CN109565196A - 用于无人机的电机及包括该电机的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于无人机的电机，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧，其中，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴耦接并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及多个磁体，所述多个磁体彼此间隔开地设置在所述本体部的内周面上，其中，所述本体部包括设置成彼此间隔开的多个槽部，从而具有通过减轻转子的重量来而减轻无人机重量的有益效果。

Description

用于无人机的电机及包括该电机的无人机

技术领域

实施例涉及一种用于无人机的电机及包括该电机的无人机。

背景技术

无人机是包括在其上安装有多个螺旋桨的无人机本体并且飞行的无人驾驶的飞行器。无人机本体包括驱动螺旋桨的电机。电机的转子由于定子和转子之间的电气相互作用而旋转使得电机驱动螺旋桨。这里，转子可以设置在定子的外侧。转子可以包括本体部和磁体。磁体可以附接到本体部的内周面。

另一方面，减重对于无人机很重要。具体地，由于无人机通过电池驱动，因此需要减小无人机的重量，并且无人机的电机的效率是重要的。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种用于无人机的电机及包括该电机的无人机，用于无人机的电机能够减轻无人机的重量的同时提高电机的性能。

实施例的方面不限于上述方面，并且本领域技术人员从以下描述中可以清楚地理解未陈述的其他方面。

技术方案

本发明的一个方面提供一种用于无人机的电机，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并且覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及多个磁体，所述多个磁体彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上。另外，所述本体部包括多个槽部，所述多个槽部彼此间隔开设置。

所述槽部可以在所述旋转轴的轴向上延伸。

所述槽部之间的最短距离可以大于或等于所述磁体之间的最短距离。

所述本体部的所述内周面可以在周向上包括第一表面和第二表面。这里，所述第一表面的内径可以大于所述第二表面的内径，并且所述槽部可以包括所述第一表面。

所述第一表面和所述第二表面可以在所述内周面的所述周向上交替地设置。

所述磁体可以与所述第一表面接触。

所述磁体的厚度可以小于或等于第一表面的内径和第二表面的内径之间的差。

所述磁体的厚度可以大于第一表面的内径和第二表面的内径之间的差。

第一表面的内径和第二表面的内径之间的差可以在所述磁体的厚度的9％至11％的范围内。

所述磁体可以与第二表面的一部分接触。

第一表面在周向上的长度可以是所述磁体在周向上的长度的93％至97％。

所述本体部的所述内周面可以包括第三表面。这里，所述第三表面可以将所述第一表面连接到所述第二表面，并且所述磁体可以与所述第三表面接触。

本发明的另一方面提供一种用于无人机的电机，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及磁体，所述磁体与所述本体部结合。所述本体部包括多个突出部，所述多个突出部彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，并且所述磁体设置在所述突出部之间。

所述突出部可以在所述旋转轴的轴向上延伸。

所述突出部在周向上的宽度可以大于或等于这些磁体之间的最短距离。

所述本体部的所述内周面可以包括第一表面、第二表面和第三表面。所述第一表面的内径可以大于所述第二表面的内径，所述第三表面可以将所述第一表面连接到所述第二表面。所述突出部可以包括第二表面和第三表面。

所述磁体可以与所述第一表面和所述第三表面接触。

所述磁体可以与所述第二表面的一部分接触。

本发明的另一方面提供一种用于无人机的电机，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及多个磁体，所述多个磁体彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上。这里，所述磁体包括槽部，所述槽部与所述本体部接触。

所述本体部的所述内周面可以包括第一表面、第二表面和第三表面。所述第一表面的内径可以大于所述第二表面的内径，所述第三表面可以将所述第一表面连接到所述第二表面。所述槽部可以与所述第二表面和所述第三表面接触。

本发明的另一方面提供一种无人机，所述无人机包括：无人机本体；电机，所述电机与所述无人机本体结合；以及螺旋桨，所述螺旋桨与所述电机结合并旋转。这里，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及多个磁体，所述多个磁体彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上。另外，所述本体部包括多个槽部，所述多个槽部彼此间隔开设置。

本发明的另一方面提供一种无人机，所述无人机包括：无人机本体；电机，所述电机与所述无人机本体结合；以及螺旋桨，所述螺旋桨与所述电机结合并旋转。这里，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及磁体，所述磁体与所述本体部结合。所述本体部包括多个突出部，所述多个突出部彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，所述磁体设置在所述突出部之间。

本发明的另一方面提供一种无人机，所述无人机包括：无人机本体；电机，所述电机与所述无人机本体结合；以及螺旋桨，所述螺旋桨与所述电机结合并旋转。这里，所述电机包括：旋转轴；定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及转子，所述转子设置在所述定子的外侧。这里，所述转子包括：盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及多个磁体，所述多个磁体彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上。这里，所述磁体包括槽部，所述槽部与所述本体部接触。

有益效果

根据实施例，通过在转子的本体部中形成槽部以减轻转子的重量，提供减轻无人机重量的有益效果。

根据实施例，本体部的与磁体之间的空间相对应的区域的厚度形成得大于槽部的厚度，以增加磁通量饱和的区域，从而提供减小磁体尺寸的同时提高电机性能的有益效果。

根据实施例，通过将磁体附接到设置在本体部的内周面上的槽部，提供去除用于使磁体对齐的附加的夹具的有益效果。

附图说明

图1是根据实施例的无人机的图；

图2是示出电机和螺旋桨的图；

图3是电机的分解图；

图4是示出转子的本体部和磁体的图；

图5是示出本体部的第一表面和第二表面的图；

图6是示出附接到本体部的磁体的图；

图7是示出磁体所被附接的本体部的图；

图8是示出本体部的槽部的变型例的图；

图9是示出本体部的槽部的另一变型例的图；

图10是示出磁通量饱和区域的图；

图11是示出不存在突出部的磁通量饱和状态的图；

图12是示出存在突出部的磁通量饱和状态的图。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。从与附图有关的如下详细描述和示例性实施例，将更清楚地理解本发明的目的、特别的优点和新特征。另外，说明书和权利要求中使用的术语不应限于一般含义或词典中的含义，而是应当基于发明人可以合适限定术语的概念以便以最好的方式描述发明的原则，将术语解释为与本发明的技术构思相一致的含义和概念。另外，将省略可能不必要地模糊本发明要点的关于已知相关技术的描述。

图1是根据实施例的无人机的图，图2是示出电机和螺旋桨的图。

参照图1和图2，根据实施例的无人机可以包括电机10、无人机本体20、螺旋桨30和控制器40。这里，无人机本体20可以包括主体21、着陆装置22以及螺旋桨支撑部23。

无人机本体20形成无人机的外部。无人机本体20包括多个这种螺旋桨支撑部23。多个螺旋桨支撑部23从主体21放射状地形成。电机10可以安装在螺旋桨支撑部23中的每一个上。螺旋桨30安装在这种电机10的每一个上。另外，可以还包括无线式控制器40，无线式控制器40控制电机10的驱动。

图3是电机的分解图。

参照图3，电机10可以包括旋转轴100、定子200、转子300以及壳体400。

旋转轴100设置成穿过定子200的中心。旋转轴100可以与定子芯220的孔210可旋转地结合。旋转轴100连接到螺旋桨30和盖部310并且将电机10的驱动力传递到螺旋桨30。

定子200引起与转子300的电气相互作用，并促使转子300旋转。定子200包括定子芯220，线圈可以缠绕在定子芯220上。

定子芯220可以包括环形轭，并且轭上可以设置向外突出的多个齿。线圈可以缠绕在每个齿上。齿可以沿轭的圆周以一定间隔设置。

定子芯220可以通过堆叠具有薄钢板形状的多个板而形成。另外，定子芯220可以被配置为由柱体形成的单个产品。另外，定子芯220可以通过将多个分开的芯相互结合或连接而形成。每个分开的芯也可以通过堆叠具有薄钢板形状的多个板而形成，或者被配置为由柱体形成的单个产品。

孔210可以形成在定子芯220的中心。旋转轴100穿过孔210。

转子300设置在定子200的外侧。转子300可以包括盖部310、本体部320和磁体330。

盖部310覆盖定子200的上部。本体部320覆盖定子200的侧部。盖部310和本体部320可以形成为包围定子200整体。这些部件是用于防止水或外来物质进入电机10的部件。供旋转轴100穿过的孔311可以形成在盖部310的中心。

本体部320包围定子200的侧部。本体部320形成为具有中空的管状。本体部320设置成使得其内周面面向定子芯220的齿。磁体330可以附接到本体部320的内周面。本体部320对应于形成磁体330的磁路的轭。

本体部320的上端可以与盖部310的上表面部结合。本体部320和盖部310可以通过将单独的材料双注塑成型(doubly injection-molding)而制造为一体形式，或者可以制造为单个产品。本体部320的下端可以与壳体400结合。

磁体330与本体部320的内周面结合。磁体330引起与缠绕在定子芯220上的线圈的电气相互作用。

另一方面，定子200位于由盖部310、本体部320和壳体400形成的内部空间中。

图4是示出转子的本体部和磁体的图。

参照图4，转子300的本体部320可以包括槽部320A和突出部320B。

磁体330安装在槽部320A上。多个这种槽部320A沿本体部320的内周面设置。槽部320A可以彼此间隔开的同时基于本体部320的中心C沿周向设置。

图5是示出本体部的第一表面和第二表面的图。

参照图4和图5，本体部320的内周面可以在周向上包括第一表面321和第二表面322。第一表面321的内径D1形成为大于第二表面322的内径D2。因此，第一表面321形成为与第二表面322相比相对凹陷。

第一表面321和第二表面322在周向上交替地设置。

这里，槽部320A包括第一表面321。磁体330附接到槽部320A。

多个这种突出部320B沿本体部320的内周面设置。突出部320B可以彼此间隔开的同时基于本体部320的中心C沿周向设置。槽部320A设置在突出部320B之间，磁体330附接到槽部320A。这里，突出部320B可以引导磁体330进行附接。因此，不需要用于将磁体330引导至附接位置的附加夹具。其结果，具有减少制造工艺和成本的优点。

图6是示出磁体附接到本体部的图。

参照图5和图6，磁体330可以附接到槽部320A。磁体330与第一表面321接触。

这里，磁体330的厚度可以大于第一表面321的内径D1和第二表面322的内径D2之间的差(参照图5中的S)。因此，磁体330朝向第二表面322的内侧突出。第一表面321的内径D1和第二表面322的内径D2之间的差(参照图5中的S)可以在磁体330的厚度t的9％至11％的范围内。

本体部320的内表面可以包括第三表面323。第三表面323是将第一表面321和第二表面322彼此连接的部分，由此在第一表面321和第二表面322之间形成台阶。

另一方面，磁体330可以包括槽部330A。槽部330A可以附接到本体部320的第二表面322和第三表面323。第一表面321在周向上的长度L1可以是磁体330在周向上的长度L2的93％至97％。磁体330的两个侧端部基于周向背离第一表面321，磁体330的两个侧端部与第二表面322接触。

图7是示出磁体被附接的本体部的图。

参照图6和图7，磁体330附接到槽部320A。这里，磁体330从第二表面322突出。另外，由于磁体330在周向上的长度L2大于第一表面321在周向上的长度L1，因此磁体330的一部分可以安装在第二表面322上。换言之，相邻的槽部330A之间的最短距离d1可以大于安装在相邻的槽部330A上的磁体330之间的最短距离d2。

图8是示出本体部的槽部的变型例的图。

参照图8，磁体330可以仅附接到第一表面321和第三表面323。换言之，相邻的槽部330A之间的最短距离d1可以等于安装在相邻的槽部330A上的磁体330之间的最短距离d2。

图9是示出本体部的槽部的另一个变型例的图。

参照图9，磁体330可以仅附接到第一表面321和第三表面323。另外，磁体330可以完全地插入到槽部320A中，而不从第二表面322突出。

图10是示出磁通量饱和的区域的图。

参照图4和图10，槽部320A凹陷地形成在本体部320的内周面上。因此，可以在槽部320A所在的区域中减小本体部320的厚度。当本体部320的厚度减小时，可以减轻无人机的重量。

另一方面，突出部320B可以设置在相邻的磁体330之间。图10中的区域A是磁体330的磁通量穿过本体部320同时磁体330的磁通量饱和的区域。突出部320B形成在图10中的区域A中，使得磁通量的饱和区域扩大。因此，由于突出部320B增强了磁通量的流动，因此可以减小磁体330的尺寸的同时确保电机的预期性能。

当磁体330的尺寸减小时，可以进一步减小无人机的重量。

[表1]

分类	示例1	示例2	示例3
				ke	0.0688	0.0699	0.067

示例1对应于如下的电机，该电机包括具有一般尺寸的磁体的转子，转子的本体部320中不具有槽部320A和突出部320B。

示例2对应于如图7中所示的电机，在该电机中，槽部320A和突出部320B被包括在本体部320中，并且该电机包括转子，包括槽部330A并且从本体部320的内周面突出的磁体330附接到该转子。这里，磁体330小于示例1中的磁体。

示例3对应于如图9中所示的电机，在该电机中，槽部320A和突出部320B被包括在本体部320中，并且，该电机包括转子，磁体330完全插入到槽部320A中的同时附接到转子。这里，磁体330小于示例1中的磁体。

在表1中，ke是反电动势的常数，并且是与单位电流产生的转矩成比例的值。

如表1中所示，示例1、示例2和示例3中转矩测量的结果，可以看出，虽然示例2和示例3中的磁体的尺寸小于示例1中的磁体的尺寸，但是示例1、示例2和示例3中所测量到的转矩之中没有显著的差异。

因此，可以看出，通过确保穿过突出部320B的饱和区域，可以减小磁体330的尺寸但不降低电机性能。

图11是示出不存在突出部的磁通量饱和状态的图，图12是示出存在突出部的磁通量饱和状态的图。

参照图11和图12，图11中的区域B是示例1中的磁通量饱和区域。如图11所示，图11中的区域B以猩红色示出，可以看出，磁通量的饱和水平很高。

另一方面，图12中的区域C是示例2中的磁通量饱和区域。如图12所示，由于图12中的区域C以浅红色示出，因此，可以看出磁通量饱和被释放(release)。

如上所述，参照附图已详细描述根据本发明的一个示例性实施例的用于无人机的电机以及包括该电机的无人机。

以上描述仅用于示例性描述本发明的技术构思，并且本发明所属领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的基本特征的情况下对以上描述进行各种修改、变化和替代。于是，这里公开的实施例和附图不是为了限制而是仅为了说明本发明的技术构思，而且本发明的范围不应被以上描述和附图所限制。本发明的范围应由权利要求进行解释，并且在本发明的范围的等效范围内的所有技术构思应被理解为包含在本发明的范围内。

<附图标记的说明>

10：电机，20：无人机本体，30：螺旋桨，40：控制器，100：旋转轴，200：定子，300：转子，310：盖部，320：本体部，320A：槽部，320B：突出部，321：第一表面，322：第二表面，323：第三表面，330：磁体，330A：槽部。

Claims (10)

1.一种用于无人机的电机，所述电机包括：

旋转轴；

定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及

转子，所述转子设置在所述定子的外侧，

其中，所述转子包括：

盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；

本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及

多个磁体，所述多个磁体在彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，并且

其中，所述本体部包括多个槽部，所述多个槽部彼此间隔开设置。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述槽部在所述旋转轴的轴向上延伸。

3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述槽部之间的最短距离大于或等于所述磁体之间的最短距离。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述本体部的所述内周面在周向上包括第一表面和第二表面，

其中，所述第一表面的内径大于所述第二表面的内径，并且

所述槽部包括所述第一表面。

5.根据权利要求4所述的电机，其中，所述第一表面和所述第二表面在所述内周面的所述周向上交替地设置。

6.根据权利要求5所述的电机，其中，所述磁体与所述第一表面接触。

7.根据权利要求4所述的电机，其中，

所述本体部的所述内周面包括第三表面，

其中，所述第三表面将所述第一表面连接到所述第二表面，并且

其中，所述磁体与所述第三表面接触。

8.一种用于无人机的电机，所述电机包括：

旋转轴；

定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及

转子，所述转子设置在所述定子的外侧，

其中，所述转子包括：

盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；

本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及

磁体，所述磁体与所述本体部结合，

其中，所述本体部包括多个突出部，所述多个突出部在彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，并且

其中，所述磁体设置在所述突出部之间。

9.一种用于无人机的电机，所述电机包括：

旋转轴；

定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及

转子，所述转子设置在所述定子的外侧，

其中，所述转子包括：

盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；

本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及

多个磁体，所述多个磁体在彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，

其中，所述磁体包括槽部，所述槽部与所述本体部接触。

10.一种无人机，包括：

无人机本体；

电机，所述电机与所述无人机本体结合；以及

螺旋桨，所述螺旋桨与所述电机结合并旋转，

其中，所述电机包括：

旋转轴；

定子，所述定子包括孔，所述旋转轴设置在所述孔中；以及

转子，所述转子设置在所述定子的外侧，

其中，所述转子包括：

盖部，所述盖部与所述旋转轴结合并覆盖所述定子的上部；

本体部，所述本体部覆盖所述定子的侧部；以及

多个磁体，所述多个磁体在彼此间隔开的同时设置在所述本体部的内周面上，并且

其中，所述本体部包括多个槽部，所述多个槽部彼此间隔开设置。