一体式双电机电调电路板及共轴双桨无人机的制作方法

本发明涉及双电机电调电路板，尤其是涉及一体式双电机电调电路板及共轴双桨无人机。

背景技术：

1、目前微型共轴双旋翼飞行器，特别是微型共轴双旋翼无人机常用动力部件为分体式电机和分别独立的电调。由于结构尺寸限制，电机和电调在机身占比较高，电机和电调之间连接需要焊接，线路布置盘踞在机身狭小的空间内，这使得无人机内部有效空间变低，整体无法做到小型化和轻量化。

2、公开号为cn113285567a的中国发明专利申请公开了一种无人机用的共轴双电机动力系统组件，电调盒壳体固定安装在旋翼机臂远离无人机机身的一端，电调盒壳体的两端均安装有外转子电机，两个外转子电机共轴；电调盒壳体内安装有电调组件，电调组件分别与两个外转子电机电连接。

3、上述电调的相关结构采用电调盒的设计虽然考虑将双电调同一位置设置，但是并未置于双电机之间，因此电机和电调之间线路布置依然存在问题，且会造成电调之间相互电磁干扰的情况，对无人机整体小型化轻量化没有改善。

技术实现思路

1、为了解决现有技术双电机电调的技术问题，本发明提供一体式双电机电调电路板及共轴双桨无人机。采用如下的技术方案：

2、一体式双电机电调电路板，包括多层电路板结构、笼式电机连接框架、上电机电调和下电机电调，所述多层电路板结构包括上层电路板、中间隔断层和下层电路板，所述上层电路板和下层电路板分别复合在中间隔断层的上表面和下表面，所述笼式电机连接框架是笼式结构，多层电路板结构安装在笼式电机连接框架内部中间位置，笼式电机连接框架的上端面中部与上电机定子轴连接，笼式电机连接框架的下端面中部与下电机定子轴连接，所述上电机电调布置在下层电路板的下表面，并通过上电机通信线组与上电机通信连接，所述下电机电调布置在上层电路板上表面，并通过下电机通信线组与下电机通信连接。

3、通过采用上述技术方案，传统共轴双桨无人机需要至少2个电机驱动，每个电机需要配备一个电调。在结构设计时由于尺寸限制，电调和附属线路会占用很大空间；

4、采用一体化的电调设置，但是将上电机电调和下电机电调分别置于多层电路板结构的中间隔断层上下两侧，并基于笼式电机连接框架进行一体化架构，放置于两电机之间，可以减少电机与电调之间的线路长度，将动力部件空间进一步压缩，提高空间使用率；

5、电机与电调之间的线路长度减少不仅可以压缩空间，也可以提高电能使用效率；

6、多层电路板结构、上电机电调和下电机电调构成的电调组合体放置在上电机和下电机中间部位使得电调远离飞控等其他易受干扰的电路，并在中间隔断层处还可以做电磁屏蔽隔断设计，最大限度地减少电机运作时带来的电磁干扰等问题。

7、同时将电调组合体放置在上电机和下电机中间部位还增大电机之间的距离，结构上可以增大上下螺旋桨之间距离，随着共轴双桨单旋翼两桨间距离增大，力效增大，噪声量减少。

8、可选的，笼式电机连接框架包括上电机连接盘、多根中间结构柱和下电机连接盘，所述上电机连接盘和下电机连接盘分别安装在多根中间结构柱的两端形成笼式结构，多层电路板结构安装在多根中间结构柱的内侧，并位于笼式电机连接框架内部中间位置。

9、通过采用上述技术方案，笼式电机连接框架能够为多层电路板结构、上电机电调和下电机电调构成的电调组合体提供可靠的安装位，同时上电机连接盘和下电机连接盘分别能与上电机和下电机刚性连接，多根中间结构柱能起到增大电机之间的距离，增大上下螺旋桨之间距离的作用。

10、可选的，多根中间结构柱的两端可拆卸安装在上电机连接盘和下电机连接盘之间，通过多根中间结构柱的长度变化实现上电机和下电机间距的调整。

11、通过采用上述技术方案，多根中间结构柱例如可以是圆柱、方柱等形状，两端分别设有连接螺纹孔，提供可靠的结构支撑，同时中间结构柱的长度可以是多种，通过中间结构柱的更换可以实现上电机和下电机间距的调整，提供直接的电机间距调整方案。

12、可选的，多根中间结构柱的外侧分别设有用于连接外壳的安装孔。

13、通过采用上述技术方案，动力部分的外壳可以通过安装孔安装。

14、可选的，上电机连接盘和下电机连接盘的中部设有信号线组通过孔，上电机定子轴和下电机定子轴均是中空轴，上电机电调信号输入端的信号线组依次穿过下电机连接盘和下电机定子轴中空处与飞控模块通信连接，下电机电调的信号线组依次穿过上电机连接盘和上电机定子轴中空处与飞控模块通信连接。

15、通过采用上述技术方案，上电机定子轴和下电机定子轴为中空结构，轴内部可以布置电源和信号线，实现与飞控模块的连接，在降低布线设计难度的同时，也能减少飞控模块对电调的电磁干扰。

16、可选的，上电机通信线组和下电机通信线组均是硬质导线，硬质导线是硬质铜导线或硬质铝导线。

17、通过采用上述技术方案，采用硬质导线在实现电调与电机的连接，缓解软质导线连接导致的线路盘踞现象导致的线路布置问题和电磁干扰问题。

18、可选的，中间隔断层包括中间隔断框架、中间加强板、上隔层填充件和下隔层填充件，所述中间隔断框架外表层设有电磁波屏蔽涂料层，所述中间加强板是石墨烯板，中间加强板固定安装在中间隔断框架的内中部，与中间隔断框架之间形成上隔断空间和下隔断空间，所述上隔层填充件和下隔层填充件采用电磁屏蔽效能差异超过5db的导电材料制成，所述上隔层填充件填充在上隔断空间，所述下隔层填充件填充在下隔断空间。

19、通过采用上述技术方案，中间隔断层的上下两侧面分别是下电机电调和上电机电调，考虑到两个电调之间的相互电磁干扰，因此对中间隔断层做了更加可靠的电磁屏蔽设置，其中中间加强板采用石墨烯板制成，在提供很好的机械强度的同时能够形成电磁屏蔽，为了降低整体重量，在上隔断空间和下隔断空间内进行填充，填充采用上隔层填充件和下隔层填充件，上隔层填充件和下隔层填充件分别采用导电材料制成，且对电磁屏蔽效能做大于5db的导电材料差异性布置，差异性的电磁屏蔽效能，再加上石墨烯板的电磁屏蔽，能对多个频段下的电磁干扰源有很好的电磁屏蔽效果。

20、可选的，上隔层填充件是导电泡棉，导电泡棉由导电纤维布和泡沫组成，电磁屏蔽效能为78db-80db；下隔层填充件是格子布类型导电布，电磁屏蔽效能为69.0db-72.1db。

21、通过采用上述技术方案，无论是导电泡棉和格子布类型导电布的质量较轻，且具有很好的不同频段的电磁屏蔽效果。

22、可选的，中间隔断框架的外壁设有上层惰性气体充放孔和下层惰性气体充放孔，上层惰性气体充放孔与上隔断空间连通，下层惰性气体充放孔与下隔断空间连通，上层惰性气体充放孔和下层惰性气体充放孔处均安装电磁阀，并通过电磁阀分别向上隔断空间和下隔断空间内部填充氩气等离子体。

23、通过采用上述技术方案，为了实现氩气的电磁屏蔽效果，通常需要通过增加压强和施加电压来将氩气电离，形成等离子体。使用特定的设备，如等离子体发生器，来产生高电压电场，将氩气电离。电离后的氩气等离子体能够吸收或反射电磁波，从而实现屏蔽效果。

24、一种具有一体式双电机电调电路板的共轴双桨无人机，包括共轴双桨无人机本体和一体式双电机电调电路板，采用一体式双电机电调电路板的结构，共轴双桨无人机本体的驱动组件包括上电机和下电机，一体式双电机电调电路板的上电机电调通过上电机通信线组与上电机控制连接，下电机电调通过下电机通信线组与下电机通信连接；

25、一体式双电机电调电路板的信号输入端和电源输入端分别通过信号输入线和电源输入线与共轴双桨无人机本体的飞控模块通信连接。

26、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

27、本发明能提供一体式双电机电调电路板及共轴双桨无人机，将上电机电调和下电机电调分别置于多层电路板结构的中间隔断层上下两侧，并基于笼式电机连接框架进行一体化架构，放置于两电机之间，可以减少电机与电调之间的线路长度，将动力部件空间进一步压缩，提高空间使用率；

28、电机与电调之间的线路长度减少不仅可以压缩空间，也可以提高电能使用效率；

29、电调组合体放置在上电机和下电机中间部位使得电调远离飞控等其他易受干扰的电路，并在中间隔断层处还可以做电磁屏蔽隔断设计，最大限度地减少电机运作时带来的电磁干扰等问题。

30、同时将电调组合体放置在上电机和下电机中间部位还增大电机之间的距离，结构上可以增大上下螺旋桨之间距离，随着共轴双桨单旋翼两桨间距离增大，力效增大，噪声量减少。