CN221177375U - 飞行器用动力装置及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及飞行器技术领域,尤其涉及一种飞行器用动力装置及飞行器。本申请实施例提供的飞行器用动力装置,包括第一电机和至少两个第二电机;所述第一电机为外转子电机,所述第一电机的定子的内部具有中空空间;所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,且所述至少两个第二电机均设置于所述中空空间内。所述飞行器用动力装置可供飞行器使用。本申请提供的飞行器用动力装置集成化程度高,整体结构简单紧凑,具有较高的稳定性及较好的散热效果,便于安装,所述动力装置供飞行器使用时兼具旋翼驱动、总距调节以及周期变距调节功能,有利于飞行器整体结构的优化,尤其适于变距桨飞行器的使用。
Description
技术领域
本申请涉及飞行器技术领域,尤其涉及一种飞行器用动力装置及飞行器。
背景技术
相关技术中的变距桨飞行器,其动力装置可实现螺旋桨的旋转、总距调节以及周期变距调节,动力装置通常包括一个电机和三个舵机,在该方案中,螺旋桨在电机的驱动下实现螺旋桨的旋转,螺旋桨在三个舵机的驱动下实现总距调节以及周期变距调节。该方案的不足之处在于:
舵机由电机和减速系统组成例如由直流电机和减速齿轮组等组成,因此一个电机和三个舵机均需要独立设置,占用空间大,这导致动力装置整体结构复杂,集成化程度低,不便于安装。
因此,有必要对动力装置的结构进行优化。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本申请提供一种飞行器用动力装置及飞行器,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飞行器用动力装置,所述飞行器用动力装置包括第一电机和至少两个第二电机;所述第一电机为外转子电机,所述第一电机的定子的内部具有中空空间;所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,且所述至少两个第二电机均设置于所述中空空间内。
本申请实施例提供的飞行器用动力装置,包括第一电机和至少两个第二电机;所述第一电机为外转子电机,所述第一电机的定子的内部具有中空空间;所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,且所述至少两个第二电机均设置于所述中空空间内。第一电机的定子在内部设置中空空间,所述中空空间可容纳至少两个第二电机,在所述中空空间内,所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,进一步减小对空间的占用。本申请提供的飞行器用动力装置,实现了第一电机和第二电机的集成化,集成化程度高,整体结构简单紧凑。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第一电机包括第一电机定子、第一电机外转子和第一电机支撑套筒;所述第一电机外转子包括第一电机转子外壳,所述第一电机转子外壳内设有至少两周第一电机永磁体磁极;所述第一电机定子与所述第一电机永磁体磁极成对对应设置;所述第一电机定子包括第一电机定子轴套,所述第一电机定子轴套为空心轴套,所述第一电机定子轴套外周设有第一电机定子线圈;相邻的所述第一电机定子轴套固定连接,各所述第一电机定子轴套的内部腔体连通形成所述中空空间;所述第一电机支撑套筒设置于所述中空空间内,各所述第一电机定子轴套分别与所述第一电机支撑套筒固定连接。
如此设置,第一电机可提供的扭矩更大,第一电机定子的数量至少为两个,第一电机永磁体磁极至少为两周,在出现单定子故障或单永磁体磁极故障时,第一电机仍然可以正常工作,具有更佳的安全冗余度。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第一电机转子外壳的顶端设有第一电机上端盖,所述第一电机转子外壳的下端设有与其同步转动的冷却扇;所述第一电机上端盖和所述第一电机支撑套筒之间设有第一电机圆锥滚子轴承;位于底端的所述第一电机定子轴套的下端设有第一电机下端盖;所述第一电机转子外壳、所述第一电机上端盖、所述第一电机下端盖和所述第一电机定子轴套上分别设置有通风孔,各所述通风孔连通形成轴流风道。
如此设置,保证第一电机的结构密封性,并使得第一电机上端盖转动平稳,冷却扇带动气流流动,对第一电机和第二电机进行冷却散热,有效防止第一电机和第二电机在长期运行时高温损坏。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第一电机上端盖呈碗状结构,上碗口和下碗口分别与所述第一电机支撑套筒密封连接,所述第一电机上端盖和所述第一电机支撑套筒构成密封空间;所述第一电机圆锥滚子轴承设置于所述密封空间内;所述密封空间内设有自润滑冷却系统。
如此设置,自润滑冷却系统对第一电机圆锥滚子轴承、第一电机和第二电机实现润滑及冷却,有利于保证可动部件的转动稳定性,同时保证整体散热性能良好。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述自润滑冷却系统包括涡盖、导油盘、叶轮和油腔;所述涡盖密封连接于所述第一电机上端盖的所述上碗口处,所述涡盖与所述第一电机支撑套筒动密封连接;所述导油盘设于所述第一电机圆锥滚子轴承上方,所述导油盘固定的套装于所述第一电机支撑套筒上;所述叶轮设于所述第一电机圆锥滚子轴承下方,所述叶轮套装于所述第一电机支撑套筒上,并与所述第一电机上端盖固定连接;所述第一电机支撑套筒和所述第一电机定子轴套内设有循环油路,所述循环油路连通形成油腔,所述油腔的出油口和回油口均设于所述第一电机支撑套筒上,且所述出油口位于所述叶轮所在位置,所述回油口位于所述导油盘所在位置。
如此设置,第一电机外转子带动第一电机上端盖及叶轮同步转动,润滑油在离心力的作用下被甩至叶轮边缘,形成压力差,保证自润滑冷却系统中的润滑油稳定循环流动,充分润滑第一电机圆锥滚子轴承,以减轻第一电机圆锥滚子轴承的磨损;循环流动的润滑油还可将电机及轴承转动产生的热量以热传导的方式带出,以达到散热的效果,延长动力装置的使用寿命,降低飞行器的维护成本。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第二电机为外转子电机,包括第二电机定子、第二电机外转子和第二电机转动轴套;所述第二电机外转子包括第二电机转子外壳,所述第二电机转子外壳内设有第二电机永磁体磁极,所述第二电机转子外壳的顶端设有第二电机端盖;所述第二电机定子包括第二电机定子轴套,所述第二电机定子轴套为空心轴套,所述第二电机定子轴套的外周设有第二电机定子线圈;所述第二电机定子轴套的内部腔体用于容纳所述第二电机转动轴套;所述第二电机端盖与所述第二电机转动轴套固定连接。
如此设置,第二电机转子外壳可同时带动第二电机端盖及第二电机转动轴套同步转动,保证电机工作的稳定性及同步性。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第二电机转动轴套具有用于与螺杆连接的螺纹内孔。
如此设置,第二电机转动轴套可作为动力输出轴使用,与螺杆螺接,通过螺旋传动的方式带动其他机构中的部件工作,所述其他机构可以是自动倾斜器。
在根据第一方面的可选的实施例中,每个所述第二电机的所述第二电机定子之间通过连板固定连接。
如此设置,保证第二电机的同轴性,且固定稳定可靠。
在根据第一方面的可选的实施例中,所述第一电机和位于底端的所述第二电机之间通过螺栓固定连接。
如此设置,保证了第一电机和第二电机间可靠固定,且便于拆装及维护。
本申请的第二个方面还提供一种飞行器,包括上述的飞行器用动力装置。
本申请提供的飞行器用动力装置及飞行器,所述动力装置采用集成化设计,具体地,在第一电机内部集成有至少两个第二电机,所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,所述动力装置集成化程度高,整体结构简单紧凑,具有较高的稳定性及较好的散热效果,便于安装,所述动力装置供飞行器使用时兼具旋翼驱动、总距调节以及周期变距调节功能,有利于飞行器整体结构的优化,尤其适于变距桨飞行器的使用。
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飞行器用动力装置的剖视图;
图2为本申请实施例提供的第一电机的剖视图;
图3为本申请实施例提供的第二电机的装配结构示意图;
图4为图3的剖视图;
图5为本申请实施例提供的自润滑冷却系统的剖视图;
图6为本申请实施例提供的油腔的剖视图;
图7为本申请实施例提供的连板装配位置示意图。
附图标记说明:
1、第一电机;2、第二电机;3、自润滑冷却系统;4、冷却扇;110、第一电机外转子;111、第一电机转子外壳;112、第一电机永磁体磁极;120、第一电机定子;121、第一电机定子轴套;122、第一电机定子线圈;130、第一电机上端盖;140、第一电机支撑套筒;150、第一电机下端盖;170、第一电机霍尔感应器;180、第一电机圆锥滚子轴承;190、第一电机桨毂;210、第二电机外转子;211、第二电机转子外壳;212、第二电机永磁体磁极;213、第二电机端盖;214、第二电机转动轴套;220、第二电机定子;221、第二电机定子轴套;222、第二电机定子线圈;230、连板;240、第二电机电调;250、第二电机霍尔感应器;260、第二电机磁盘;310、叶轮;320、涡盖;330、导油盘;340、油腔;341、循环油路;342、出油口;343、回油口。
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。
目前,相关技术中的飞行器的动力装置通常采用单电机加三个舵机的方案,在该方案中,在电机的驱动下实现螺旋桨的旋转,在三个舵机的驱动下实现总距调节以及周期变距调节。但是,上述方案中,电机和舵机都是独立设置的,舵机又进一步由电机和减速系统组成例如由直流电机和减速齿轮组等组成,这导致现有的动力装置占用空间大,整体结构复杂,安装、拆卸都较为复杂,不利于后续的更换、维修。
有鉴于此,本申请实施例提供的飞行器用动力装置,如图1所示,包括:
第一电机1,第一电机1采用外转子电机,定子设置于外转子内,定子的内部具有中空空间;
在所述中空空间内设置有至少两个第二电机2,所述第二电机2在所述中空空间内采用同轴串列式排布,所述同轴串列式排布指相邻的第二电机2沿着轴向方向依次连接。
本实施例中,将第一电机1和至少两个第二电机2集成为一体,构成动力装置,使得动力装置兼具旋翼驱动、总距调节以及周期变距调节功能,所述第一电机1采用外转子的目的是获得较大的扭矩。本实施例中,第一电机1和两个第二电机2不再单独设置,占用空间小,集成化程度高,整体结构简单紧凑,便于安装及后期的维修维护。
示例性地,第一电机1用于驱动螺旋桨实现螺旋桨的旋转,第一电机1起到了旋翼驱动电机的作用;通过控制第一电机1的转速,可以控制飞行器的启停、悬停及飞行高度。
示例性地,第二电机2用于与自动倾斜器相连,通过带动自动倾斜器对螺旋桨进行总距调节以及周期变距调节,第二电机2起到了变距电机的作用;第二电机2可单独工作,也可同时工作,具体根据飞行器姿势调节的需要调整。
可以理解的是,按前述示例所述,通过第一电机1控制转速可实现飞行器的起降及悬停,通过第二电机2驱动自动倾斜器可对螺旋桨进行总距及周期变距调节。
需要说明的是,图1中还示岀了冷却扇4,冷却扇4用于为第一电机1、第二电机2进行冷却散热,冷却扇4的具体实施将在后面的实施例进行详细描述,在此暂不赘述。
在可选地示例性实施例中,如图2所示,所述第一电机1包括第一电机定子120、第一电机外转子110和第一电机支撑套筒140;
所述第一电机外转子110包括第一电机转子外壳111,在所述第一电机转子外壳111内设有至少两周第一电机永磁体磁极112;
示例性地,在第一电机转子外壳111的内壁设有第一电机永磁体磁极112,所述第一电机永磁体磁极112的数量至少为两周;所述第一电机永磁体磁极112的数量为两周,是指采用两个电机并联的结构;
示例性地,第一电机永磁体磁极112沿第一电机转子外壳111的内壁长度方向等间隔设置;
可以理解的是,按前述示例所述,第一电机永磁体磁极112的数量还可以为三周,即采用三个电机并联的结构;在综合成本、重量等因素的情况下,第一电机永磁体磁极112的数量可以多于三周;
所述第一电机定子120与所述第一电机永磁体磁极112成对对应设置;即:第一电机永磁体磁极112和第一电机定子120对应的设置,二者数量相同;
示例性地,当所述第一电机永磁体磁极112的数量为两周,则第一电机定子120的数量为两个;当所述第一电机永磁体磁极112的数量为三周,则第一电机定子120的数量为三个;图2所示实施例中第一电机永磁体磁极112的数量为两周、第一电机定子120的数量为两个;
可以理解的是,按前述示例所述,所述第一电机永磁体磁极112的数量至少为两周,则第一电机定子120的数量至少为两个;
所述第一电机定子120包括第一电机定子轴套121,所述第一电机定子轴套121为空心轴套,在所述第一电机定子轴套121外周设有第一电机定子线圈122;
相邻的所述空心轴套固定连接,各所述空心轴套的内部腔体连通形成所述中空空间;
示例性地,所述第一电机定子轴套121为空心结构的空心轴套,在第一电机定子轴套121外表面设置第一电机定子线圈122;
可以理解的是,按前述示例所述,第一电机定子120的数量至少为两个,显然所述第一电机定子轴套121数量至少为两个,相邻的第一电机定子轴套121固定连接,使其内部形成中空空间;中空空间的作用如前所述,在所述中空空间内设置有至少两个第二电机2;
示例性地,当所述第一电机永磁体磁极112的数量为三周,则第一电机定子120的数量为三个,则所述第一电机定子轴套121数量为三个;
示例性地,相邻的第一电机定子轴套121固定连接可采用螺栓,即通过螺栓固定连接相邻的第一电机定子轴套121;空心结构的空心轴套在此种连接方式下空心部分上下连通,形成中空空间;
所述第一电机支撑套筒140设置于所述中空空间内,各所述第一电机定子轴套121分别与第一电机支撑套筒140固定连接;
位于最底部的第二电机2与临近的第一电机定子120固定连接;
示例性地,第一电机1和位于底端的第二电机2之间通过螺栓固定连接,螺栓固定连接后,可确保第一电机1和第二电机2可靠固定,避免二者间发生相对移动,例如螺栓从下向上穿入并将位于最底部的第二电机2与临近的第一电机定子120固定连接,所述螺栓图中未示出,可采用现有技术实施,不再详述;
可以理解的是,此种连接方式便于动力装置的整体组装及维护,同轴串列式排布的第二电机2可整体抽拉式安装的安装在所述中空空间内。
本实施例中,给第一电机定子120中的第一电机定子线圈122通电可以产生磁场,根据同性相斥、异性相吸的原理,第一电机永磁体磁极112在磁场的磁力作用下,会发生相对转动,并藉此带动第一电机转子外壳111转动;本实施例与单周磁极和单个定子结构的无刷电机相比较,第一电机1可提供的扭矩更大,而且在单定子故障或单永磁体磁极故障时,第一电机1仍然可以正常工作,具有更佳的安全冗余度。
在可选地示例性实施例中,在第一电机定子轴套121内还设置有线束穿插孔(图中未示出),第一电机1和第二电机2的线束穿装在线束穿插孔内。
本实施例中,无外部走线,结构美观,同时还可对线束进行防护,防止线束磨损。
更具体的,在本实施例中,如图2所示,第一电机上端盖130设置于第一电机转子外壳111的顶端,冷却扇4设置于第一电机转子外壳111的下端,冷却扇4在第一电机转子外壳111的带动下,随着第一电机外转子110同步转动;
第一电机上端盖130和第一电机支撑套筒140之间设有第一电机圆锥滚子轴承180;第一电机支撑套筒140作为第一电机上端盖130转动时的回转支撑使用;
示例性地,第一电机上端盖130上设有若干用于安装螺旋桨桨叶的第一电机桨毂190;第一电机上端盖130通过第一电机圆锥滚子轴承180转动连接于第一电机支撑套筒140的外周;
可以理解的是,第一电机支撑套筒140、第一电机定子轴套121、第一电机上端盖130、第一电机下端盖150采用同轴设置,可共同为第一电机外转子110提供回转支撑,其中:
按前述示例所述,所述第一电机定子轴套121数量至少为两个,在位于底端的所述第一电机定子轴套121的下端设有第一电机下端盖150;
示例性地,第一电机下端盖150固定的设置于第一电机定子120上,且与位于最底部的第一电机定子轴套121连接;
示例性地,在冷却扇4和第一电机下端盖150之间设有轴承,冷却扇4通过轴承转动连接于第一电机下端盖150的外周,以确保冷却扇4的转动顺畅;
在第一电机转子外壳111、第一电机上端盖130、第一电机下端盖150和第一电机定子轴套121上分别设置有通风孔,各通风孔连通各个部件间的间隙或腔体形成了动力装置内部的轴流风道;通风孔未在图中全部示出,第一电机下端盖150上的通风孔可参见图7所示;
本实施例中,气流流过所述轴流风道对第一电机1和第二电机2进一步散热,进一步优化冷却扇4的散热效果;
可以理解的是,通风孔的设置可减轻动力装置的整体重量,以减小重量导致的能量损耗,进而有利于飞行器轻量化的发展需求;
可以理解的是,通风孔等间隔的设置多个,有助于提高散热效果,延长第一电机1和第二电机2的使用寿命;
可以理解的是,通风孔可以为条形孔,也可以为圆孔,开孔面积大,则散热通风量大,散热效果更佳;
第一电机电调(图中未示出),设置于第一电机下端盖150上,其输入线接供电单元,其输出线接第一电机1;
第一电机霍尔感应器170,设置于第一电机定子120的外壁上;
示例性地,至少两个第一电机霍尔感应器170通过安装架安装在第一电机定子轴套121的外壁上;
示例性地,两个第一电机霍尔感应器170同圆周成180°角设置,对称的位于第一电机定子轴套121的外壁两侧;每周第一电机永磁体磁极112均包括若干个磁钢,第一电机霍尔感应器170的位置,与其中一周第一电机永磁体磁极112中的其中一个磁钢的位置相对应。
本实施例工作过程如下,第一电机转子外壳111带动第一电机上端盖130转动,第一电机支撑套筒140为第一电机上端盖130提供回转支撑,第一电机上端盖130通过第一电机桨毂190带动螺旋桨转动;
同时,第一电机转子外壳111还带动冷却扇4转动,冷却扇4带动气流流动,对第一电机1和第二电机2进行冷却散热,以防止第一电机1和第二电机2在长期运行时高温损坏;
所述第一电机电调采用外置结构,用于控制第一电机1的启停、转速及转动方向;第一电机电调的数量与第一电机定子120的数量相适配,通过对应的第一电机电调向对应的第一电机永磁体磁极112通电,以实现单独或共同带动第一电机转子外壳111转动;
第一电机霍尔感应器170通过监测磁钢的位置,间接监测第一电机外转子110的转动位置及转速,可根据检测到的实时信息判断第一电机1的故障位置及故障原因。
更具体的,在本实施例中,如图2、图5、图6所示,所述第一电机上端盖130呈碗状结构,上碗口和下碗口分别与第一电机支撑套筒140动密封连接,在第一电机上端盖130和第一电机支撑套筒140构成密封空间;
示例性地,所述第一电机上端盖130呈碗状结构,通过油封、密封圈等密封手段,实现上碗口和下碗口分别与第一电机支撑套筒140动密封连接,在第一电机上端盖130和第一电机支撑套筒140构成密封空间;
所述第一电机圆锥滚子轴承180设置于所述密封空间内;
在所述密封空间内设有自润滑冷却系统3;
示例性地,在所述密封空间内设有第一电机圆锥滚子轴承180,并配套的设有自润滑冷却系统3,所述自润滑冷却系统3用于对第一电机圆锥滚子轴承180、第一电机1和第二电机2进行润滑及冷却;
本实施例中,第一电机上端盖130兼作为自润滑系统的外壳使用,当第一电机圆锥滚子轴承180、第一电机1和第二电机2局部温度过高时,自润滑冷却系统3内的循环的润滑油将热量带至其它位置,各部件为金属制件时,可起到更好的散热效果。
在可选地示例性实施例中,如图5、图6所示,所述自润滑冷却系统3包括叶轮310、导油盘330、涡盖320和油腔340;
所述涡盖320密封连接于第一电机上端盖130的上碗口处,其与第一电机支撑套筒140动密封连接;
所述导油盘330设于第一电机圆锥滚子轴承180上方,所述导油盘330固定的套装在第一电机支撑套筒140上;
所述叶轮310设于第一电机圆锥滚子轴承180下方,所述叶轮310套装在第一电机支撑套筒140上,并与第一电机上端盖130固定连接;
示例性地,第一电机圆锥滚子轴承180在水平方向上居于中部,其上方设置导油盘330,其下方设置叶轮310,三个部件在所述密封空间内从上之下依次设置;
在第一电机支撑套筒140和第一电机定子轴套121内设有循环油路341,循环油路341连通形成油腔340,油腔340的出油口342和回油口343均设于第一电机支撑套筒140上,且出油口342位于叶轮310所在位置,回油口343位于导油盘330所在位置;
示例性地,在第一电机支撑套筒140的套筒壁体内设置循环油路341,在第一电机定子轴套121的轴套壁体内设置循环油路341,装配时,第一电机支撑套筒140和第一电机定子轴套121内的循环油路341连通形成油腔340;
示例性地,按前述示例所述,各所述第一电机定子轴套121分别与第一电机支撑套筒140固定连接,这二者固定连接时,循环油路341的出油端和进油端可对准后连通形成油腔340;具体的连通方式可采用现有技术实施,不再详述;
示例性地,出油口342与叶轮310设置于同一水平高度或者略低于叶轮310的水平高度,回油口343与导油盘330设置于同一水平高度或者略高于导油盘330的水平高度;具体位置的选择可按现有技术实施,采用出油口342位于叶轮310所在位置,回油口343位于导油盘330所在位置的方式,是为了保证润滑油的连续、顺畅流动;
本实施例中,预先在密封空间及油腔340内注满润滑油,在第一电机外转子110的带动下,与第一电机上端盖130固定连接的叶轮310同步转动,出油口342处的润滑油在离心力的作用下,甩至叶轮310边缘,形成压力差;
在压力差的作用下,润滑油由叶轮310边缘流经第一电机圆锥滚子轴承180,再由导油盘330经回油口343流回油腔340,使得润滑油在密封空间及油腔340内循环流动。
一方面,循环流动的润滑油对第一电机圆锥滚子轴承180进行润滑,以减轻其磨损。
另一方面,循环流动的润滑油还可将第一电机圆锥滚子轴承180、第一电机1和第二电机2转动产生的热量以热传导的方式带出,以达到散热的效果,降低第一电机1和第二电机2的工作温度,进而延长了动力装置的使用寿命,降低了飞行器的维护成本。
在可选地示例性实施例中,如图3所示,在同轴串列式排布时,相邻的第二电机2之间留有间隙,所述间隙可确保冷却扇4带动的气流能顺畅的流过各个第二电机2,确保散热性能良好;
第二电机2之间通过连板230固定连接;
示例性地,第二电机2包括第二电机定子220,连板230与第二电机定子220固定连接,实现相邻第二电机2之间的固定连接,此时,连板230可为短连板,仅用于连接相邻的第二电机2;
示例性地,第二电机2包括第二电机定子220,连板230依次与各第二电机定子220固定连接,实现全部第二电机2之间的固定连接,此时,连板230可为长连板,用于连接全部的第二电机2;
示例性地,沿第二电机定子220的周向设置连板230,使得所述连板230设于第二电机定子220的侧壁处;
示例性地,短连板和长连板可以择一使用,也可同时使用,如图3、图4、图7所示实施例,三台第二电机2同轴串列式排布,三台第二电机2之间留有间隙,连板230分为长连板和短连板两种,数量均为4个,图3中仅示出一个长连板及三个短连板,短连板用于固定连接位于底端的两台第二电机2的第二电机定子220,长连板用于依次连接每个第二电机2的第二电机定子220,连板具体的装配位置可参见图7所示,两个长连板和两个短连板交替且对称的设置;
可以理解的是,在具体装配过程中,可以首先将各个第二电机2同轴串列式排布并通过连板230固定连接,然后再将同轴串列式排布的第二电机2整体插入第一电机定子120的中空空间内,最后再通过螺栓从下向上穿入并将位于最底部的第二电机2与第一电机1的第一电机定子120固定连接。
在可选地示例性实施例中,如图3、图4所示,所述第二电机2为外转子电机,包括第二电机定子220、第二电机外转子210和第二电机转动轴套214;
示例性地,第二电机2同样采用外转子的方案,定子设置于外转子内,在定子的内部设有中空空间;
所述第二电机外转子210包括第二电机转子外壳211,在所述第二电机转子外壳211内设有第二电机永磁体磁极212,在所述第二电机转子外壳211的顶端设有第二电机端盖213;
示例性地,在所述第二电机转子外壳211的内壁设有第二电机永磁体磁极212,在其顶端设有第二电机端盖213;
所述第二电机定子220包括第二电机定子轴套221,所述第二电机定子轴套221为空心轴套,在所述第二电机定子轴套221的外周设有第二电机定子线圈222;
示例性地,第二电机定子轴套221上设有用于与连板230连接的突出部,每个所述第二电机2的第二电机定子220与连板230固定连接时,连板230固定于第二电机定子220的第二电机定子轴套221的突出部;
所述空心轴套的内部腔体用于容纳所述第二电机转动轴套214;
示例性地,第二电机转动轴套214通过轴承转动的设置于所述中空空间内;
所述第二电机端盖213与所述第二电机转动轴套214固定连接;
所述第二电机转动轴套214设有带螺纹的轴套内孔,所述轴套内孔用于与螺杆螺接;
示例性地,所述第二电机转动轴套214具有用于与螺杆连接的螺纹内孔,在第二电机转动轴套214的内孔孔壁设有螺纹(因设于内孔孔壁,故为内螺纹),所述螺纹用于与螺杆连接;
第二电机电调240,设置于第二电机转动轴套214的外表面,且与第二电机定子轴套221固定连接,其输入线接供电单元,其输出线接第二电机2;所述第二电机电调240用于控制第二电机2的启停、转速及转动方向;
示例性地,第二电机电调240通过导热块与第二电机定子轴套221连接;所述导热块通过热传导的方式,将第二电机电调240工作时产生的热量传递给第二电机定子轴套221,从而避免第二电机电调240温度过高,以保证第二电机电调240的稳定性及使用寿命;
第二电机霍尔感应器250,设置于第二电机电调240上;
第二电机磁盘260,设置于第二电机转动轴套214的外表面,第二电机霍尔感应器250和第二电机磁盘260间留有间隙,第二电机霍尔感应器250用于实时监测第二电机磁盘260的转动速度及位置。
本实施例工作过程如下,第二电机2的动力输出形式为直线运动,第二电机转动轴套214作为动力输出轴使用,第二电机转子外壳211带动第二电机端盖213、第二电机转动轴套214同步转动,第二电机转动轴套214与螺杆螺纹连接,再通过螺杆传递到自动倾斜器,使自动倾斜器对桨叶进行总距及周期变距调节。
第二电机霍尔感应器250通过实时监测第二电机磁盘260的转动速度及位置,间接的监测第二电机2的转动速度及位置,可根据检测到的实时数据判断第二电机2的故障位置及故障原因。
本申请还提供了一种电动飞行器,包括如前所述的飞行器用动力装置。基于所述飞行器用动力装置,动力装置集成化程度高,整体结构简单,便于安装,动力装置兼具旋翼驱动、总距调节以及周期变距调节功能。第一电机1在单定子故障或单永磁体磁极故障时,仍然可以正常工作,具有更佳的安全冗余度。
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)
1.一种飞行器用动力装置,其特征在于,所述飞行器用动力装置包括第一电机和至少两个第二电机;
所述第一电机为外转子电机,所述第一电机的定子的内部具有中空空间;
所述至少两个第二电机沿着轴向方向依次连接,且所述至少两个第二电机均设置于所述中空空间内。
2.根据权利要求1所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第一电机包括第一电机定子、第一电机外转子和第一电机支撑套筒;
所述第一电机外转子包括第一电机转子外壳,所述第一电机转子外壳内设有至少两周第一电机永磁体磁极;
所述第一电机定子与所述第一电机永磁体磁极成对对应设置;
所述第一电机定子包括第一电机定子轴套,所述第一电机定子轴套为空心轴套,所述第一电机定子轴套外周设有第一电机定子线圈;
相邻的所述第一电机定子轴套固定连接,各所述第一电机定子轴套的内部腔体连通形成所述中空空间;
所述第一电机支撑套筒设置于所述中空空间内,各所述第一电机定子轴套分别与所述第一电机支撑套筒固定连接。
3.根据权利要求2所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第一电机转子外壳的顶端设有第一电机上端盖,所述第一电机转子外壳的下端设有与其同步转动的冷却扇;
所述第一电机上端盖和所述第一电机支撑套筒之间设有第一电机圆锥滚子轴承;
位于底端的所述第一电机定子轴套的下端设有第一电机下端盖;
所述第一电机转子外壳、所述第一电机上端盖、所述第一电机下端盖和所述第一电机定子轴套上分别设置有通风孔,各所述通风孔连通形成轴流风道。
4.根据权利要求3所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第一电机上端盖呈碗状结构,上碗口和下碗口分别与所述第一电机支撑套筒密封连接,所述第一电机上端盖和所述第一电机支撑套筒构成密封空间;
所述第一电机圆锥滚子轴承设置于所述密封空间内;
所述密封空间内设有自润滑冷却系统。
5.根据权利要求4所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述自润滑冷却系统包括涡盖、导油盘、叶轮和油腔;
所述涡盖密封连接于所述第一电机上端盖的所述上碗口处,所述涡盖与所述第一电机支撑套筒动密封连接;
所述导油盘设于所述第一电机圆锥滚子轴承上方,所述导油盘固定的套装于所述第一电机支撑套筒上;
所述叶轮设于所述第一电机圆锥滚子轴承下方,所述叶轮套装于所述第一电机支撑套筒上,并与所述第一电机上端盖固定连接;
所述第一电机支撑套筒和所述第一电机定子轴套内设有循环油路,所述循环油路连通形成油腔,所述油腔的出油口和回油口均设于所述第一电机支撑套筒上,且所述出油口位于所述叶轮所在位置,所述回油口位于所述导油盘所在位置。
6.根据权利要求1所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第二电机为外转子电机,包括第二电机定子、第二电机外转子和第二电机转动轴套;
所述第二电机外转子包括第二电机转子外壳,所述第二电机转子外壳内设有第二电机永磁体磁极,所述第二电机转子外壳的顶端设有第二电机端盖;
所述第二电机定子包括第二电机定子轴套,所述第二电机定子轴套为空心轴套,所述第二电机定子轴套的外周设有第二电机定子线圈;
所述第二电机定子轴套的内部腔体用于容纳所述第二电机转动轴套;
所述第二电机端盖与所述第二电机转动轴套固定连接。
7.根据权利要求6所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第二电机转动轴套具有用于与螺杆连接的螺纹内孔。
8.根据权利要求6所述的飞行器用动力装置,其特征在于,每个所述第二电机的所述第二电机定子之间通过连板固定连接。
9.根据权利要求1所述的飞行器用动力装置,其特征在于,所述第一电机和位于底端的所述第二电机之间通过螺栓固定连接。
10.一种飞行器,其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的飞行器用动力装置。
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