CN207141408U - 一种旋翼无人机的节能降温结构 - Google Patents

Abstract

一种旋翼无人机的节能降温结构，包括：进风口、出风口、风通道以及散热口；所述进风口固定的设置在旋翼无人机的机臂上，上下贯通；所述进风口设定在所述旋翼无人机桨叶旋转展开后的半径内；所述进风口面向桨叶的一侧直接略大，背向桨叶的一侧，直径略小，呈漏斗式结构设计；所述出风口固定设置在所述进风口的内壁上；所述风通道设置在所述机臂的内部，两端分别与所述出风口以及散热口相通；所述散热口设置在高速马达结构部的四周，该结构提高了升力方向上的空间占用比，降低了桨叶旋转时风能打在机臂上无用功的占用；通过文氏效应的有效利用，很好的解决了传统旋翼无人机散热难的不足，提高了高速马达的使用寿命，安全可靠性高。

Description

一种旋翼无人机的节能降温结构

技术领域

本实用新型专利涉及一种旋翼无人机的马达降温结构设计技术，尤其是一种旋翼无人机的节能降温结构，该降温结构通过文氏效益的巧妙应用，采用纯物理学的现象应用，设计成了非耗能式的降温结构，大大降低了旋翼无人机因采用高速马达所造成的电机过热问题。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：固定翼无人机、多旋翼无人机、伞翼无人机等；

因为多旋翼无人机可以垂直起降，无需跑道，空中可以悬停，操控简单的多种优点，其越来越深入到人们的生产与生活当中，“到手飞”、个人航拍机以及探险、救援等；

但在现有技术中，多旋翼无人机均采用高速马达的动力设置，其通过高速旋转带来上升和平移动力的同时，还产生了不可避免的电机发热现象，散热效果设计的不合理又造成现有无人机摔机和烫伤人等事故的时有发生，而现有技术中，无人机的高速马达散热装置又不可能加装过多的散热结构和散热动力装置，因为无人机本身不能设计过重，又不能消耗除起飞外的额外能量，这样才能保持无人机的长时间续航性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种旋翼无人机的节能降温结构，解决现有技术中，旋翼无人机用高速马达散热较差的不足，大大提高了高速马达的使用寿命和操作安全，而且采用物理原理设计，不耗能，不增重，工作可靠，无需后期维护。

一种旋翼无人机的节能降温结构，包括：进风口、出风口、风通道以及散热口；

进一步的，所述进风口固定的设置在旋翼无人机的机臂上，上下贯通；所述进风口设定在所述旋翼无人机桨叶旋转展开后的半径内；

作为一种举例说明，所述进风口的数量为大于等于1的自然数；

作为一种举例说明，所述进风口面向桨叶的一侧直接略大，背向桨叶的一侧，直径略小，呈漏斗式结构设计；

作为一种举例说明，优选的，当进风口面向桨叶一侧的直径为背向桨叶一侧直径的2.5倍时，所产生的文氏效应最佳；

进一步的，所述出风口固定设置在所述进风口的内壁上；

作为一种举例说明，通过实验验证，所述出风口的直径设计为进风口最大直径的十分之一时，文氏效应产生的作用效果最佳；

作为一种举例说明，通过实验验证，所述出风口的纵向位置设置在所述进风口纵向距离一半以下，文氏效应的作用最佳；

进一步的，所述风通道设置在所述机臂的内部，两端分别与所述出风口以及散热口相通；

进一步的，所述散热口设置在高速马达结构部的四周，用于文氏效应时吸入周围空气，对高速马达进行风冷却散热的作用；

作为一种举例说明，所述进风口、出风口、风通道以及散热口的设置，应当满足旋翼无人机机臂的各项应力要求值，保证该实用新型的实施不会造成旋翼无人机机臂工作损坏；

为了更好的说明本实用新型的设计原理，现简要介绍其工作过程如下，介绍之前，先介绍下有关文氏效应的基本概念：

首先，所谓“文氏”效应是指，当气体或液体吹过一个通道时，通道内气压瞬间变得较低，这时通道的内侧如果开有小孔，这个小孔就会产生吸附作用并导致与小孔外部相通的空气流动；文氏原理其实很简单，它就是把气流由粗变细，以加快气体流速，使气体快速通过通道时，其内侧的小孔后形成一个“真空”区。当这个真空区与外部空气相通时，会对外部空气产生吸附作用；

类似文氏管的实验原理一样，当空气从文丘里管的一端进入，通过另一端相对截面较小的喷管排出，随之截面逐渐减小，流入空气的压强减小，流速变大，这时就在吸附腔的进口内产生一个真空度，致使周围空气被吸入文氏管内，随着压缩空气一起流进扩散腔内减小气体的流速；

其次，通过文氏效应的物理现象应用，当旋翼无人机的桨叶在高速马达的带动下产生升力时，桨叶必然向下产生高速风力，当向下的风力通过所述进风口时，文氏效应由此产生，此时出风口处产生类似真空的负压，必将带动所述风通道相通的散热口的外部空气进行换气流动，从而时刻的将高速马达产生的热量通过流动的空气带走，不占用空间的同时，也消耗额外能源；

最后，当无人机降落后，高速马达停止工作，此时不再产生工作热量，而文氏效应也自动停止运行，无需后续的维护操作；

经过多次实验验证，将文氏效应应用到旋翼无人机的高速马达的散热上，具备相当成功的结果，高速马达的工作寿命得到了很大的延长，摔机的故障率也大大降低，而且旋翼无人机降落后体感温度较传统旋翼无人机低出许多，不至于烫伤人的皮肤；

本实用新型的有益效果：

1.该结构侧面的实现了机臂在升力方向上的空间的占用比例，通过进风口上下通透的结构设计，降低了桨叶旋转时风能打在机臂上无用功的占用；

2.通过文氏效应的有效利用，很好的解决了传统旋翼无人机散热难的不足，通过流动的时时风冷，大大提高了高速马达的使用寿命；

3.一定程度上降低了无人机整体的设计重量，且无需后续维护，安全可靠性高；

4.良好的高速马达散热风道，可以最大效果的降低无人机发热时所产生的热成像效果。

附图说明

图1是本实用新型一种旋翼无人机的节能降温结构的整体结构示意图

图2是本实用新型一种旋翼无人机的节能降温结构之文氏设计结构的局部剖面放大图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

参照图1至图2所示，一种旋翼无人机的节能降温结构，包括：进风口101、出风口102、风通道201以及散热口103；

进一步的，所述进风口101固定的设置在旋翼无人机的机臂106 上，上下贯通；所述进风口101设定在所述旋翼无人机桨叶旋转展开后的半径内；

作为一种举例说明，所述进风口101的数量为大于等于1的自然数；

作为一种举例说明，所述进风口101面向桨叶105的一侧直接略大，背向桨叶105的一侧，直径略小，呈漏斗式结构设计；

作为一种举例说明，优选的，当进风口101面向桨叶105一侧的直径为背向桨叶105一侧直径的2.5倍时，所产生的文氏效应最佳；

进一步的，所述出风口102固定设置在所述进风口的内壁上；

作为一种举例说明，通过实验验证，所述出风口102的直径设计为进风口101最大直径的十分之一时，文氏效应产生的作用效果最佳；

作为一种举例说明，通过实验验证，所述出风口102的纵向位置设置在所述进风口101纵向距离一半以下，文氏效应的作用最佳；

进一步的，所述风通道201设置在所述机臂106的内部，两端分别与所述出风口102以及散热口103相通；

进一步的，所述散热口103设置在高速马达104结构部的四周，用于文氏效应时吸入周围空气，对高速马达104进行风冷却散热的作用；

作为一种举例说明，所述散热口103的数量为大于等于1的自然数；

作为一种举例说明，所述进风口101、出风口102、风通道201 以及散热口103的设置，应当满足旋翼无人机机臂106的各项应力要求值，保证该实用新型的实施不会造成旋翼无人机机臂106工作损坏；

为了更好的说明本实用新型的设计原理，现简要介绍其工作过程如下，介绍之前，先介绍下有关文氏效应的基本概念：

首先，所谓“文氏”效应是指，当气体或液体吹过一个通道时，通道内气压瞬间变得较低，这时通道的内侧如果开有小孔，这个小孔就会产生吸附作用并导致与小孔外部相通的空气流动；文氏原理其实很简单，它就是把气流由粗变细，以加快气体流速，使气体快速通过通道时，其内侧的小孔后形成一个“真空”区。当这个真空区与外部空气相通时，会对外部空气产生吸附作用；

类似文氏管的实验原理一样，当空气从文丘里管的一端进入，通过另一端相对截面较小的喷管排出，随之截面逐渐减小，流入空气的压强减小，流速变大，这时就在吸附腔的进口内产生一个真空度，致使周围空气被吸入文氏管内，随着压缩空气一起流进扩散腔内减小气体的流速；

其次，通过文氏效应的物理现象应用，当旋翼无人机的桨叶105 在高速马达104的带动下产生升力时，桨叶105必然向下产生高速风力，当向下的风力通过所述进风口101时，文氏效应由此产生，此时出风口102处产生类似真空的负压，必将带动所述风通道201相通的散热口103的外部空气进行换气流动，从而时刻的将高速马达104产生的热量通过流动的空气带走，不占用空间的同时，也消耗额外能源；

最后，当无人机降落后，高速马达104停止工作，此时不再产生工作热量，而文氏效应也自动停止运行，无需后续的维护操作；

经过多次实验验证，将文氏效应应用到旋翼无人机的高速马达 104的散热上，具备相当成功的结果，高速马达104的工作寿命得到了很大的延长，摔机的故障率也大大降低，而且旋翼无人机降落后体感温度较传统旋翼无人机低出许多，不至于烫伤人的皮肤；

该结构侧面的实现了机臂在升力方向上的空间的占用比例，通过进风口101上下通透的结构设计，降低了桨叶旋转时风能打在机臂上无用功的占用；通过文氏效应的有效利用，很好的解决了传统旋翼无人机散热难的不足，通过流动的时时风冷，大大提高了高速马达104 的使用寿命；一定程度上降低了无人机整体的设计重量，且无需后续维护，安全可靠性高；

以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，包括：进风口、出风口、风通道以及散热口；

所述进风口固定的设置在旋翼无人机的机臂上，上下贯通；所述进风口设定在所述旋翼无人机桨叶旋转展开后的半径内；

所述进风口面向桨叶的一侧直径略大，背向桨叶的一侧，直径略小，呈漏斗式结构设计；

所述出风口固定设置在所述进风口的内壁上；

所述风通道设置在所述机臂的内部，两端分别与所述出风口以及散热口相通；

所述散热口设置在高速马达结构部的四周。

2.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，所述进风口的数量为大于等于1的自然数。

3.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，所述进风口面向桨叶一侧的直径为背向桨叶一侧直径的2.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，所述出风口的直径设计为进风口最大直径的十分之一。

5.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，所述散热口的数量为大于等于1的自然数。

6.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机的节能降温结构，其特征在于，所述出风口的纵向位置设置在所述进风口纵向距离一半以下。