CN205945353U - 一种自散热电机和无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自散热电机和无人机，该自散热电机包括转子框架、散热盘和散热片，转子框架具有位于电机端面的转子框架出风口，散热盘位于转子框架出风口外侧并可随转子框架回转，散热盘和转子框架之间具有通风间隙，散热片设置于散热盘面向转子框架出风口侧的盘面，每个转子框架出风口至少对应两个散热片。传统转子框架出风口为与单个散热片形状相似的细长条结构，与此相比，本实用新型的每个转子框架出风口的宽度至少为两个散热片宽度和两个散热片之间间隙之和。当转子框架出风口长度方向尺寸相同时，本实用新型中每个转子框架出风口的气流流通量大于传统每个转子框架出风口的气流流通量，气流流通量的增大必然会提高自散热电机的散热效率。

Description

一种自散热电机和无人机

技术领域

本实用新型涉及自散热电机技术领域，特别涉及一种自散热电机和无人机。

背景技术

众所周知，电机工作时将会产生大量热量，若不及时疏导将会造成电机过热死机，为了解决电机过热死机的问题，一种具备自散热功能的自散热电机应运而生。

自散热电机是在传统电机本体基础上增设了具有散热片的散热盘，电机本体开设有进风通道和出风通道，且该进风通道和出风通道均与电机本体的线圈安装腔连通。散热盘位于电机本体的出风通道侧并与电机本体的转子固定连接，散热盘与电机本体出风通道侧之间具有通风间隙，且散热片设置于散热盘面向出风通道侧的盘面上。

散热盘随转子回转以便在电机本体的出风通道侧形成气流低压区，压力差作用下外部冷却风经由进风通道进入线圈安装腔内，与线圈进行热交换后再经由出风通道和通风间隙排出至大气环境中。

在实际应用中，现有的自散热电机存在散热效率低的问题。

有鉴于此，如何提高自散热电机的散热效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种自散热电机，以提高现有自散热电机的散热效率。在此基础上，本实用新型还提供一种包括该自散热电机的无人机。

为达到上述目的，本实用新型所提供的自散热电机，包括转子框架、散热盘和散热片，转子框架具有位于电机端面的转子框架出风口，散热盘位于转子框架出风口外侧并可随转子框架回转，散热盘和转子框架之间具有通风间隙， 散热片设置于散热盘面向转子框架出风口侧的盘面，每个转子框架出风口至少对应两个散热片。

传统自散热电机的转子框架出风口为与单个散热片形状相似的细长条结构，与此相比，本实用新型所提供的自散热电机的每个转子框架出风口的宽度至少为两个散热片宽度和两个散热片之间间隙之和。显然，当每个转子框架出风口长度方向的尺寸相同时，本实用新型中每个转子框架出风口的气流流通量大于传统自散热电机的每个转子框架出风口的气流流通量，气流流通量的增大必然会提高自散热电机的散热效率。

本实用新型的一具体实施方式中，沿所述转子框架的回转轴线向外周方向，所述转子框架出风口的宽度递增。

由于转子框架通常为圆盘类结构，如此限定转子框架出风口的宽度尺寸，可在充分利用转子框架的结构特点的基础上，进一步地增大转子框架出风口的气流流通量，进而进一步地提高自散热电机的散热效率。

本实用新型的一具体实施方式中，所述转子框架出风口位于所述转子框架外周的一侧为圆弧，且圆弧所对应圆心角范围为30°至90°。

经分析表明，转子框架出风口的圆弧的圆心角限定于这一数值范围时，可在保证转子框架强度基础上尽可能地增大转子框架出风口的宽度尺寸。

本实用新型的一具体实施方式中，所述转子框架出风口数量为多个，多个所述转子框架出风口相对于所述转子框架的回转轴线按圆周阵列均布。

如此，气流可经由各个转子框架出风口均匀导出，以减小气流在转子框架内局部集中而引起转动阻尼，从而尽可能地减小自散热功能的增加而引起的能量损失。

本实用新型的一具体实施方式中，所述散热片具体为弧形散热片。

本实用新型的一具体实施方式中，所述散热片插入所述转子框架出风口。

如此设置，可使散热片尽可能的靠近线圈，继而提高自散热电机的散热效率。

本实用新型的一具体实施方式中，所述自散热电机包括壳体和支撑板，所 述壳体具有壳体进风口和壳体出风口，所述支撑板固定连接于壳体内并位于所述壳体进风口和所述壳体出风口之间，所述转子框架安装于所述支撑板，且所述支撑板也开设有支撑板进风口。

这种自散热电机通过壳体对其内部功能组件提到防护作用，可防止外物撞击或大量灰尘侵入转子框架内，从而保证自散热电机的正常工作。

本实用新型的一具体实施方式中，所述支撑板具体为栅格板，所述栅格板的栅格为所述支撑板进风口。

这样可省去在支撑板加工支撑板进风口的工序，从而简化了自散热电机整体加工工艺。

除上述自散热电机外，本实用新型还提供一种无人机，该无人机包括机体、螺旋桨和电机，所述电机用于驱动所述螺旋桨相对于所述机体转动，其中，所述电机具体为如上所述的自散热电机。

采用这种散热效率高、工作性能优的自散热电机，可提高无人机整体的动力性能。

本实用新型的一具体实施方式中，所述机体包括安装所述螺旋桨的螺旋桨安装臂，所述自散热电机还包括壳体和支撑板，所述壳体具有壳体进风口和壳体出风口，所述支撑板固定连接于壳体内并位于所述壳体进风口和所述壳体出风口之间，所述转子框架安装于所述支撑板，且所述支撑板也开设有支撑板进风口，所述壳体具体为所述无人机的螺旋桨安装臂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供自散热电机与螺旋桨装配体的三维结构示意图；

图2为图1中所示装配体的爆炸结构示意图；

图3为图1中所示装配体的轴向剖视结构示意图；

图4为散热盘的三维结构示意图；

图5为定子和转子框架的装配体的结构示意图。

其中，图1至图5中各组件名称与附图标记之间的对应关系为：

10壳体、10i壳体进风口、10o壳体出风口、11支撑板、11i支撑板进风口、12定子、13转子框架、13i转子框架进风口、13o转子框架出风口、131顶板、132环形侧板、133底板；

2散热盘；

3散热片；

4螺旋桨；

5连接轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于本领域技术人员更好地理解本实用新型所提供的自散热电机，接下来，结合说明书附图，以应用于无人机为例来详细说明该自散热电机的具体结构及工作原理。

需要说明的是，应用于无人机时，自散热电机主要用于驱动无人机的螺旋桨转动。

此外需要强调的是，本文通过选取无人机领域来说明本实用新型所提供的自散热电机，并不说明这种自散热电机仅适用于无人机领域，也即这种自散热电机可适用于任何领域。

请参见图1至图3，其中，图1为本实用新型所提供自散热电机与螺旋桨装配体的三维结构示意图，2为图1中所示装配体的爆炸结构示意图，3为图1中所示装配体的轴向剖视结构示意图。

参照图3所示，自散热电机包括转子框架13、散热盘2和散热片3，转子框架13具有位于电机端面的转子框架出风口13o，散热盘2位于转子框架13的转子框架出风口13o外侧并可随转子框架13回转，散热盘2和转子框架13之间具有通风间隙，散热片3设置于散热盘2面向转子框架出风口13o侧的盘面，转子框架13的每个转子框架出风口13o至少对应两个散热片3。为了便于更好地理解这种自散热电机的具体结构，请一并参见图1和图2。

传统自散热电机的转子框架的出风口为与单个散热片形状相似的细长条结构，与此相比，本具体实施例的转子框架的每个转子框架出风口13o的宽度至少为两个散热片3宽度和两个散热片3之间间隙之和。显然，当转子框架13每个出风口长度方向的尺寸相同时，本具体实施例每个转子框架出风口13o的气流流通量大于传统自散热电机的每个出风口的气流流通量，气流流通量的增大必然会提高自散热电机的散热效率。

需要说明的是，本具体实施例所提供的转子框架13具有至少一个转子框架出风口13o，也就是说，转子框架出风口13o数量为正整数。

进一步地，沿转子框架13的回转轴线向外周方向，转子框架出风口13o的宽度递增。

由于转子框架13通常为圆盘类结构，如此限定转子框架出风口13o的宽度尺寸，可在充分利用转子框架的结构特点的基础上，进一步地增大转子框架出风口13o的气流流通量，进而进一步地提高自散热电机的散热效率。

详细地，在垂直于转子框架13回转轴线的平面内，转子框架出风口13o的截面形状为扇环形，也即转子框架出风口13o的截面由外圆弧段、内圆弧端和两条线段四者围合围合，其中，外圆弧段和内圆弧端的同心设置且外圆弧段直径大于内圆弧端，两条线段分别用于连接外圆弧段和内圆弧段的同侧端部。需要说明的是，本文此处的方位词内外是以转子框架13的回转轴线为基准设定，靠近回转轴线侧为内，远离回转轴线侧为外。

需要说明的是，本具体实施例中扇环形的外圆弧段和内圆弧端的圆心位于 转子框架13的回转轴线。当然，沿转子框架的回转轴线向外周方向，转子框架出风口13o的宽度满足递增的渐变基础上，该扇形环的圆心并不限定于转子框架13的回转轴线上，本领域技术人员可根据转子框架13的实际结构来设定扇形环的圆心位置。

更进一步地，转子框架出风口13o位于转子框架外周的一侧为圆弧，且圆弧所对应圆心角范围为30°至90°，也即，转子框架出风口13o的外圆弧段的圆心角范围为30°至90°。

经分析表明，转子框架出风口13o的外圆弧段的圆心角限定于这一数值范围时，可在保证转子框架13强度基础上尽可能地增大转子框架出风口13o的宽度尺寸。

此外，转子框架13包括多个转子框架出风口13o，多个转子框架出风口13o相对于转子框架13的回转轴线按圆周阵列均布。

如此，气流可经由各个转子框架出风口13o均匀导出，以减小气流在转子框架13内局部集中而引起转动阻尼，从而尽可能地减小自散热功能的增加而引起的能量损失。

为了更进一步地提高自散热电机的散热效率，参照图4所示，该图为散热盘的三维结构示意图，散热片3具体为弧形散热片。

另外，本具体实施例中散热片3插入转子框架13的转子框架出风口13o内，以便散热片3尽可能的靠近线圈，继而提高自散热电机的散热效率。

需要说明的是，散热片3插入转子框架出风口13o内的深度，本领域技术可根据自散热电机的具体结构设定。

继续参照图3所示，除上述部件外，自散热电机还包括定子12和线圈(图中未示出)，定子12位于转子框架13内，且转子框架13与定子12回转连接，且转子框架13和定子12之间形成沿转子框架13的回转周向延伸的线圈安装腔，线圈安装腔用于安装线圈，转子框架13开设有转子框架进风口13i，转子框架进风口13i和转子框架出风口3o均与线圈安装腔连通。

详细地，转子框架13包括相互固定连接的顶板131、底板133和环形侧板132，底板133开设有回转孔，定子12插装于回转孔内并通过回转轴承与底板133连接。 顶板131、底板133、环形侧板132和定子12四者围合形成沿转子框架13的回转周向延伸的线圈安装腔，线圈安装于该线圈安装腔内，底板133开设有转子框架进风口13i，顶板131开设有转子框架出风口13o。为了便于更好地理解转子框架13的具体结构，请一并参见图5，该图为定子和转子框架装配体的结构示意图。

此外，自散热电机还包括壳体10和支撑板11，支撑板11位于壳体10内并与壳体10固定连接，定子12固定连接于支撑板11。壳体10开设有壳体进风口10i和壳体出风口10o，支撑板11开设有支撑板进风口11i，散热盘2位于壳体10外并穿过支撑板进风口10o与转子框架13固定连接。其中，壳体进风口10i、支撑板进风口11i和转子框架进风口13i依次连通形成进风通道，转子框架出风口13o和壳体出风口10o依次连通形成出风通道，进风通道和出风通道均与线圈安装腔连通。

这种自散热电机通过壳体10对其内部功能组件提到防护作用，可防止外物撞击或大量灰尘侵入转子框架内，从而保证自散热电机的正常工作。

优选地，本具体实施方式中支撑板11具体为栅格板，栅格板的栅格可直接作为进风口，这样可省去在支撑板11加工支撑板进风口11i的工序，从而简化了自散热电机整体加工工艺。

就本具体实施例中无人机而言，螺旋桨4、散热盘2和转子框架13三者固定连接，以便散热盘2和螺旋桨4随转子框架13同步转动。

详细地，螺旋桨4通过连接轴5与散热盘2固定连接，连接轴5、散热盘2和顶板131三者均开设有定位销孔。

装配时，连接轴5、散热盘2和顶板131三者通过与该定位销孔相适配的定位销轴预定位再通过螺栓或螺钉固定连接。

这种自散热电机的工作原理：螺旋桨4随转子框架13回转为无人机提供动力，与此同时，散热盘2也随转子框架13回转以便在壳体10的壳体出风口10o侧形成气流低压区，外部高压冷却风经由壳体10的壳体进风口10i进入壳体10内，再经由支撑板11的支撑板进风口11i和转子框架13的转子框架进风口13i进入线圈安装腔内，与线圈进行热交换后依次经过转子框架13的转子框架出风口13o、壳体10的壳体出风口10o以及散热盘2和壳体10之间的通风间隙排出至大气环境中。

除上述自散热电机外，本实用新型还提供一种无人机，该无人机包括机体、螺旋桨4和电机，电机用于驱动螺旋桨4转动，而螺旋桨4则带动机体飞行，其中，电机具体为前述的自散热电机，自散热电机的具体结构及与螺旋桨4的装配关系，本领域技术人员可参看前文记载，本文在此不再加以赘述。

可以想见，采用这种散热效率高、工作性能优的自散热电机，可提高无人机整体的动力性能。

此外，需要说明的是，为了简化无人机整体的具体结构，本具体实施方式中自散热电机的壳体10和无人机的机体的螺旋桨安装臂一体成型，也就是说，所述机体包括安装螺旋桨的螺旋桨安装臂，壳体具体为无人机的螺旋桨安装臂。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.自散热电机，包括转子框架(13)、散热盘(2)和散热片(3)，所述转子框架(13)具有位于电机端面的转子框架出风口(13o)，所述散热盘(2)位于所述转子框架出风口(13o)外侧并可随所述转子框架(13)回转，所述散热盘(2)和所述转子框架(13)之间具有通风间隙，所述散热片(3)设置于所述散热盘(2)面向所述转子框架出风口(13o)侧的盘面，其特征在于，每个转子框架出风口(13o)至少对应两个所述散热片(3)。

2.如权利要求1所述的自散热电机，其特征在于，沿所述转子框架(13)的回转轴线向外周方向，所述转子框架出风口(13o)的宽度递增。

3.如权利要求2所述的自散热电机，其特征在于，所述转子框架出风口(13o)位于所述转子框架(13)外周的一侧为圆弧，且圆弧所对应圆心角范围为30°至90°。

4.如权利要求1至3任一项所述的自散热电机，其特征在于，所述转子框架出风口(13o)数量为多个，多个所述转子框架出风口(13o)相对于所述转子框架(13)的回转轴线按圆周阵列均布。

5.如权利要求1至3任一项所述的自散热电机，其特征在于，所述散热片(3)具体为弧形散热片。

6.如权利要求1至3任一项所述的自散热电机，其特征在于，所述散热片(3)插入所述转子框架出风口(13o)。

7.如权利要求1至3任一项所述的自散热电机，其特征在于，还包括壳体(10)和支撑板(11)，所述壳体(10)具有壳体进风口(10i)和壳体出风口(10o)，所述支撑板(11)固定连接于壳体(10)内并位于所述壳体进风口(10i)和所述壳体出风口(10o)之间，所述转子框架(13)安装于所述支撑板(11)，且所述支撑板(11)也开设有支撑板进风口(11i)。

8.如权利要求7所述的自散热电机，其特征在于，所述支撑板(11)具体为栅格板，所述栅格板的栅格为所述支撑板进风口(11i)。

9.无人机，包括机体、螺旋桨(4)和电机，所述电机用于驱动所述螺旋桨(4)相对于所述机体转动，其特征在于，所述电机具体为权利要求1至6任一 项所述的自散热电机。

10.如权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述机体包括安装所述螺旋桨的螺旋桨安装臂，所述自散热电机还包括壳体(10)和支撑板(11)，所述壳体(10)具有壳体进风口(10i)和壳体出风口(10o)，所述支撑板(11)固定连接于壳体(10)内并位于所述壳体进风口(10i)和所述壳体出风口(10o)之间，所述转子框架(13)安装于所述支撑板(11)，且所述支撑板(11)也开设有支撑板进风口(11i)，所述壳体(10)具体为所述无人机的螺旋桨安装臂。