CN219876603U - 一种散热结构及其无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及无人机技术领域，公开了一种散热结构及其无人机。该散热结构包括：第一结构本体，所述第一结构本体内开设有供冷却介质流过的散热通道；第二结构本体，所述第二结构本体设置在所述散热通道内，用于分割所述散热通道以形成至少两个通道分支；其中，所述第二结构本体内部设置有用于收容发热器件的密封腔。其通过层叠设置的散热通道分支设计，可以在通道分支之间方便的形成所需要的密封空间，提供足够的密封性以满足部件对于防水/防尘等的需求。

Description

一种散热结构及其无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种散热结构及其无人机。

背景技术

随着技术的不断进步，四轴无人机等类似的无人飞行器开始被广泛的应用于人们日常的生产和生活之中，为使用者带来许多的便利。为了满足日益丰富的使用需求，无人机中开始搭载有越来越多的功能模块或者性能更强大的部件。

一方面，这些部件或功能模块通常被布置或者搭载在无人机的机身内部，其需要无人机具有合适的结构设计以满足这些部件对于散热的需求。另一方面，许多部件还需要满足防水、防尘等的设计需要，以确保无人机运行的可靠性。

由此，迫切需要提供一种合适的散热结构设计以兼顾无人机对于散热和防水密封的需求。

实用新型内容

本申请提供的散热结构及无人机，能够克服传统散热结构无法实现防水密封的问题。

第一方面，本实用新型实施提供了一种散热结构。该散热结构包括：第一结构本体，所述第一结构本体内开设有供冷却介质流过的散热通道；

第二结构本体，所述第二结构本体设置在所述散热通道内，用于分割所述散热通道以形成至少两个通道分支；其中，所述第二结构本体内部设置有用于收容发热器件的密封腔。

在一些实施例中，所述散热通道具有至少一个介质入口和至少一个介质出口；其中，两个或以上所述通道分支连接至同一个所述介质入口和/或同一个所述介质出口。

在一些实施例中，所述散热通道具有至少两个介质入口和至少两个介质出口；其中，一个所述介质入口和/或一个所述介质出口与一个所述通道分支相对应；至少两个所述通道分支分别连接至对应的介质入口和/或对应的介质出口。

在一些实施例中，还包括：一个或者多个散热部件；所述散热部件设置在所述第一结构本体和/或第二结构本体朝向所述散热通道的表面；其中，所述散热部件用于：将来自所述发热器件的热量传递至所述散热通道。

在一些实施例中，所述散热部件选自如下部件中的一种或多种：散热器；热管；均热板；石墨片；以及热电冷却器。

在一些实施例中，还包括：介质驱动部件；所述介质驱动部件固定在所述第一结构本体和/或第二结构本体上；其中，所述介质驱动部件用于：施加驱动力以加快所述冷却介质的流动速度。

在一些实施例中，所述冷却介质为空气；所述介质驱动部件为风扇；其中，所述风扇设置在所述介质入口处，用于驱动所述空气加速流过所述散热通道。

在一些实施例中，还包括：导热层，所述导热层设置在所述发热器件和所述第二结构本体之间；其中，所述导热层由导热界面材料制成，用于填充所述发热器件和所述第二结构本体之间的间隙。

在一些实施例中，所述第一结构本体和/或所述第二结构本体由导热金属材料制成，以使位于第二壁面一侧的热量被传递至第一壁面；其中，所述第一壁面为朝向所述散热通道的表面；所述第二壁面为朝向所述密封腔的表面。

第二方面，本实用新型实施提供了一种无人机。该无人机包括：机身；以及如上所述的散热结构；其中，所述散热结构的第一结构本体和第二结构本体由所述机身的内部构件组成。

本实用新型实施例提供的散热结构及无人机的至少一个有利方面是：通过层叠设置的散热通道分支设计，可以在通道分支之间方便的形成所需要的密封空间，提供足够的密封性以满足部件对于防水/防尘等的需求。而且，多个通道分支的设计可以提供足够的灵活度，可以满足不同部署位置的多个功能模块对于主动散热的需求。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的散热结构的示意图，示出了具有两个层叠的通道分支的情形；

图2是本实用新型实施例提供的散热结构的示意图，示出了共用介质入口和介质出口的情形；

图3是本实用新型实施例提供的散热结构的示意图，示出了通道分支连接至独立的介质入口和介质出口的情形；

图4是本实用新型实施例提供的散热结构的示意图，示出了设置散热部件的情形；

图5是本实用新型实施例提供的散热结构的示意图，示出了发热部件的设置位置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本说明书所使用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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。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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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该特征；“多个”的含义是两个或两个以上；“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。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。

随着无人机的功能不断完善，性能的越发强大，无人机内部的功能模块数量也随之增加。而且，越来越多的功能模块开始集成有诸如PCB，大功耗芯片以及热敏感器件等的电子元器件，其发热功耗较大，通常都需要使用主动散热的方式来满足其散热的需要。

典型的散热结构设计是在无人机内部设计可供空气流通的风道。功耗较大，散热需求较高的功能模块被集中布置在风道的两侧，通过风道流通的空气实现主动散热。其余发热功耗较低的功能模块则利用自然散热的方式完成散热。

但申请人在实现本申请的过程中注意到：上述传统的散热设计使功能模块的布置位置受到了风道延伸方向的限制。在具有数量较多的大功耗功能模块时，其很难兼顾全部的功能模块，结构设计上存在较大的难度。而且，无法提供良好的密封性保护，不利于满足特定的功能模块对于防水/防尘等的要求。

图1为本实用新型实施例提供的散热结构的结构示意图。如图1所示，该散热结构可以包括：第一结构本体110、第二结构本体120、散热通道130以及密封腔140。

其中，第一结构本体110和第二结构本体120是整个散热结构的主要实体构件。其可以根据实际情况的需要，而设置为任何合适类型的尺寸、材料或者组成方式(例如无人机机身内部的支架、某些功能模块的外壳体所共同组成)。例如第一结构本体110可以呈现为侧壁或者类似的板状结构。在本申请实施例中，为陈述简便，采用第一结构本体和第二结构本体来分别表示两类设置位置不同的结构实体。

散热通道130是供冷却介质流过的通道。其可以根据实际情况的需要而选择设置有合适的通道尺寸和通道行走走向，被设置在第一结构本体内。具体的，该冷却介质可以是流动的空气。可替代地，也可以选择使用其他合适的冷却介质，以帮助提升散热效果。

在本实施例中，第二结构本体120被设置在散热通道130的内部，从而将散热通道分割形成至少两个通道分支，例如图1所示的两个通道分支130a和130b。该通道分支是指组成散热通道的部分，其在第二结构本体120的间隔分割下形成，同样能够允许冷却介质从其中流过，以实现通道分支周边功能模块的主动散热。具体的，多个通道分支之间可以采用如图1所示的层叠式设计，不同的通道分支之间沿高度方向y布置，从而在相邻的通道分支之间形成特定的收容空间。

密封腔140是位于第二结构本体120的内部，用于收容发热器件的空间。换言之，密封腔140也可以被认为是两个通道分支的侧壁所夹持的部分。因此，本领域技术人员可以理解，上述被设置在第二结构本体内部的密封腔140在结构上可以方便的设计为不与外部区域联通，从而满足发热器件对于防水/防尘等的防护需要。在本实施例中，可以使用“发热器件”这样的术语来表示发热量较大，需要采用主动散热的功能模块。

具体的，上述第二结构本体120可以采用任何合适类型的结构设置，例如防水胶圈等封装结构，而使其内部空间保持密封性，不会与通道分支内部流通冷却介质的部分相联通，以形成所需要的密封腔140。

在本申请实施例提供的散热结构中，多个通道分支的结构设计可以具有更加丰富的延伸走向，从而覆盖更多的范围。这样可以为功能模块的位置设计提供良好的灵活性，需要进行主动散热的功能模块(即发热器件)只需要布置在任意一个通道分支周边即可。

而且，第二结构本体可以在可以形成密封腔的结构，发热器件被收容安置在密封腔内可以达到全方向上的防水。由此，在满足发热器件防护要求的同时，还可以兼顾发热器件的散热需要，具有良好的应用前景。

应当说明的是，本申请实施例以两个通道分支形成一个密封腔为例进行描述。但是，本领域技术人员可以理解的是，还可以设置有三个或者更多数量的通道分支来形成两个或者以上的密封腔，用以收容更多数量的发热器件。

在一些实施例中，图2为本申请另一实施例提供的散热结构的示意图。如图2所示，上述散热通道可以设置有至少一个介质入口131和至少一个介质出口132。

其中，两个或以上通道分支连接至同一个介质入口131和/或同一个介质出口132。换言之，两个不同的通道分支可以共用一个介质入口131和/或一个介质出口132。

在实际使用过程中，自介质入口进入的冷却介质(例如空气)可以分别流动至两个通道分支，并随之带走发热器件的热量后从介质出口离开。

应当说明的是，在本实施例中以两个通道分支共用一个介质入口和一个介质出口为例，对共用介质入口/介质出口的散热工作原理进行描述。但本领域技术人员可以理解的是，还可以根据散热结构具体应用的无人机机身结构而对其进行调整或者替换。例如，仅共用介质入口或者仅共用介质出口，而不限于说明书附图2所示。

在另一些实施例中，如图3所示，上述散热通道可以具有至少两个介质入口131和至少两个介质出口132。

其中，介质入口/介质出口设置为具有与通道分支相同的数量。一个介质入口和/或一个介质出口与一个通道分支相对应。在本实施例中，“对应的”是指通道分支连接到的介质入口/介质出口。换言之，本实施例与图2所示的散热结构相区别的是，每一个通道分支都具有其独立的介质入口和介质出口。

在实际使用过程中，自介质入口流入的冷却介质(例如空气)可以进入到对应的通道分支之中，冷却介质带走布置在通道分支周围的发热器件的热量并且从对应的介质出口离开。

在一些实施例中，图4为本申请实施例提供的散热结构的示意图。如图3所示，该散热结构除了第一结构本体和第二结构本体形成的散热通道和密封腔以外，还可以包括：散热部件150。

其中，该散热部件150用于将来自所述发热器件的热量传递至所述散热通道，以帮助释放发热器件热量的结构部件。其可以被设置在第一结构本体和/或第二结构本体，位于任意一条散热通道的通道分支内，以帮助提升散热结构的散热效率。

具体的，上述散热部件150可以选自：散热器、热管、均热板、石墨片以及热电冷却器(Thermo Electric Cooler，TEC)中的一种或者多种，以达到帮助提升散热效率的效果。其中，热管和均热板(Vapor Chamber，VC)是基于高换热效率的相变传热部件。其在腔体内填充有相变材料，腔体中的相变材料从液体变为气体吸收发热器件产生的热量。而当气体触及到温度较低的区域时，相变材料则重新凝结为液体并释放热量。液体可以通过内部的毛细结构再回流到发热器件所在的区域。

应当说明的是，上述散热部件150的具体设置数量、设置位置以及所采用的部件形式均可以根据实际情况的需要而确定，只需要能够满足散热要求即可，而不限于说明书附图4所示。

在一些实施例中，请继续参阅图4，上述散热结构还可以包括：介质驱动部件160。

其中，该介质驱动部件160被固定设置在第一结构本体和/或第二结构本体上，用于施加驱动力以提升冷却介质在散热通道内的流动速度，从而达到提升散热效率的效果。该介质驱动部件160具体可以根据实际情况的需要而选择使用合适类型的部件并确定其具体的设置位置。

例如，在使用空气作为冷却介质时，该介质驱动部件可以使用风扇，并设置在介质入口处，以驱动空气加速流过上述散热通道，加快散热速度。

具体的，该风扇具体可以选用涡轮风扇、轴流风扇或者其他合适类型的风扇。风扇也可以根据实际情况的需要而设置为两个或者更多的数量，与介质入口的数量相适配。

例如，取决于介质入口的设置方式，在采用共用介质入口的形式时，介质驱动部件可以设置在第一结构本体上。而在采用独立介质入口的形式时，部分介质驱动部件则可以设置在第二结构本体上(例如图5所示)。

在一些实施例中，图5为本申请另一实施例提供的散热结构的示意图。如图5所示，该散热结构除了图4所示的结构以外，还可以包括：导热层170。

其中，导热层170被设置在发热器件A和第一结构本体110和/或第二结构本体120之间，用以填充发热器件A和结构本体之间的间隙。在本实施例中，该导热层可以由导热系数远高于空气的导热界面材料制成，包括但不限于导热硅脂、导热衬垫、导热相变化材料、导热胶(水)、导热胶带和导热凝胶等。

在实际使用过程中，额外设置的导热层可以对发热器件和结构本体之间的结合表面进行填充，使得通过热界面的热阻变小，从而提高对发热器件的散热效率。

在另一些实施例中，上述形成散热通道的第一结构本体110和/或第二结构本体120可以由导热金属材料制成，由此使得发热器件产生的热量能够被更好的传递至第一壁面，达到提升散热效率的效果。

其中，上述导热金属材料可以根据实际情况的需要而选择使用任何合适类型的，具有较高导热系数的金属材质制成，例如铝或者镁合金。

在本实施例中，为了便于区分不同的结构表面，将为朝向散热通道的表面定义为第一壁面101，而将朝向密封腔的表面称为第二壁面102。如本申请说明书附图1所展示的，第一壁面101包含了第一结构本体和第二结构本体的部分结构表面。第二壁面102则由第二结构本体与第一壁面相背离的结构表面组成。

在实际使用过程中，多个紧贴设置在第一结构本体和/或第二结构本体上的发热器件所散发的热量一方面可以通过散热部件被传导至散热通道，与冷风或者类似的冷却介质进行热交换后，使热量能够被冷却介质带走。另一方面，发热器件所散发的热量还可以依次通过导热层和导热金属的第一结构本体和/或第二结构本体传导至第一壁面，从而与冷却介质进行热交换。

基于本申请实施例提供的散热结构，本申请实施例还提供了一种无人机。该无人机的机身上设置有上述一个或者多个实施例中描述的散热结构，用以满足无人机内部功能模块的散热和防水密封要求，确保无人机能够可靠的持续运行。

其中，散热结构的结构本体可以由无人机机身内部的结构件构建形成两层或者更多层的通道分支，进而形成一个或者多个密封腔。无人机的发热器件，例如电源管理芯片等，可以被包裹收纳在密封腔内部，以满足发热器件的散热和防水密封的要求。

总结而言，本申请实施例提供的散热结构及其无人机，可以在提供良好的主动散热效率的同时，保证被收容在密封腔内的发热器件具有良好的密封性，以满足全方向上的防水/防尘要求。

而且，本申请实施例提供的散热结构，具有便于扩展和适应性强的特点。一方面，其可以方便的扩展至更多数量的通道分支以便于形成数量更多的密封腔，从而收容或者容纳更多数量的发热器件。另一方面，也可以减少对无人机自身的发热器件在布局设计上的约束，使得发热器件在无人机机身内部能够获得更为合理的布局或者设置。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，而这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种散热结构，其特征在于，包括：

第一结构本体，所述第一结构本体内开设有供冷却介质流过的散热通道；

第二结构本体，所述第二结构本体设置在所述散热通道内，用于分割所述散热通道以形成至少两个通道分支；

其中，所述第二结构本体内部设置有用于收容发热器件的密封腔；

一个或者多个散热部件；所述散热部件设置在所述第一结构本体和/或第二结构本体朝向所述散热通道的表面；

其中，所述散热部件用于：将来自所述发热器件的热量传递至所述散热通道；

所述散热部件选自如下部件中的一种或多种：

散热器；

热管；

均热板；

石墨片；以及

热电冷却器。

2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热通道具有至少一个介质入口和至少一个介质出口；

其中，两个或以上所述通道分支连接至同一个所述介质入口和/或同一个所述介质出口。

3.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热通道具有至少两个介质入口和至少两个介质出口；

其中，一个所述介质入口和/或一个所述介质出口与一个所述通道分支相对应；至少两个所述通道分支分别连接至对应的介质入口和/或对应的介质出口。

4.如权利要求2或3所述的散热结构，其特征在于，还包括：

介质驱动部件；所述介质驱动部件固定在所述第一结构本体和/或第二结构本体上；

其中，所述介质驱动部件用于：施加驱动力以加快所述冷却介质的流动速度。

5.如权利要求4所述的散热结构，其特征在于，所述冷却介质为空气；所述介质驱动部件为风扇；

其中，所述风扇设置在所述介质入口处，用于驱动所述空气加速流过所述散热通道。

6.如权利要求1-5任一项所述的散热结构，其特征在于，还包括：

导热层，所述导热层设置在所述发热器件和所述第二结构本体之间；

其中，所述导热层由导热界面材料制成，用于填充所述发热器件和所述第二结构本体之间的间隙。

7.如权利要求6所述的散热结构，其特征在于，所述第二结构本体由导热金属材料制成，以使位于第二壁面一侧的热量被传递至第一壁面；

其中，所述第一壁面为朝向所述散热通道的表面；所述第二壁面为朝向所述密封腔的表面。

8.一种无人机，其特征在于，包括：

机身；以及

如权利要求1-7任一项所述的散热结构；

其中，所述散热结构的第一结构本体和第二结构本体由所述机身的内部构件组成。