CN109314435A - 无人机电机及包括该无人机电机的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施例公开了一种无人机电机及包括该无人机电机的无人机，该无人机电机包括：旋转轴；包括供旋转轴插入的孔的定子；以及设置在定子的外侧上的转子，其中，在旋转轴和定子之间设置支撑构件，在支撑构件和定子之间设置轴承，其中，支撑构件包括围绕旋转轴的主体部和与转子耦接的凸缘部。

Description

无人机电机及包括该无人机电机的无人机

技术领域

本发明涉及无人机电机及包括该无人机电机的无人机。

背景技术

近来，由于诸如便利性、快速性、经济可行性等各种优点，诸如无人机的无人驾驶飞行器(UAVs:unmanned aerial vehicles)除了军事目的之外，已被用于诸如配送、救灾、广播、休闲等各种领域。因此，对无人机的需求急剧增加。

由于无人机的功能多样化，无人机已被实现为具有诸如拍照或录制视频、接收广播等多种功能的多媒体播放器。

电机可用于使无人机飞行的驱动方法。也就是说，当螺旋桨通过电机的旋转而旋转时，无人机能够飞行。然而，由于当螺旋桨旋转时轴向上的力(推力)施加于电机，因此许多固定构件被设计于电机中以承受该力。因此，材料成本增加并且组装工艺变得复杂，所以电机的成本增加。

此外，由于需要具有大直径的旋转轴来确保强度，因此电机效率降低。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种能够承受在旋转期间产生的轴向上的力的无人机电机、及包括该无人机电机的无人机。

此外，本发明旨在提供一种能够对旋转轴或轴承的尺寸进行各种调节的无人机电机、及包括该无人机电机的无人机。

此外，本发明旨在提供一种重量减轻的电机及包括该电机的无人机。

技术方案

本发明的一个方面提供一种无人机电机，包括：旋转轴；定子，所述定子包括供所述旋转轴插入的孔；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧，其中，在所述旋转轴和所述定子之间设置支撑构件，在所述支撑构件和所述定子之间设置轴承，并且所述支撑构件包括配置成围绕所述旋转轴的主体部以及耦接到所述转子的凸缘部。

轴承可以包括设置在旋转轴和定子之间的第一轴承、以及设置在旋转轴和定子之间的第二轴承，并且支撑构件可以包括第一支撑构件和第二支撑构件，所述第一支撑构件包括设置在旋转轴和第一轴承之间的第一主体部以及耦接到转子的第一凸缘部，第二支撑构件包括设置在旋转轴和第二轴承之间的第二主体部、以及第二凸缘部。

旋转轴、第一支撑构件、第二支撑构件以及转子可以一起旋转。

无人机电机可以进一步包括壳体，定子被收纳在所述壳体中，其中，所述壳体可以包括底部和突出部，所述突出部从所述底部沿轴向突出，并且定子芯插入到所述突出部中。

突出部可包括沿其轴向方向形成的第一孔，旋转轴可以穿过第一孔，第一轴承和第二轴承可以设置在第一孔中。

第一孔可以包括台阶，通过台阶，第一轴承在轴向方向上与第二轴承间隔开。

第一支撑构件可以插入到第一孔的一侧中以将第一轴承固定在第一孔中，第二支撑构件可以插入到第一孔的另一侧中以将第二轴承固定在第一孔中。

第一凸缘部的直径可以大于第一轴承的内径并且小于第一轴承的外径，并且第二凸缘部的直径可以大于第二轴承的内径并且小于第二轴承的外径。

转子可包括面向定子的外周面的转子芯、设置在转子芯的内表面上的多个磁体、以及配置成覆盖转子芯的盖部。

盖部可包括多个叶片和设置在多个叶片之间的孔。

盖部可以包括第一凹槽，第一凸缘部收容在第一凹槽中。

第一凸缘部可包括至少一个第一突起，所述第一突起配置成朝向盖部突出并且所述第一突起插入到第一凹槽的底面中。

第二凸缘部可包括第二突起，第二突起的数量与第一突起的数量相同。

本发明的另一方面提供一种无人机，包括：主体；多个电机，所述多个电机连接到所述主体；叶片部，所述叶片部耦接到所述多个电机，其中，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括供所述旋转轴插入的孔；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧，在所述旋转轴和所述定子之间设置支撑构件，在所述支撑构件和所述定子之间设置轴承，并且所述支撑构件包括配置成围绕所述旋转轴的主体部以及耦接到所述转子的凸缘部。

有益效果

根据实施例，无人机电机能够承受在旋转期间在轴向上产生的力。

此外，能够通过调节支撑构件的厚度，确保旋转轴的直径和轴承的内径的设计上的自由度。

另外，通过减轻支撑构件的重量并减小旋转轴的直径，能够减小电机的重量。

本发明的各种有用的优点和效果不限于上述内容，并且在描述本发明的示例性实施例的过程中可以相对容易地理解。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的无人机的示意图。

图2是示出电机和叶片部的图。

图3是根据本发明所述实施例的电机的示意图。

图4是图3的分解立体图。

图5是沿图3中的线A-A剖开的剖视图。

图6是图5的分解图。

图7是支撑构件的立体图。

图8是图7的变型例。

图9和图10是示出支撑构件的厚度根据旋转轴的厚度而变化的状态的图。

具体实施方式

可以将本发明的实施例修改为其他形式，或者可以组合一些实施例，并且本发明的范围不限于下面将描述的实施例。

尽管在另一个实施例中没有描述在特定实施例中描述的项目，但是除非与另一个实施例中的项目相反或相矛盾的描述，否则这些项目可以被理解为与另一实施例相关的描述。

例如，当在特定实施例中描述配置A的特性并且在另一实施例中描述配置B的特性时，配置的特征被理解为在本发明的范围内，除非相反或矛盾。即使在没有清楚地公开组合配置A和配置B的实施例时，也存在描述。

在实施例的描述中，当公开一个元件形成在“另一个元件上面或下面”时，术语“在上面或下面”包括一种两个元件彼此直接接触的情况和一种其中至少还有另一个元件设置在待形成的两个元件之间(间接地)的情况。此外，当表达术语“在......上或下”时，还可以包括关于一个元素的向上方向和向下方向的含义。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例，使得本领域技术人员可以容易地执行本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的无人机的示意图，图2是示出电机和叶片部的图。

参照图1，根据该实施例的无人机1包括主体20和连接到主体20的多个叶片部30。无人机可以包括由于叶片部30的旋转能够飞行的任何的无人驾驶飞行器。

根据实施例的无人机的形状不特别限制。叶片部30示出为螺旋桨，但是本发明不必限于此，可以应用能够使主体20飞行的任何的结构。

根据该实施例的叶片部30例示为四个叶片部，但是叶片部的数量不特别限定。主体20的形状和叶片部30的数量可以进行各种改变。

参照图2，叶片部30可以包括耦接到电机10的接合部31以及耦接到接合部31的一对叶片32。叶片32可具有沿其延伸方向的螺旋形状，但本发明不一定限于此。

图3是根据本发明所述实施例的电机的示意图。图4是图3的分解立体图。

参照图3和图4，根据该实施例的电机10包括壳体150、定子130、旋转轴140和转子110。

壳体150包括底部151和突出部152，突出部152从底部151的中心沿轴向方向P1突出，并且定子芯131插入到突出部152中。壳体150可以由塑料材料制成，但不特别限于此。

突出部152包括沿轴向方向P1形成的第一孔154。突出部152可以具有圆柱形状。可以沿着第一孔154的内壁形成台阶155。

底部151可以具有形成于其中的多个孔153和156。因此，当电机10旋转时，可以经由孔153和156吸入外部空气。例如，孔153和156可以包括设置在底部151的边缘中的多个第二孔153、以及设置在突出部152和多个第二孔153之间的多个第三孔156。然而，孔153和156的数量和形状可以进行各种改变。

定子130可包括定子芯131和线圈132。

定子芯131可以插入并固定到突出部152。定子芯131可以具有从环形中央部131a径向设置的多个齿131b。定子芯131可以一体地形成，但不必限于此，并且可以具有将多个分割芯组合的结构。

线圈132可以围绕每个齿131b缠绕。线圈132的数量和绕组形状可以根据电机10的类型而改变。例如，在三相电机的情况下，可以缠绕线圈132，使得可以施加具有U相、V相和W相的电源。

转子110可以设置为围绕定子130的上部和侧表面。转子110可以包括环形转子芯111、磁体112和盖部113。磁体112可以设置在转子芯111的内周面上以面向定子130的外周面。

盖部113可以设置在转子芯111上并与转子芯111一起旋转。盖部113可以包括配置成从中央部116沿径向延伸的多个叶片114以及设置在叶片114之间的第四孔115。因此，当转子旋转时，空气可由于叶片114而循环。

也就是说，外部空气可以经由形成在壳体150的底部151中的第二孔153和第三孔156被引入到电机10中，并且可以经由形成在盖部113中的第四孔115排出。另一方面，外部空气可以经由形成在盖部113中的第四孔115被引入，并且可以经由形成在壳体150的底部151中的第二孔153和第三孔156排出。

因此，在电机10内部产生的热量可以排放到外部。然而，散热结构不必限于此。也就是说，叶片114和孔115的形状和配置可以进行各种改变。叶片114可以具有曲率并且可以任意设置。

旋转轴140可以穿过壳体150的第一孔154、定子芯131的中央以及盖部113的中央117而露出到外部。旋转轴140的露出端可以耦接到叶片部。

根据实施例，设置在定子130的外周面上的转子芯111、盖部113和旋转轴140可以一起旋转。在这种情况下，由于盖部113的叶片114，空气可以循环到电机中。

图5是沿图3中的线A-A剖开的剖视图。图6是图5的分解图。图7是支撑构件的立体图。图8是图7的变型例。

参照图5和图6，第一轴承161和第二轴承162可以设置在形成于壳体150的突出部152中的第一孔154中。分别具有可在外径部固定的状态下旋转的内径部的各轴承可以被选择作为第一轴承161和第二轴承162。

第一轴承161和第二轴承162可以在轴向方向P1上间隔开。因此，可以通过调节第一轴承161和第二轴承162之间的间隔距离H2来支撑具有各种长度的旋转轴。

台阶155可以形成在第一孔154的内壁上。第一轴承161和第二轴承162之间的间隔距离H2可以由台阶155的厚度决定。台阶155可以突出到足以支撑第一轴承161和第二轴承162的外径部161b和162b。例如，第一轴承161和第二轴承162之间的间隔距离H2可以在2.0mm至4.0mm的范围内。

然而，本发明不必限于上述内容，第一轴承161和第二轴承162可以不相互间隔开。例如，第一轴承161和第二轴承162可以在轴向方向P1上彼此接触。在这种情况下，第一轴承161和第二轴承162可以一起旋转。

第一支撑构件170可以设置在旋转轴140和第一轴承161之间。第一支撑构件170包括形成为圆柱形并且配置为围绕旋转轴140的第一主体部171以及设置在第一主体部171一端的第一凸缘部172。第一支撑构件170可以插入到旋转轴140中并与其一起旋转。也就是说，第一轴承161可以支撑第一支撑构件170的旋转。

第一支撑构件170可以插入到第一孔154的一侧154a中。在这种情况下，第一凸缘部172可以按压第一轴承161的内径部161a。因此，第一轴承161可以通过台阶155和第一支撑构件170在轴向方向P1上固定。

第二支撑构件180可以设置在旋转轴140和第二轴承162之间。第二支撑构件180包括形成为圆柱形并配置为围绕旋转轴140的第二主体部181以及设置在第二主体部181一端的第二凸缘部182。第二支撑构件180可以插入到旋转轴140中并与其一起旋转。也就是说，第二轴承162可以支撑第二支撑构件180的旋转。

第二支撑构件180可以插入到第一孔154的另一侧154b中。在这种情况下，第二凸缘部182可以按压第二轴承162的内径部162a。第二轴承162可以通过台阶155和第二支撑构件180在轴向方向P1上固定。

根据实施例，第一轴承161和第二轴承162可以通过第一支撑构件170和第二支撑构件180在轴向方向P1上固定于第一孔154中。

第一支撑构件170可以在耦接到旋转轴140的状态下耦接到盖部113，并且第二支撑构件180可以通过固定销191耦接到旋转轴140。因此，电机能够承受在轴向方向上施加于旋转轴140的力。然而，本发明不必限于上述内容，第一轴承161和第二轴承162可以使用第一支撑构件170或第二支撑构件180在轴向方向上固定。

第一支撑构件170的第一凸缘部172的直径W3可以大于第一轴承161的内径W2并且可以小于第一轴承161的外径W4。此外，第二支撑构件180的第二凸缘部182的直径W3可以大于第二轴承162的内径W2并且可以小于第二轴承162的外径W4。

例如，旋转轴140的直径W1可以在4mm至10mm的范围内。第一支撑构件170的厚度(W2-W1)可以在0.5mm至3.0mm的范围内。第一支撑构件170的最大直径(第一凸缘部的直径，W3)可以在10mm至15mm的范围内。例如，第一支撑构件170的最大直径W3可以比第一轴承161的内径W2大至少2.0mm。

电机的高度H1可以在约20mm至30mm的范围内。第二支撑构件180的高度H3可以比第二轴承162的高度H4大至少2.0mm。

第一支撑构件170和第二支撑构件180可以具有相同的形状。如上所述，第一支撑构件170和第二支撑构件180沿相反方向插入到第一孔154中，并因此可以设置为基于台阶155彼此对称的形状。

可以在旋转轴140的另一端的外周面中形成狭缝141。因此，在将第二支撑构件180插入旋转轴140中之后，将固定销191装配到狭缝141中，由此可以将第二支撑构件180固定到旋转轴140。

盖部113可以具有形成在其内周面中用以收容第一支撑构件170的第一凸缘部172的第一凹槽118。因此，转子110、第一支撑构件170、第二支撑构件180和旋转轴140可以整体旋转。转子芯111可以在轴向方向上与壳体150分隔距离S1，用于转子的旋转。

第一凸缘部172可以包括配置为在轴向方向P1上突出的多个第一突起173。第一突起173可以耦接到第一凹槽118，以防止在旋转过程中转子110和第一支撑构件170滑脱。可以在第一凹槽118的底面中形成沿轴向方向形成的固定槽118a。当第一支撑构件170和第二支撑构件180使用相同的构件时，第二支撑构件180还可以包括具有相同形状的第二突起183。

参考图7，尽管一对第二突起183被示出为形成在第二凸缘部182的后表面上，但是本发明不必限于此。第二突起183之间的距离D4可以大于固定销191的宽度。因此，固定销191可以插入到第二突起183之间并耦接到旋转轴140。第一支撑构件的第一突起170可以具也有相同的形状。

参考图8，第二凸缘部182可以包括形成在其外侧表面中的缺口部182a。因此，可以防止滑脱而无需单独的突起。第一支撑构件可以也具有与第二支撑构件相同的形状。

图9和图10是示出支撑构件的厚度根据旋转轴的厚度而变化的状态的图。

参照图9和图10，在该实施例中，可以根据旋转轴140的直径W1调节第一支撑构件170和第二支撑构件180的直径W2。

如图9所示，当使用具有相对较小直径的旋转轴140时，第一支撑构件170和第二支撑构件180的厚度(W2-W1)可以相对较大。

此外，如图10所示，当使用具有相对较大的厚度的旋转轴140时，第一支撑构件170和第二支撑构件180的厚度(W2-W1)可以相对较大。因此，由于即使当旋转轴140的直径改变时支撑构件的外径W2也一样，因此可以完整地使用以往的轴承。

此外，即使需要在保持旋转轴140的直径的同时改变轴承的内径时，也可以改变第一支撑构件170和第二支撑构件180的厚度。因此，可以通过调节支撑构件的厚度来确保旋转轴140的直径和轴承的内径的设计上的自由度。

根据实施例，当用于第一支撑构件170和第二支撑构件180的材料比用于旋转轴140的材料相对较轻时，旋转轴140可以保持与以往情况相同的耦合力的同时制造得较薄。因此，可以减小电机10的重量。此外，可以使第一支撑构件170和第二支撑构件180与旋转轴140接触，以防止由于外部环境引起的腐蚀。

例如，第一支撑构件170和第二支撑构件180可以由铝制成，但是本发明不限于此。

虽然已经参考附图描述了本发明构思的实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明构思的范围且不改变其基本特征的情况下，可以进行各种修改。

Claims (10)

1.一种无人机电机，包括：

旋转轴；

定子，所述定子包括供所述旋转轴插入的孔；以及

转子，所述转子设置在所述定子外侧，

其中，在所述旋转轴和所述定子之间设置有支撑构件，

在所述支撑构件和所述定子之间设置有轴承，并且

所述支撑构件包括配置成围绕所述旋转轴的主体部以及耦接到所述转子的凸缘部。

2.根据权利要求1所述的无人机电机，其中：

所述轴承包括设置在所述旋转轴和所述定子之间的第一轴承、以及设置在所述旋转轴和所述定子之间的第二轴承；并且

所述支撑构件包括第一支撑构件和第二支撑构件，所述第一支撑构件包括设置在所述旋转轴和所述第一轴承之间的第一主体部以及耦接到所述转子的第一凸缘部，所述第二支撑构件包括设置在所述旋转轴和所述第二轴承之间的第二主体部、以及第二凸缘部。

3.根据权利要求1所述的无人机电机，还包括壳体，所述定子被收容在所述壳体中，其中，所述壳体包括底部和突出部，所述突出部从所述底部沿轴向突出，并且所述定子插入到所述突出部中。

4.根据权利要求3所述的无人机电机，其中：

所述突出部包括沿其轴向形成的第一孔；

所述旋转轴穿过所述第一孔；并且

所述第一轴承和所述第二轴承设置在所述第一孔中。

5.根据权利要求4所述的无人机电机，其中，所述第一孔包括台阶，通过所述台阶，所述第一轴承在轴向方向上与所述第二轴承间隔开。

6.根据权利要求6所述的无人机电机，其中：

所述第一支撑构件插入到所述第一孔的一侧中以将所述第一轴承固定在所述第一孔中；并且

所述第二支撑构件插入到所述第一孔的另一侧中以将所述第二轴承固定在所述第一孔中。

7.根据权利要求2所述的无人机电机，其中：

所述第一凸缘部的直径大于所述第一轴承的内径并且小于所述第一轴承的外径；并且

所述第二凸缘部的直径大于所述第二轴承的内径并且小于所述第二轴承的外径。

8.根据权利要求2所述的无人机电机，其中：

所述转子包括面向所述定子的外周面的转子芯、设置在所述转子芯的内表面上的多个磁体、以及配置成覆盖所述转子芯的盖部；并且

所述盖部包括多个叶片和设置在所述多个叶片之间的孔。

9.根据权利要求8所述的无人机电机，其中：

所述盖部包括第一凹槽，所述第一凸缘部被收容在所述第一凹槽中；并且

所述第一凸缘部包括至少一个第一突起，所述第一突起配置成朝向所述盖部突出并且所述第一突起插入到所述第一凹槽的底面中。

10.一种无人机，包括：

主体；

多个电机，所述多个电机连接到所述主体；以及

叶片部，所述叶片部耦接到所述多个电机，

其中，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括供所述旋转轴插入的孔；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧，

在所述旋转轴和所述定子之间设置有支撑构件，

在所述支撑构件和所述定子之间设置有轴承，并且

所述支撑构件包括配置成围绕所述旋转轴的主体部和耦接到所述转子的凸缘部。