CN211128732U - 无人机及其壳体 - Google Patents
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Abstract
一种无人机的壳体,所述壳体内设置有飞控主板以及电调模块,所述壳体配置有单独为所述飞控主板散热的第一散热风道以及单独为所述电调模块散热的第二散热风道,所述第一散热风道和第二散热风道为自然对流风道。通过为飞控主板和电调模块设置单独的自然对流风道进行散热,可以在保证无人机散热效率的情况下省略散热风扇,从而达到降低无人机重量的目的,有利于无人机的小型化和轻量化。本实用新型还提供一种无人机,其包括上述壳体以及设置在壳体内的飞控主板和电调模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无人机及其壳体,尤其涉及一种无风扇的无人机及其壳体。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用遥控设备和/或内置的程序操控的不载人飞机。
近年来,小型化和轻量化的无人机受到越来越多用户的青睐,但由于无人机内有大量的发热部件,例如飞控主板和电调模块等,设计者在设计时通常都需要采用散热风扇来对这些发热部件进行散热,以保证无人机的正常工作。
然而,由于现在无人机使用的散热风扇重量都比较大,从而就严重制约了无人机的轻量化发展。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述或其他潜在问题,根据本实用新型的一些实施例,提供一种无人机的壳体,所述壳体内设置有飞控主板以及电调模块,所述壳体配置有单独为所述飞控主板散热的第一散热风道以及单独为所述电调模块散热的第二散热风道,所述第一散热风道和第二散热风道为自然对流风道。
如上所述的壳体,其中,所述第一散热风道和第二散热风道间隔且层叠设置。
如上所述的壳体,其中,所述壳体包括相对设置的上盖和底盖,以及位于所述上盖和底盖之间的中框;所述底盖和所述第一散热风道位于所述中框的下方,所述第二散热风道位于所述中框的上方。
如上所述的壳体,其中,所述底盖包括底板以及从所述底板往上延伸的上侧壁;所述第一散热风道包括所述底板设置的第一进风口以及所述上侧壁设置的第一出风口。
如上所述的壳体,其中,所述第一进风口沿着所述无人机的宽度方向延伸。
如上所述的壳体,其中,所述底板往所述壳体内凹陷形成有内凹部,所述内凹部设置有所述第一进风口,所述第一进风口包括沿所述无人机长度方向设置的前表面和后表面,所述后表面往后方倾斜设置。
如上所述的壳体,其中,所述第一进风口为多个,多个所述第一进风口沿着所述无人机的长度方向延伸;所述上侧壁包括左上侧壁和右上侧壁,所述第一出风口为多个,部分所述第一出风口设置于所述左上侧壁,另外部分所述第一出风口设置于所述右上侧壁。
如上所述的壳体,其中,所述第二散热风道包括所述中框设置的第二进风口以及所述上盖设置的第二出风口。
如上所述的壳体,其中,所述中框包括前侧壁、后侧壁、左侧壁和右侧壁,所述第二进风口设置于所述前侧壁;所述上盖包括顶板以及从所述顶板往下延伸的下侧壁,所述第二出风口设置于所述下侧壁且所述第二出风口靠近所述电调模块。
如上所述的壳体,其中,所述下侧壁包括左下侧壁和右下侧壁,所述左下侧壁和右下侧壁均设置有所述第二出风口。
如上所述的壳体,其中,所述前侧壁往后凹陷形成有后凹部,所述后凹部包括顶面以及侧面,所述顶面和所述侧面设置的开口形成所述第二进风口。
如上所述的壳体,其中,所述中框设有用于安装所述无人机的云台的安装部,所述云台穿过所述第二进风口与所述安装部连接。
如上所述的壳体,其中,所述第二出风口沿着所述无人机的长度方向延伸。
如上所述的壳体,其中,所述壳体还包括尾盖,所述后侧壁开设有供所述无人机的电池穿过的缺口,所述尾盖盖设在所述电池的后方;所述中框设有用于收容所述电池的电池仓。
如上所述的壳体,其中,所述尾盖与所述上盖转动连接。
如上所述的壳体,其中,所述第一散热风道与所述第二散热风道被所述飞控主板隔开。
根据本实用新型的一些实施例,提供一种无人机,包括上述壳体以及设置在所述壳体内的飞控主板和电调模块。
如上所述的无人机,其中,所述壳体内还设有为所述飞控主板散热的散热片以及为所述飞控主板和电调模块供电的电池,所述散热片、所述飞控主板、所述电池和所述电调模块从下往上层叠设置。
在本实施例中,由于飞控主板和电调模块分别通过两个单独的散热风道进行散热,电调模块和飞控主板的散热相互之间基本没有影响,从而提高了无人机的散热效率,故电调模块和飞控主板均通过自然对流风道而非强制对流风道进行散热均可以满足无人机的散热要求,继而也就无需再配置加速换气的散热风扇或者气泵等,进而也就大幅降低了无人机的重量,有利于无人机的小型化和轻量化设计。
此外,通过将壳体内各个模块上下层叠设置,便于无人机内部结构的紧凑化,有利于无人机的轻量化及小型化设计。当将飞控主板和电调模块分别布置在电池的下方和上方,方便了电池为主板和电调模块供电,而且无人机散热量比较大的飞控主板和电调模块也能被电池隔开,避免二者散发的热量相互影响,有利于使壳体内部的布局变得紧凑。当然,由于飞控主板位于壳体的下部,则设置在壳体下方的下视定高模块可以直接固定在飞控主板上,从而缩短二者的装配路径,进而减少例如连接线的数量,以进一步实现无人机的小型化和轻量化。
本实用新型的附加方面的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践了解到。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述,本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中,将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明,其中:
图1和图2为本实用新型实施例提供的无人机将底盖分解后在不同视角下的结构示意图;
图3a、图3b、图3c和图3d为图1中底盖在不同视角下的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的无人机将上盖分解后的结构示意图;
图5为图1中无人机的爆炸图;
图6a和图6b为第一散热风道的示意图;
图7a和图7b为第二散热风道的示意图;
图8为图1中无人机拆除电池后的结构示意图;
图9a和图9b为图5中第一电路板在不同视角下的结构示意图;
图10为本实用新型实施例提供的无人机将机臂分解后的结构示意图。
附图标记:
10-无人机;100-壳体;110-上盖;1101-顶板;1103-下侧壁;1105-第二出风口;130-中框;1301-前侧壁;1302-左侧壁;1303-后侧壁;1304-右侧壁;1305-电池仓;1306-第二进风口;1307-后凹部;1308-缺口;1309-安装部;150-底盖;1501-底板;1503-上侧壁;1505-第一进风口;1507-第一出风口;1509-内凹部;15091-前表面;15093-后表面;170-尾盖;200-机臂模块;210-前机臂模块;230-后机臂模块;250-支撑模块;201-机臂;2011-前盖;2013-后盖;202-安装座;203-螺旋桨;300-云台;400-第二电路板;401-电调模块;403-电源接口模块;4031-插头;500-第一电路板;501-卫星定位模块;503-IMU模块;505-屏蔽罩;600-电池;6001-插座;700-飞控主板;800-散热片;8001-褶皱状结构;8003-避让口;900-下视定高模块;1000-安装支架;10001-凸出部;1100-第一减震结构;1200-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,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至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸地连接,或成一体;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,除非另有明确的限定。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。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
无人机自20世纪初被研发出来以后,迅速被用于进行空中轰炸、侦查等军事用途。随着无人机技术的逐渐成熟,到了20世纪末的时候,无人机进入了快速发展期,到了21世纪,无人机则出现了从大型化向小型化发展的趋势,一批机型更加小巧、性能更加稳定的无人机开始出现。同时,这一时期也催发了民用无人机的诞生,相继推出了四轴无人飞行器和能够用于自拍的无人飞行器。但是,虽然相对全世界第一台无人机而言,现在的无人机已经发展出了相对比较小巧的机型,然而,这些无人机的重量依然超过某些地区对于飞行器的管制重量,需要受到空管部门的严格管制,必须提前在空管部门注册才能正常使用,甚至有些地区还要求民用无人机在飞行前向相关部门报备飞行时间和飞行路线。
有鉴于此,无人机的设计和制造商开始花大量的时间和人力物力来尝试减轻现有无人机的重量,但是,由于现在无人机需要配备大量的诸如卫星定位模块(包括但不限于GPS、北斗等)、云台相机模块、电调模块、下视定高模块(包括但不限于视觉传感器和超声波传感器及其组合),同时还需配备具有更大处理能力的飞控主板才能满足使用者的基本需求;而且,为了保证无人机具有足够的续航能力,无人机也需要搭载具有足够容量的电池,但是,电池的容量越大,则其重量也就越大。此外,在设计时还需要考虑到各模块的局限性,例如,下视定高模块需要位于无人机的底部且其视场角范围内需要无遮挡,而卫星定位模块则通常需要位于无人机的顶部,同时,还要考虑到各模块的散热问题,这些都无疑为无人机的小型化、轻量化设计提出了极大的考验。
本实施例的目的在于提供一种轻量化、小型化、具有较好散热的无人机及其壳体,尤其是力图制造一种具有较高散热效率,且重量在250g以下的无人机及其壳体。本实施例无人机的壳体内设置有飞控主板以及电调模块,在壳体上配置有单独为飞控主板散热的第一散热风道以及单独为电调模块散热的第二散热风道;其中,第一散热风道和第二散热风道是不包括有散热风扇或者气泵的自然对流风道,而非包括散热风扇或者气泵的强制对流风道。无人机包括前述壳体以及设置在壳体内的飞控主板和电调模块,该飞控主板和电调模块分别通过壳体设置的第一散热风道和第二散热风道进行自然对流散热。在某些示例中,壳体内还设有为飞控主板散热的散热片以及为飞控主板和电调模块供电的电池,且散热片、飞控主板、电池和电调模块从下往上层叠设置在壳体内。
在某些示例中,还可以将用于电连接电调模块和电池的电源接口模块与电调模块同层设置,以缩短电池对电调模块进行供电的距离,从而提升供电效率。在一些具体的示例中,电源接口模块和电调模块可以集成在同一块电路板上,以缩小空间的占用,便利于无人机的小型化和轻量化。
在本实施例中,由于飞控主板和电调模块分别通过两个单独的散热风道进行散热,电调模块和飞控主板的散热相互之间基本没有影响,从而提高了无人机的散热效率,故电调模块和飞控主板均通过自然对流风道而非强制对流风道进行散热均可以满足无人机的散热要求,继而也就无需再配置加速换气的散热风扇或者气泵等,进而也就大幅降低了无人机的重量,有利于无人机的小型化和轻量化设计。
此外,通过将壳体内各个模块上下层叠设置,便于无人机内部结构的紧凑化,有利于无人机的轻量化及小型化设计。当将飞控主板和电调模块分别布置在电池的下方和上方,方便了电池为主板和电调模块供电,而且无人机散热量比较大的飞控主板和电调模块也能被电池隔开,避免二者散发的热量相互影响,有利于使壳体内部的布局变得紧凑。当然,由于飞控主板位于壳体的下部,则设置在壳体下方,用于测量无人机高度的下视定高模块可以直接固定在飞控主板上,该下视定高模块可以包括但不限于视觉传感器和超声波传感器及其组合。由于下视定高模块可以直接固定在位于下层的飞控主板上,也就缩短了二者的装配路径,进而减少例如连接线的数量,可以进一步实现无人机的小型化和轻量化。
以下结合附图进行介绍,以便本领域技术人员能够更好的理解本实施例的技术方案。
图1和图2为本实施例提供的无人机将底盖分解后在不同视角下的结构示意图;图3a至图3d为图1中底盖在不同视角下的结构示意图;图4为本实施例提供的无人机将上盖分解后的示意图;图5为图1中无人机的爆炸图。在下文的描述中,均以图1所示的方向作为基准方向,但该方向并不应视为对保护范围的具体限制。
如图1至图5所示,本实施例的无人机10包括:壳体100、安装在壳体100上并呈放射状延伸的四个机臂模块200以及安装在壳体100前端的云台300,在云台300上可安装诸如照相机和摄像机等图像传感设备。具体而言,壳体100包括相对设置的上盖110和底盖150以及位于上盖110和底盖150之间的中框130,上盖110、中框130和底盖150围合成的容置空间用来安装电调模块401、电池600、飞控主板700、散热片800等部件。四个机臂模块200呈放射状的安装在中框130的左右两侧,在中框130的前端则安装云台300。具体而言,机臂模块200可以包括机臂201以及安装在该机臂201上的螺旋桨203,在机臂201上可以设置安装座202,在该安装座202内安装有用于驱动螺旋桨203转动的驱动电机。
如图1至图3d所示,底盖150可以包括底板1501以及从底板1501往上延伸的上侧壁1503,其中,上侧壁1503可以与中框130卡扣连接。如图4所示,上盖110可以包括顶板1101以及从顶板1101往下延伸的下侧壁1103,其中,下侧壁1103可以与中框130卡扣连接。应当理解,在其他一些示例中,上盖110和底盖150也不限于上述结构,本领域技术人员可以根据实际需要进行设计。
还需要说明的是,在另一些示例中,壳体100也可以包括相对设置能够盖合在一起的上壳体和下壳体,由上壳体和下壳体盖合在一起形成用来安装飞控主板700和电池600等部件的容置空间。并且,本实施例也不限定机臂模块200必须安装在中框130上,其也可以安装在上盖110或者底盖150上。同理,云台300也不限制必须安装在中框130的前端,其也可以安装在中框130其他任意合适位置,或者也可以安装在上盖110、底盖150的任意合适位置。此外,本实施例中并不限定云台300必须为单轴或者多轴云台,只要其可以安装图像传感设备即可。
图6a和图6b示意出了为无人机的飞控主板散热的第一散热风道,图7a和图7b示意出了为无人机的电调模块散热的第二散热风道。如图6a至图7b所示,在本实施例中,无人机10设置有单独为飞控主板700散热的第一散热风道以及单独为电调模块散热的第二散热风道(图6a至图7b中用空心箭头示意出了风在第一散热风道和第二散热风道的流向)。
在某些示例中,第一散热风道和第二散热风道可以层叠设置且相互间隔开。例如,图6a至图7b中第一散热风道和第二散热风道沿着竖直方向层叠设置,且第一散热风道和第二散热风道被飞控主板700间隔开,或者当飞控主板700的下方设置有散热片800时,该第一散热风道和第二散热风道也可以被散热片800隔开,从而避免两个散热风道相互影响。
如图5至图7b所示,正如前文所述,本实施例中的第一散热风道和第二散热风道为自然对流风道,其不同于现有无人机中通常采用的通过散热风扇加速换气的强制对流风道,采用本实施例的方案,可以在保证无人机散热效率的同时减轻无人机的重量和体积,有利于无人机的轻量化和小型化。
在本实施例中,如图1至图3d以及图5至图6b所示,第一散热风道为能够让风能够从壳体100的底部进入并从壳体100的侧面流出的风道。例如,以图1和图2示出的无人机10为例,其底盖150包括底板1501和从底板1501往上延伸的上侧壁1503,则在底板1501上设置有第一进风口1505,在上侧壁1503上则设置有第一出风口1507,从而风可以从第一进风口1505进入,然后如图5所示的流经飞控主板700(当飞控主板700下方设置有散热片800时,则流经散热片800)并进行热交换,经过热交换的风再从上侧壁1503上设置的第一出风口1507流出,从而达到为飞控主板700降温的目的。
在具体设计时,如图1至图3d所示,第一进风口1505沿着无人机10的宽度方向延伸,且在某些示例中,该第一进风口1505可以设置多个,这多个第一进风口1505可以沿着无人机10的长度方向排列,以便提高进风量,继而提高散热效率。第一进风口1505包括沿无人机10的长度方向相对设置的前表面15091和后表面15093,以及沿无人机10的宽度方向相对设置的左侧面和右侧面。在某些示例中,第一进风口1505的前表面15091、后表面15093、左侧面以及右侧面可以设置成向壳体100的内部延伸,例如,在制备时,可以在底板1501上形成往壳体100内凹陷的内凹部1509,并在该内凹部1509内设置第一进风口1505。为了将风引导进入第一进风口1505,以减少风阻,在某些具体的示例中,还可以将第一进风口1505的后表面15093设置成往无人机10的后方倾斜。
第一出风口1507可以设置在上侧壁1503的任意合适位置,例如,该上侧壁1503包括左上侧壁1503和右上侧壁1503,在左上侧壁1503和右上侧壁1503上均设置有第一出风口1507。在本实施例中,第一出风口1507可以沿着无人机10的长度方向延伸,以便提高出风量,继而提高壳体100内的换气效率,提高散热效果。可以理解,当第一出风口1507有多个时,可以将一部分第一出风口1507设置在左上侧壁1503,而将另一部分第一出风口1507设置在右上侧壁1503。
如图1、图4、图5、图7a和图7b所示,第二散热风道为能够让风从壳体100的前端进入并从电调模块401附近的侧面流出的风道。例如,在图4和图5示出的无人机10中,在中框130上设置第二进风口1306,在上盖110设置第二出风口1105,风从第二进风口1306进入,然后流经电调模块401的表面与电调模块401换热后从其附近的第二出风口1105流出,以便为电调模块401降温,保证其正常工作。在制备时,中框130的前侧壁1301上形成有后凹部1307,该后凹部1307包括顶面和侧面,在顶面上设置有用于安装云台300的开口,该开口同时可以兼做第二进风口1306。当然,在某些示例中,也可以在前侧壁1301的其他位置设置第二进风口1306,例如,同时在后凹部1307的顶面和侧面均设置开口,以便配合形成第二出风口1105。在上盖110的下侧壁1103设置第二出风口1105,该第二出风口1105靠近电调模块401设置。可以理解,当下侧壁1103包括左下侧壁1103和右下侧壁1103时,可以在左下侧壁1103和右下侧壁1103均设置第二出风口1105,而且,同第一出风口1507相似,设置在左下侧壁1103和右下侧壁1103的第二出风口1105的数量也可以按照需要灵活调整。第二出风口1105可以如图1所示的沿着无人机10的长度方向延伸,以提高换气效率。
下面结合图6a至图7b简要介绍无人机10在飞行时通过自然对流进行散热的过程,以便更好的理解本实施例设置第一散热风道和第二散热风道的目的及效果。
当无人机10启动时,无人机10底部的气流可以从底板1501的第一进风口1505进入壳体100内部,然后与散热片800接触换热,然后从左上侧壁1503和右上侧壁1503设置的第一出风口1507流出壳体100,实现对飞控主板700的降温,以保证其能够正常工作。由于无人机10在工作时,机臂201上设置的螺旋桨203转动会在无人机10的底部产生向上的从中心到两侧的气流,通过设置上述第一进风口1505和第一出风口1507,可以将这部分气流有效的导引到壳体100内,实现对飞控主板700的降温。
从无人机10的前方往后流动的气流,则能够从中框130的前侧壁1301上设置的第二进风口1306进入壳体100内,然后与电调模块401换热后,从左下侧壁1103和右下侧壁1103流出壳体100,实现对电调模块401的降温;而且,由于第二出风口1105设置在电调模块401的附近,故其基本位于无人机10的尾部,因此,从该位置流出的气流也不会对无人机10的空气动力学性能产生太大的影响,也即,可以兼顾无人机10的飞行效率和散热效率。
基于上述可知,通过单独为飞控主板700和电调模块401配置散热风道,虽然本实施例的散热风道为自然对流风道,但由于两个散热风道是独立的,因而可以基本满足飞控主板700和电调模块401各自的散热需求,从而无需再设置散热风扇或者气泵进行强制对流散热,从而无人机的壳体内也就可以省略散热风扇或者气泵,利于降低无人机的重量和体积,实现无人机的小型化和轻量化。
继续参考图5,飞控主板700、电池600和电调模块401在壳体100内可以从下到上依次层叠设置,以提高壳体内零部件布局的紧凑性,有利于无人机的小型化设计。
如图1、图2和图5所示,在某些示例中,可以在飞控主板700的下方设置散热片800为飞控主板700散热,该散热片800可以通过螺栓1200或者螺钉等合适的方式与飞控主板700固定,通过在飞控主板700下方设置散热片800,飞控主板700散发的热量通过该散热片800与周围的空气进行热交换,从而降低飞控主板700的温度,以保证飞控主板700能够正常工作。散热片800可以采用压铸工艺制成的散热片800或者采用冲压工艺制成的散热片800。例如,图4和图6中示出的是采用冲压工艺制成的散热片800,其一般由铝合金冲压而成,从而该散热片800的密度可以高达2.7g/cm3,厚度则可以降低到0.05mm以下,相比于采用密度为1.8g/cm3的铝镁合金通过压铸工艺制成的厚度高达0.8mm以上的散热片800,可以有效的降低无人机10的体积和重量。在某些情形下,可以在飞控主板700和散热片800之间以设置导热硅胶,以提高导热效果。应当理解,由于飞控主板700的下方设置有散热片800,则为了在飞控主板700的底面固定下视定高模块900,则可以在散热片800上设置避让口8003,从而下视定高模块900可以穿过该避让口8003与飞控主板700的底面固定。
在某些示例中,散热片800可以全部为类似于平板状的结构。在另一些示例中,则可以如图1、图2和图5似的,将散热片800的前端形成为连续的褶皱状结构8001,并将散热片800的后端形成为近似平板状的结构。在其他一些示例中,散热片800可以全部为褶皱状结构8001。通过将散热片800设置成具有连续的褶皱状的结构,还可以进一步增大散热面积,提高散热效率。
继续参考图5和图8,在某些示例下,电池600与云台300可以位于云台300位于电池600的前方,示例性地,云台300与电池600同层设置。例如,图8示出了在中框130的后部设置供电池600穿过的缺口1308,电池600穿过缺口1308后安装到壳体100内,此时,电池600和云台300同层设置。容易理解,由于云台300在工作时可能会相对于壳体100转动,故其需要有一定的活动间隙,在本实施例中,可以通过合理配置电池600的长宽高,即可在电池600具有足够容量以满足无人机10长时间续航的前提下,又能够保证电池600和云台300之间具有足够的间隙来供云台300工作时活动,而且无人机10还可以有紧凑的结构来满足其小型化和轻量化的需求。
本实施例的无人机10,通过将飞控主板700、电池600和电调模块401在垂直方向布局成三层结构,且其飞控主板700位于电池600的下方,从而更靠近下视定高模块900,有效缩减了下视定高模块900与飞控主板700的安装距离,而电调模块401与控主板又通过电池600隔开,则各自散发的热量不会相互影响,有利于无人机10散热的优化。
继续参考图5,电调模块401的同层还设置有电源接口模块403、卫星定位模块501和IMU模块503,当然,在另一些示例中,这些模块也可以有其他布局,例如将电源接口模块403与飞控主板700集成在一块主板上。在本实施例中,卫星定位模块501和IMU模块503(也即惯性测量单元,Inertial measurement unit)集成在第一电路板500上,电调模块401和电源接口模块403集成在第二电路板400上,第一电路板500和第二电路板400通过诸如螺栓1200、铆钉等的紧固件固定在中框130的顶部,并且第一电路板500设置在第二电路板400的前方,以便使得电调模块401和电源接口模块403能够靠近位于中层的电池600,同时也减小电池600产生的热量对卫星定位模块501和IMU模块503的影响。
在本实施例中,通过将卫星定位模块501和IMU模块503集成在一个电路板上,并将电调模块401和电源接口模块403集成在另一个电路板上,不仅可以提高无人机10的装配效率,而且集成在一起后也降低了这些模块占用的空间和重量,有利于无人机10的小型化和轻量化。而且,将电源接口模块403和电调模块401集成在一块电路板上以后,可以缩短电池600对电调模块401的供电距离,当某些示例中,电调模块401与驱动螺旋桨203转动的电机供电和通信连接时,也可缩短电池600为电机供电的距离,有利于减少连接线和简化布局,实现无人机的小型化和轻量化。
此外,由于卫星定位模块501、IMU模块503均布置在电调模块401的前方,故第二进风口1306流向第二出风口1105的气流在对电调模块401进行降温的同时,也能够对卫星定位模块501和IMU模块503进行降温,进一步保证壳体内的其他发热部件的散热效率。
在某些示例中,如图5和图8所示,第二电路板400的后端设置有往后方延伸的第一电连接部4031,相应的,电池600的后部则设置有与该第一电连接部4031相配合的第二电连接部6001,例如,第一电连接部4031和第二电连接部6001设置成触点式插头插座或者针式插头插座。应当理解,在此示例下,集成在第二电路板400上的电源接口模块403通常需要位于电调模块401的后方,以便其能够形成往后方延伸的第一电连接部4031。通过设置第一电连接部4031和第二电连接部6001,可以提高电接触的稳定性,保证电池具有良好的供电性能。
继续参考图2、图4和图5,为了保护电池600,在电池600的后方还盖设有尾盖170,该尾盖170例如可以与上盖110转动连接,或者也可以与上盖110可拆卸连接,例如卡接。具体来说,尾盖170可以通过铰接轴铰接在上盖110的后端,或者,尾盖170和上盖110可以设置相互配合的卡扣结构,从而尾盖170能够可拆卸地安装在尾盖170上,以盖设在电池600的后方。当然,尾盖170也可以通过螺栓1200、铆钉等其他方式与上盖110固定。应当理解,虽然本实施例中,尾盖170安装在上盖110上,但在其他一些示例中,尾盖170也可以安装在中框130或者底盖150上。如图8所示,在某些示例中,当尾盖170翻转打开时,第一电连接部4031可见。
图9a和图9b为图5中第一电路板不同视角的结构示意图。如图9a和图9b所示,IMU模块503位于卫星定位模块501的前方,且该卫星定位模块501(例如GPS模块或北斗模块)的下方设置有屏蔽罩505以避免壳体100内其他部件对卫星定位模块501的工作产生影响,该卫星定位模块501作为IMU模块503的配重模块,从而无需再为IMU模块503设置单独的配重模块,有利于无人机10的小型化和轻量化。具体而言,卫星定位模块501均配置有合适重量的天线,从而当卫星定位模块501与IMU模块503集成在一起后,可以减少IMU模块503的配重要求。例如,卫星定位模块采用GPS模块,该GPS模块采用陶瓷天线,从而使得GPS模块具有相当的重量,这样,将GPS模块与IMU模块集成在一起后,GPS模块的陶瓷天线就可以作为IMU模块503的配重。
具体的,请参见图9a和图9b,第一电路板500可以通过安装支架1000与壳体100固定,例如该第一电路板500通过安装支架1000与中框130固定,且第一电路板500与安装支架1000间还设置有第一减震结构1100,从而通过第一减震结构1100缓冲壳体100的震动,避免影响IMU模块503的正常工作。第一减震结构1100可以采用诸如橡胶、弹簧或者其他能够缓冲震动的任意合适结构。
继续参考图9a和图9b,安装支架1000还形成有往电调模块401方向延伸的凸出部10001,该凸出部10001通过诸如螺栓1200、铆钉等紧固件与电调模块401固定。例如,该安装支架1000可以由类似矩形的部分和三角的部分组成,该矩形部分和三角部分可以通过冲压的方式一体成型,或者也可以通过模塑的方式一体成型,当然还可以通过螺接、焊接或者其他方式连接在一起。三角形部分的一个顶点作为凸出部10001,其从矩形部分伸出并向电调模块401的方向延伸,在三角形部分的三个顶点处均设置有螺栓孔,螺栓1200穿过螺栓1200孔与中框130固定,从而使得第一电路板500位于中框130的顶部。矩形部分的四个顶点处则设置上述第一减震结构1100,第一电路板500通过该第一减震结构1100与安装支架1000连接。
可以理解的是,虽然本实施例采用的安装支架1000包括了类似矩形的部分和类似三角形的部分,但在其他一些示例中,也可以采用其他合适形状的安装支架1000,例如矩形支架或者三角形支架,当然,也可以采用更为复杂的框架式结构。
如图1、图2、图4、图5和图8所示,中框130包括相对设置的前侧壁1301和后侧壁1303以及位于前侧壁1301和后侧壁1303之间的左侧壁1302和右侧壁1304。前侧壁1301往后凹陷形成有后凹部1307,在后凹部1307上设置有开口,该开口还可以兼做下文将要详细介绍的第二进风口1306,中框130内对应于开口的位置设置有用于安装云台300的安装部1309,云台300穿过该开口与安装部1309连接。在某些示例中,云台300还可以通过第二减震结构与该安装部1309连接。例如,该第二减震结构可以包括安装板和减震件,其中,安装板与安装部1309连接,减震件靠近第二减震结构与安装部1309的连接位置处。通过设置第二减震结构,可以减小机身振动对于云台300的影响,保证安装在云台300上的图像传感设备的稳定性,保证拍摄质量,同时,第二减震结构整体呈倒L型,在云台300的保护罩安装到无人机10上以收纳无人机10时,由于减震件的弹性作用,使得在保护罩的作用下,第二减震结构可以带动云台300抵持在无人机10的中框130上,从而可以在前后方向避免云台300的窜动,以保护云台300。其中,减震件可以采用诸如橡胶、弹簧或者其他能够缓冲震动的任意合适结构。
在左侧壁1302的前部和后部分别安装有一个机臂201,在右侧壁1304的前部和后部也分别安装有一个机臂201。左侧壁1302和右侧壁1304靠近后端的部分与后侧壁1303围合成用于容纳电池600的电池仓1305。容易理解,为了形成该电池仓1305,可以在中框130内设置隔板,当电池600安装到电池仓1305内时,通过电池600前端与隔板的接触可以确认电池600是否安装到位。在在后侧壁1303上设置有缺口1308,电池600可以从中框130外穿过该缺口1308安装到电池仓1305内。前侧壁1301和后侧壁1303靠近前端的部分与后凹部1307之间的距离作为云台300的活动间隙,也即是说,电池600的长度小于左侧壁1302和右侧壁1304的长度。
在电池仓1305的顶端和底端可以分别设置上支撑架和下支撑架,第一电路板500和第二电路板400可以通过诸如螺栓1200之类的紧固件固定在上支撑架上,飞控主板700也可以通过螺栓1200之类的紧固件固定在下支撑架上。
应当理解,中框130并不限制只能设置成上述结构,在其他一些示例中,中框130也可以设置成其他任意合适的结构。
如图1和图2所示,在飞控主板700的底面固定下视定高模块900,以便通过下视定高模块900对环境参数进行检测,从而实现对无人机10的控制。
继续参考图1、图2、图4和图8,机臂模块200包括设置在壳体100前部的前机臂模块210和设置在壳体100后部的后机臂模块230。在本实施例中,前机臂模块210和后机臂模块230各有两个,分设在中框130的左右两侧。当然,在其他一些示例中,机臂模块200的数量并不限定为四个,具体可以根据实际需要设置,比如可以在壳体100周围设置六个或者八个呈放射状的机臂模块200。
具体的,前机臂模块210包括呈空心杆状结构的前机臂以及安装在前机臂上的前螺旋桨,在前机臂模块210上还可选的集成有往下延伸的支撑模块250,在该支撑模块250内还可以设置天线模块,用于无人机10与遥控设备之间进行通信。换句话说,在某些示例中,前机臂模块210可以仅集成有往下延伸的支撑模块250,而该支撑模块250内也可以不设置天线模块。在某些示例中,支撑模块250可以是单独制造的空心杆状结构,然后与前机臂装配在一起,例如,可以在支撑模块250和前机臂上设置相互配合的螺旋结构,支撑模块250和前机臂螺纹连接固定。在另一些示例中,支撑模块250和前机臂可以通过诸如注塑之类的工艺一体成型制备而成。
后机臂模块230则包括呈空心杆状结构的后机臂以及安装在后机臂上的后螺旋桨。通过将前机臂和后机臂设置成空心的杆状结构,不仅能够减轻无人机10的整体重量,也便于前螺旋桨和后螺旋桨与电调模块401的电连接。但是,应当理解的是,本实施例并不限制前机臂和后机臂必须做成空心杆状结构,在另一些示例中,前机臂和后机臂中也可以将至少其中一个设置成实心的或者制作成框架式结构。
图10示出了机臂拆解后的无人机的结构示意图。如图10所示,前机臂和后机臂为由前盖2011和后盖2013组装在一起形成空心的杆状结构。其中,前盖2011和后盖2013均可以制作成如图3所示的类似梯形的结构,该梯形结构中空且一端具有开口,从而当前盖2011和后盖2013盖合在一起的时候既可以保证前机臂和后机臂具有足够的结构强度,又具有较小的重量,有利于无人机10的轻量化。当然,为了将前盖2011和后盖2013装配在一起,可以在前盖2011和后盖2013上设置相互配合的卡扣结构,或者也可以通过螺栓、螺钉等紧固件来实现前盖2011和后盖2013的固定。
可以理解的是,在另一些示例中,还可以将支撑模块250集成在后机臂模块230上,或者,还可以在前机臂模块210和后机臂模块230均集成往下延伸的支撑模块250。
继续参照图10,在前盖2011远离壳体100的端部设置安装座202,用于驱动螺旋桨203转动的电机则安装在该安装座202内,螺旋桨203则安装在电机的电机轴上,从而通过电机的驱动可以带动螺旋桨203旋转,以便为无人机10提供升力。电机和电调模块401之间的电连接线则从前盖2011和后盖2013围合成的空腔内穿过,以实现二者的通信连接和/或供电连接。螺旋桨203可以使用如图3所示的双螺旋桨,也可以使用单螺旋桨,或者,在一些示例中,还可以在机臂201的上下方设置两层螺旋桨,以进一步提高无人机10的升力。
最后,尽管已经在这些实施例的上下文中描述了与该实施例相关联的优点,但是其他实施例也可以包括这样的优点,并且并非所有实施例都详细描述了本实用新型的所有优点,由实施例中的技术特征所客观带来的优点均应视为本实用新型区别于现有技术的优点,均属于本实用新型的保护范围。
Claims (18)
1.一种无人机的壳体,所述壳体内设置有飞控主板以及电调模块,其特征在于,所述壳体配置有单独为所述飞控主板散热的第一散热风道以及单独为所述电调模块散热的第二散热风道,所述第一散热风道和第二散热风道为自然对流风道。
2.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述第一散热风道和第二散热风道间隔且层叠设置。
3.根据权利要求2所述的壳体,其特征在于,所述壳体包括相对设置的上盖和底盖,以及位于所述上盖和底盖之间的中框;所述底盖和所述第一散热风道位于所述中框的下方,所述第二散热风道位于所述中框的上方。
4.根据权利要求3所述的壳体,其特征在于,所述底盖包括底板以及从所述底板往上延伸的上侧壁;
所述第一散热风道包括所述底板设置的第一进风口以及所述上侧壁设置的第一出风口。
5.根据权利要求4所述的壳体,其特征在于,所述第一进风口沿着所述无人机的宽度方向延伸。
6.根据权利要求5所述的壳体,其特征在于,所述底板往所述壳体内凹陷形成有内凹部,所述内凹部设置有所述第一进风口,所述第一进风口包括沿所述无人机长度方向设置的前表面和后表面,所述后表面往后方倾斜设置。
7.根据权利要求4-6任一项所述的壳体,其特征在于,所述第一进风口为多个,多个所述第一进风口沿着所述无人机的长度方向延伸;
所述上侧壁包括左上侧壁和右上侧壁,所述第一出风口为多个,部分所述第一出风口设置于所述左上侧壁,另外部分所述第一出风口设置于所述右上侧壁。
8.根据权利要求3所述的壳体,其特征在于,所述第二散热风道包括所述中框设置的第二进风口以及所述上盖设置的第二出风口。
9.根据权利要求8所述的壳体,其特征在于,所述中框包括前侧壁、后侧壁、左侧壁和右侧壁,所述第二进风口设置于所述前侧壁;
所述上盖包括顶板以及从所述顶板往下延伸的下侧壁,所述第二出风口设置于所述下侧壁且所述第二出风口靠近所述电调模块。
10.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,所述下侧壁包括左下侧壁和右下侧壁,所述左下侧壁和右下侧壁均设置有所述第二出风口。
11.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,所述前侧壁往后凹陷形成有后凹部,所述后凹部包括顶面以及侧面,所述顶面和所述侧面设置的开口形成所述第二进风口。
12.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,所述中框设有用于安装所述无人机的云台的安装部,所述云台穿过所述第二进风口与所述安装部连接。
13.根据权利要求8所述的壳体,其特征在于,所述第二出风口沿着所述无人机的长度方向延伸。
14.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,所述壳体还包括尾盖,所述后侧壁开设有供所述无人机的电池穿过的缺口,所述尾盖盖设在所述电池的后方;所述中框设有用于收容所述电池的电池仓。
15.根据权利要求14所述的壳体,其特征在于,所述尾盖与所述上盖转动连接。
16.根据权利要求2所述的壳体,其特征在于,所述第一散热风道与所述第二散热风道被所述飞控主板隔开。
17.一种无人机,其特征在于,包括权利要求1-16任一项所述的壳体以及设置在壳体内的飞控主板和电调模块。
18.根据权利要求17所述的无人机,其特征在于,所述壳体内还设有为所述飞控主板散热的散热片以及为所述飞控主板和电调模块供电的电池,所述散热片、所述飞控主板、所述电池和所述电调模块从下往上层叠设置。
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WO2022266836A1 (zh) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 散热结构、可移动平台以及散热控制方法 |
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