CN207917158U - 电子调速器及无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电子调速器及无人机。电子调速器包括电路板、多个功能性电子元件及多个端口，所述多个端口包括信号端口和动力端口，所述信号端口和所述动力端口设置在所述电路板的同一侧表面，所述多个功能性电子元件在所述电路板上形成控制电路并连接所述信号端口和所述动力端口并用于控制电机的运行。本实用新型实施方式的电子调速器，信号端口和动力端口设置在电路板的同一侧表面，使得电路板的另一侧表面较平整，电路板可平放，便于安装，同时，电子调速器的整体厚度也更薄，有利于薄型化设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及电调技术领域，尤其是涉及一种电子调速器及无人机。
背景技术
目前，无刷电机的应用越来越广泛，无刷电机的调速通常采用电子调速器进行调整。在相关技术中，电子调速器在装配时，电路板难以稳定平放，导致安装不方便、不稳定，而且电子调速器的整体厚度较大，不利于薄型化设计。
实用新型内容
本实用新型的实施方式提供一种电子调速器及无人机。
本实用新型实施方式的一种电子调速器，包括电路板、多个功能性电子元件及多个端口，所述多个端口包括信号端口和动力端口，所述信号端口和所述动力端口设置在所述电路板的同一侧表面，所述多个功能性电子元件在所述电路板上形成控制电路并连接所述信号端口和所述动力端口并用于控制电机的运行。
上述电子调速器中，信号端口和动力端口设置在电路板的同一侧表面，使得电路板的另一侧表面较平整，电路板可平放，便于安装，同时，电子调速器的整体厚度也更薄，有利于薄型化设计。
在某些实施方式中，所述多个功能性电子元件包括重置按键，所述重置按键用于对所述电子调速器进行配置。
在某些实施方式中，所述多个功能性电子元件包括终端电阻和终端电阻选择开关，所述终端电阻选择开关用于接入/断开所述终端电阻。
在某些实施方式中，所述终端电阻选择开关和所述重置按键沿所述电路板的长度方向设置。
在某些实施方式中，所述多个功能性电子元件包括指示灯，所述指示灯用于指示所述电子调速器的当前工作状态。
在某些实施方式中，所述电子调速器包括MOS管和散热片，所述散热片贴在所述MOS管上。
在某些实施方式中，所述散热片与所述MOS管通过硅胶连接。
在某些实施方式中，所述电子调速器包括电源线接头，所述电源线接头设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的一端，所述信号端口和所述动力端口间隔设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的另一端。
在某些实施方式中，所述电路板的侧边形成有定位用的缺口。
在某些实施方式中，所述缺口包括凹槽和槽口，所述凹槽位于所述电路板沿所述电路板长度方向的侧边，所述槽口位于所述电路板沿所述电路板宽度方向的一侧边。
在某些实施方式中，所述凹槽的数量为两个，两个所述凹槽对称设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的两侧边。
在某些实施方式中，所述电子调速器包括包覆件，所述包覆件包覆所述多个功能性电子元件和至少部分所述电路板。
在某些实施方式中，所述包覆件为热缩管。
在某些实施方式中，所述包覆件是透光的。
在某些实施方式中，所述电子调速器包括设置在所述电路板另一侧表面的CAN信号端口和串口调参端口，所述CAN信号端口和所述串口调参端口设置在沿电路板长度方向的一端，所述信号端口和所述动力端口设置在在沿所述电路板长度方向的另一端。
本实用新型实施方式的一种无人机，包括机身、机臂和动力组件，所述机臂安装在所述机身，所述动力组件安装在所述机臂，所述动力组件包括上述任一实施方式的电子调速器和电机，所述电子调速器与所述电机连接。
上述无人机中，电子调速器的信号端口和动力端口设置在电路板的同一侧表面，使得电路板的另一侧表面较平整，电路板可平放，便于安装，同时，电子调速器的整体厚度也更薄，有利于薄型化设计。
本实用新型的实施方式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，或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。
附图说明
本实用新型的实施方式的上述和/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是本实用新型实施方式的电子调速器的正面示意图。
图2是本实用新型实施方式的电子调速器的背面示意图。
图3是本实用新型实施方式的电子调速器的侧视图。
图4是本实用新型实施方式的无人机的电机和电子调速器的立体示意图；
图5是本实用新型实施方式的无人机的立体示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，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实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，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实用新型。此外，本实用新型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，本实用新型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。
请参阅图1-图4，本实用新型实施方式的一种电子调速器10，包括电路板11、多个功能性电子元件12及多个端口，多个端口包括信号端口13和动力端口14，信号端口13和动力端口14设置在电路板11的同一侧表面，多个功能性电子元件12在电路板11上形成控制电路并连接信号端口13和动力端口14并用于控制电机50的运行。
上述电子调速器10中，信号端口13和动力端口14设置在电路板11的同一侧表面，使得电路板11的另一侧表面较平整，电路板11可平放，便于安装，同时，电子调速器10的整体厚度也更薄，有利于薄型化设计。
本实用新型实施方式的电子调速器10可以是无刷电机50的调速器，可用于但不限于用于无人机100。电子调速器10可采用定制电机驱动芯片，使用磁场定向技术(FOC)，实现对电机的转矩的精确控制。可与直流无刷减速电机50搭配，组成动力组件(如图4所示)。而且，可配合调参软件对动力组件进行参数设置并升级固件。
具体地，电子调速器10包括主控芯片15和CAN控制芯片16。进一步地，主控芯片15和CAN控制芯片16与多个功能性电子元件12可设置在电路板11相背的两个表面，如第一面101和第二面102，例如主控芯片15和CAN控制芯片16设置在第二面102，多个功能性电子元件12设置在第一面101。主控芯片15和CAN控制芯片16相对较平整，对电路板11的另一侧表面(如第二面102)的平整度影响较小，这样合理布局电路板11上的信号端口13、动力端口14、多个功能性电子元件12主控芯片15和CAN控制芯片16，使电路板11可平放。
另外，信号端口13和动力端口14可通过焊接的方式设置在电路板11的第一面101。信号端口13可连接电机的4-Pin数据线，以获取电机的位置传感器数据。
需要指出的是，第一面101和第二面102为电路板11相背的两个侧表面，在一个例子中，第一面101为电路板11的正面，第二面102为电路板11的背面。
在某些实施方式中，多个功能性电子元件12包括重置按键121，重置按键121用于对电子调速器10进行配置。如此，可通过重置按键121对电子调速器10进行配置。
具体地，例如，可通过重置按键121重置电子调速器10。重置按键121可包括机械式按键或触摸式按键，机械式按键可采用按压、拨动或滑动方式进行触发相应重置按键信号。触摸式按键可采用电容式触摸方式或电阻式触摸方式进行触发相应重置按键信号，主控芯片15接收到重置按键121信号时，对电子调速器10行进行重置或其它参数的设置操作。
在某些实施方式中，多个功能性电子元件12包括终端电阻和终端电阻选择开关123，终端电阻选择开关123用于接入/断开终端电阻。如此，可通过终端电阻选择开关123将终端电阻接入控制电路，减少电子调速器10与电机50之间信号传输时的干扰信号。
具体地，终端电阻选择开关123可设置在靠近电路板11的边缘的位置。终端电阻靠近终端电阻选择开关123设置。
进一步地，在一个例子中，终端电阻可作为CAN终端电阻，通过拨动终端电阻选择开关123至ON/NC位置，可接入/断开120Ω终端电阻(用户可参阅电子调速器10的CAN总线布线和终端电阻选择的相关规范，选择终端电阻是否接通)。
在某些实施方式中，终端电阻选择开关123和重置按键121沿电路板11的长度方向设置。如此，将终端电阻选择开关123和重置按键121在电路板11上合理布置，使终端电阻选择开关123和重置按键121布设在电路板11的同一侧表面。
具体地，电路板11的平面形状大致呈矩形板状，包括长边和短边。电路板11的长度方向即长边的延伸方向。电路板11的宽度方向即短边的延伸方向。
本实用新型实施方式中，电路板11的长边的边长L1为44.8mm，短边的边长L2为22.0mm，厚度d为1.2mm。当然，在其他实施方式中，电路板11的尺寸也可以为其它尺寸，在此不作具体限制。
在某些实施方式中，多个功能性电子元件12包括指示灯124，指示灯124用于指示电子调速器10的当前工作状态。如此，便于实时获取电子调速器10的当前工作状态。
具体地，指示灯124可采用LED作为光源。指示灯124可发出不同颜色光对应于10的不同工作状态，例如，指示灯124发出绿色时，表示电子调速器10工作正常；指示灯124发出红外时，表示电子调速器10工作异常。当然，还可以是，指示灯124发出不同颜色光的组合，或发光频率，或发光频率+颜色光的组合等等来指示电子调速器10的当前工作状态。
在某些实施方式中，电子调速器10包括包覆件(图未示)，包覆件包覆多个功能性电子元件12和至少部分电路板11。如此，避免多个功能性电子元件12和电路板11裸露在外，包覆件可起到保护多个功能性电子元件12和电路板11的作用，而且防水防尘的效果好。
具体地，包覆件包覆至少部分电路板11可以理解为，包覆件包覆大部分电路板11，电路板11部分区域由于结构上需与其他结构配合可露出在包覆件之外，或者包覆件包覆整块电路板11，以及电路板11与其它元件、端口或电路的连接处。
在某些实施方式中，包覆件为热缩管。如此，包覆件的重量更轻，安装时也较为简单。
具体地，包覆件可以为双壁热缩套管，内壁为附有热熔胶的半柔性热缩管，外壁由辐射交联聚烯烃组成，加热时，内壁熔融，并随外壁收缩填充空隙或缝隙，冷却后，内外壁均匀。
在某些实施方式中，包覆件是透光的。如此，一方面，可方便用户观察到电子调速器10的内部情况，另一方面，当电子调速器10包括指示灯124时，指示灯124发出的光可通过包覆件直接透射出来，无需在电子调速器10中再额外设置导光柱，有助于精简电子调速器10的结构。
具体地，在一个例子中，热缩管可以采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制成。如此，包覆件透光性能好，质量轻且成本较低。
在某些实施方式中，电子调速器10包括MOS管(图未示)和散热片17，散热片17贴在MOS管上。如此，及时对MOS管进行散热，避免MOS管温度过高影响电子调速器10正常运行。
具体地，MOS管设置在电路板11上，MOS管、信号端口13和动力端口14可设置在电路板11的同一侧表面，在图示的实施方式中，均设置在电路板11的正面。MOS管可通过焊接的方式设置在电路板11上。散热片17可以为金属散热片17，例如可6061铝合金制成。如此，散热效果更好。可在金属片上形成电子调速器10的标牌信息128，标明电子调速器10的品牌、型号及其他信息，并可透过透光的包覆件被用户看到，实现散热片17两用，有助于精简电子调速器10的结构，减轻电子调速器10的重量。
在某些实施方式中，散热片17与MOS管通过硅胶连接。如此，硅胶的导热性能好，可以提升散热片17的散热效果。
具体地，硅胶可以为导热硅胶。当电子调速器10运行时，热量从MOS管通过导热性能良好的硅胶将热量传导出去之后，热量通过热传导的方式从硅胶传递到散热片17上。当电子调速器10包括包覆件时，热量可再传递到包覆件上，最终以热对流的方式将MOS管产生的热量传递出去。
在某些实施方式中，电子调速器10包括电源线接头18，电源线接头18设置在电路板11沿电路板11长度方向的一端，信号端口13和动力端口14间隔设置在电路板11沿电路板11长度方向的另一端。如此，将电源线接头18、信号端口13和动力端口14在电路板11上合理布置，使电源线接头18、信号端口13和动力端口14布设在电路板11的同一表面，便于电源线接头18与电源连接，及便于信号端口13和动力端口14与电机50连接。
具体地，电源线接头18与信号端口13设置在电路板11的同一侧表面，电源线接头18用于连接电源线182。信号端口13用于连接电机50的数据线，以获取电机50的位置传感器的数据。动力端口14用于连接电机50的三相输入接头52，电子调速器10通过动力端口14输出控制信号控制电机50的运行。将信号端口13和动力端口14间隔设置在电路板11沿电路板11长度方向的另一端，便于将信号端口13与电机50的数据线连接，便于将动力端口14和电机50的三相输入接头52连接。
进一步地，电子调速器10包括设置在第二面102的CAN信号端口19和串口调参端口110，CAN信号端口19和串口调参端口110设置在沿电路板11长度方向的一端。通过CAN信号线192连接CAN信号端口19接收控制板的CAN控制指令，CAN总线比特率为1Mbps。如图2所示，从左至右CAN信号线192依次为CAN_H(红色)和CAN_L(黑色)。串口调参端口110用于通过焊接或其它方式将USB转串口模块连接到电子调速器10，再将USB转串口模块连接到PC，使用RoboMaster Assistant调参软件对电子调速器10进行固件升级及参数设置。如图2所示，从右至左，串口调参端口110的三个子端口分别为GND、TX和RX端口。
安装连接时，先将电机50的数据线插入电子调速器10的信号端口13。再将电机50的三相输入接头52与电子调速器10的动力端口14的接头相连接。然后将CAN信号线192接入CAN信号端口19。最后连接电源线192至电源线接口18为电子调速器10供电。在一个例子中，可选额定电压24V的电源为电子调速器10供电。
在某些实施方式中，电路板11的侧边形成有定位用的缺口112。如此，可以通过缺口112对电路板11进行定位，便于将信号端口13、动力端口14和多个功能性电子元件12安装在电路板11。
在某些实施方式中，缺口112包括凹槽114和槽口116，凹槽114位于电路板11沿电路板11长度方向的侧边，槽口116位于电路板11沿电路板11宽度方向的一侧边。如此，电路板11的定位效果更好。
具体地，动力端口14与电路板11的连接处14a位于靠近槽口116的电路板11位置。动力端口14部分地位于126中，这样一方面，可减少电子调速器10的整体尺寸，包括长度和厚度，另一方面，也减少电路板11的重量。当电子调速器10包括包覆件时，包覆件包覆多个功能性电子元件12和电路板11时，包覆件也包覆部分动力端口14，保护动力端口14，使电子调速器10工作更稳定。
槽口116可实现10的6个自由度的定位，焊接时无需治具，槽口116的切除深度为6mm，这样设计的目的是使信号端口13的引脚和动力端口14的引脚均包覆在包覆内，防止灰尘杂物进入引脚。
凹槽116可为有定位需求的用户提供。本实用新型实施方式中，凹槽114沿电路板11的长度方向的长度L3为6mm。当然，在其他实施方式中，凹槽114的尺寸也可以设计为其他尺寸。
在某些实施方式中，凹槽114的数量为两个，两个凹槽114对称设置在电路板11沿电路板11长度方向的两侧边。如此，定位更方便。
具体地，凹槽114可以为半圆形凹槽114。可以通过直径与凹槽114对应的螺丝对电路板11进行定位。例如，凹槽114直径为2mm，禁布区直径为4mm，可使用M2螺丝进行定位。
本实用新型实施方式中，凹槽114距电路板11开设槽口116的短边的距离L5为22.3mm。如此，凹槽114开设在电路板11的长边的中间位置附近，定位效果好。
当然，在其他实施方式中，凹槽114的数量、位置及形状不限于上述实施方式中的数量、位置及形状，例如凹槽114的数量也可以为1个、3个或其他任意多个，凹槽114的形状也可以为矩形、半椭圆形或其他形状。
请参阅图5，本实用新型实施方式的一种无人机100，包括机身20、机臂30和动力组件40，机臂30安装在机身20，动力组件40安装在机臂30，动力组件40包括上述任一实施方式的电子调速器10和电机50，电子调速器10与电机50连接。
上述无人机100中，电子调速器10的信号端口13和动力端口14设置在电路板11的同一侧表面，使得电路板11的另一侧表面较平整，电路板11可平放，便于安装，同时，电子调速器10的整体厚度也更薄，有利于薄型化设计。
具体地，动力组件40用于为无人机100提供动力。无人机100可应用于航拍、测绘、农业等多个领域。
另外，机臂30可转动地安装在机身20上，无人机100不使用时，机臂30可折叠到机身20，减少无人机100的尺寸，便于无人机100的运输和存放。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合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实用新型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。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (16)
1.一种电子调速器，其特征在于，包括电路板、多个功能性电子元件及多个端口，所述多个端口包括信号端口和动力端口，所述信号端口和所述动力端口设置在所述电路板的同一侧表面，所述多个功能性电子元件在所述电路板上形成控制电路并连接所述信号端口和所述动力端口并用于控制电机的运行。
2.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述多个功能性电子元件包括重置按键，所述重置按键用于对所述电子调速器进行配置。
3.根据权利要求2所述的电子调速器，其特征在于，所述多个功能性电子元件包括终端电阻和终端电阻选择开关，所述终端电阻选择开关用于接入/断开所述终端电阻。
4.根据权利要求3所述的电子调速器，其特征在于，所述终端电阻选择开关和所述重置按键沿所述电路板的长度方向设置。
5.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述多个功能性电子元件包括指示灯，所述指示灯用于指示所述电子调速器的当前工作状态。
6.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述电子调速器包括MOS管和散热片，所述散热片贴在所述MOS管上。
7.根据权利要求6所述的电子调速器，其特征在于，所述散热片与所述MOS管通过硅胶连接。
8.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述电子调速器包括电源线接头，所述电源线接头设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的一端，所述信号端口和所述动力端口间隔设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的另一端。
9.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述电路板的侧边形成有定位用的缺口。
10.根据权利要求9所述的电子调速器，其特征在于，所述缺口包括凹槽和槽口，所述凹槽位于所述电路板沿所述电路板长度方向的侧边，所述槽口位于所述电路板沿所述电路板宽度方向的一侧边。
11.根据权利要求10所述的电子调速器，其特征在于，所述凹槽的数量为两个，两个所述凹槽对称设置在所述电路板沿所述电路板长度方向的两侧边。
12.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述电子调速器包括包覆件，所述包覆件包覆所述多个功能性电子元件和至少部分所述电路板。
13.根据权利要求12所述的电子调速器，其特征在于，所述包覆件为热缩管。
14.根据权利要求12所述的电子调速器，其特征在于，所述包覆件是透光的。
15.根据权利要求1所述的电子调速器，其特征在于，所述电子调速器包括设置在所述电路板另一侧表面的CAN信号端口和串口调参端口，所述CAN信号端口和所述串口调参端口设置在沿所述电路板长度方向的一端，所述信号端口和所述动力端口设置在沿所述电路板长度方向的另一端。
16.一种无人机，包括机身、机臂和动力组件，所述机臂安装在所述机身，所述动力组件安装在所述机臂，其特征在于，所述动力组件包括权利要求1-15任一项所述的电子调速器和电机，所述电子调速器与所述电机连接。
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