一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达制造技术

本发明专利技术公开了一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，包括壳体，贯穿驱动轴，电刷，以及与电刷接触连接的设置在驱动轴上的换向器；所述驱动轴位于壳体内部的中部段上固定套设有由多片硅钢片叠加组成的转子主体，所述转子主体上设置有由多个绕组组成的绕组群，所述绕组群的任何一层绕组以驱动轴为圆心的外圆周靠近壳体内壁处均设置有对应的永磁体组。本发明专利技术通过对应增加多组绕组和永磁体，能够在相同电压供应的条件下增强磁场，从而增大扭矩；进一步地，由于沿驱动轴方向交错设置多层绕组能够避免磁力驱动力间隙死角的问题，扭矩输出更加线性和稳定。

A high torque motor for multi rotor UAVs

The invention discloses a high torque motor for multi rotor UAV includes a housing through the drive shaft, brush, and brush contact connection are arranged on the drive shaft of the commutator; the drive shaft is positioned inside the casing is fixed on the middle part of a rotor body composed of a plurality of silicon steel sheet piling, the rotor is arranged on the main body is composed of a plurality of winding group, the group of any layer winding winding to the drive shaft as the center near the outer circumference of the inner wall of the shell were set up corresponding to the permanent magnet group. The present invention through corresponding increases in multiple sets of windings and permanent magnets, the magnetic field can be enhanced at the same voltage supply conditions, thereby increasing the torque; further, the drive shaft along the direction of staggered multilayer winding can avoid magnetic drive force gap dead, torque output is more linear and stable.

【技术实现步骤摘要】
一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达
本专利技术涉及电动机领域，尤其涉及一种小体积，高扭矩的直流驱动马达，具体的说，是一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反复使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。现有的无人机根据升力产生方式不同可以分为固定翼无人机和旋翼无人机，根据旋翼的多少可以分为单旋翼无人机和多旋翼无人机。无人机旋翼的大小和数量直接影响着无人机的升力大小和稳定性。单旋翼无人机通常具有较大的桨叶，能够产生较大的气动升力，比较容易控制，但是单旋翼的桨叶较长在飞行过程中需要较大力矩的马达驱动。现有的马达通常是采用单层级绕组线圈和单层级永磁体或者绕组定子构成，在相同绕组角度布局的情况下始终存在电磁驱动力死角，在低转速时输出的扭矩不够线性，同时提供的扭矩不够大，不能满足单旋翼，大翼面的螺旋桨无人机，克服这种缺陷的最好方式就是更换更大扭矩和转速的马达，但是这种方式又会明显的增加驱动机构的重量，减少无人机的有效载重和机动性，鉴于此，需要一种高扭矩马达，同时不会明显增加马达重量和体积。现有技术1：中国专利技术专利，申请号为201320476902.3，授权公告号为CN203377688U，公开了一种高扭矩空心杯马达，具体提供了一种牢固度好，力矩稳定性高，能够提高空心杯电机的力矩，能够缩短空心杯电机的起动反应时间的一种高扭矩空心杯马达。包括：空心杯马达本体，所述空心杯马达本体包括空心杯以及设在空心杯内的内磁钢，还包括横截面呈圆环形的外磁钢，并且空心杯布置在外磁钢的内孔内，外磁钢的N极与内磁钢的S极设置在空心杯的同一端。空心杯马达的线圈在切割磁感的过程中将会受到比目前空心杯马达大一倍左右的力矩，从而提高了扭矩，这样不仅能够提高磁场的密度，还可以减短磁场气隙和磁场回路，因此可以大幅提高空心杯电机的力矩，能够大大缩短空心杯电机的起动反应时间。现有技术2：中国专利技术专利，申请号为201620834035.X，授权公告号为CN205876594U，公开了一种高扭矩液压马达，具体公开了包括外壳，所述外壳包括前盖、后盖、设置在后盖底端的制动缸体以及设置在制动缸体底端的制动端盖，所述制动缸体内设有与其内壁滑动配合的制动活塞，它还包括输出轴和设置在外壳内的制动轴，所述输出轴的一端伸入前盖内，且所述输出轴的底端与制动轴的顶端连接，所述输出轴的底端与制动轴的顶端外壁上安装有一转子总成，所述前盖的底端与后盖的顶端之间通过螺钉连接的方式安装有一延长轴，所述后盖上设有进油孔，所述制动轴的顶端外壁上套有配油轴，所述制动轴的底端外壁上安装有摩擦片组件。该专利技术具有增大工作扭矩的优点。上述两个现有技术均具有增大扭矩的作用，但采用的技术方案与本专利技术专利申请均不相同，且并不能很好的应用于无人机领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，用于解决
技术介绍
中所述的现有的无人机马达多半利用高转速进行驱动，对于部分单旋翼无人机需要较大的的扭矩的马达匹配时，往往存在马达扭矩不足的问题；尤其是对于大翼面的旋翼无人机的驱动马达而言，对于扭矩提出来更高的要求。现有的高转速马达无法满足尤其是经过改装后的单旋翼无人机的扭矩需求。由此对于高负载的无人机改装造成了较大的限制。如果采用更大型号的马达则会影响无人机的重量，甚至因为电池电压不匹配导致更换电池会进一步的增大无人机本身重量，减少有效载重。本专利技术在现有的马达构造基础上，通过设置多层的永磁体定子和与定子匹配的转子绕组线圈，能够在不明显增加马达重量的情况下增加马达的有效扭矩，以满足单旋翼或者大翼面旋翼无人机对于马达扭矩的需求。本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，包括呈圆柱体状的壳体，贯穿所述壳体上下两个底面圆心的驱动轴，所述驱动轴分别通过第一轴承和第二轴承与壳体的上下两个底面滚动连接，所述壳体上设置有电刷，以及与电刷接触连接的设置在驱动轴上的换向器；所述驱动轴位于壳体内部的中部段上固定套设有由多片硅钢片叠加组成的转子主体，所述转子主体上设置有由多个绕组组成的绕组群，且所述绕组群的横截面是以驱动轴为圆心设置的三层绕组，纵截面具有平行于驱动轴的对称分部在驱动轴两侧的三层绕组且以驱动轴为原点由内向外的第二层绕组和第三层绕组沿驱动轴的长度方向设置有两层；所述绕组群的任何一层绕组以驱动轴为圆心的外圆周靠近壳体内壁处均设置有对应的永磁体组。为了更好的实现本专利技术，优选地，所述绕组群由相互平行安装在转子主体上的第一绕组A、第一绕组B、第二绕组A、第二绕组B和第三绕组组成；所述第一绕组A与第一绕组B相对于驱动轴的径向距离相同，数量相等且相互对应安装，任一对应的第一绕组A和第一绕组B沿驱动轴轴线方向的距离L=1/2第一绕组A的长度；第二绕组A与第二绕组B的安装位置分别与第一绕组A和第一绕组B在相同截面位置；所述第三绕组沿驱动轴的轴线方向的中点与L中点位于同一横截面且第三绕组的长度大于L的长度。为了更好的实现本专利技术，优选地，所述绕组群以所述驱动轴为原点由内到外依次为第三绕组，第二绕组A和第二绕组B，以及第一绕组A和第一绕组B；或者第二绕组A和第二绕组B，第一绕组A和第一绕组B以及第三绕组。为了更好的实现本专利技术，优选地，所述永磁体组由第一永磁体、第二永磁体A和第二永磁体B组成；所述第一永磁体的横向水平安装位置与第三绕组相适应；所述第二永磁体A的横向水平安装位置分别与第二绕组A和第一绕组A相适应；所述第二永磁体B的横向水平安装位置分别与第二绕组B和第一绕组B相适应。为了更好的实现本专利技术，优选地，所述转子主体的上下两端面均设置有用于容纳第三绕组的凹槽，多数上下对应凹槽的底面之间的直线距离大于L。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术通过对应增加多组绕组和永磁体，能够在相同电压供应的条件下增强磁场，从而增大扭矩；进一步地，由于沿驱动轴方向交错设置多层绕组能够避免磁力驱动力间隙死角的问题，扭矩输出更加线性和稳定。（2）本专利技术在能够在明显增加扭矩的同时只是微弱的增加重量和体积，满足了单旋翼无人机对升力的要求，同时没有造成无人机有效载重和机动性，能够广泛满足对于单旋翼无人机的升力改装设计，利于无人机的新设计和新改装，为多用途单旋翼无人机的革新创造了条件。附图说明图1为本专利技术的纵向剖视结构示意图；图2为图1中沿剖切标记A-A的剖视结构示意图；其中1-驱动轴；2-第一轴承；3-第二绕组A；4-第一绕组A；5-硅钢片；6-第二永磁体A；7-第一永磁体；8-第二永磁体B；9-第一绕组B；10-第二绕组B；11-第三绕组；12-第二轴承；13-凹槽；14-壳体。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：结合附图1-2所示，一种用于多旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，包括呈圆柱体状的壳体（14），贯穿所述壳体（14）上下两个底面圆心的驱动轴（1），所述驱动轴（1）分别通过第一轴承（2）和第二轴承（12）与壳体（14）的上下两个底面滚动连接，所述壳体（14）上设置有电刷，以及与电刷接触连接的设置在驱动轴（1）上的换向器；其特征在于：所述驱动轴（1）位于壳体（14）内部的中部段上固定套设有由多片硅钢片（5）叠加组成的转子主体，所述转子主体上设置有由多个绕组组成的绕组群，且所述绕组群的横截面是以驱动轴（1）为圆心设置的三层绕组，纵截面具有平行于驱动轴（1）的对称分部在驱动轴（1）两侧的三层绕组且以驱动轴（1）为原点由内向外的第二层绕组和第三层绕组沿驱动轴（1）的长度方向设置有两层；所述绕组群的任何一层绕组以驱动轴（1）为圆心的外圆周靠近壳体（14）内壁处均设置有对应的永磁体组。

【技术特征摘要】
1.一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，包括呈圆柱体状的壳体（14），贯穿所述壳体（14）上下两个底面圆心的驱动轴（1），所述驱动轴（1）分别通过第一轴承（2）和第二轴承（12）与壳体（14）的上下两个底面滚动连接，所述壳体（14）上设置有电刷，以及与电刷接触连接的设置在驱动轴（1）上的换向器；其特征在于：所述驱动轴（1）位于壳体（14）内部的中部段上固定套设有由多片硅钢片（5）叠加组成的转子主体，所述转子主体上设置有由多个绕组组成的绕组群，且所述绕组群的横截面是以驱动轴（1）为圆心设置的三层绕组，纵截面具有平行于驱动轴（1）的对称分部在驱动轴（1）两侧的三层绕组且以驱动轴（1）为原点由内向外的第二层绕组和第三层绕组沿驱动轴（1）的长度方向设置有两层；所述绕组群的任何一层绕组以驱动轴（1）为圆心的外圆周靠近壳体（14）内壁处均设置有对应的永磁体组。2.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机的高扭矩马达，其特征在于：所述绕组群由相互平行安装在转子主体上的第一绕组A（4）、第一绕组B（9）、第二绕组A（3）、第二绕组B（10）和第三绕组（11）组成；所述第一绕组A（4）与第一绕组B（9）相对于驱动轴（1）的径向距离相同，数量相等且相互对应安装，任一对应的第一绕组A（4）和第一绕组B（9）沿驱动轴（1）轴线方向的距离L=1/2第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：发明
国别省市：四川,51