电机及无人机

技术领域

本申请实施例涉及电机技术领域，特别是涉及一种电机及无人机。

背景技术

电机(俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机的种类较多，其中在无人机的应用方面，则以无刷电机为主，无刷电机的机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广，寿命长，维护方便噪声小。

无刷电机的电磁反应会产生周期性波动的电磁激振力，当电磁激振力频率、电磁力振型与结构频率、结构振型重叠时，会产生电磁与结构的耦合共振。而这种共振会产生极大的共振噪声，伴随着短时产生结构断裂的极大风险，抑或在工作一段时间后产生裂纹损伤、擦碰等风险。

发明人在实现本申请的过程中，发现：目前无刷电机主要包括转子、绕组、曲轴、定子组件和轴承组成，轴承和转子固定于曲轴两端，定子组件设置于曲轴周缘，绕组设置于定子组件和转子之间，通过转子转动进而进行工作，但是转子密闭的顶部支架导致无刷电机的转速在提升的过程中，容易产生电磁与结构的耦合共振，损坏电机结构。

发明内容

本申请实施例提供了一种电机及无人机，能够改善目前转子密闭的顶部支架导致无刷电机的转速在提升的过程中，容易产生电磁与结构的耦合共振，损坏电机结构的现状。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电机。所述电机包括转子组件和定子组件。所述转子组件包括转子支架和转轴本体，所述转子支架包括内环部、第一缓冲部和外环部，所述第一缓冲部包括第一缓冲环和多个第一连接部，多个所述第一连接部的一端间隔连接于所述内环部的至少部分周缘，所述第一缓冲环环绕所述内环部设置，所述第一连接部的另一端间隔连接于所述第一缓冲环，所述第一缓冲环和所述第一连接部具有弹性，所述外环部环绕所述第一缓冲环设置。所述定子组件包括定子座、固定轴承和转动轴承，所述定子座安装于所述转动轴承背离所述转轴本体的一侧，所述定子座与所述转子支架之间存在间隙，所述固定轴承和所述内环部设置于所述转轴本体的两端，所述转动轴承安装于所述转轴本体，所述内环部和所述固定轴承夹持固定所述转动轴承。

可选地，所述内环部具有沿预设方向相背设置的第一表面和第二表面，所述第一连接部靠近所述第一表面或所述第二表面设置于所述内环部的周缘。

可选地，所述转子支架还包括第二缓冲部，所述第二缓冲部包括第二缓冲环和多个第二连接部，多个第二连接部的一端间隔连接于所述第一缓冲环的至少部分周缘，所述第二缓冲环环绕所述第一缓冲环设置，第二连接部的另一端间隔连接于所述第二缓冲环，所述第二缓冲环和第二连接部具有弹性。

可选地，沿所述预设方向观察，所述第一连接部和第二连接部错开设置；垂直于所述预设方向观察，所述第一连接部和第二连接部错开设置。

可选地，所述外环部包括外环支架和多个第三连接部，多个所述第三连接部的一端间隔连接于所述第二缓冲环的至少部分周缘，多个所述第三连接部的另一端间隔连接于所述外环支架。

可选地，所述外环部还包括多个限位凸起，多个所述限位凸起设置于所述外环支架，两所述限位凸起与所述外环支架形成一限位槽；所述转子组件还包括磁片，所述磁片收容于所述限位槽内。

可选地，所述转子支架还包括多个缓冲凸起，多个所述缓冲凸起间隔设置于所述第二缓冲环的至少部分周缘，所述缓冲凸起沿所述第二缓冲环的径向朝向所述外环支架凸出设置，一所述缓冲凸起设置于两相邻所述第三连接部之间。

可选地，所述内环部设置有抵接部，所述抵接部设置于所述内环部沿所述预设方向靠近所述固定轴承的一侧。所述定子座具有沿所述预设方向垂直的第一抵接面和第二抵接面。所述转动轴承包括第一轴承和第二轴承。所述第一轴承设置于所述第一抵接面和所述抵接部之间，所述第一轴承的内环与所述抵接部抵接，所述第一轴承的外环与所述第一抵接面抵接。所述第二轴承设置于所述第二抵接面和所述固定轴承之间，所述第二轴承的内环与所述固定轴承抵接，所述第二轴承的外环与所述第二抵接面抵接。

可选地，所述定子组件还包括绕组，所述转子组件还包括磁片所述绕组设置于所述磁片和所述转轴本体之间。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供了一种无人机。所述无人机包括上述电机，所述电机用于给所述无人机提供动力。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施例提供了一种电机。所述电机包括转子组件、转轴和定子组件。所述转子组件包括转子支架和转轴本体，所述转子支架包括内环部、第一缓冲部和外环部，所述第一缓冲部包括第一缓冲环和多个第一连接部，多个所述第一连接部的一端间隔连接于所述内环部的至少部分周缘，所述第一缓冲环环绕所述内环部设置，所述第一连接部的另一端间隔连接于所述第一缓冲环，所述第一缓冲环和所述第一连接部具有弹性，所述外环部环绕所述第一缓冲环设置。所述定子组件包括定子座、固定轴承和转动轴承，所述定子座安装于所述转动轴承背离所述转轴本体的一侧，所述定子座与所述转子支架之间存在间隙，所述固定轴承和所述内环部设置于所述转轴本体的两端，所述转动轴承安装于所述转轴本体，所述内环部和所述固定轴承夹持固定所述转动轴承。通过上述结构，多个所述第一连接部之间间隔设置以改变转子支架的整体刚性，从而改变转子支架的结构振动频率，且所述第一缓冲环和所述第一连接部具有弹性，以使电磁激振力和结构振动沿径向在所述内环部、第一缓冲部和外环部之间传递时可以得到缓冲，从而减弱所述转子支架在所述电机工作的过程中所产生的振动，以使电磁激振力的振动频率与所述转子支架的振动频率错开，从而减弱电磁与结构的耦合共振，保护电机结构。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请其中一实施例提供的电机的立体图；

图2是本申请其中一实施例提供的电机的分解图；

图3是本申请其中一实施例提供的电机的半剖立体示意图；

图4是本申请其中一实施例提供的转子支架零件图；

图5是本申请其中一实施例提供的定子组件零件图。

附图标记如下：

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“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。

目前，从市场形势的发展来看，外转子无刷电机的应用越加广泛。外转子无刷电机的应用场景包括：无人机、新风系统、强排风机、移动空调等。对于无人机而言，用户对无人机产品的寿命安全及噪声体验的要求也越来越高。

市面上大量无人机产品的安全及噪声隐患有一个重要的来源为动力系统，即螺旋桨-外转无刷电机-电机控制器系统的驱动输出引起的，其中又以电磁-结构耦合噪声最为复杂危险。

而电磁-结构耦合则是指，电机的电磁反应产生周期性波动的电磁激振力，并沿电机的转子径向延伸到装有磁铁的转子外环上；结构共振的大小与激振力能量、结构自身的机构阻尼和结构阻尼、结构自身的刚性及刚性分布等都有关系，电机的结构在受到电机之外的激励同样会产生振动，当电磁激振力频率、电磁力振型与结构频率、结构振型重叠时，会产生电磁-结构耦合共振。

发明人注意到，在外转子无刷电机的工作过程中，其外转子支架结构容易在工作转速提升或下降的过程中，与电磁激振力的前4阶频率产生电磁-结构的耦合噪声振动，一般而言，此类振动耦合在电磁激振力的前4至6阶容易产生，这种耦合振动容易对电机的结构造成断裂危险，进而影响无人机的飞航安全及用户的飞行体验。

基于以上考虑，为了改善目前磁片密闭的顶部支架导致无刷电机的转速在提升的过程中，容易产生电磁与结构的耦合共振，损坏电机结构的现状，本申请提供了一种电机及无人机，具体请参阅下文。

在本申请实施例中，提供了一种无人机，无人机包括桨叶、电机1000及机身，桨叶安装于电机1000上，电机1000安装于机身，通过电机1000转动，以驱动桨叶转动，从而使得机身可以执行飞行任务。

对于前述电机1000，请参阅图1至图3。电机1000包括转子组件100和定子组件300。转子组件100包括转子支架110和转轴本体140，转子支架110包括内环部111、第一缓冲部112和外环部113，第一缓冲部112包括第一缓冲环1121和多个第一连接部1122，多个第一连接部1122的一端间隔连接于内环部111的至少部分周缘，第一缓冲环1121环绕内环部111设置，第一连接部1122的另一端间隔连接于第一缓冲环1121，第一缓冲环1121和第一连接部1122具有弹性，外环部113环绕第一缓冲环1121设置。定子组件200包括定子座250、固定轴承260和转动轴承270，定子座250安装于转动轴承270背离转轴本体140的一侧，定子座250与转子支架110之间存在间隙，固定轴承260和内环部111设置于转轴本体140的两端，转动轴承270安装于转轴本体140，内环部111和固定轴承260夹持固定转动轴承270。可以理解的是，当电磁力对外环部113产生振动激励时，电磁力的径向分力会沿外环部113的径向传递至第一缓冲部112再传导至内环部111，同时，结构的振动同样会沿外环部113的径向传递至第一缓冲部112再传导至内环部111，因此，一方面具有弹性的第一缓冲环1121和第一连接部1122可以对电磁力的径向分力进行缓冲，另一方面，间隔设置第一连接部1122可以改变转子支架110的整体刚性，从而改变转子支架110的结构振动频率，从而使电磁激振力的振动频率与转子支架110的振动频率错开，从而减弱电磁与结构的耦合共振，保护电机1000结构。可以理解的是，第一连接部1122对转子支架110的整体刚性可以是提高或者是降低。

进一步地，请参阅图4，并结合其他附图。内环部111具有沿预设方向F相背设置的第一表面1111和第二表面1112，第一连接部1122靠近第一表面1111或第二表面1112设置于内环部111的周缘。具体地，内环部111和第一缓冲环1121在预设方向F上具有厚度，第一连接部1122在预设方向F上的厚度小于内环部111的厚度，且第一连接部1122在预设方向F上的厚度小于第一缓冲环1121的厚度，内环部111在预设方向F上的厚度大于等于第一缓冲环1121的厚度，从而使得第一连接部1122平齐于第一表面1111连接第一缓冲环1121，或者第一连接部1122平齐于第二表面1112连接第一缓冲环1121，以使第一缓冲环1121和内环部111之间留有部分间隙，以提高第一缓冲部112对电磁激振力的缓冲能力，从而减弱电磁与结构的耦合共振。可选地，第一连接部1122的数量为六个，相邻两第一连接部1122之间的夹角为60°；或者，第一连接部1122的数量为八个，相邻两第一连接部1122之间的夹角为45°；或者，第一连接部1122的数量为四个，两相邻第一连接部1122之间的夹角为90°；或者，第一连接部1122的数量为十六个，两相邻第一连接部1122之间的夹角为22.5°，而第一连接部1122的还可以是其他数量，在此不一一赘述。可以理解的是，当第一连接部1122与第一表面1111平齐设置时，第一连接部1122背离第一表面1111的一侧呈弯角状设置，从而提高第一连接部1122与第一缓冲环1121的连接强度；相应地，当第一连接部1122与第二表面1112平齐设置时，第一连接部1122背离第二表面1112的一侧呈弯角状设置，从而提高第一连接部1122与第一缓冲环1121的连接强度。值得一提的是，在第一连接部1122在第一缓冲环1121的周向上的两侧面同样呈弯角状设置，从而提高第一连接部1122与第一缓冲环1121的连接强度。

值得一提的是，预设方向F为内环部111和转轴本体140的轴向。

可选地，请参阅图4，并结合其他附图。转子支架110还包括第二缓冲部114，第二缓冲部114包括第二缓冲环1141和多个第二连接部1142，多个第二连接部1142的一端间隔连接于第一缓冲环1121的至少部分周缘，第二缓冲环1141环绕第一缓冲环1121设置，第二连接部1142的另一端间隔连接于第二缓冲环1141，第二缓冲环1141和第二连接部1142具有弹性。可选地，转子支架110还可以包括多个第二缓冲部114，多个第二缓冲部114呈同心圆设置，一第二缓冲部114的一第二连接部1142与设置于其内部的另一第二缓冲部114的另一第二缓冲环1141连接，从而提高对电磁激振力的缓冲能力。

进一步地，请参阅图4，并结合其他附图。沿预设方向F观察，第一连接部1122和第二连接部1142错开设置。垂直于预设方向F观察，第一连接部1122和第二连接部1142错开设置。具体地，第二连接部1142的数量与第一连接部1122相等，沿内环部111的径向，第二连接部1142设置于两第一连接部1122之间；沿预设方向F，当第一连接部1122靠近第一表面1111设置时，第二连接部1142靠近第二表面1112设置，从而在预设方向F使得第一连接部1122和第二连接部1142错开设置，以提高转子支架110对电磁激振力的缓冲能力。

可以理解的是，沿预设方向F：当第二连接部1142靠近第一表面1111设置时，第二连接部1142背离第一表面1111的一侧呈弯角状设置，从而提高第二连接部1142与第一缓冲环1121的连接强度，和/或，提高第二连接部1142与第二缓冲环1141的连接强度；相应地，当第二连接部1142靠近第二表面1112设置时，第二连接部1142背离第二表面1112的一侧呈弯角状设置，从而提高第二连接部1142与第一缓冲环1121的连接强度，和/或，提高第二连接部1142与第二缓冲环1141的连接强度。值得一提的是，在第二连接部1142在第二缓冲环1141的周向上的两侧面同样呈弯角状设置，从而提高第二连接部1142与第二缓冲环1141的连接强度。

对于上述外环部113，请参阅图4，并结合其他附图。外环部113包括外环支架1131和多个第三连接部1132，多个第三连接部1132的一端间隔连接于第二缓冲环1141的至少部分周缘，多个第三连接部1132的另一端间隔连接于外环支架1131。具体地，第三连接部1132的数量为六个，第三连接部1132连接第一缓冲部112和外环部113，或者，第三连接部1132连接第二缓冲部114和外环部113，在第三连接部1132在外环部113的周向上的两侧面呈弯角状设置，从而提高第一缓冲部112或第二缓冲部114，与外环部113的连接强度。值得一提的是，上述间隔设置的第三连接部1132替换了目前呈封闭式盖体的转子支架110，从而使得转子支架110呈架体结构而非盖体结构，降低了转子支架110的结构振动频率，进一步减弱电磁与结构的耦合共振，保护电机1000结构。

对于上述外环部113，请参阅图4，并结合其他附图。外环部113还包括多个限位凸起1133，多个限位凸起1133设置于外环支架1131，两限位凸起1133与外环支架1131形成一限位槽1134。转子组件100还包括磁片120，磁片120收容于限位槽1134内。具体地，转子支架110还包括转子外壳130，转子外壳130呈筒状设置，且与外环部113连接，以形成鼠笼转子结构。转子外壳130的内表面通过限位槽1134进行分隔限位，从而便于收容磁片120。

对于上述转子支架110，请参阅图4，并结合其他附图。转子支架110还包括多个缓冲凸起115，多个缓冲凸起115间隔设置于第二缓冲环1141的至少部分周缘，缓冲凸起115沿第二缓冲环1141的径向朝向外环支架1131凸出设置，一缓冲凸起115设置于两相邻第三连接部1132之间。可以理解的是，当转子支架110不包括第二缓冲环1141时，缓冲凸起115直接设置于第一缓冲环1121的周缘，通过设置缓冲凸起115，在第一缓冲环1121或第二缓冲环1141的周向和径向上对电磁激振力进行分力缓冲并对结构振动进行缓冲，从而提高第一缓冲环1121或第二缓冲环1141的结构强度。

在本申请实施例中，请参阅图2、图3和图5，并结合其他附图。内环部111设置有抵接部1113，抵接部1113设置于内环部111沿预设方向F靠近固定轴承260的一侧。具体请参阅图5，并结合其他附图，定子组件200具有沿预设方向F垂直的第一抵接面210和第二抵接面220。转动轴承270包括第一轴承271和第二轴承272。第一轴承271设置于第一抵接面210和抵接部1113之间，第一轴承271的内环与抵接部1113抵接，第一轴承271的外环与第一抵接面210抵接。第二轴承272设置于第二抵接面220和固定轴承260之间，第二轴承272的内环与固定轴承260抵接，第二轴承272的外环与第二抵接面220抵接。具体地，定子组件200靠近转轴本体140的部分内凹，从而形成第一抵接面210和第二抵接面220，以便第一轴承271和第二轴承272的卡接固定，通过设置第一轴承271和第二轴承272，以从两端架设定子组件200，减少转轴200主体转动过程中的振动对定子组件200的影响，从而使得电机1000转动更加稳定。具体地，第一轴承271的数量为两个，两第一轴承271沿预设方向相邻设置，从而提高转动效率。

在本申请实施例中，请参阅图2和图3，并结合其他附图。定子组件200包括定子铁芯240、定子座250和绕组230，绕组230设置于磁片120和转轴本体140之间，具体地，定子座250安装于转轴本体140，第一抵接面210和第二抵接面220设置于定子座250上，定子铁芯240环绕定子座250设置，绕组230绕设于定子座250上。

在本申请实施例中，请参阅图2和图3，并结合其他附图。电机1000还包括定子盖板300，定子盖板300盖设于定子组件200靠近固定轴承260的一侧，且定子盖板300与固定轴承260之间存在间隙，防止定子盖板300与固定轴承260干涉。定子盖板300用于保护电机1000，防止外部其他杂质进入电机1000，导致电机1000损坏。

本申请实施例提供了一种电机1000，电机1000包括转子组件100和定子组件300。转子组件100包括转子支架110和转轴本体140，转子支架110包括内环部111、第一缓冲部112和外环部113，第一缓冲部112包括第一缓冲环1121和多个第一连接部1122，多个第一连接部1122的一端间隔连接于内环部111的至少部分周缘，第一缓冲环1121环绕内环部111设置，第一连接部1122的另一端间隔连接于第一缓冲环1121，第一缓冲环1121和第一连接部1122具有弹性，外环部113环绕第一缓冲环1121设置。定子组件200包括定子座250、固定轴承260和转动轴承270，定子座250安装于转动轴承270背离转轴本体140的一侧，定子座250与转子支架110之间存在间隙，固定轴承260和内环部111设置于转轴本体140的两端，转动轴承270安装于转轴本体140，内环部111和固定轴承260夹持固定转动轴承270。通过上述结构，多个第一连接部1122之间间隔设置以改变转子支架110的整体刚性，从而改变转子支架110的结构振动频率，且第一缓冲环1121和第一连接部1122具有弹性，以使电磁激振力和结构振动沿径向在内环部111、第一缓冲部112和外环部113之间传递时可以得到缓冲，从而减弱转子支架110在电机1000工作的过程中所产生的振动，以使电磁激振力的振动频率与转子支架110的振动频率错开，从而减弱电磁与结构的耦合共振，保护电机1000结构。

基于统一发明构思，本申请还提供了一种无人机，无人机包括上述电机1000，对于电机1000的结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。