上叶轮则由下叶轮旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机，上电机发的电补充给电池，以此提高本发明无人机的飞行效率。三、上下两只叶轮旋转启动时，所述上下两只叶轮由上下两电机分别驱动；上下两只叶轮旋转后待飞或飞行时，下叶轮由下电机驱动旋转，上叶轮则由下叶轮旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机。
由于离心叶轮自身重，高速旋转时具有飞轮效应，在飞轮效应的作用下下叶轮（9）不能有效降速使无人机降落，所以本发明利用下电机发电的阻力使下叶轮（9）减速，所以上电机与下电机都为既能驱动还能发电的双功能电机，下电机发的电补充给电池（5）。
所述上壳（1）、压盘（12）与下壳（3）分别固定在电机的定子轴（11）上，所述压盘（12）与下壳（3）相固定，舵机（10）固定在下壳（3）上。下壳（3）还装载有PCBA（14）、电控、电调、电源等硬件，电机与发电机的电源线通过空心的定子轴（11）与PCBA（14）或电池（5）等连接。方向盘（2）介于压盘（12）与下壳（3）之间，舵机（10）通过连杆（13）与方向盘（2）连接，所述方向盘（2）在舵机（10）的控制下能进行平移。便于平移所述方向盘（2）设有中心孔，便于平移所述在下壳（3）的边缘设有凸点或滚珠（16）。
无人机的进风口（15）设在上壳（1）上，上壳（1）与下叶轮（9）边缘形成的圆缝为出风口（4），上壳（1）上还附有薄膜太阳能电池（5），薄膜太阳能电池（5）发的电补充给电池。因为离心叶轮是轴向进风径向出风的风叶，所以上壳（1）的形状为弧面设计，其边缘采用圆滑卷边设计，如碟子或锅盖。弧面设计的作用是减小飞行阻力，卷边设计的用途是改变下叶轮（9）的出风风向，由轴向进风径向出风改为轴向进风轴向出风。
上下两只叶轮（6）（9）对旋，空气从无人机上方的进风口（15）进入从无人机下方四周的出风口（4）排出，无人机上下方的空气气压出现压力差无人机起飞。方向盘（2）在舵机（10）的控制下利用平移动作调整圆缝出风口（4）的宽窄，以此控制飞姿。为了使无人机轴向出风顺利，所述方向盘（2）边缘采用圆滑卷边设计。
摄像机（17）、空气滤清网、灯、喇叭、包裹箱（18）与各种检查仪器等第三方设备直接或间接悬挂在定子轴（11）或下壳（3）上。
Claims (10)
1.一种电机，其特征在于：所述电机为复合电机设有一个定子、上下两套定子线圈、上下两个转子，既是上下两个电机，
在电机的定子中心设有定子轴，所述定子轴为中空，所述两套定子线圈的电源线从定子轴内穿出。
2.根据权利要求1所述的一种电机，其特征在于：所述上电机为发电电机下电机为驱动电机。
3.根据权利要求1所述的一种电机，其特征在于：上电机与下电机都为既能驱动还能发电的双功能电机。
4.一种装配有权利要求1所述电机的无人机，其特征在于：所述无人机主要由电机、上叶轮、下叶轮、上壳、下壳、压盘、方向盘、电池与PCBA等硬件组成 ；
所述无人机利用上下两只叶轮的高速旋转作为飞行动力；所述上叶轮与上电机装配，上叶轮为离心叶轮、混流叶轮、涡扇或螺旋桨；所述下叶轮与下电机装配，下叶轮为离心叶轮；上叶轮的旋转方向与下叶轮的旋转方向相反，上下叶轮对旋的作用是抵消下叶轮的扭矩防止无人机自转；
所述上壳、压盘与下壳分别固定在电机的定子轴上，所述压盘与下壳相固定，舵机固定在下壳上；下壳还装载有PCBA、电控、电调、电源等硬件，电机与发电机的电源线通过空心的定子轴与PCBA或电池等连接；方向盘介于压盘与下壳之间，舵机通过连杆与方向盘连接，所述方向盘在舵机的控制下能进行平移；便于平移所述方向盘设有中心孔，便于平移所述在下壳的边缘设有凸点或滚珠；
无人机的进风口设在上壳上，上壳与下叶轮边缘形成的圆缝为出风口；
上下两只叶轮对旋，空气从无人机上方的进风口进入从无人机下方四周的出风口排出，无人机上下方的空气气压出现压力差无人机起飞；方向盘在舵机的控制下利用平移动作调整圆缝出风口的宽窄，以此控制飞姿。
5.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：所述上下两只叶轮由上下两电机分别驱动。
6.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：下叶轮由下电机驱动旋转，上叶轮则由下叶轮旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机，上电机发的电补充给电池，以此提高本发明无人机的飞行效率。
7.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：上下两只叶轮旋转启动时，所述上下两只叶轮由上下两电机分别驱动；上下两只叶轮旋转后待飞或飞行时，下叶轮由下电机驱动旋转，上叶轮则由下叶轮旋转产生的强大风压及吸力气流带动旋转，原理如同汽车的涡轮增压，此时上叶轮就带动上电机旋转，上电机则由驱动电机转变为发电电机，电机的功能转换由无人机飞控控制。
8.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：由于离心叶轮自身重，高速旋转时具有飞轮效应，在飞轮效应的作用下下叶轮不能有效降速使无人机降落，所以本发明利用下电机发电的阻力使下叶轮减速，下电机发的电补充给电池，以此提高本发明无人机的飞行效率。
9.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：上壳上还附有薄膜太阳能电池。
10.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于：因为离心叶轮是轴向进风径向出风的风叶，所以上壳的形状为弧面设计，其边缘采用圆滑卷边设计，如碟子或锅盖；弧面设计的作用是减小飞行阻力，卷边设计的用途是改变下叶轮的出风风向，由轴向进风径向出风改为轴向进风轴向出风。
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