CN108799045B - 一种矢量控制泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种矢量控制泵，其通过双动力源驱动，使得结构简单，输出特性可由程序根据情况进行调整，进而使得其适用范围广。其包括缸体和柱塞副所组成的整体结构，所述整体结构的中心轴向贯穿有传动轴，所述传动轴的两端分别外凸于对应端的缸体的端壁，所述传动轴的外凸的一端通过轴承连接结构连接有直线电直接驱动元件的直线输出端，所述直线电直接驱动元件上设置有位移传感器，所述传动轴的外凸的另一端固接有连接轴，所述连接轴垂直于所述传动轴布置，所述连接轴的长度方向两端内伸于传动转轴内端的安装槽内布置，所述连接轴的对应轴端设置于安装槽内、安装槽和所述连接轴的对应轴端形成平行于所述传动轴中心轴的轴向活动间距。

Description

一种矢量控制泵
技术领域
本发明涉及泵类结构的技术领域，具体为一种矢量控制泵。
背景技术
液压泵是液压系统中的动力元件，它将机械能转变成液压能，向系统提供一定压力流量的油液。目前，液压泵主要有叶片泵、齿轮泵、柱塞泵及螺杆泵四种形式，其中使用最为广泛的是柱塞泵。柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的变化来实现吸油和排油的。按照柱塞运动形式可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。柱塞泵的优点是泄漏小、容积效率高、可以在高压下工作，然而现有的轴向柱塞泵的内部凸轮形态固定后，使得对应的柱塞泵的行程不可调，进而使得每个柱塞泵的适用范围窄。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种矢量控制泵，其通过双动力源驱动，使得结构简单、机械效率高、可靠性高，输出特性可由程序根据情况进行调整，进而使得其适用范围广。
一种矢量控制泵，其特征在于：其包括缸体和柱塞副所组成的整体结构，所述整体结构的中心轴向贯穿有传动轴，所述传动轴的两端分别外凸于对应端的缸体的端壁，所述传动轴的外凸的一端通过轴承连接结构连接有直线电直接驱动元件的直线输出端，所述直线电直接驱动元件上设置有位移传感器，所述传动轴的外凸的另一端固接有连接轴，所述连接轴垂直于所述传动轴布置，所述连接轴的长度方向两端内伸于传动转轴内端的安装槽内布置，所述连接轴的对应轴端设置于安装槽内、安装槽和所述连接轴的对应轴端形成平行于所述传动轴中心轴的轴向活动间距，所述传动转轴的外端中心位置固接有伺服电机的输出端，所述伺服电机内置有旋转编码器。
其进一步特征在于：所述传动轴的外凸一端套装有角接触轴承，所述角接触轴承的外圈固接有直线传递轴内端对应的内凹环槽，所述直线传递轴的内端外环周面套装有直线滚动轴承，所述直线滚动轴承的外圈紧贴所述缸体的对应侧凸环壁布置，所述直线传递轴的中心外端连接直线电直接驱动元件；
所述连接轴的位于所述传动轴两侧的部分分别套装有深沟球轴承，所述深沟球轴承的外圈置于所述传动转轴对应侧的安装槽内，连接轴带动深沟球轴承的外圈沿着安装槽的轴向长度方向直线往复行进，所述轴向活动间距的长度不小于所述直线电直接驱动元件的直线驱动距离，确保泵的顺利工作；
所述传动转轴的内端具体为U型形状结构，所述U型形状结构的两侧壁的外端分别布置有对应的安装槽，所述深沟球轴承嵌装于所述安装槽的垂直向空间内，所述安装槽的水平轴向空间内留有深沟球轴承的轴向活动间距，所述传动转轴驱动深沟球轴承和连接轴旋转，所述连接轴又带动所述传动轴旋转；
所述连接轴的长度方向两端对应于对应的所述深沟球轴承的内端外端面分别布置有对应的轴承盖，确保深沟球轴承的安装稳定可靠；
所述直线电直接驱动元件包括但不限于直线电机、比例电磁铁或线性力马达。
采用上述技术方案后，缸体、线电直接驱动元件、伺服电机分别位置固定布置，可编程的驱动器分别连接线电直接驱动元件、伺服电机；由伺服电机+旋转编码器+驱动器构成旋转运动的闭环伺服控制系统，实现对角度的精确控制；伺服电机和旋转编码器驱动传动转轴旋转，传动转轴驱动传动轴旋转，由于轴承连接结构的存在，使得传动轴的旋转不会干扰到直线电直接驱动元件；由直线电直接驱动元件+位移传感器+驱动器构成直线往复运动的闭环伺服控制，实现对位移的精确定位，直线电直接驱动元件驱动移动轴做直线往复运动，移动轴又推动柱塞副做直线往复运动，同时对应轴端相对安装槽的轴向活动间距进行对应的直线往复运动，确保不会干扰到伺服电机、传动转轴的动作； 伺服电机和直线电直接驱动元件由同一个驱动器来控制，可以实现单个运动特性的单独可控和两者运动特性的任意组合，使泵产生出独立或复合控制的效果，提高了泵的可操控型，通过改变驱动器的程序就可以轻松改变两者复合运动的特性，从而实现泵输出参数和运动轨迹的改变；其通过双动力源驱动，使得结构简单、机械效率高、可靠性高，输出特性可由程序根据情况进行调整，进而使得其适用范围广。
附图说明
图1为本发明的主视图结构示意图；
图2为本发明的俯视图结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
缸体1、柱塞副2、传动轴3、一端31、另一端32、直线电直接驱动元件4、位移传感器5、连接轴6、传动转轴7、安装槽8、轴向活动间距9、外端中心位置10、伺服电机11、角接触轴承12、直线传递轴13、内凹环槽14、直线滚动轴承15、侧凸环壁16、中心外端17、深沟球轴承18、轴承盖19。
具体实施方式
一种矢量控制泵，见图1和图2：其包括缸体1和柱塞副2所组成的整体结构，整体结构的中心轴向贯穿有传动轴3，传动轴3的两端分别外凸于对应端的缸体1的端壁，传动轴3的外凸的一端31通过轴承连接结构连接有直线电直接驱动元件4的直线输出端，直线电直接驱动元件4上设置有位移传感器5，传动轴3的外凸的另一端32固接有连接轴6，连接轴6垂直于传动轴3布置，连接轴6的长度方向至两端内伸于传动转轴7内端的安装槽8内布置，连接轴6的对应轴端设置于安装槽8内、安装槽8和连接轴6的对应轴端形成平行于传动轴3中心轴的轴向活动间距9，传动转轴7的外端中心位置10固接有伺服电机11的输出端，伺服电机11内置有旋转编码器。
传动轴3的外凸一端31套装有角接触轴承12，角接触轴承12的外圈固接有直线传递轴13内端对应的内凹环槽14，直线传递轴13的内端外环周面套装有直线滚动轴承15，直线滚动轴承15的外圈紧贴缸体1的对应侧凸环壁16布置，直线传递轴13的中心外端17连接直线电直接驱动元件4；
连接轴6的位于传动轴3两侧的部分分别套装有深沟球轴承18，深沟球轴承18的外圈置于传动转轴7对应侧的安装槽8内，连接轴6带动深沟球轴承18的外圈沿着安装槽8的轴向长度方向直线往复行进，轴向活动间距9的长度不小于直线电直接驱动元件4的直线驱动距离，确保泵的顺利工作；
传动转轴7的内端具体为U型形状结构，U型形状结构的两侧壁的外端分别布置有对应的安装槽8，深沟球轴承18嵌装于安装槽8的垂直向空间内，安装槽8的水平轴向空间内留有深沟球轴承的轴向活动间距9, 传动转轴7驱动深沟球轴承18和连接轴6旋转，连接轴6又带动传动轴3旋转；
连接轴6的长度方向两端对应于对应的深沟球轴承的内端外端面分别布置有对应的轴承盖19，确保深沟球轴承18的安装稳定可靠；
直线电直接驱动元件4包括但不限于直线电机、比例电磁铁或线性力马达。
其工作原理如下：缸体、线电直接驱动元件、伺服电机分别位置固定布置，可编程的驱动器分别连接线电直接驱动元件、伺服电机；由伺服电机+旋转编码器+驱动器构成旋转运动的闭环伺服控制系统，实现对角度的精确控制；伺服电机和旋转编码器传动转轴旋转，传动转轴驱动传动轴旋转，由于轴承连接结构的存在，使得传动轴的旋转不会干扰到直线电直接驱动元件；由直线电直接驱动元件+位移传感器+驱动器构成直线往复运动的闭环伺服控制，实现对位移的精确定位，直线电直接驱动元件驱动移动轴做直线往复运动，移动轴（3）又推动柱塞副做直线往复运动，同时对应轴端相对安装槽的轴向活动间距进行对应的直线往复运动，确保不会干扰到伺服电机、传动转轴的动作； 伺服电机和直线电直接驱动元件由同一个驱动器来控制，可以实现单个运动特性的单独可控和两者运动特性的任意组合，使泵产生出独立或复合控制的效果，提高了泵的可操控型，通过改变驱动器的程序就可以轻松改变两者复合运动的特性，从而实现泵输出参数和运动轨迹的改变；其通过双动力源驱动，使得结构简单、机械效率高、可靠性高，输出特性可由程序根据情况进行调整，进而使得其适用范围广。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种矢量控制泵，其特征在于：其包括缸体和柱塞副所组成的整体结构，所述整体结构的中心轴向贯穿有传动轴，所述传动轴的两端分别外凸于对应端的缸体的端壁，所述传动轴的外凸的一端通过轴承连接结构连接有直线电直接驱动元件的直线输出端，所述直线电直接驱动元件上设置有位移传感器，所述传动轴的外凸的另一端固接有连接轴，所述连接轴垂直于所述传动轴布置，所述连接轴的长度方向两端内伸于传动转轴内端的安装槽内布置，所述连接轴的对应轴端设置于安装槽内、安装槽和所述连接轴的对应轴端形成平行于所述传动轴中心轴的轴向活动间距，所述传动转轴的外端中心位置固接有伺服电机的输出端，所述伺服电机内置有旋转编码器；
所述连接轴的位于所述传动轴两侧的部分分别套装有深沟球轴承，所述深沟球轴承的外圈置于所述传动转轴对应侧的安装槽内，所述连接轴带动所述深沟球轴承的外圈沿着安装槽的轴向长度方向直线往复行进，所述轴向活动间距的长度不小于所述直线电直接驱动元件的直线驱动距离；
所述传动转轴的内端具体为U型形状结构，所述U型形状结构的两侧壁的外端分别布置有对应的安装槽，所述深沟球轴承嵌装于所述安装槽的垂直向空间内，所述安装槽的水平轴向空间内留有深沟球轴承的轴向活动间距, 所述传动转轴驱动深沟球轴承和连接轴旋转，所述连接轴又带动所述传动轴旋转；
所述直线电直接驱动元件具体为直线电机。
2.如权利要求1所述的一种矢量控制泵，其特征在于：所述传动轴的外凸一端套装有角接触轴承，所述角接触轴承的外圈固接有直线传递轴内端对应的内凹环槽，所述直线传递轴的内端外环周面套装有直线滚动轴承，所述直线滚动轴承的外圈紧贴所述缸体的对应侧凸环壁布置，所述直线传递轴的中心外端连接直线电直接驱动元件。
3.如权利要求1所述的一种矢量控制泵，其特征在于：所述连接轴的长度方向两端对应于对应的所述深沟球轴承的内端外端面分别布置有对应的轴承盖。
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