CN109892030B - 无人机及散热结构 - Google Patents

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Abstract

一种无人机及散热结构，散热结构包括壳体(10)，包括第一进风口(101)和第一出风口(102)；合金散热器(20)，包括并行设置的多个散热鳍片(290)，相邻两个散热鳍片(290)之间形成有散热风道(200)，其包括第二进风口(201)和第二出风口(202)，第二出风口(202)与第一出风口(102)连通；散热风扇(30)，包括第三进风口(301)和第三出风口(302)；第三进风口(301)与第一进风口(101)连通，第三出风口(302)与第二进风口(201)连通。合金散热器(20)将发热装置(90)上的热量以热传导的方式，通过散热风扇(30)吹出的气流强制对流换热，达到对发热装置(90)进行散热的作用。

Description

无人机及散热结构
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种具有无人机及散热结构。
背景技术
一般的无人机会设置有散热结构，以对该无人机内的芯片、主板或其他发热部件进行散热，进而保证无人机能够正常运转。一般情况下，小型无人机采用轴流风扇与热管钎焊散热模组的方式散热，对于尺寸紧凑的小型无人机而言，系统阻抗较高，而轴流风扇由于风压较低，克服系统阻抗能力不足，导致散热效率较低，同时热管钎焊散热器由于使用了热管而重量较高，削弱了无人机的续航能力。
由于无人机的重量直接决定了电池的续航能力，重量越轻续航时间越长，一方面散热系统需要使用高散热性能的金属材料，势必会增加飞机的重量；另一方面由于小型无人机电池的续航能力有限，散热系统重量的增加继续缩短电池的续航时间。二者的矛盾成为困扰无人机散热设计的难题，急需解决。
发明内容
本发明提供一种无人机及散热结构。
根据本发明的第一方面，提供一种散热结构，用以对发热装置行散热，包括：
用于收容所述发热装置的壳体，所述壳体上设有第一进风口和第一出风口；
合金散热器，装设于所述壳体内；所述合金散热器包括并行设置的多个散热鳍片，相邻两个所述散热鳍片之间形成有散热风道，所述散热风道包括第二进风口和第二出风口，所述第二出风口与所述第一出风口连通设置；
用于向所述壳体内提供散热气流的散热风扇，装设于所述壳体内，所述散热风扇包括第三进风口和第三出风口；所述第三进风口与所述第一进风口连通设置，所述第三出风口与所述第二进风口连通设置。
进一步地，所述散热风道包括第一风道和第二风道；
所述散热鳍片包括第一鳍片部和第二鳍片部，所述第一鳍片部和所述第二鳍片部呈倾斜设置，相邻两个所述散热鳍片的第一鳍片部之间形成所述第一风道，相邻两个所述散热鳍片的第二鳍片部之间形成所述第二风道。
进一步地，所述散热风道还包括位于所述第一风道和所述第二风道之间的第三风道；
所述散热鳍片还包括连接于所述第一鳍片部和所述第二鳍片部之间的弧形过渡部，相邻两个所述散热鳍片的弧形过渡部之间形成所述第三风道。
进一步地，所述壳体上设有两组出风口组，所述出风口组包括至少一个所述第一出风口，所述两组出风口组分别设置于所述壳体的相对两侧；所述多个散热鳍片包括两个散热鳍片组，所述两个散热鳍片组的散热风道相对所述壳体呈对称设置。
进一步地，所述散热风扇包括第一外壳部和包覆于所述第一外壳部的第二外壳部，所述第一外壳部为合金壳体，所述第二外壳部为塑料壳体。
进一步地，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩设置于所述发热装置和所述合金散热器之间。
进一步地，所述屏蔽罩与所述发热装置之间以及所述屏蔽罩与所述合金散热器之间均设有导热凝胶。
进一步地，所述散热风扇与所述壳体之间以及所述合金散热器与所述壳体之间均设有挡风泡棉。
根据本发明的第二方面，提供一种无人机，包括相机组件、发热装置以及如上所述的散热结构，所述相机组件装设于所述壳体的前部。
进一步地，所述第一进风口与所述相机组件位于所述壳体的同一侧，并设置于所述壳体的底部。
本发明的散热结构，合金散热器将发热装置上的热量以热传导的方式，通过散热风扇吹出的气流强制对流换热，达到对发热装置进行散热的作用。散热风扇可以提供强劲的风量和风压。另外，合金散热器重量轻，能够在兼顾散热效率的同时减轻散热结构的重量，在达到散热性能的同时，解决散热结构带来的增加无人机重量的难题，最大限度的在散热性能和无人机减重两方面做到平衡，用最小重量提供最强的散热性能，最大限度的节省了散热空间。
本发明的无人机，散热结构的合金散热器将发热装置上的热量以热传导的方式，通过散热风扇吹出的气流强制对流换热，达到对发热装置进行散热的作用。散热风扇的进、出风口的设置方式可以提供强劲的风量和风压。另外，合金散热器重量轻，能够在兼顾散热效率的同时减轻散热结构的重量，在达到散热性能的同时，解决散热结构带来的增加无人机重量的难题，最大限度的在散热性能和无人机减重两方面做到平衡，用最小重量提供最强的散热性能，最大限度的节省了散热空间。
附图说明
图1是本发明实施例示出的一种无人机的爆炸图。
图2是本发明实施例示出的一种无人机去除第一壳体后的结构示意图。
图3是本发明实施例示出的一种无人机的合金散热器与散热风扇的放大示意图。
图4是本发明实施例示出的一种无人机的合金散热器的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
下面结合附图，对本发明的无人机及散热结构进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1至图4所示，是本发明实施例示出的一种无人机的结构示意图。其中，所述无人机1包括发热装置90，本发明实施例提供一种散热结构，所述散热结构设置于所述无人机1内，用于对发热装置90行散热。所述散热结构包括：
用于收容所述发热装置90的壳体10，所述壳体10上设有第一进风口101和第一出风口102。
合金散热器20，装设于所述壳体10内。所述合金散热器20包括并行设置的多个散热鳍片290，相邻两个所述散热鳍片290之间形成有散热风道200，所述散热风道200包括第二进风口201和第二出风口202，所述第二出风口202与所述第一出风口102连通设置。
用于向所述壳体10内提供散热气流的散热风扇30，装设于所述壳体10内，所述散热风扇30包括第三进风口301和第三出风口302。所述第三进风口301与所述第一进风口101连通设置，所述第三出风口302与所述第二进风口201连通设置。
由上述实施例可知，本发明的散热结构，合金散热器20将发热装置90上的热量以热传导的方式，通过散热风扇30吹出的散热气流强制对流换热，达到对发热装置90进行散热的作用。散热风扇30可以提供强劲的风量和风压。另外，合金散热器20重量轻，能够在兼顾散热效率的同时减轻散热结构的重量，在达到散热性能的同时，解决散热结构带来的增加无人机重量的难题，最大限度的在散热性能和无人机减重两方面做到平衡，用最小重量提供最强的散热性能，最大限度的节省了散热空间。
配合参见图4所示，在一实施方式中，所述散热风道200包括第一风道210、第二风道220以及位于所述第一风道210和所述第二风道220之间的第三风道230。所述散热鳍片290包括第一鳍片部291、第二鳍片部292以及连接于所述第一鳍片部291和所述第二鳍片部292之间的弧形过渡部293，所述第一鳍片部291和所述第二鳍片部292之间通过弧形过渡部293呈倾斜设置。相邻两个所述散热鳍片290的第一鳍片部291之间形成所述第一风道210，相邻两个所述散热鳍片290的第二鳍片部292之间形成所述第二风道220。相邻两个所述散热鳍片290的弧形过渡部293之间形成所述第三风道230。可选地，所述第一鳍片部291和所述第二鳍片部292之间的倾斜角度为90°至120°，优选为90°。通过这样的设置方式，增大了散热气流与散热鳍片290的接触面积，能达到更好的对流换热效果，可以提高散热效率，进而对发热装置90起到更好的散热效果。
配合参见图1和图3所示，在一实施方式中，所述壳体10上设有两组出风口组，每组出风口组包括至少一个所述第一出风口102，两组出风口组分别设置于所述壳体10的相对两侧。所述多个散热鳍片290包括两个散热鳍片组，所述两个散热鳍片组的散热风道200相对所述壳体10呈对称设置，使两个散热鳍片组的散热风道200的第二出风口202分别对应两组出风口组的第一出风口102。在图1所示的实施例中，每组出风口组包括两个第一出风口102。通过这样的设置方式，可以使散热气流在壳体内均匀的流动，并且最终通过两个散热鳍片组的散热风道200从壳体10的两侧同时排出，更均匀地对发热装置90进行散热，进一步提高了散热效率。
在一实施方式中，所述散热风扇30包括第一外壳部和包覆于所述第一外壳部的第二外壳部，所述第一外壳部为合金壳体，所述第二外壳部为塑料壳体，使散热风扇30在兼顾结构强度的同时也能减轻散热结构的重量。可选地，所述第一外壳部为铜合金壳体，可帮助发热装置90有效热扩散。
在一实施方式中，合金散热器20为镁合金散热器，即散热鳍片290采用镁合金材料，可以进一步减轻合金散热器20的重量。散热风扇30为薄型离心风扇，即所述散热风扇30的第三进风口301的开口方向可以与所述散热风扇30的轴向(如图3中Y方向所示)平行设置，所述散热风扇30的第三出风口302的开口方向(如图3中X方向所示)与所述散热风扇30的轴向(如图3中Y方向所示)垂直设置，可以提供强劲的风量和风压，可以帮助发热装置90更有效进行热扩散。
在本实施例中，散热风扇30通过壳体10上设置的与第三进风口301连通的第一进风口101吸入冷空气，然后从第三出风口302吹出散热气流，再通过合金散热器20的散热风道200的第二进风口201进入合金散热器20的散热风道200，合金散热器20将发热装置90上的热量以热传导的方式，通过散热风扇30吹出的散热气流强制对流换热，达到对发热装置90进行散热的作用。散热气流再从壳体10上设置的与合金散热器20的散热风道200的第二出风口202连通的第一出风口102从壳体10的两侧排出壳体10，形成完整的散热系统。散热风扇30采用薄型离心风扇可以提供强劲的风量和风压。合金散热器20采用镁合金散热器可以进一步减轻散热结构的重量，能够在兼顾散热效率的同时减轻散热结构的重量，在达到散热性能的同时，解决散热结构带来的增加无人机重量的难题，最大限度的在散热性能和无人机减重两方面做到平衡，用最小重量提供最强的散热性能，最大限度的节省了散热空间。
在一实施方式中，所述发热装置90和所述合金散热器20之间还设有屏蔽罩40。可选地，所述屏蔽罩40为铜合金屏蔽罩。进一步地，所述屏蔽罩40与所述发热装置90之间以及所述屏蔽罩40与所述合金散热器20之间均设有导热凝胶50。
屏蔽罩40采用高导热系数的合金铜强化热扩散，由于屏蔽罩40上无法钎焊复杂风道的鳍片，因此采用屏蔽罩40与合金散热器20相互独立的设置方式，屏蔽罩40在起到屏蔽作用的同时兼顾散热，合金散热器20的散热鳍片290则根据第一出风口102的设置位置形成对应的散热风道200，所述屏蔽罩40与所述发热装置90之间以及屏蔽罩40和合金散热器20之间均采用导热凝胶50填充空气间隙，同样可以对发热装置90起到散热的效果。
在一实施方式中，在所述散热风扇30与所述壳体10之间以及所述合金散热器20与所述壳体10之间均设有挡风泡棉。其中，可以在散热风扇30的第三出风口302正上方设置所述挡风泡棉，能够避免散热风扇30从其第三进风口301倒吸入热空气。在合金散热器20上方设置所述挡风泡棉能够避免散热气流泄露，确保从壳体10的第一进风口101吸入的冷空气经过散热风扇30后能够高效迅速的流经散热所需的关键位置，高效的带走发热装置90产生的热量，为小型无人机提供稳定可靠的运行环境。
配合参见图1和图2所示，本发明实施例提供的无人机1，包括相机组件60、旋翼组件70、发热装置90以及如上所述的散热结构，所述相机组件60装设于所述壳体10的前部。旋翼组件70装设于壳体10的四周。所述发热装置90可以包括电路板、电池模组130或是其他发热部件。
由上述实施例可知，本发明的无人机，散热结构的合金散热器20将发热装置90上的热量以热传导的方式，通过散热风扇30吹出的散热气流强制对流换热，达到对发热装置90进行散热的作用。散热风扇30的进、出风口的设置方式(即第三进风口301和第三出风口302的设置方式)可以提供强劲的风量和风压。另外，合金散热器20重量轻，能够在兼顾散热效率的同时减轻散热结构的重量，在达到散热性能的同时，解决散热结构带来的增加无人机重量的难题，最大限度的在散热性能和无人机减重两方面做到平衡，用最小重量提供最强的散热性能，最大限度的节省了散热空间。
在一实施方式中，所述第一进风口101与所述相机组件60位于所述壳体10的同一侧，并且所述第一进风口101设置于所述壳体10的底部。即所述散热结构采用从壳体10的前下方进气，再从壳体10的中部两侧出风的方式形成一个高效的散热通道，为无人机内部的发热装置90进行散热。同时，吸入的散热气流也能够帮助相机组件60散热，确保相机组件60稳定可靠工作。
在一实施方式中，所述壳体10包括第一壳体110和第二壳体120，所述第一壳体110和所述第二壳体120之间形成收容空间，所述合金散热器20、所述散热风扇30以及所述发热装置90均设置于所述收容空间内。可选地，所述第一壳体110和所述第二壳体120均为塑料壳体。其中，电池模组130可以设在所述第二壳体120的下方。
本发明的无人机1，通过内置薄型离心风扇和镁合金散热器组成的散热结构，采用从壳体10的前下方进气，再从壳体10的中部两侧出风的方式形成一个高效的散热通道，为无人机内部的发热装置90进行散热。由于合金散热器20的散热鳍片290不外露，整个无人机外部均被塑料外壳包裹，触碰无人机表面不会让使用者有烫手的触感，同时由于散热风扇30被无人机的壳体隔离，声学噪声也得到了有效隔离，噪声降低。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。

Claims (10)

1.一种无人飞行器的散热结构，用以对发热装置进行散热，其特征在于，包括：
用于收容所述发热装置的所述无人飞行器的壳体，所述壳体上设有第一进风口和第一出风口，所述第一进风口设置在所述壳体的前下部，所述第一出风口设置在所述壳体的中部两侧；
合金散热器，装设于所述壳体内；所述合金散热器包括并行设置的多个散热鳍片，相邻两个所述散热鳍片之间形成有散热风道，所述散热风道包括第二进风口和第二出风口，所述第二出风口与所述第一出风口连通设置；
用于向所述壳体内提供散热气流的散热风扇，装设于所述壳体内，所述散热风扇包括第三进风口和第三出风口；所述第三进风口与所述第一进风口连通设置，所述第三出风口与所述第二进风口连通设置。
2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于：
所述散热风道包括第一风道和第二风道；
所述散热鳍片包括第一鳍片部和第二鳍片部，所述第一鳍片部和所述第二鳍片部呈倾斜设置，相邻两个所述散热鳍片的第一鳍片部之间形成所述第一风道，相邻两个所述散热鳍片的第二鳍片部之间形成所述第二风道。
3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于：
所述散热风道还包括位于所述第一风道和所述第二风道之间的第三风道；
所述散热鳍片还包括连接于所述第一鳍片部和所述第二鳍片部之间的弧形过渡部，相邻两个所述散热鳍片的弧形过渡部之间形成所述第三风道。
4.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述壳体上设有两组出风口组，所述出风口组包括至少一个所述第一出风口，所述两组出风口组分别设置于所述壳体的相对两侧；所述多个散热鳍片包括两个散热鳍片组，所述两个散热鳍片组的散热风道相对所述壳体呈对称设置。
5.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热风扇包括第一外壳部和包覆于所述第一外壳部的第二外壳部，所述第一外壳部为合金壳体，所述第二外壳部为塑料壳体。
6.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩设置于所述发热装置和所述合金散热器之间。
7.根据权利要求6所述的散热结构，其特征在于，所述屏蔽罩与所述发热装置之间以及所述屏蔽罩与所述合金散热器之间均设有导热凝胶。
8.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热风扇与所述壳体之间以及所述合金散热器与所述壳体之间均设有挡风泡棉。
9.一种无人飞行器，其特征在于，包括相机组件、发热装置以及如权利要求1至8中任一项所述的散热结构，所述相机组件装设于所述壳体的前部。
10.根据权利要求9所述的无人飞行器，其特征在于，所述第一进风口与所述相机组件位于所述壳体的同一侧，并设置于所述壳体的底部。
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