CN109436324A - 一种无人机与其配置的电机 - Google Patents

Abstract

一种无人机与其配置的电机，所述下叶轮（9）与下电机装配，下叶轮（9）为离心叶轮，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。所述上壳（1）与下壳（3）分别固定在电机的定子轴（11）上，上下壳（1）（3）对扣并形成飞碟壳，压盘（12）与下壳（3）相固定，方向盘（2）设有中心孔装配在压盘（12）与下壳（3）之间，上壳（1）与方向盘（2）合组形成离心叶轮工作间并把上下叶轮（6）（9）包裹起来。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，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。

Description

一种无人机与其配置的电机

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

由于旋翼无人机的普及，无人机伤人事件屡有发生，究其原因由于螺旋桨裸露在外，旋转起来快如飞刀，极不安全，根本就不适合穿梭于行人之间用于终端快递。解决旋翼无人机安全问题的唯一办法就是在螺旋桨上加装防护罩或涵道圈，但旋翼无人机加装防护罩或涵道圈后会降低功效，对续航时间影响很大，还有由于螺旋桨裸露在外噪音也很大，螺旋桨的伸展造成无人机的体积大等缺点。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术的不足，提供一种能利用自身发电来延长续航时间的、利用隔音方式来减少噪音的、利用离心叶轮代替螺旋桨作为飞行动力实现安全的、利用无叶风扇出风技术来减小体积的、优越于加装防护罩或涵道圈的旋翼机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，电机设有一个定子上下两个转子，所述在定子上设有上下两套定子线圈，既形成上下两个电机，所述上电机为发电电机下电机为驱动电机。在电机的定子中心设有定子轴，定子轴与定子紧密固定，所述定子轴为中空，两套定子线圈的电源线从定子轴内穿出。在转子上设有轴承座，在定子上设有凹槽，装配时转子的轴承座沉入定子的凹槽内，轴承套进中心轴装配在轴承座中并有压盖盖住。所述轴承的内圈一边与定子接触，一边由卡在定子轴上的卡簧档柱；轴承的外圈一边与转子的轴承座接触，一边由压盖盖住。

所述无人机利用下叶轮作为飞行动力，下叶轮与下电机装配，下叶轮为离心叶轮。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。

所述上壳与下壳分别固定在电机的定子轴上，上下壳对扣并形成飞碟壳，压盘与下壳相固定，方向盘设有中心孔装配在压盘与下壳之间，上壳与方向盘合组形成离心叶轮工作间并把上下叶轮包裹起来。

舵机固定在下壳上，舵机的通过连杆与方向盘的固定柱活络连接，方向盘在舵机的控制下能万向平移，为便于舵机控制方向盘平移所述在下壳的边缘设有凸点或滚珠。

本发明的舵机通过连杆与方向盘的连接方式就是采用连杆与球头的活络连接技术，其操控原理类似无人直升机的舵机操控倾斜盘；类似于汽车的方向机与转向轮的连接，类似于直升机的操控杆与倾斜盘的连接；类似于直升机的倾斜盘与螺旋桨的连接。也就是在连杆的头端装配有球头、球窝，连杆上设有正反调节丝，连杆用调节丝与球头、球窝连接。在舵机的摆臂头端设有球头或球窝，在方向盘的固定柱上设有球头或球窝，所述球头卡在球窝中并能活络转动。本发明中的连杆的一端通过球头关节与舵机摆臂活络连接，另一端也通过球头关节与方向盘上的固定柱活络连接，方向盘在舵机摆臂的操控摆动下平移。

在下壳上还装配有PCBA、电控、电调、电源等硬件，复合电机的电源线通过空心的定子轴与PCBA或电池等连接。所述在上壳上还附有薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池发的电补充给电池。

因为离心叶轮是轴向进风径向出风的风叶，为了使本发明无人机轴向进风轴向出风，所以上壳的形状设为弧面设计，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。

无人机的进风口设置在上壳的中心部位，上叶轮的装配位置处在进风口处。无人机的出风口就是上壳与方向盘对扣后其边缘形成的圆缝，类似于无叶风扇的出风口，以此出风技术来解决因螺旋桨的伸展给无人机带来体积大的问题。

所述下叶轮由下电机驱动旋转，由于下叶轮为离心叶轮，离心叶轮具有风压大的特性，下叶轮旋转所产生的风压及吸力气流带动上叶轮旋转，上叶轮的旋能带动上电机发电，上电机发的电补充给电池或直接输送给下电机，以此延长续航。所述上电机的充电原理与线路与汽车发电机发电充电类似。所述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。

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。

由于本发明无人机类似于双桨共轴无人机，其布控电路与双桨共轴无人机相似。

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，7、由于离心叶轮自身重，高速旋转时具有飞轮效应，即使本发明无人机在飞行中瞬间断电也不会垂直快速降落，而是在下叶轮逐渐减速的情况下缓缓降落，有效减轻砸伤人与物。

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9是本发明无人机的舵机与方向盘的连接方式的部分分解结构示意图。

图10图11图12是本发明无人机的舵机操控方向盘平移的简化示意图。

图13是本发明无人机复合电机的立体示意图。

图14是本发明无人机复合电机的剖面结构示意图。

图15是本发明无人机复合电机的立体结构分解示意图。

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），摆臂（19），球头（20），球窝（21），固定柱（22），卡簧（23），轴承（24），压盖（25），轴承座（26），凹槽（27），上线圈（28），下线圈（29）。

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，电机设有一个定子上下两个转子，所述在定子上设有上下两套定子线圈，既形成上下两个电机，所述上电机为发电电机下电机为驱动电机。在电机的定子中心设有定子轴（11），定子轴（11）与定子紧密固定，所述定子轴（11）为中空，两套定子线圈的电源线从定子轴（11）内穿出。在转子上设有轴承座（26），在定子上设有凹槽（27），装配时转子的轴承座（26）沉入定子的凹槽（27）内，轴承（24）套进中心轴装配在轴承座（26）中并有压盖（25）盖住。所述轴承（24）的内圈一边与定子接触，一边由卡在定子轴（11）上的卡簧（23）档柱；轴承（24）的外圈一边与转子的轴承座（26）接触，一边由压盖（25）盖住。

所述无人机利用下叶轮（9）作为飞行动力，下叶轮（9）与下电机装配，下叶轮（9）为离心叶轮。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。

所述上壳（1）与下壳（3）分别固定在电机的定子轴（11）上，上下壳（1）（3）对扣并形成飞碟壳，压盘（12）与下壳（3）相固定，方向盘（2）设有中心孔装配在压盘（12）与下壳（3）之间，上壳（1）与方向盘（2）合组形成离心叶轮工作间并把上下叶轮（6）（9）包裹起来。

舵机（10）固定在下壳（3）上，舵机（10）的通过连杆（13）与方向盘（2）的固定柱（22）活络连接，方向盘（2）在舵机（10）的控制下能万向平移，为便于舵机（10）控制方向盘（2）平移所述在下壳（3）的边缘设有凸点或滚珠（16）。

本发明的舵机（10）通过连杆（13）与方向盘（2）的连接方式就是采用连杆（13）与球头（20）的活络连接技术，其操控原理类似无人直升机的舵机（10）操控倾斜盘；类似于汽车的方向机与转向轮的连接，类似于直升机的操控杆与倾斜盘的连接；类似于直升机的倾斜盘与螺旋桨的连接。也就是在连杆（13）的头端装配有球头（20）、球窝（21），连杆（13）上设有正反调节丝，连杆（13）用调节丝与球头（20）、球窝（21）连接。在舵机（10）的摆臂（19）头端设有球头（20）或球窝（21），在方向盘（2）的固定柱（22）上设有球头（20）或球窝（21），所述球头（20）卡在球窝（21）中并能活络转动。本发明中的连杆（13）的一端通过球头（20）关节与舵机（10）摆臂（19）活络连接，另一端也通过球头（20）关节与方向盘（2）上的固定柱（22）活络连接，方向盘（2）在舵机（10）摆臂（19）的操控摆动下平移。所述舵机（10）操控方向盘（2）的原理如图10图11图12，当上面的两个舵机（10）拉动方向盘（2）下面的一个舵机（10）推动方向盘（2）时方向盘（2）朝12点方向平移，如图11。当上面的两个舵机（10）拉动方向盘（2）下面的一个舵机（10）推动方向盘（2）时，但上左的舵机（10）拉动行程比上右的舵机（10）小，方向盘（2）就朝1点方向平移，如图12。也就是说方向盘（2）根据三个舵机（10）的推拉行程不等来进行万向平移，在强调一遍它的原理类似无人直升机的舵机（10）操控倾斜盘。

在下壳（3）上还装配有PCBA（14）、电控、电调、电源等硬件，复合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。所述在上壳（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（5）。

因为离心叶轮是轴向进风径向出风的风叶，为了使本发明无人机轴向进风轴向出风，所以上壳（1）的形状设为弧面设计，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。

无人机的进风口（15）设置在上壳（1）的中心部位，上叶轮（6）的装配位置处在进风口（15）处。无人机的出风口（4）就是上壳（1）与方向盘（2）对扣后其边缘形成的圆缝，类似于无叶风扇的出风口（4），以此出风技术来解决因螺旋桨的伸展给无人机带来体积大的问题。

所述下叶轮（9）由下电机驱动旋转，由于下叶轮（9）为离心叶轮，离心叶轮具有风压大的特性，下叶轮（9）旋转所产生的风压及吸力气流带动上叶轮（6）旋转，上叶轮（6）的旋能带动上电机发电，上电机发的电补充给电池（5）或直接输送给下电机，以此延长续航。所述上电机的充电原理与线路与汽车发电机发电充电类似。所述上叶轮（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。

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。

由于本发明无人机类似于双桨共轴无人机，其布控电路与双桨共轴无人机相似。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于：所述电机为复合电机，电机设有一个定子上下两个转子，所述在定子上设有上下两套定子线圈，既形成上下两个电机；在电机的定子中心设有定子轴，定子轴与定子紧密固定，所述定子轴为中空，两套定子线圈的电源线从定子轴内穿出；在转子上设有轴承座，在定子上设有凹槽，装配时转子的轴承座沉入定子的凹槽内，轴承套进中心轴装配在轴承座中并有压盖盖住；所述轴承的内圈一边与定子接触，一边由卡在定子轴上的卡簧档柱；轴承的外圈一边与转子的轴承座接触，一边由压盖盖住。

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。

3.一种装配有权利要求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 ；

下叶轮与下电机装配，所述上叶轮与上电机装配；

所述上壳与下壳分别固定在电机的定子轴上，上下壳对扣并形成飞碟壳，压盘与下壳相固定，方向盘设有中心孔装配在压盘与下壳之间，舵机固定在下壳上，舵机的通过连杆与方向盘的固定柱活络连接，方向盘在舵机的控制下能万向平移；

在下壳上还装配有PCBA、电控、电调、电源等硬件，复合电机的电源线通过空心的定子轴与PCBA或电池等连接；

无人机的进风口设置在上壳的中心部位，上叶轮的装配位置处在进风口处；无人机的出风口就是上壳与方向盘对扣后其边缘形成的圆缝，类似于无叶风扇的出风口，以此出风技术来解决因螺旋桨的伸展给无人机带来体积大的问题；

所述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。

4.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：上壳与方向盘合组形成离心叶轮工作间并把上下叶轮包裹起来；

所述无人机利用下叶轮作为飞行动力，下叶轮为离心叶轮；上叶轮为离心叶轮、混流叶轮、涡扇或螺旋桨。

5.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：所述下叶轮由下电机驱动旋转，由于下叶轮为离心叶轮，离心叶轮具有风压大的特性，下叶轮旋转所产生的风压及吸力气流带动上叶轮旋转，上叶轮的旋能带动上电机发电，上电机发的电补充给电池或直接输送给下电机，以此延长续航。

6.根据权利要求3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，为了使本发明无人机轴向进风轴向出风，所以上壳的形状设为弧面设计，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。

7.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：为便于舵机控制方向盘平移所述在下壳的边缘设有凸点或滚珠。

8.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：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。

9.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：在连杆的头端装配有球头或球窝，连杆上设有正反调节丝，连杆用调节丝与球头、球窝连接；在舵机的摆臂头端设有球头或球窝，在方向盘的固定柱上设有球头或球窝，所述球头卡在球窝中并能活络转动，本发明中的连杆的一端通过球头关节与舵机摆臂活络连接，另一端也通过球头关节与方向盘上的固定柱活络连接，方向盘在舵机摆臂的操控摆动下平移。

10.根据权利要求3所述的一种无人机，其特征在于：所述在上壳上还附有薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池发的电补充给电池。