CN117411234A - 一种无人机用无刷马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机用无刷马达，具体涉及无刷马达领域，包括无刷马达本体，无刷马达本体包括转子组与定子组，转子组转动设置在定子组上；转子组包括机壳，机壳上设置多个连接肋，连接肋的中部开设有槽口，机壳上开设有多个通风孔，通风孔为三角形设置，三角形为下小上大结构，无人机螺旋桨与通风孔正对设置。本发明通过在机壳上设置连接肋并在连接肋上开设减轻重量的槽口，使其可以减轻机壳的重量，确保结构强度，并且通过在机壳上设置三角形的通风孔，且通风孔靠近芯轴一侧的开口小于远离芯轴一侧的开口，使得机壳将机壳内部的热量迅速排出外部，达到散热降温的效果。

Description

一种无人机用无刷马达

技术领域

本发明涉及无刷马达技术领域，更具体地说，本发明涉及一种无人机用无刷马达。

背景技术

无人机，也称为无人驾驶飞行器，是一种通过预设程序、遥控器或自主计算机系统进行飞行的飞行器，无人机常用于航拍和摄影领域，能够提供独特的视角和俯瞰视野。

无人机通常使用无刷马达作为无人机螺旋桨的动力系统，无刷马达相对于传统的刷式电机有一些优势，包括寿命长、效率高、维护简单等。

无刷马达在实际使用过程中，无刷马达的机壳通常为一体式结构，整体较重，当无刷马达运用到无人机螺旋桨时，会因为无刷马达机壳较重导致无人机整体重量增加，影响无人机的飞行性能和续航能力，目前为了方便无刷马达的散热，会在无刷马达机壳上开设矩形设置的散热孔，以方便气流流通散热，同时也起到减轻重量的作用，但是在无人机飞行过程中，无人机螺旋桨下方会产生气流，螺旋桨下方产生的气流会扰乱矩形设置的散热孔内气流的流通，造成影响无刷马达内部散热效果的问题。

发明内容

本发明提供的一种无人机用无刷马达，所要解决的问题是：目前无人机在飞行过程中，无人机螺旋桨下方会产生气流，螺旋桨下方产生的气流会扰乱矩形设置的散热孔内气流的流通，造成影响无刷马达内部散热效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机用无刷马达，包括无刷马达本体，无刷马达本体包括转子组与定子组，转子组转动设置在定子组上；转子组包括机壳，机壳上设置多个连接肋，相邻的两个连接肋之间开设有槽口或通风孔，槽口与通风孔在圆周方向上间隔分布，通风孔为三角形设置，通风孔靠近该无刷马达轴心一侧开口小于通风孔远离该无刷马达轴心一侧的开口，无人机螺旋桨与通风孔正对设置；无刷马达本体使用时，无人机螺旋桨旋转，螺旋桨下方产生的气流经过通风孔进入机壳内，对机壳内部线圈进行散热。

在一个优选的实施方式中，转子组包括芯轴，芯轴固定设置在机壳内，机壳内固定设置有导磁圈，导磁圈的内侧固定设置有定位板与多个磁石，导磁圈与定位板采用分离式设计，定位板上固定设置有多个极齿，定位板通过多个极齿对多个磁石均匀分布。

在一个优选的实施方式中，定子组包括底座，底座内设有轴承，芯轴通过轴承转动设置在底座内，底座内固定设置有矽钢片，矽钢片的外侧固定绕设有多组线圈。

在一个优选的实施方式中，轴承包括下端轴承与上端轴承，下端轴承安装于底座的下端，上端轴承安装于底座的上端，芯轴安装于下端轴承与上端轴承的内侧。

在一个优选的实施方式中，芯轴上安装有密封圈与垫片，密封圈与芯轴接触，垫片与上端轴承接触，垫片外径与上端轴承内圈外径大小相同。

在一个优选的实施方式中，转子组安装入定子组后，芯轴的末端通过锁附件锁附。

在一个优选的实施方式中，该无刷马达还包括清灰组件，清灰组件包括竖孔，竖孔开设于芯轴的中部，芯轴的外侧开设有多个进风孔一与进风孔二，机壳的外侧开设有多个排灰口，芯轴旋转时，空气通过进风孔一进入竖孔，并从进风孔二进入机壳内，将线圈上的灰尘从排灰口吹出机壳。

在一个优选的实施方式中，进风孔一与排灰口均为弧形设置，进风孔一的进风口方向与芯轴转向相反，排灰口的进灰口方向与机壳的转向相反。

在一个优选的实施方式中，进风孔二两端孔径不一，大孔径一端朝向竖孔，小孔径一端朝向机壳。

在一个优选的实施方式中，槽口与通风孔的一侧内壁均为倾斜设置。

本发明的有益效果在于：

本发明通过在机壳上设置连接肋并在连接肋上开设减轻重量的槽口，使其可以减轻机壳的重量，确保结构强度，同时可以达到减轻产品重量的效果，另外通过在机壳上设置三角形的通风孔，且风孔靠近芯轴一侧的开口小于远离芯轴一侧的开口，使得无刷马达本体在工作时，无人机螺旋桨下方产生的气流经过通风孔压入机壳内，并在槽口与通风孔的共同配合下，将机壳内部的热量迅速排出外部，达到散热降温的效果。

本发明通过将导磁圈与定位板采用分离式设计，可以提高定位板的加工精度，并且减少产品的加工成本，另外定位板的极齿可以将磁石的N、S极均匀分开，通过将磁石分布均匀提高了产品的工作效率。

本发明通过设置为橡胶材质的密封圈，使密封圈可以进行压缩，设计时采用压缩30%-40%的压缩量设计，从而消除转子轴向间隙，使转子运转更稳定，并且为不锈钢材质的垫片设计与轴承的内圈外径大小相当，当转子旋转时，轴承外圈为静止，内圈为旋转，垫片与密封圈及轴心为旋转体，所以三体之间为相对静止状态，不会产生旋转摩擦。

本发明通过设置清灰组件，使得进入机壳内落到线圈上的灰尘可以得到及时处理，避免了灰尘积聚在线圈上时，导致线圈之间的绝缘性能下降，降低了线圈之间漏电和短路风险的问题。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的转子组的立体结构示意图一。

图3为本发明的转子组的立体结构示意图二。

图4为本发明的定子组的立体结构示意图一。

图5为本发明的定子组的立体结构示意图二。

图6为本发明的主视的剖视结构示意图一。

图7为本发明的主视的剖视结构示意图二。

图8为本发明的芯轴的俯视剖视结构示意图。

图9为本发明的机壳的俯视剖视结构示意图。

附图标记为：1、无刷马达本体；2、转子组；21、机壳；211、连接肋；212、槽口；213、通风孔；22、芯轴；23、导磁圈；24、定位板；241、极齿；25、磁石；3、定子组；31、底座；32、轴承；321、下端轴承；322、上端轴承；33、矽钢片；34、线圈；4、密封圈；5、垫片；6、锁附件；7、清灰组件；71、竖孔；72、进风孔一；73、进风孔二；74、排灰口。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1至图2，一种无人机用无刷马达，包括无刷马达本体1，无刷马达本体1，包括转子组2与定子组3，转子组2转动设置在定子组3上；转子组2包括机壳21，机壳21上设置多个连接肋211，相邻的两个连接肋211之间开设有槽口212或通风孔213，槽口212与通风孔213在圆周方向上间隔分布，通风孔213为三角形设置，通风孔213靠近该无刷马达轴心一侧开口小于通风孔213远离该无刷马达轴心一侧的开口，无人机螺旋桨与通风孔213正对设置；无刷马达本体1使用时，无人机螺旋桨旋转，螺旋桨下方产生的气流经过通风孔213进入机壳21内，对机壳21内部线圈进行散热。

需要说明的是，连接肋211、槽口212以及通风孔213的数量均为五个。

实施场景具体为：在无刷马达本体1工作时，带动机壳21与无人机螺旋桨高速转动，通过三角形且下小上大设计的通风孔213，可以在无人机螺旋桨转动时，下方产生的气流经过通风孔213压入机壳21内，使得气流可以快速带动无刷马达本体1内线圈产生的热量通过槽口212与通风孔213排出，起到快速散热降温的效果，同时通过五个连接肋211以及五个连接肋211中部设计的槽口212中，确保结构强度，并且可以达到减轻产品重量的效果，另外通过槽口212也可以起到方便散热的效果。

进一步地，如图2和图3所示，转子组2包括芯轴22，芯轴22固定设置在机壳21内，机壳21内固定设置有导磁圈23，导磁圈23的内侧固定设置有定位板24与多个磁石25，导磁圈23与定位板24采用分离式设计，定位板24上固定设置有多个极齿241，定位板24通过多个极齿241对多个磁石25均匀分布。

需要说明的是，定位板24为铝合金材质，通过将导磁圈23与定位板24为分开设计的方式，可以提高定位板24的加工精度，并且减少产品的加工成本，满足加工精度与稳定性，减轻产品重量，另外通过定位板24上设置的极齿241，可以将磁石25的N、S极均匀分开，使磁石25可以均匀分布，提高无刷马达本体1工作时的工作效率。

进一步地，如图4和图5所示，定子组3包括底座31，底座31内设有轴承32，芯轴22通过轴承32转动设置在底座31内，底座31内固定设置有矽钢片33，矽钢片33的外侧固定绕设有多组线圈34。

需要说明的是，线圈34由三组线包组成，分别为UVW，U相线包尾部与V相线包首端相连，V相线包尾部与W相线包首端相连，W相线包尾部与U相线包首端相连，当外部驱动器通入三相驱动电源时，两相之间相位差120度，会在矽钢片33的端部，形成变化的磁场，从而与转子组2上的磁石25进行相互的排斥或吸引。

进一步地，如图6所示，轴承32包括下端轴承321与上端轴承322，下端轴承321安装于底座31的下端，上端轴承322安装于底座31的上端，芯轴22安装于下端轴承321与上端轴承322的内侧。

需要说明的是，下端轴承321与上端轴承322均为滚珠轴承，通过将芯轴22组入下端轴承321与上端轴承322内，可以提供更好的轴向和径向支持，增强无刷马达本体1的支撑稳定性，并且有助于减小轴向和径向的机械振动，提高无刷马达本体1的运行平稳性。

进一步地，如图6所示，芯轴22上安装有密封圈4与垫片5，密封圈4与芯轴22接触，垫片5与上端轴承322接触，垫片5外径与上端轴承322内圈外径大小相同。

需要说明的是，垫片5为不锈钢材质，密封圈4为橡胶材质，可以进行压缩，采用压缩30%-40%的压缩量设计，从而在芯轴22转动时消除轴向间隙，使芯轴22运转更稳定。

还需要说明的是，当芯轴22旋转时，上端轴承322外圈静止，内圈旋转，密封圈4与垫片5以及芯轴22为旋转体，所以密封圈4与垫片5以及芯轴22之间为相对静止状态，不会产生旋转摩擦。

进一步地，如图6所示，转子组2安装入定子组3后，芯轴22的末端通过锁附件6锁附。

需要说明的是，锁附件6为锁附螺丝，在转子组2上密封圈4与垫片5组入定子组3后，在芯轴22的末端通过锁附螺丝锁附，使产品牢固且有利拆解。

当无刷马达本体1在使用时，因为机壳21上开设的槽口212与通风孔213，灰尘会通过槽口212与通风孔213进入机壳21内，导致灰尘落到线圈34表面，灰尘中可能含有导电或吸湿的物质，当灰尘积聚在线圈34上时，可能导致线圈34之间的绝缘性能下降，导致电气绝缘破坏，增加了线圈34之间漏电和短路的风险，需要对进入到机壳21内的灰尘进行清洁处理，因此本实施例还提供以下技术方案，具体地，如图7所示，无刷马达还包括清灰组件7，清灰组件7包括竖孔71，竖孔71开设于芯轴22的中部，芯轴22的外侧开设有多个进风孔一72与进风孔二73，机壳21的外侧开设有多个排灰口74，芯轴22旋转时，空气通过进风孔一72进入竖孔71，并从进风孔二73进入机壳21内，将线圈上的灰尘从排灰口74吹出机壳21。

需要说明的是，在无刷马达本体1在使用时，芯轴22高速转动，带动风从进风孔一72进入竖孔71，并从进风孔二73横向进入机壳21内，使其可以将进入机壳21内的灰尘从排灰口74吹出机壳21，实现对灰尘的清洁，避免灰尘落到线圈34上，造成增加漏电和短路风险的问题。

进一步地，如图8和图9所示，进风孔一72与排灰口74均为弧形设置，进风孔一72的进风口方向与芯轴22转向相反，排灰口74的进灰口方向与机壳21的转向相反。

需要说明的是，a为芯轴22转动方向，b为进风孔一72进风方向，c为机壳21转动方向，d为灰尘出口方向。

还需要说明的是，芯轴22沿着a方向转动时，使气流从b方向进入进风孔一72，然后从进风孔二73进入机壳21内，同时机壳21在转动时，由于机壳21是沿着c方向转动，机壳21转动时气流无法从排灰口74进入机壳21内，从而可以通过进入机壳21内的气流将灰尘从排灰口74吹出机壳21。

进一步地，如图7所示，进风孔二73两端孔径不一，大孔径一端朝向竖孔71，小孔径一端朝向机壳21。

需要说明的是，由于进风孔二73进风口的直径大于出风口的直径，使得气流出进风孔二73时，气流流动速度要大于进风孔二73的气流流动速度，使其可以加快气流流动速度，保证可以将灰尘吹出机壳21，并提高清灰效率。

进一步地，如图7所示，槽口212与通风孔213的一侧内壁均为倾斜设置。

需要说明的是，通过槽口212与通风孔213内壁的倾斜设置，使得部分灰尘可以在气流从进风孔二73进入机壳21内时，带动部分灰尘从槽口212和通风孔213排出机壳21，通过槽口212和通风孔213以及排灰口74配合排出灰尘，进一步提高清灰效率。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无人机用无刷马达，包括无刷马达本体（1），其特征在于，无刷马达本体（1）包括转子组（2）与定子组（3），转子组（2）转动设置在定子组（3）上；

转子组（2）包括机壳（21），机壳（21）上设置多个连接肋（211），相邻的两个连接肋（211）之间开设有槽口（212）或通风孔（213），槽口（212）与通风孔（213）在圆周方向上间隔分布，通风孔（213）为三角形设置，通风孔（213）靠近该无刷马达轴心一侧开口小于通风孔（213）远离该无刷马达轴心一侧的开口，无人机螺旋桨与通风孔（213）正对设置；

无刷马达本体（1）使用时，无人机螺旋桨旋转，螺旋桨下方产生的气流经过通风孔（213）进入机壳（21）内，对机壳（21）内部线圈进行散热；

该无刷马达还包括清灰组件（7），清灰组件（7）包括竖孔（71），竖孔（71）开设于芯轴（22）的中部，芯轴（22）的外侧开设有多个进风孔一（72）与进风孔二（73），所述机壳（21）的外侧开设有多个排灰口（74），芯轴（22）旋转时，空气通过进风孔一（72）进入竖孔（71），并从进风孔二（73）进入机壳（21）内，将线圈上的灰尘从排灰口（74）吹出机壳（21）。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述转子组（2）包括芯轴（22），芯轴（22）固定设置在机壳（21）内，机壳（21）内固定设置有导磁圈（23），导磁圈（23）的内侧固定设置有定位板（24）与多个磁石（25），导磁圈（23）与定位板（24）采用分离式设计，定位板（24）上固定设置有多个极齿（241），定位板（24）通过多个极齿（241）对多个磁石（25）均匀分布。

3.根据权利要求2所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述定子组（3）包括底座（31），底座（31）内设有轴承（32），所述芯轴（22）通过轴承（32）转动设置在底座（31）内，所述底座（31）内固定设置有矽钢片（33），矽钢片（33）的外侧固定绕设有多组线圈（34）。

4.根据权利要求3所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述轴承（32）包括下端轴承（321）与上端轴承（322），下端轴承（321）安装于底座（31）的下端，上端轴承（322）安装于底座（31）的上端，芯轴（22）安装于下端轴承（321）与上端轴承（322）的内侧。

5.根据权利要求4所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述芯轴（22）上安装有密封圈（4）与垫片（5），密封圈（4）与芯轴（22）接触，垫片（5）与上端轴承（322）接触，垫片（5）外径与上端轴承（322）内圈外径大小相同。

6.根据权利要求2所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：转子组（2）安装入定子组（3）后，芯轴（22）的末端通过锁附件（6）锁附。

7.根据权利要求1所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述进风孔一（72）与排灰口（74）均为弧形设置，进风孔一（72）的进风口方向与芯轴（22）转向相反，排灰口（74）的进灰口方向与机壳（21）的转向相反。

8.根据权利要求1所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述进风孔二（73）两端孔径不一，大孔径一端朝向竖孔（71），小孔径一端朝向机壳（21）。

9.根据权利要求1所述的一种无人机用无刷马达，其特征在于：所述槽口（212）与通风孔（213）的一侧内壁均为倾斜设置。