一种用于无人机飞行器上的高拉效动力电机的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及无人机飞行器上的电机。

背景技术：

工业级无人机不仅广泛应用于农业，更是在电力巡线、警务安防、快递运送等方面全方位服务于人们。不过，目前工业级无人机品类繁多，有油动，也有电动；有多旋翼，也有直升机。工业级无人机由于需要搭载相应的设备完成不同的任务，在续航时间和载重上都希望能尽可能达到实现更长的航时的同时实现更大的载重。工业级无人机最重要的是实用、稳定、安全、长航时、大载重。由于电动无人机电池能量密度的限制，导致用锂电池供电的无人机在延长续航时间上几乎无法解决。一直以来使用电能驱动的无人机飞行器主要由电池供电，由于电池存储容量的限制从而使无人机飞行器的续航一直受到电池储能技术的制约，基于电池的技术瓶颈，国内外都一直在对无人机飞行器的动力电机进行了大量的研究，并针对在不同的应用方面开展大量的研究工作，为能有效的提高无人机的续航时间使在不改变无人机其它供电部件的前提下，将进一步对动力电机的各组成部分进行最优的优化设计，以使其达到最佳的拉效比。经过研究与分析，目前电机主体主要由电机主轴，上下盖，电机外壳，磁片阵列，铁芯定子，线圈以及轴承等部件组成，由于在实际应用中无人机的使用频率较高，因此对动力电机的要求非常高，因此动力电机不但要效率高，在长时间飞行时能持久耐用，而且还要容易拆装以及在使用完成后能更好的进行保养维护，因此无人机动力电机的整体设计非常重要。

目前，现有无人机电机主要存在以下缺点：

(1)传统的电机以及现有一些常用的这类型电机都采用实心的中心轴作为电机的主轴，该方式不但重量重而且容易在运转时电机外盖被拉出；

(2)常用的电机连接螺旋桨的端盖设计的比较厚重以及风阻系数较高；

(3)同类的动力电机基本上采用低强度材料而且表面防锈差，内部设计采用的材料耐温温度低，一般基本上采用耐高温低于120度材料；

(4)市场上一般的动力电机硅钢片基本上都是采用0.3厚度的硅钢片进行叠加到一定厚度在内部绕线槽的设计上都是类同的设计角度都基本上类同，因此在效率上并没有多少提升，瞬间输出功率不足；

(5)一般的电机轴承座的设计都比较厚重，结构简单，风阻大以及散热性能差；

(6)在绕组方面，一般的电机使用都是单粗线或几条线普通漆包线进行绕制。在电机通电后产生的磁场方面存在一定的局限性内阻大，磁场分布不均造成电机效率低性能不稳定。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于无人机飞行器上的高拉效动力电机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种用于无人机飞行器上的高拉效动力电机，包括转子组合体和定子组合体，所述转子组合体包括机壳上盖和圆环机壳，所述机壳上盖设置有齿形槽，对应的，所述齿形槽内均布有磁片阵列，且每一个所述磁片紧密的粘贴于所述圆环机壳的内壁；所述定子组合体包括轴承座，轴承座上装配有轴承，轴承上装配有硅钢片，硅钢片上设置有绕线槽，绕线槽内绕有漆包线，硅钢片设置在圆环机壳的内部，各组件由主轴装配为电机主体；

所述主轴为一T型台阶式空心主轴，所述转子组合体和所述定子组合体的中心孔通过所述主轴装配于一体，且所述机壳上盖位于所述T型台阶式空心主轴的T型上端，T型台阶式空心主轴的下端设置有卡槽，卡槽内可装设固定件固定。

进一步的，所述机壳上盖为七爪式螺旋形镂空结构，其上设置有螺旋桨安装孔位。

进一步的，所述硅钢片采用厚度为0.2mm的硅钢材料，周围设置有36个绕线槽。

进一步的，所述机壳上盖设置有42个齿形槽，所述42个齿形槽内均布有42个磁片，所述42个磁片与所述硅钢片上的绕线槽上绕制的漆包线相匹配，提高电机扭力。

进一步的，所述轴承座为七爪式螺旋形，其中心孔上下各设置一轴承与之相配合，且轴承座上设置有用于安装无人机安装板的安装孔。

进一步的，绕线槽内绕有直径为0.31mm的耐高温180度的高性能漆包线。

本实用新型的有益效果为：本电机效率对比目前国内所有同类型电机产品并进行真实的对比测试，对比国内同类型产品在采用同相的螺旋桨以及在额定范围内相同功率输出时其效率比同类产品高出10％以上,不但节约能源使续航时间增长，并且能大大延长电池的使用寿命使电池成本大大降低，更加节能环保。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的前视结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例的后视结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例的分解结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例的分解侧视结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例的机壳上盖结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例的轴承座结构示意图；

图7为本实用新型具体实施例的主轴结构示意图；

图8为本实用新型具体实施例的主轴侧视结构示意图；

图9为本实用新型具体实施例的磁片结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种用于无人机飞行器上的高拉效动力电机，包括转子组合体和定子组合体，所述转子组合体包括机壳上盖2和圆环机壳4，所述机壳上盖2设置有齿形槽21，对应的，所述齿形槽21内均布有磁片3，且每一个所述磁片紧密的粘贴于所述圆环机壳4的内壁；所述定子组合体包括电机轴承座7，电机轴承座7上装配有轴承，轴承上装配有硅钢片5，硅钢片5上设置有绕线槽，绕线槽内绕有漆包线，硅钢片5设置在环形机壳的内部，各组件由主轴1装配为电机主体；

所述主轴1为一T型台阶式空心主轴，所述转子组合体和所述定子组合体的中心孔通过所述主轴装配于一体，且所述机壳上盖2位于所述T型台阶式空心主轴的T型上端，T型台阶式空心主轴的下端设置有卡槽9，卡槽9内可装设卡簧固定。T型台阶式空心主轴不但重量轻，重量小于传统主轴重量的一半重量以上，整个主轴重量只有7克，而且使用T型台阶式空心的设计方式使电机在连续长时间运转时减少了连接螺旋桨端盖被拉出的风险，大大提高了电机的耐用性以及可靠性。

本圆环外壳4使用高强度钢材加工成环形薄边圆环，圆环外壳表面做电泳黑色表面防锈处理使电机外壳在长时间使用时不容易生锈，以及更耐用，圆环外壳内侧采用耐高温180度高粘度粘合胶与磁片阵列粘合，防止电机在高速运行时磁片出现脱落。

所述机壳上盖2为七爪式螺旋形镂空结构，其上设置有螺旋桨安装孔位。采用七爪式螺旋形梯形设计大大减少了风阻系数从而提高电机在运转时的效率。采用的精密的镂空设计大大减轻端盖的重量。机壳上盖2设置两种螺旋桨的安装孔位，一组是四个均布的M4螺纹孔22，用于安装28寸的螺旋桨以及其它大号的螺旋桨，另一组是四个均布的M3螺纹孔23，用于安装小号的螺旋桨，这样的设置能使电机使用更多的螺旋桨，使该电机能应用于不同的无人机上。

本实施例电机是为了长航时无人机飞行器要求设计的，因此有很高的拉力效率要求，电机的功率不能太大。尽管电机功率不大，但是由于需要足够的拉力，需要采用28英寸的大浆径，同时电机需要相对大扭力，所以采用了大直径低高度的电机设计，电机内部的定子硅钢片5的设计采用了特殊的高槽数，36槽的特殊设计，硅钢片5采用厚度为0.2mm的硅钢材料，整个硅钢片5重量只有78克左右，在绕线槽的内部，圆弧的角度，槽条宽度，槽口的宽度进行了尺寸改进，使绕组更饱满，降低线圈的电阻使电机能输出瞬间的最大功率。使用42片长方形薄片磁片阵列与绕线槽相匹配，使电机在在同等功率的情况下电机扭力会更大，拉效比会更高。

所述轴承座7为七爪式螺旋形，使上下盖结构更紧密风阻更少电机外形更简洁，大大提升整个电机的性能，且轴承座7上设置均布设置了四个用于安装于无人机安装板上的M3螺丝安装孔71，以便于安装于无人机飞行器上。电机的轴承座7上采用双W形状的深加工设计，整个电机轴承座重量只有30克左右，中心孔上下采用上轴承6与下轴承8相结合的双轴承，使电机在高速转动时力的分布更平均，使电机更稳定，振动更少。

在绕组方面，一般的电机使用都是单粗线或几条线、普通漆包线进行绕制。在电机通电后产生的磁场方面存在一定的局限性，内阻大，磁场分布不均，造成电机效率低性能不稳定，针对上述问题本实施例制定了两种KV值的绕线方式，分别是KV170，采用了7根，KV110，采用4根，直径都是0.31mm的耐高温180度的高性能漆包线进行精密绕制，使绕组更饱满，以及更均匀分布于各个定子铁芯的绕线槽内，在电机通电后磁场的分布更均匀，电机运转更流淌效率更高。

需要说明的是，以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。