CN110337595A - 雷达的供电机构和无人机 - Google Patents

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Abstract

一种供电机构(100)，包括电动装置(10)、发电装置(20)和输出导线(30)。电动装置(10)包括电动定子(11)和相对于电动定子(11)可转动的电动转子(12)。发电装置(20)包括发电定子(21)和发电转子(22)，发电转子(22)相对于发电定子(21)可转动，发电转子(22)与电动转子(12)固定连接，使得电动转子(12)带动发电转子(22)一起转动。发电转子(22)设有用于承载雷达天线装置(200)的承载部(40)。这种供电机构，电动转子转动时带动发电转子和与其电连接的输出导线一并转动，以使发电转子相对于发电定子做切割磁场线转动而产生感应电能，并通过输出导线输送给雷达天线装置。

Description

雷达的供电机构和无人机
技术领域
本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种雷达的供电机构和无人机。
背景技术
在相关技术中，一般通过电滑环连接相对转动的两个转动部件，以为其中一个转动部件提供电能。然而，电滑环转动时容易磨损，从而造成电滑环电接触不良的问题，无法持续为转动部件提供电能。
发明内容
本发明提供一种雷达的供电机构和无人机。
本发明实施方式的雷达的供电机构包括：
电动装置，所述电动装置包括电动定子和相对于所述电动定子可转动的电动转子；
发电装置，所述发电装置包括发电定子和发电转子，所述发电转子相对于所述发电转子可转动，所述发电转子与所述电动转子固定连接，使得所述电动转子带动所述发电转子一起转动；所述发电转子设有用于承载雷达天线装置的承载部；
输出导线，所述输出导线与所述发电转子电连接，用于输出电能给所述雷达天线装置；
其中，所述电动转子转动时带动所述发电转子和所述输出导线一并转动，以使所述发电转子相对于所述发电定子做切割磁场线转动而产生感应电能，并通过所述输出导线输送给所述雷达天线装置。
本发明实施方式的无人机包括以上所述供电机构、电源和雷达天线装置。电源用于向所述电动装置供电。所述雷达天线装置与所述输出导线连接。
本发明实施方式的供电机构和无人机中，由于发电转子做切割磁场线而产生电能，不仅可以防止输出导线产生线缠绕的问题，还可以防止发电转子磨损，在提高供电机构的寿命的同时可以为雷达天线装置持续地提供电能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的供电机构的剖面示意图；
图2是本发明实施方式的供电机构的内部结构示意图；
图3是本发明实施方式的供电机构的结构示意图；
图4是本发明实施方式的供电机构的另一个结构示意图；
图5是本发明实施方式的无人机的平面示意图。
主要元件符号说明：
供电机构100、电动装置10、电动定子11、电动线圈绕组111、电动转子12、电动外壳121、电动磁铁122、顶壁123、侧壁124、转轴125；
发电装置20、发电定子21、发电磁铁211、筒状壳体212、凸缘213、凸边214、第一通孔215、发电转子22、发电线圈绕组221；
输出导线30、输入导线31、承载部40、固定基座50、第二通孔51、基板52、固定部53；
雷达天线装置200、无人机300、电源310、机身320。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1及图2，本发明实施方式的供电机构100包括电动装置10、发电装置20和输出导线30。
电动装置10包括电动定子11和相对于电动定子11可转动的电动转子12。发电装置20包括发电定子21和发电转子22，发电转子22相对于发电转子22可转动，发电转子22与电动转子12固定连接，使得电动转子12带动发电转子22一起转动。发电转子22设有用于承载雷达天线装置200的承载部40。
输出导线30与发电转子22电连接，输出导线30用于输出电能给雷达天线装置200。
电动转子12转动时带动发电转子22和输出导线30一并转动，以使发电转子22相对于发电定子21做切割磁场线转动而产生感应电能，并通过输出导线30输送给雷达天线装置200。
本发明实施方式的供电机构100中，由于发电转子22做切割磁场线而产生电能，不仅可以防止输出导线30产生线缠绕的问题，还可以防止发电转子22磨损，在提高供电机构100寿命的同时可以为雷达天线装置200持续地提供电能。
具体地，电动装置10相当于一个电动机，电动定子11和电动转子12之间的结构可以为无电刷结构。或者说，电动装置10可以为无刷电动装置。当然，电动装置10也可以为有刷电动装置或空心杯电动装置。
电动装置10为将电能转换为机械能的装置。具体地，供电机构100还包括输入导线31，输入导线31用于为电动装置10输入电能，电动装置10接电后，电动装置10产生励磁电场，电场驱动电动转子12旋转，从而将电能转换为旋转的机械能。可以理解，电动机的工作原理为本领域技术人员熟知，因此，在此不再详细赘述。
发电装置20为将机械能转换为电能的装置，具体地，发电转子22转动后，发电转子22做切割磁场线运动，从而产生电能，电能从输出导线30输出以为雷达天线装置200供电。发电机的工作原理为本领域技术认为熟知，在此不再详细赘述。
发电装置20相当于一个发电机，因此，发电装置20可以为有刷发电装置、无刷发电装置或空心杯发电装置。
输出导线30例如为漆包线。输出导线30的数量例如为两根。输出导线30的横截面积大小可以根据实际需求具体设定。例如，需要输出的感应电能较大时，可以采用横截面积较大的输出导线30以提高电能的输送效率。
发电转子22与电动转子12例如可以通过焊接、过盈配合等方式固定在一起，从而实现发电转子22随着电动转子12一并转动。
雷达天线装置200是辐射和接收电磁波的设备，雷达天线装置200承载在承载部40上，使得雷达天线装置200可以随着发电转子22做360度旋转运动，从而可以全方位地辐射和接收信号。
可以理解，可以通过控制向电动装置10输送的电能大小从而实现控制发电转子22的转速，从而达到控制雷达天线装置200的转动速度的效果。例如，雷达天线装置200的转动速度可以为1r/s(转/秒)。
雷达天线装置200可以通过螺钉等紧固件固定在承载部40上。承载部40的结构与雷达天线装置200相适应。例如，承载部40开设有用于安装雷达天线装置200的螺纹孔。
在某些实施方式中，电动定子11设置在电动转子12内，发电转子22固定在电动转子12的端部并包括发电线圈绕组221，发电定子21围绕发电转子22设置并包括发电磁铁211。
如此，发电磁铁211形成有磁场，发电线圈绕组221转动时可以做切割磁场线运动，从而产生感应电能。
图1及图2的示例所示，发电转子22固定在电动转子12的上端。可以理解，在其他实施方式中，发电转子22可以固定在电动转子12的下端。
在图3的示例中，电动定子11a设置在电动转子12a内，发电转子22a围绕固定在电动转子12a上并包括发电线圈绕组(图未示)，发电定子21a围绕发电转子22a设置并包括发电磁铁211a。或者说，供电机构100a从其内部向外依次包括电动定子11a、电动转子12a、发电转子22a和发电定子21a。
在图4的示例中，电动转子12b设置在电动定子11b内，发电转子22b固定在电动转子12b内部并包括发电线圈绕组(图未示)，发电定子21b设置在发电转子22b内。或者说，供电机构100b从其内部向外依次包括发电定子21b、发电转子22b、电动转子12b和电动定子11b。
当然，发电定子21、发电转子22、电动转子12和电动定子11的位置布局方式不限于以上所讨论的情况，只要使得电动转子12带动发电转子22转动及输出导线30一并转动，使得输出导线30在旋转的同时输出电能即可。
请再次参阅图1及图2，在某些实施方式中，电动定子11包括电动线圈绕组111，电动转子12包括电动外壳121和电动磁铁122，电动外壳121包括顶壁123和侧壁124，侧壁124自顶壁123的边缘延伸且围绕电动线圈绕组111，电动磁铁122固定在侧壁124的内侧。
发电转子22固定在顶壁123的外侧，发电定子21围绕发电转子22设置。
如此，电动线圈绕组111通电后可以使得电动转子12绕电动线圈绕组111转动。电动外壳121不仅有利于电动磁铁122安装，还可以隔离电动线圈绕组111和发电转子22，避免电动线圈绕组111和发电转子22干涉。
具体地，电动外壳121可以采用金属材料制成，例如，电动外壳121的材料为铝合金。电动外壳121可以为顶壁123和侧壁124形成的一体结构。电动磁铁122可以通过粘接的方式固定在侧壁124的内侧。发电转子22可以通过焊接、卡接、粘接等固定方式固定在顶壁123的外侧。
在某些实施方式中，电动转子12还包括自顶壁123延伸的转轴125，转轴125穿设电动线圈绕组111并伸出至电动外壳121外。如此，转轴125可以连接外部元件，从而带动外部元件随着电动转子12一并转动。
本实施方式中，转轴125自顶壁123向远离承载部40的方向延伸。在其他实施方式中，转轴125可以省略以使供电机构100的结构更加简单。
在某些实施方式中，发电定子21包括筒状壳体212，筒状壳体212的下部围绕电动外壳121，筒状壳体212的上部围绕发电转子22，发电磁铁211固定在筒状壳体212的上部内侧。
如此，发电定子21的筒状壳体212可以将发电转子22和电动转子12围绕，使得供电机构100的整体结构更加简单，并且可以减少电动转子12和发电转子22受到的物理冲击。
筒状壳体212可以采用金属材料或非金属材料支撑，例如筒状壳体212的材料为不锈钢。又如，筒状壳体212的材料为塑料。发电磁铁211可以为永磁铁块，发电磁铁211例如通过粘接的方式固定在筒状壳体212的上部内侧。
进一步地，筒状壳体212的内侧向内延伸形成有凸缘213，发电磁铁211固定在凸缘213上。如此，凸缘213可以支撑发电磁铁211，提高发电磁铁211与筒状壳体212连接的稳定性。
较佳地，凸缘213与筒状壳体212为一体结构。例如，可以将筒状的零件切削加工，从而在筒状的零件内部形成凸缘213。
在某些实施方式中，供电机构100包括固定基座50，电动定子11和筒状壳体212均固定在固定基座50上。如此，固定基座50为供电机构100的载体，不仅可以固定电动定子11和筒状壳体212，还方便供电机构100整体安装于外部设备上。
在图2的示例中，固定基座50整体呈圆盘状，固定基座50的尺寸大于筒状壳体212的尺寸。固定基座50可以采用金属等强大较大的材料制成，以为电动定子11和筒状壳体212提供稳定地支撑。
进一步地，筒状壳体212的底部周缘向外延伸形成有凸边214，凸边214抵靠固定在固定基座50上。如此，凸边214可以增加筒状壳体212与固定基座50的连接面积，提高筒状壳体212与固定基座50的连接的稳定性。
请参阅图1，凸边214形成有第一通孔215，固定基座50形成有与第一通孔215对应的第二通孔51。第一通孔215和/或第二通孔52可以为螺纹孔，这样可以使用螺钉等紧固件(图未示)穿过第一通孔215和第二通孔51从而将筒状壳体212紧固在固定基座50上。
在某些实施方式中，固定基座50包括基板52和固定部53，固定部53自基板52向上延伸，电动定子11围绕固定在固定部53上。如此，固定部53有利于安装电动定子11。
具体地，固定部53大致呈柱状，固定部53自基板52的中间部位向上延伸，电动定子11可以通过过盈配合等方式固定在固定部53上。凸边214抵靠在基板52上，第二通孔51形成于基板52。转轴125穿过固定部53和基板52伸出至筒状壳体212外。
请参阅图5，本发明还提供了一种无人机300，上述供电机构100可以应用于无人机300上。具体地，无人机300包括电源310和雷达天线装置200。电源310用于向电动装置10供电，雷达天线装置200与输出导线30连接。
雷达天线装置200可以在无人机300飞行的过程中收发信号，无人机300根据雷达天线装置200接收的信号可以检测周围的物体，以实现避障等安全飞行。
无人机300可以为旋翼无人机等，例如，无人机300的旋翼数量例如为4个、6个或8个等数量。无人机300包括机身320，电源310设置在机身320内。供电机构100可以设置在机身320的顶部外，电源310可以通过以上所述的输入导线31为供电机构100供电。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种雷达的供电机构，其特征在于，包括：
电动装置，所述电动装置包括电动定子和相对于所述电动定子可转动的电动转子；
发电装置，所述发电装置包括发电定子和发电转子，所述发电转子相对于所述发电转子可转动，所述发电转子与所述电动转子固定连接，使得所述电动转子带动所述发电转子一起转动；所述发电转子设有用于承载雷达天线装置的承载部；
输出导线，所述输出导线与所述发电转子电连接，用于输出电能给所述雷达天线装置，
其中，所述电动转子转动时带动所述发电转子和所述输出导线一并转动，以使所述发电转子相对于所述发电定子做切割磁场线转动而产生感应电能，并通过所述输出导线输送给所述雷达天线装置。
2.如权利要求1所述的供电机构，其特征在于，所述电动定子设置在所述电动转子内，所述发电转子固定在所述电动转子的端部并包括发电线圈绕组，所述发电定子围绕所述发电转子设置并包括发电磁铁；或
所述电动定子设置在所述电动转子内，所述发电转子围绕固定在所述电动转子上并包括发电线圈绕组，所述发电定子围绕所述发电转子设置并包括发电磁铁；或
所述电动转子设置在所述电动定子内，所述发电转子固定在所述电动转子内部并包括发电线圈绕组，所述发电定子设置在所述发电转子内。
3.如权利要求1所述的供电机构，其特征在于，所述电动定子包括电动线圈绕组，所述电动转子包括电动外壳和电动磁铁，所述电动外壳包括顶壁和侧壁，所述侧壁自所述顶壁的边缘延伸且围绕所述电动线圈绕组，所述电动磁铁固定在所述侧壁的内侧；
所述发电转子固定在所述顶壁的外侧，所述发电定子围绕所述发电转子设置。
4.如权利要求3所述的供电机构，其特征在于，所述发电定子包括筒状壳体和发电磁铁，所述筒状壳体的下部围绕所述电动外壳，所述筒状壳体的上部围绕所述发电转子，所述发电磁铁固定在所述筒状壳体的上部内侧。
5.如权利要求4所述的供电机构，其特征在于，所述筒状壳体的内侧向内延伸形成有凸缘，所述发电磁铁固定在所述凸缘上。
6.如权利要求4所述的供电机构，其特征在于，所述供电机构包括固定基座，所述电动定子和所述筒状壳体均固定在所述固定基座上。
7.如权利要求6所述的供电机构，其特征在于，所述筒状壳体的底部周缘向外延伸形成有凸边，所述凸边抵靠固定在所述固定基座上。
8.如权利要求6所述的供电机构，其特征在于，所述固定基座包括基板和自所述基板向上延伸的固定部，所述电动定子围绕固定在所述固定部上。
9.如权利要求3所述的供电机构，其特征在于，所述电动转子还包括自所述顶壁延伸的转轴，所述转轴穿设所述电动线圈绕组并伸出至所述电动外壳外。
10.一种无人机，其特征在于，包括：
权利要求1-9任一项所述的供电机构；
电源，用于向所述电动装置供电；和
雷达天线装置，所述雷达天线装置与所述输出导线连接。
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