电机构造及飞行器的制作方法

本实用新型涉及一种电机构造，特别是有关于一种在转轴与轴承之间设置一弹性预紧力的电机构造及飞行器。

背景技术：

无人机(又称无人载具)是指一种无搭载人员的飞行载具，通常使用遥控、导引或自动驾驶方式进行控制，已被尝试使用在科学研究、场地探勘、军事、休闲娱乐或物品运输等用途。

无人机的动力来源通常是由电机直接带动螺旋桨旋转，由于螺旋桨的转速高、振动大，而且运转过程中还有拉力的作用，使得在无人机的电机转轴上受力的情况复杂多变，易于磨损，容易导致电机晃动，进而加剧振动，造成无人机电机寿命相对较短。

举例来说，现有无人机的电机转轴的安装方式大都是将转轴与轴承内圈过盈配合或是在轴承内圈设置粘胶，然后将转轴挡在轴承内圈，以避免转轴脱落。由于这种安装构造缺少弹性预紧力，一旦粘胶或者转轴经过长期磨损后，将会使得电机性能快速恶化。

因此，有必要提供一种解决方案，以解决现有技术所存在的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种电机构造及飞行器，以解决现有技术所存在动力电机安装构造缺少弹性预紧力的问题。

为达成本实用新型的前述目的，本实用新型的一个方面提供一种电机构造，包括：定子，具有轴管；转子，具有转轴，所述转轴穿过所述轴管；数个滚动轴承，分别套抵在所述轴管与所述转轴之间；弹垫组件，套抵在所述转轴外部，并且抵接所述数个滚动轴承中的一个；及挡圈，套设在螺栓外部，所述螺栓锁固在所述转轴的一端，所述螺栓与所述转轴共同夹抵所述挡圈，所述挡圈压抵所述弹垫组件；其中所述弹垫组件包括数个垫圈及弹性元件，所述数个垫圈中的两个分别抵接所述滚动轴承及所述挡圈，所述弹性元件撑抵在所述数个垫圈中相邻的两个之间。

在本实用新型的一实施例中，所述数个垫圈包括第一垫圈及第二垫圈，所述第二垫圈可具有外环凹部，所述弹性元件撑抵在所述第二垫圈的所述外环凹部与所述第一垫圈之间。

在本实用新型的一实施例中，所述第一垫圈可抵接所述滚动轴承，所述第二垫圈可抵接所述挡圈。

在本实用新型的一实施例中，所述转轴可具有垫靠肩部，所述垫靠肩部与所述挡圈可共同夹抵所述第二垫圈。

在本实用新型的一实施例中，所述第二垫圈可具有内环凸部，所述内环凸部可抵接所述垫靠肩部及所述第一垫圈。

在本实用新型的一实施例中，所述第一垫圈可具有第一垫孔，所述第二垫圈可具有第二垫孔，所述第二垫孔的孔径小于所述第一垫孔的孔径。

在本实用新型的一实施例中，所述转轴锁固所述螺栓的端可具有径向凸环，所述径向凸环的外径大于所述第二垫孔的孔径。

在本实用新型的一实施例中，所述挡圈可具有环墙，所述环墙可压抵所述弹垫组件。

在本实用新型的一实施例中，所述挡圈可具有基部，所述基部的外缘弯折延伸至所述环墙，所述环墙的厚度大于所述基部的厚度。

在本实用新型的一实施例中，所述滚动轴承可为深沟球轴承或角接触轴承或其组合物。

在本实用新型的一实施例中，所述弹性元件可为波形弹簧或螺旋弹簧或弹性橡胶件或其组合物。

为达成本实用新型的前述目的，本实用新型的另一方面提供一种飞行器，所述飞行器包括驱动电机及螺旋桨，所述驱动电机包括如上所述的电机构造，所述螺旋桨与所述电机构造的转轴连接。

与现有技术相比较，本实用新型上述电机构造及飞行器通过所述弹性元件(如波形弹簧等)在多个垫圈之间存有一抗压缩力(扩张力)，同时利用多个垫圈保护所述弹性元件。在电机构造的构件(如滚动轴承或转轴等)开始有磨损而将产生虚位的情况下，一旦产生小的虚位，所述弹性元件具备的扩张力立即将原本可能移位的构件推抵在原位不动，将虚位情况消弥于无形，可避免电机因为虚位导致运转时的振动，进而达到降低振动水平及有效的增加使用寿命的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例的电机构造的侧面剖视示意图。

图2是在图1中的电机构造的a部分的局部放大示意图。

图3是在图2中的电机构造的构件尺寸比较示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为让本实用新型上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本实用新型所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，数量用语是用于举例说明本实用新型，在理解上应该不受数量表达的限制。

请参照图1所示，本实用新型的一方面的电机构造实施例可包括一定子1、一转子2、数个滚动轴承(rollingbearing，如3a、3b)、一弹垫组件4、一挡圈5及一螺栓6。所述定子1可具有一轴管11；所述转子2可具有一转轴21，所述转轴21穿过所述轴管11；所述数个滚动轴承分别套抵在所述轴管11与所述转轴21之间，例如：各个环状的滚动轴承可以环套地设置在所述轴管11与所述转轴21之间的一环状间隙中，并且各个滚动轴承可以同时抵靠地接触所述轴管11与所述转轴21，以使所述转轴21能相对于所述轴管11枢转；所述弹垫组件4套抵在所述转轴21外部，并且抵接所述数个滚动轴承(如3a、3b)中的一个，例如：所述弹垫组件4可以形成环状并且环套在所述转轴21外部，同时，所述转轴21与所述弹垫组件4相互抵靠地接触，用以提供一弹性预紧力；所述挡圈5可套设在所述螺栓6外部，所述螺栓6可锁固在所述转轴21的一端21a，例如：所述螺栓6与所述转轴21的端21a以螺纹方式接合，当所述螺栓6被拧紧后，所述螺栓6与所述转轴21可共同夹抵所述挡圈5，例如：所述挡圈5的相对两端可分别抵靠所述螺栓6与所述转轴21，并且所述螺栓6与所述转轴21可共同夹住所述挡圈5，使所述挡圈5压抵所述弹垫组件4，例如：所述弹垫组件4抵靠地接触所述挡圈5，并且所述挡圈5可对所述弹垫组件4施加压力；其中所述弹垫组件4可包括数个垫圈(如41、42等)及一弹性元件(如43)，所述数个垫圈中的两个分别抵接所述滚动轴承(例如图1所示的3a)及所述挡圈5，所述弹性元件(如43)撑抵在所述数个垫圈中相邻的两个之间，例如：所述数个垫圈中相邻的两个分别抵靠地接触所述弹性元件的相对两端，并且所述弹性元件支撑在所述数个垫圈中相邻的两个之间，例如所述弹性元件可具备一抗压缩力作为一支撑力。以下举例说明上述电机构造的相关实施方案，但不以此为限。

举例来说，如图1所示，所述定子1还可依实际需求设置其他构件，例如：绕组线圈及电路板等，所述转子2可依实际需求设置其他构件，例如：与绕组线圈相隔一气隙的磁性件(如永久磁铁)等，所述气隙可以是沿轴向(如转轴延伸方向)或径向(与轴向相互垂直的方向)形成的气隙，以便利用电路板控制绕组线圈产生磁力，以驱使磁性件移动，令所述转子2旋转；但不以此为限，所述转子2还可以依实际需求设置其他构件，例如：叶片或翼片等，以利适用于各种驱动装置，例如：风扇或飞行器等。

可选地，在一实施例中，如图1所示，所述定子1还可设有数个定子镂空部12，例如：穿孔等，所述数个定子镂空部12位在所述转轴21周围，有利于减轻所述定子1的重量。

可选地，在一实施例中，如图1所示，所述转子2可设有数个转子镂空部22，例如：穿孔等，所述数个转子镂空部22位在所述转轴21周围，有利于减轻所述转子2的重量。

可选地，在一实施例中，如图1所示，所述转轴21还可被配置成一中空转轴，例如：所述转轴21可具有一中心空腔211，有利于进一步减轻所述转子2的重量。

此外，应被理解的是，所述每个滚动轴承例如可由一个外圈，一个内圈、一组滚动体(如钢球等)和一组保持架构成，可用于将运转的转轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失。例如：保持架使得钢球被夹持在外圈与内圈之间，内圈可抵接所述转轴的外周壁，用以支承所述转轴，例如：内圈可设置粘胶；外圈可抵接所述轴管的内周壁。在一实施例中，所述每个滚动轴承可以选用一深沟球轴承、一角接触轴承或其组合物等，以利承受径向负荷与双向轴向负荷，以适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合，例如：深沟球轴承可适用于承受径向力、较小的轴向力、轴径向联合载荷及力矩载荷；角接触球轴承可承受单一径向载荷、较大的轴向载荷(随接触角度不同而异)；所述深沟球轴承与角接触球轴承还可依实际需求组合应用，以获取多重效果。

举例来说，所述滚动轴承如以深沟球轴承为例，可选为单列钢球或双列钢球的类型，其结构可为密封和开式两种结构，开式结构是指轴承不带密封结构，密封型深沟球轴承可分为防尘密封和防油密封，这是本领域技术人员可以理解的，不再赘述于此。

为了便于说明，所述滚动轴承后续仅以两个深沟球轴承为例，但不以此为限，对于所述深沟球轴承的相关说明还可适用于上述其余种类的滚动轴承。如图1所示，所述两个深沟球轴承分别定义为一第一深沟球轴承3a及一第二深沟球轴承3b。

可选地，在一实施例中，如图1所示，所述第一深沟球轴承3a可被配置成卡合在所述轴管11与所述转轴21之间，例如：所述轴管11可具有一第一挡止部111，所述第一挡止部111与所述弹垫组件4可共同夹抵所述第一深沟球轴承3a，以避免所述第一深沟球轴承3a在运转过程中易于产生轴向位置偏移。

可选地，在一实施例中，如图1所示，所述第一深沟球轴承3b可被配置成卡合在所述轴管11与所述转轴21之间，例如：所述轴管11可具有一第二挡止部112，所述转轴21具有一承靠肩部212，所述承靠肩部212与所述第二挡止部112可共同夹抵所述第二深沟球轴承3b，以避免所述第二深沟球轴承3b在运转过程中易于产生轴向位置偏移。以下举例说明所述弹垫组件4的实施方案，但不以此为限。

举例来说，如图1及图2所示，所述弹垫组件4可包括所述数个垫圈(如41、42)及弹性元件(如43)，例如：所述数个垫圈的数量还可为两个以上，所述数个垫圈可由具有弹性的垫片材料构成，所述数个垫圈可以被叠置以提供避震及缓冲效果。另，所述弹性元件可以提供一抗压缩力，例如：被压缩后回复原状的弹性伸展力，所述弹性元件可依实际需求选为波形弹簧、螺旋弹簧、弹性橡胶件或其组合物等，其中所述弹性橡胶件具有结构简单的优点；所述螺旋弹簧可采多个直径不同者套在一起使用，可以成为一组合螺旋弹簧；所述波形弹簧可适用于需要减重的应用和受较小安装空间制约的应用；所述波形弹簧、螺旋弹簧与弹性橡胶件还可依实际需求组合应用，以获取多重效果。

举例来说，所述弹性元件如以所述波形弹簧为例，所述波形弹簧是一种在圆环状的金属上具有若干个波峰和波谷的弹性元件，特别，可依实际需求选为缺口型(gaptype)波簧、接口型(overlaptype)波簧、对顶波簧(crest-to-crestwavesprings)、平端对顶波簧(crest-to-crestwavesprings)、多层波簧(nestedwavesprings)、圆线波簧(wavosprings)、波形垫条(linearsprings)或其组合等；所述波形弹簧的规格(如尺寸、弹力系数及材料等)，可依实际需求进行选择或微调，这是本领域技术人员可以理解的，不再赘述于此。

从而，通过选取所述弹性元件的适当弹力系数，可在所述转轴与滚动轴承之间提供一个合适的预紧力，当电机转轴老化磨损后，由于有所述弹性元件的预紧力的作用，使得所述转子不会存在一个固定虚位的状态，可有效的降低电机的振动，提高电机使用寿命。

为了便于说明，所述弹性元件后续仅以一波形弹簧43为例进行说明，但不以此为限，对于所述波形弹簧的相关说明还可适用于上述其余种类的弹性元件。

应被注意的是，本实用新型的所述波形弹簧43如被配置在相邻两个垫圈之间，可利用所述垫圈提供的避震及缓冲作用，可以避免电机运转过程中的突发性轴向压力对所述波形弹簧43造成的变形或损坏等影响，有利于所述波形弹簧43保持最佳效能，可以达到延长使用寿命的有益效果。

举例来说，如果将所述数个垫圈中的两个分别抵接所述深沟球轴承(如3a)及所述挡圈5，可由所述波形弹簧43在所述深沟球轴承(如3a)与所述挡圈5之间产生一弹性预紧力，一旦电机构造的构件(如转轴或粘胶等)经过长期磨损后，所述弹性预紧力会在所述深沟球轴承(如3a)与所述挡圈5之间产生一轴向扩张力，以避免电机构件磨损造成错位或虚位，可以防止电机构件磨损造成的晃动或振动情况，有利于达成延长电机使用寿命的有益效果。

为了方便说明，后续仅以两个垫圈为例，如图1及图2所示，所述两个垫圈分别被定义为一第一垫圈41及一第二垫圈42，在一实施例中，所述第一垫圈41可抵接所述深沟球轴承(如3a)，所述第二垫圈42可抵接所述挡圈5，但不以此为限，所述深沟球轴承及所述挡圈还可分别抵接在所述第一垫圈41及第二垫圈42以外的其他垫圈，例如：第三、四、…垫圈等。

举例来说，如图1及图2所示，在一实施例中，所述第二垫圈42可具有一外环凹部421，所述波形弹簧43可撑抵在所述第二垫圈42的所述外环凹部421与所述第一垫圈41之间。从而，所述波形弹簧43可以隐入所述所述第二垫圈42的整体厚度中，进而可以降低所述弹垫组件4的整体高度，有利于缩小电机体积。

可选地，如图1至图3所示，在一实施例中，所述转轴21可具有一垫靠肩部213，例如：一环形台阶面，所述垫靠肩部213与所述挡圈5可共同夹抵所述第二垫圈42；相应地，为了使所述第一垫圈41、第二垫圈42配适地套在所述转轴21，所述第一垫圈41可具有一第一垫孔411，所述第二垫圈42还可具有一第二垫孔423，例如：所述第二垫孔423的一孔径r1小于所述第一垫孔411的一孔径r2，以使所述第一垫圈41、第二垫圈42分别配适地套设在所述转轴21的不同外径部分。从而，当所述挡圈5压抵所述第二垫圈42时，所述第二垫圈42可以被限位在所述垫靠肩部213与所述挡圈5之间，使得所述第二垫圈42的位置可以更加固定，进而可以降低轴向磨损的因素，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1及图2所示，在一实施例中，所述第二垫圈42还可具有一内环凸部422，例如：由多个凸块排成环状或形成一凸形园环等，所述内环凸部422可抵接所述垫靠肩部213。从而，可以利用所述内环凸部422固定所述第二垫圈42的位置，例如：维持所述第二垫圈42相对于所述转轴21的位置，可以降低轴向磨损的因素，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1及图2所示，在一实施例中，所述内环凸部422还可抵接所述第一垫圈41。从而，利用所述内环凸部422凸出所述外环凹部421的高度，可以稳固地维持所述第二垫圈42与第一垫圈41的间距，可避免所述波形弹簧43在所述第一垫圈41与第二垫圈42之间被过度压缩，进而可以降低轴向磨损的因素，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1至图3所示，在一实施例中，所述转轴21锁固所述螺栓6的端21a可具有一径向凸环214，所述径向凸环214的一外径r3可大于所述第二垫孔423的孔径r1，例如：由于所述第二垫圈42具有弹性，当所述第二垫圈42被安装到所述转轴21后，上述外径差异有利于所述转轴21与所述第二垫圈42相互卡合。从而，可具备阻挡所述第二垫圈42脱出所述转轴21的作用，所述转轴21的端21a与所述挡圈5之间的接触面积还可增加，以提升所述挡圈5的稳固性，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1及图2所示，在一实施例中，所述第一垫圈41可具有一轴向凸环412，所述轴向凸环412可抵接所述深沟球轴承(如3a的内圈)。从而，所述第一垫圈41与所述深沟球轴承(如3a的内圈)之间可以具备一轴向变形的缓冲空间，进而可以降低轴向磨损的因素，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1及图2所示，在一实施例中，所述挡圈5可具有一环墙51，所述环墙51可压抵所述弹垫组件4(如第二垫圈42)。从而，所述挡圈5与所述弹垫组件4(如第二垫圈42)可以具备一轴向变形的缓冲空间，进而可以降低轴向磨损的因素，有利于延长电机使用寿命。

可选地，如图1至图3所示，在一实施例中，所述挡圈5可具有一基部52，所述基部52的一外缘弯折延伸至所述环墙51，所述环墙51的一厚度d1大于所述基部52的一厚度d2。从而，可以强化所述环墙51用于压抵所述第二垫圈42的结构强度，并可增加所述环墙51与所述第二垫圈42的接触面积，以提升所述第二垫圈42与所述挡圈5之间的结合稳固性。

可选地，如图1至图3所示，在一实施例中，所述挡圈5的基部52的一中心可设有一通孔521，所述螺栓6具有一头部61及一螺杆62，所述螺杆62穿过所述通孔521并锁固在所述转轴21，例如：所述转轴21靠近所述端21a被设置成一内螺纹部，所述螺杆62的外周面被设置成一外螺纹部，用以所述螺接锁固于所述转轴21，当所述螺栓6被拧紧后，所述头部61可压抵所述基部52，所述通孔521的一孔径r4大于或等于所述螺杆62的一外径r5，以便将所述螺栓6穿过所述通孔521，所述通孔521的孔径r4小于所述头部61的一外径r6，使所述螺栓6的头部61可以压抵所述挡圈5的基部52，使所述挡圈5可以达到对所述深沟球轴承产生轴向预紧定位的作用。

此外，本实用新型的另一方面提供一种飞行器实施例，所述飞行器包括至少一驱动电机及至少一螺旋桨，所述驱动电机包括如上所述的电机构造，所述螺旋桨与所述电机构造的转子2的转轴21连接(例如枢接等相互耦合性的连接方式，这是本领域技术人员可以理解的，不再详加赘述)。例如：所述螺旋桨可以结合于上述电机构造的转子2的转轴21的另一端21b，以便由所述转轴21带动所述螺旋桨枢转产生飞行动力，但不以此为限；例如：替代地，所述转子2的外部还可以延伸形成所述螺旋桨的形态，使所述螺旋桨与上述电机构造的转子2具备所述螺旋桨的功能。

本实用新型上述电机构造及飞行器实施例通过将所述弹垫组件的弹性元件安装在数个垫片之间，当所述螺栓被拧紧后，所述螺栓与所述转轴可共同夹抵所述挡圈，所述挡圈可通过所述垫片施压给所述弹性元件，如使所述弹性元件产生一定的压缩量，而所述弹性元件会在所述垫片(如41、42)之间储存有一抗压缩力(扩张力)作为一弹性预紧力。

与现有技术相比较，现有技术如果没有这个弹性预紧力，就会在长期运转磨损后逐渐存在微小的虚位(如构件移位或错位造成)，一旦有虚位，就会增加电机运转时的振动水平，加剧电机老化。

本实用新型上述电机构造及飞行器实施例通过所述弹性元件(如波形弹簧等)在多个垫圈之间存有所述抗压缩力(扩张力)，同时利用多个垫圈保护所述弹性元件。在电机构造的构件(如滚动轴承或转轴等)开始有磨损而将产生虚位的情况下，一旦产生小的虚位，所述弹性元件具备的扩张力立即将原本可能移位的构件推抵在原位不动，将虚位情况消弥于无形，可避免电机因为虚位导致运转时的振动，进而达到降低振动水平及有效的增加使用寿命的有益效果。

为了简洁起见，如本文所用的单数形式“一”及“所述”包括复数指代，除非上下文另有清楚地说明只能如此，否则不应认为是那些实施例的必要特征。

应当理解的是，为了清楚起见，在多个单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单一实施例中以组合方式被提供。相反地，为了简洁起见，在单一实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以被单独提供或以任何合适的子组合被提供，或者作为适合于本发明的任何其他描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非所述实施例在没有那些元件的情况下不起作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。