CN220527823U - 旋翼驱动电机及飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种旋翼驱动电机及飞行器，包括：定子组件、转子组件和叶轮。定子组件设置有介质通道和连通所述介质通道的两个口部。转子组件可转动地套设于所述定子组件，所述转子组件和所述定子组件之间围合形成密封腔，所述密封腔连通所述介质通道的两个口部。叶轮位于所述密封腔内，且所述叶轮和所述转子组件限位配合，所述叶轮随所述转子组件同步旋转。本申请实施例提供的旋翼驱动电机在运行过程中，叶轮随转子组件旋转，提供介质循环动力，可对电机内部结构进行润滑及冷却，减轻轴承的磨损程度及温度，延长了旋翼驱动电机的使用寿命。

Description

旋翼驱动电机及飞行器

技术领域

本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种旋翼驱动电机及飞行器。

背景技术

无刷外转子电机因其功率密度大、体积小而被广泛应用于电动飞行器领域，通过无刷外转子电机的外转子可直接驱动旋翼转动，以实现飞行器的飞行。

然而，现有无刷外转子电机很少配备润滑冷却系统，无刷外转子电机在长期运行时，轴承磨损大，且产生的热量较多，若热量不能及时散出，将大大影响无刷外转子电机的使用寿命，进而影响飞行器的维护成本。

部分外转子电机配备了润滑冷却结构，其通常是在定子上设置介质通道，同时需要设置水泵来提供介质循环流动的动力。水泵的设置，增加了成本，且水泵占用空间大，不利于外转子电机或电动飞行器上其他部件的布设。

实用新型内容

本申请提供一种旋翼驱动电机及飞行器，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。

本申请的第一个方面是提供一种旋翼驱动电机，包括：

一种旋翼驱动电机，包括：

定子组件，所述定子组件设置有介质通道和连通所述介质通道的两个口部；

转子组件，所述转子组件可转动地套设于所述定子组件，所述转子组件和所述定子组件之间围合形成密封腔，所述密封腔连通所述介质通道的两个口部；以及，

叶轮，所述叶轮位于所述密封腔内，且所述叶轮和所述转子组件限位配合，所述叶轮随所述转子组件同步旋转。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述定子组件包括定子和连接所述定子的支撑轴，所述支撑轴设置两个所述口部；

所述转子组件包括转子主体和连接所述转子主体的配合壳；

所述配合壳可转动地套设于所述支撑轴；

所述配合壳和所述支撑轴之间形成所述密封腔；

所述叶轮套设于所述支撑轴外侧，且所述叶轮和所述配合壳限位配合。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述配合壳的内壁和所述叶轮的外壁中一者设置凸部，另一者设置有与所述凸部相配合的凹部；

在所述叶轮安装于所述密封腔内的状态下，所述凸部至少部分嵌入于所述凹部。

在根据第一方面的可选的实施例中，旋翼驱动电机包括轴承；

所述轴承位于所述密封腔内，所述轴承设置于所述配合壳和所述支撑轴之间；

两个所述口部分设于所述轴承沿中心轴线方向的两侧。

在根据第一方面的可选的实施例中，旋翼驱动电机包括导油盘；

所述导油盘位于所述密封腔内，且所述导油盘位于所述轴承背离所述叶轮的一侧；

所述导油盘固定套设于所述支撑轴，所述导油盘具有连通所述口部的导油槽。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述配合壳包括主壳和涡盖；

所述主壳可转动地套设于所述支撑轴，所述主壳固定连接于所述转子主体，所述主壳和所述支撑轴之间设置第一油封；

所述涡盖可转动地套设于所述支撑轴，所述涡盖和所述支撑轴之间设置第二油封；

所述涡盖和所述主壳密封连接，所述主壳、涡盖和所述支撑轴之间形成所述密封腔。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述主壳内壁设置多个台阶槽；

所述第一油封、所述叶轮、所述轴承以及所述涡盖分别设置于相应的所述台阶槽。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述配合壳具有压盖，所述压盖固定连接于所述涡盖背离所述主壳的一端；

所述第二油封的一端抵接于所述压盖。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述涡盖的内壁面为平滑的曲面。

本申请的第二个方面还提供一种飞行器，在根据第二方面的可选的实施例中，飞行器包括飞行器主体、旋翼以及上述的旋翼驱动电机，所述旋翼驱动电机设置于所述飞行器主体，所述旋翼连接于所述旋翼驱动电机的转子组件。

本申请实施例提供的旋翼驱动电机及飞行器在运行过程中，叶轮随转子组件旋转，提供介质循环动力，可对电机内部结构进行润滑及冷却，减轻轴承的磨损程度及温度，延长了旋翼驱动电机的使用寿命。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本申请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申请的多个实施例进行说明，其中：

图1为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的剖视图；

图2为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的局部结构的剖视图；

图3为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的上端盖和配合壳的装配结构的俯视视角图；

图4为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的支撑轴的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的叶轮的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的导油盘的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的旋翼驱动电机的定子组件的结构示意图。

图中：100、旋翼驱动电机；1、定子组件；11、支撑轴；111、出油口；112、回油口；113、凸台；12、定子轴套；13、定子线圈；2、转子组件；21、转子主体；22、配合壳；221、主壳；2211、凹部；2212、台阶槽；2213、底部圆孔；2214、顶部开口；222、涡盖；223、压盖；3、叶轮；31、凸部；4、第一油封；5、轴承；6、导油盘；61、导油槽；62、凹槽；7、液压胶管；8、第二油封；a、介质通道。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例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例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“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。

在本申请中，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，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；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申请中的具体含义。

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申请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。

无刷电机因其功率密度大、体积小而被广泛应用于电动飞行器领域，部分无刷电机配备了润滑冷却结构，其通常是在定子上设置介质通道，同时需要设置水泵来提供介质循环流动的动力。水泵的设置，增加了成本，且水泵占用空间大，不利于无刷电机或电动飞行器上其他部件的布设。

有鉴于此，本申请实施例提供的旋翼驱动电机100，设置了叶轮3，叶轮3可随转子组件2一体旋转，提供介质循环的动力，可对电机内部结构进行润滑及冷却。

请参照图1至图7所示，本申请实施例提供的旋翼驱动电机100，所述旋翼驱动电机100包括定子组件1、转子组件2和叶轮3。定子组件1设置有介质通道a和连通所述介质通道a的两个口部。转子组件2可转动地套设于所述定子组件1，所述转子组件2和所述定子组件1之间围合形成密封腔，所述密封腔连通所述介质通道a的两个口部。所述叶轮3位于所述密封腔内，且所述叶轮3和所述转子组件2限位配合，所述叶轮3随所述转子组件2同步旋转。需要说明的是，具体地，在本实施例中，定子组件1和转子组件2之间形成的密封腔和定子组件1内的介质通道a形成了循环流道，叶轮3设置于该密封腔内，转子组件2旋转可带动叶轮3旋转，叶轮3提供介质循环动力，可对电机内部结构进行润滑及冷却，减轻轴承5的温度及磨损程度，延长了旋翼驱动电机100的使用寿命。

在可选地示例性实施例中，参见图1、图2和图4所示，所述定子组件1包括定子和连接所述定子的支撑轴11，所述支撑轴11设置两个所述口部，所述转子组件2包括转子主体21和连接所述转子主体21的配合壳22，所述配合壳22可转动地套设于所述支撑轴11，所述配合壳22和所述支撑轴11之间形成所述密封腔。所述叶轮3套设于所述支撑轴11外侧，且所述叶轮3和所述配合壳22限位配合。需要说明的是，具体地，在本实施例中，配合壳22的设置，方便和支撑轴11之间形成密封腔，利于叶轮3的装配。在该旋翼驱动电机100运行时，转子组件2带动配合壳22旋转，配合壳22带动叶轮3旋转，叶轮3驱动介质由一所述口部流向另一口部，从而实现了介质的循环流道。介质可以为润滑油，循环流动的润滑油还可将旋翼驱动电机100及其内部轴承5产生的热量以热传导的方式带出，以达到散热的效果，降低旋翼驱动电机100的工作温度，进而延长了旋翼驱动电机100的使用寿命，降低了飞行器的维护成本。

在可选地示例性实施例中，参见图3和图5所示，所述配合壳22的内壁和所述叶轮3的外壁中一者设置凸部31，另一者设置有与所述凸部31相配合的凹部2211，在所述叶轮3安装于所述密封腔内的状态下，所述凸部31至少部分嵌入于所述凹部2211。需要说明的是，具体地，在本实施例中，叶轮3与配合壳22之间通过凸部31和凹部2211进行卡接，使得叶轮能随配合壳22同步旋转。叶轮3可以呈环形，叶轮3的周侧端面设置有凸部31，而配合壳22内壁对应设置有凹部2211，凹部2211可以沿配合壳22的轴线方向延伸，通过凸部31嵌入配合壳22的凹部2211内，实现了叶轮3与配合壳22在周向上的固定，且也方便了叶轮3的拆装。

在可选地示例性实施例中，旋翼驱动电机100包括轴承5，所述轴承5位于所述密封腔内，所述轴承5设置于所述配合壳22和所述支撑轴11之间，两个所述口部分设于所述轴承5沿轴承5的中心轴线方向的两侧。需要说明的是，具体地，在本实施例中，预先在密封腔及介质通道a内注满润滑油，控制旋翼驱动电机100启动，转子组件2带动配合壳22和叶轮3同步旋转，润滑油在离心力的作用下被甩至叶轮3边缘，即叶轮3的内环，从而形成压力差。润滑油在压力差的作用下由叶轮3边缘流经轴承5，由一所述口部流入介质通道a内，并由另一口部流出介质通道a进入密封腔。润滑油在介质通道a和密封腔内循环流动。循环流动的润滑油对轴承5进行润滑，以减轻轴承5的磨损，进而延长旋翼驱动电机100的使用寿命。循环流动的润滑油还可将旋翼驱动电机100及轴承5产生的热量以热传导的方式带出，以达到散热的效果，降低旋翼驱动电机100的工作温度，进而延长了旋翼驱动电机100的使用寿命，降低了飞行器的维护成本。

需要注意的是，参见图2和图4所示，支撑轴11上的两个口部中，一者可以为出油口111，另一者为回油口112，参见图4所示，靠近定子轴套12的口部为出油口111，远离定子轴套12的口部为回油口112。在叶轮3的驱动下，由出油口111流入密封腔的介质，向上流经轴承5后，再通过回油口112流回介质通道a内，在此过程中，润滑油对轴承5进行润滑，以减轻轴承5的磨损，进而延长旋翼驱动电机100的使用寿命。

在可选地示例性实施例中，参见图2和图5所示，旋翼驱动电机100包括导油盘6，所述导油盘6位于所述密封腔内，且所述导油盘6位于所述轴承5背离所述叶轮3的一侧，所述导油盘6固定套设于所述支撑轴11，所述导油盘6具有连通所述口部(回油口112)的导油槽61。需要说明的是，具体地，在本实施例中，导油盘6固定套设于支撑轴11的外周，并位于轴承5上方。导油盘6上还设置有导油槽61，导油槽61与支撑轴11上顶部位置的回油口112相连通，导油槽61起到导流作用，用于将润滑油导流至顶部的口部上，以减小润滑油流动阻力，增强润滑油的流动性，加强其润滑及冷却效果。

在本实施例中，参见图1和图7所示，定子包括定子轴套12和定子线圈13，定子轴套12上固定有支撑轴11，支撑轴11和定子轴套12内均设置介质通道a，支撑轴11和定子轴套12内的介质通道a相连通，定子轴套12上可以连接液压胶管7相连，通过液压胶管7将定子轴套12内的介质通道a连接。当润滑油在介质通道a和密封腔内循环流动时，润滑油流经支撑轴11及定子轴套12，将旋翼驱动电机100产生的热量循环带走，以达到散热的效果。

如图4和图6所示，类似于叶轮3和配合壳22的装配结构，导油盘6与支撑轴11之间也采用卡接的方式进行连接，导油盘6的内圈设置有凹槽62，支撑轴11上对应设置有凸台113，将凸台113置于凹槽62内以实现导油盘6与支撑轴11的周向固定。

在可选地示例性实施例中，参见图2所示，具体到本公开实施例中，配合壳22两端分别通过油封与支撑轴11外周动密封连接。配合壳22通过螺栓与转子组件2的上端固定相连，叶轮3周向与配合壳22相卡接，通过转子组件2带动配合壳22及叶轮3同步转动。

在可选地示例性实施例中，参见图2所示，所述配合壳22包括主壳221、涡盖222和压盖223，所述主壳221可转动地套设于所述支撑轴11，所述主壳221固定连接于所述转子主体21，所述主壳221和所述支撑轴11之间设置第一油封4，所述涡盖222可转动地套设于所述支撑轴11，所述涡盖222和所述支撑轴11之间设置第二油封8，所述涡盖222和所述主壳221密封连接，所述主壳221、涡盖222和所述支撑轴11之间形成所述密封腔。需要说明的是，具体地，在本实施例中，叶轮3设置于主壳221内，主壳221还包括压盖223，主壳221底部设置圆孔，主壳221通过底部的圆孔套装于支撑轴11的外周，并通过第一油封4与支撑轴11动密封连接。涡盖222则通过螺栓密封连接于主壳221的顶部开口2214处，并通过第二油封8与支撑轴11动密封连接，压盖223则通过螺栓与涡盖222固定连接，并与涡盖222上的第二油封8相抵接，用于对第二油封8进行轴向限位。其中，所述压盖223固定连接于所述涡盖222背离所述主壳221的一端，所述第二油封8的一端抵接于所述压盖223。

需要说明的是，本申请实施例提供的涡盖222朝向主壳221内部的一侧为平滑的曲面结构，曲面结构可增加密封空间的容积，减少润滑油的流动阻力，进而减少润滑油的压力损耗，增强润滑油的流动性，以达到更好的散热效果。

在可选地示例性实施例中，参见图2和图3所示，所述主壳221内壁设置多个台阶槽2212，所述第一油封4、所述叶轮3、所述轴承5以及所述涡盖222分别设置于相应的所述台阶槽2212。需要说明的是，具体地，在本实施例中，涡盖222外圈通过密封圈与主壳221内壁相应部位的孔壁相密封。第一油封4、叶轮3、轴承5及涡盖222由下至上依次置于主壳221内相应的台阶槽2212处，各部件通过各个台阶槽2212及相邻部件间的止推连接实现轴向固定。本申请实施例中，主壳221的顶部开口2214的直径大于底部圆孔2213直径，以便于依次将第一油封4、叶轮3、轴承5及涡盖222由主壳221顶部开口2214安装于各台阶槽2212处，便于自润滑冷却系统的拆装及后期维护。

本申请还提供了一种飞行器，在根据第二方面的可选的实施例中，飞行器包括飞行器主体、旋翼以及上述的旋翼驱动电机100，所述旋翼驱动电机100设置于所述飞行器主体，所述旋翼连接于所述旋翼驱动电机100的转子组件2。

该飞行器的旋翼驱动电机100具有自润滑冷却系统。旋翼驱动电机100工作时，通过转子组件2直接带动叶轮3离心转动，润滑油在离心力的作用下循环流动，对轴承5进行润滑，有效防止轴承5磨损。流动的润滑油同时对旋翼驱动电机100内部进行冷却，避免温度过高对旋翼驱动电机100内部结构的造成损坏，以延长旋翼驱动电机100的使用寿命，旋翼驱动电机100不易损坏，进而降低了飞行器的维护成本。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本申请已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施方式技术方案的范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种旋翼驱动电机，其特征在于，包括：

定子组件，所述定子组件设置有介质通道和连通所述介质通道的两个口部；

转子组件，所述转子组件可转动地套设于所述定子组件，所述转子组件和所述定子组件之间围合形成密封腔，所述密封腔连通所述介质通道的两个口部；以及，

叶轮，所述叶轮位于所述密封腔内，且所述叶轮和所述转子组件限位配合，所述叶轮随所述转子组件同步旋转。

2.根据权利要求1所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述定子组件包括定子和连接所述定子的支撑轴，所述支撑轴设置两个所述口部；

所述转子组件包括转子主体和连接所述转子主体的配合壳；

所述配合壳可转动地套设于所述支撑轴；

所述配合壳和所述支撑轴之间形成所述密封腔；

所述叶轮套设于所述支撑轴外侧，且所述叶轮和所述配合壳限位配合。

3.根据权利要求2所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述配合壳的内壁和所述叶轮的外壁中一者设置凸部，另一者设置有与所述凸部相配合的凹部；

在所述叶轮安装于所述密封腔内的状态下，所述凸部至少部分嵌入于所述凹部。

4.根据权利要求2所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，包括轴承；

所述轴承位于所述密封腔内，所述轴承设置于所述配合壳和所述支撑轴之间；

两个所述口部分设于所述轴承沿中心轴线方向的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，包括导油盘；

所述导油盘位于所述密封腔内，且所述导油盘位于所述轴承背离所述叶轮的一侧；

所述导油盘固定套设于所述支撑轴，所述导油盘具有连通所述口部的导油槽。

6.根据权利要求5所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述配合壳包括主壳和涡盖；

所述主壳可转动地套设于所述支撑轴，所述主壳固定连接于所述转子主体，所述主壳和所述支撑轴之间设置第一油封；

所述涡盖可转动地套设于所述支撑轴，所述涡盖和所述支撑轴之间设置第二油封；

所述涡盖和所述主壳密封连接，所述主壳、涡盖和所述支撑轴之间形成所述密封腔。

7.根据权利要求6所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述主壳内壁设置多个台阶槽；

所述第一油封、所述叶轮、所述轴承以及所述涡盖分别设置于相应的所述台阶槽。

8.根据权利要求6或7所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述配合壳具有压盖，所述压盖固定连接于所述涡盖背离所述主壳的一端；

所述第二油封的一端抵接于所述压盖。

9.根据权利要求6或7所述的一种旋翼驱动电机，其特征在于，所述涡盖的内壁面为平滑的曲面。

10.一种飞行器，其特征在于，包括飞行器主体、旋翼以及权利要求1至9中任一所述的旋翼驱动电机，所述旋翼驱动电机设置于所述飞行器主体，所述旋翼连接于所述旋翼驱动电机的转子组件。