CN109764150A - 一种驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驱动器，包括驱动器本体，所述驱动器本体的外壁设有出油口和入油口；所述驱动器本体的内部设有腔体结构和压电陶瓷驱动组件；所述腔体结构中固定设置有单向阀组件，所述单向阀组件将所述腔体结构分成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述出油口相通，所述压电陶瓷驱动组件位于所述第二腔体的一侧，用于调节所述第二腔体中流体的压力；所述单向阀组件设有引导管和阀片结构，所述第二腔体通过引导管与所述第一腔体相通；所述阀片结构振动的过程中，所述第二腔体用于内部形成负压并配合所述单向阀组件从所述入油口吸入流体。本发明的阀片结构能够适应高频振动，便于驱动器高频驱动。

Description

一种驱动器

技术领域

本发明涉及驱动技术领域，尤其涉及一种驱动器。

背景技术

近年来，智能材料的快速发展对设计和研发具有优异性能的小型驱动器提供了新途径。尤其是基于压电陶瓷所设计的驱动器，其原理是将流体充满设计好的泵腔，通电使得流体循环流动产生压力和流量输出，并最终将其转化为一定的驱动力，实现驱动效果。其具有体积小、能量大以及可靠性高等特点，因此在航空航天、机械建筑、精准医疗等领域具有广阔的应用前景。

现有的压电陶瓷驱动器根据其结构是否有阀，可将其分为两类：有阀驱动器和无阀驱动器。无阀驱动器和同尺度的有阀驱动器相比，存在输出力小、能量密度低等缺点，而有阀驱动器则存在不能适合高频驱动的缺陷，因此需要一个能够兼顾高频驱动、输出力大、能量密度高的压电陶瓷驱动器。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种驱动器，至少解决上述问题中的一个。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种驱动器，包括驱动器本体，所述驱动器本体的外壁设有出油口和入油口；所述驱动器本体的内部设有腔体结构和压电陶瓷驱动组件；

所述腔体结构中固定设置有单向阀组件，所述单向阀组件将所述腔体结构分成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述出油口相通，所述压电陶瓷驱动组件位于所述第二腔体的一侧，用于调节所述第二腔体中流体的压力；所述单向阀组件设有引导管和能够适应高频振动的阀片结构，所述第二腔体通过引导管与所述第一腔体相通；所述阀片结构振动的过程中，所述第二腔体用于内部形成负压并配合所述单向阀组件从所述入油口吸入流体。

可选地，所述单向阀组件还设有塞体和紧固件，所述引导管包括第一端和第二端，所述第一端设有安装板，所述第二端位于所述第一腔体中；在所述第一端到所述第二端的方向上，所述引导管上依次设有所述阀片结构、所述塞体和所述紧固件；所述阀片结构包括第一阀片和第二阀片，所述第一阀片设有第一通孔，所述第一阀片朝向所述第二阀片的一侧设有围边；所述第二阀片放置在所述围边上，所述第二阀片设有第二通孔；所述塞体在侧壁上设有第一凹槽，所述塞体朝向所述第一阀片的一侧设有第二凹槽，所述第二凹槽和所述第一凹槽通过第三通孔相通，所述第二凹槽与所述第二通孔错位设置。

可选地，所述第一阀片和所述第二阀片之间设有金属垫片，所述金属垫片套在所述引导管上，所述金属垫片位于所述围边形成的第三凹槽中，所述金属垫片露出所述第一通孔和第二通孔。

可选地，所述安装板朝向所述第二腔体的一端设有导流槽，所述引导管的进口位于所述导流槽的中心位置。

可选地，所述第一腔体的一端设有锥形槽，所述锥形槽的中心线与所述引导管的中心线位于同一条直线上。

可选地，所述第一腔体的内部设有第一密封件，所述第一密封件固定设置在所述塞体与所述第一腔体的交界处。

可选地，所述驱动器本体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体拆卸式连接在一起；所述腔体结构设置在所述第一壳体中，所述压电陶瓷驱动组件设置在所述第二壳体中。

可选地，所述第二腔体的内部设有第二密封件，所述第二密封件的一端抵接塞体，所述第二密封件的另一端抵接第二壳体。

可选地，所述第一壳体的外壁还设有与所述第一凹槽相通的安装孔，所述安装孔拆卸式连接有蓄能器，所述蓄能器的内部通过所述安装孔与所述第一凹槽相通。

可选地，所述蓄能器包括筒体、封盖、海绵和连接件；所述筒体的内部设有带进口的空腔；所述封盖拆卸式设置在所述进口处；所述海绵位于所述空腔中；所述连接件的一端拆卸式连接所述筒体，所述连接件的另一端拆卸式连接所述安装孔，所述连接件设有贯穿的通道，所述通道与所述空腔相通。

相对于现有技术，本发明压电陶瓷驱动组件接入高频正向正弦交流电压后，压电陶瓷驱动组件改变对第二腔体中流体的压力，单向阀组件的阀片结构会做高频振动，促使第二腔体吸入流体，从而实现高频驱动，同时，不同于现有驱动器需要在进油口和入油口同时设置单向阀，本发明的单向阀组件同时具备单向入油和单向出油的功能，优化了整体结构。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种实施方式的外部示意图；

图2为发明一种实施方式的正视图；

图3为图2沿A-A方向的剖视图；

图4为单向阀组件分解示意图；

图5为单向阀组件组装示意图；

图6为图5局部剖视图；

图7为蓄能器的分解示意图。

图中附图标记为：

1-驱动器本体、2-单向阀组件、3-第一腔体、4-第二腔体、5-压电陶瓷驱动组件、6-蓄能器；

11-第一壳体、12-第二壳体、21-引导管、22-紧固件、23-塞体、24-第二阀片、25-金属垫片、26-第一阀片、31-第一密封件、32-锥形槽、41-第二密封件、51-压电陶瓷、52-驱动活塞、53-固定件、61-连接件、62-筒体、63-海绵、64-封盖；

111-出油口、112-入油口、121-盖板、122-散热口、211-安装板、231-第一凹槽、232-第三通孔、233-第二凹槽、241-第二通孔、261-围边、262-第一通孔、311-通道、321-空腔；

1211-引出孔、1212-散热沟槽、2111-导流槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，在本发明的实施例中所提到的术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本文的驱动器一般是对液压缸进行做功的，其接在液压缸的油路上，因此，在连接完成后，驱动器的腔体结构中会充满液压油，同时为了方便油路的正常工作，在入油口出连接有油泵。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

如图1-6所示，一种驱动器，包括驱动器本体1，驱动器本体1的外壁设有出油口111和入油口112；驱动器本体1的内部设有腔体结构和压电陶瓷驱动组件5；腔体结构中固定设置有单向阀组件2，单向阀组件2将腔体结构分成第一腔体3和第二腔体4，第一腔体3与出油口111相通，压电陶瓷驱动组件5位于所述第二腔体4的一侧，用于调节第二腔体4中流体的压力；单向阀组件2设有引导管21和能够适应高频振动的阀片结构，第二腔体4通过引导管21与第一腔体3相通；阀片结构振动的过程中，第二腔体4用于内部形成负压并配合单向阀组件2从入油口112吸入流体。本发明压电陶瓷驱动组件5接入高频正向正弦交流电压后，压电陶瓷驱动组件5改变对第二腔体4中流体的压力，单向阀组件2的阀片结构会做高频振动，促使第二腔体4吸入流体，从而实现高频驱动，同时，不同于现有驱动器需要在出油口111和入油口112同时设置单向阀，本发明的单向阀组件2同时具备单向入油和单向出油的功能，优化了整体结构。

具体地，驱动器本体1包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12拆卸式连接在一起，其中，第一壳体11和第二壳体12均设有带螺纹孔的连接部，两者连接部上的螺纹孔通过螺栓固定连接，由此，便于两者之间的装卸以及检修；压电陶瓷驱动组件5设置在第二壳体12中，腔体结构设置在第一壳体11中，第一壳体11和第二壳体12装配状态下，第一壳体11与第二壳体12在连接处密封，且压电陶瓷驱动组件5的一部分伸入第二腔体4并能够在第二腔体4中移动，由此，在第二腔体4充满流体时，压电陶瓷驱动组件5伸入第二腔体4的部分在第二腔体4中移动，能够对第二腔体4中的流体施加压力。

第二腔体4的内部设有第二密封件41，第二密封件41一端抵接塞体23，另一端抵接第二壳体12，由此，能够有效防止第二腔体4的流体从第一壳体11和第二壳体12的连接处泄漏，其中，第二密封件41优选为退火紫铜密封圈，其适用于高压密封，较现有技术的丁氰橡胶圈的密封性能具有大幅度提升。

具体地，单向阀组件2包括引导管21，引导管21包括第一端和第二端，第一端设有安装板211；在第一端到第二端的方向上，引导管21上依次设有阀片结构、塞体23和紧固件22，由此，安装板211和紧固件22配合，能够将阀片结构、塞体23固定在引导管21上；阀片结构包括第一阀片26和第二阀片24，第一阀片26设有第一通孔262，第一阀片26朝向第二阀片24的一侧设有围边261；第二阀片24放置在围边261上，第二阀片24设有第二通孔241；塞体23在侧壁上设有第一凹槽231，塞体23朝向第二阀片24的一侧设有第二凹槽233，第二凹槽233和第一凹槽231通过第三通孔232相通，第二凹槽233与第二通孔241错位设置，由此，第一阀片26和第二阀片24在压力的作用下能够发生弹性形变，第二通孔241由于是与第二凹槽233错位设置的，第二阀片24不朝向第一阀片26发生弹性形变时，第二阀片24和塞体23是紧密贴合的，此时，第二通孔241和第二凹槽233不导通；第二阀片24朝向第一阀片26发生弹性形变时，第二阀片24和塞体23之间存在间隙，此时，第二通孔241和第二凹槽233导通；从而实现入油口112和第二腔体4的导通与截断。

第一阀片26和第二阀片24之间设有金属垫片25，金属垫片25套在引导管21上，金属垫片25位于围边261形成的第三凹槽中，金属垫片25露出第一通孔262和第二通孔241，由此，金属垫片25和围边261配合起到一个支撑作用，限制第二阀片24位于两者之间的部分才能发生弹性形变，此时为了确保第二阀片24导通和截断功能的正常，第二通孔241是设置在第二阀片24能够发生弹性形变的部分，相对于传统单向阀悬臂梁的方式，其两端支撑，有利于阀片结构高频振动。

塞体23在与第二阀片24接触的面上留有加工纹理，加工纹理根据实际需求而定，其是在确保两者贴合时，第二通孔241和入油口112不导通的情况下进行的，以便减小两者接触面上的吸附力，有利于第二阀片24的高频振动。

入油口112在入油过程中，主要由第二阀片24来承担流体的压力，因此，在设计时第二通孔241的数量少于第一通孔262的数量，其一方面是为了增强第二阀片24的强度，另一方面是为了促使第三凹槽中的流体能够快速流向第二腔体4。

安装板211朝向第二腔体4的一端设有导流槽2111，引导管21的进口位于导流槽2111的中心位置，由此，在压电陶瓷驱动组件5对第二腔体4的流体施加压力时，导流槽2111能够引导流体进入引导管21，便于引导管21的进油，导流槽2111的造型可以为十字型、米字型、X型等，具体根据实际需求而定。

第一腔体3的一端设有锥形槽32，锥形槽32的中心线与引导管21的中心线位于同一条直线上，引导管21为细长造型的，引导管21的出油端距离锥型槽32很近，出油时，在引导管21的出油端会形成额外吸力，有利于出油流动，则流体容易从引导管21流出且不容易回流。

紧固件22为螺母、引导管21上设有外螺纹，紧固件22和引导管21是螺纹连接，由此，便于油塞组件的装卸，同时，为了防止螺母松动，紧固件22和塞体23之间设有垫片。

第一腔体3的内部设有第一密封件31，第一密封件31固定设置在塞体23与第一腔体3的交界处，由此，避免第一腔体3的流体从塞体23和第一腔体3的交界处流入第二腔体4中，其中，第二密封件41优选为退火紫铜密封圈，其适用于高压密封，较现有技术的丁氰橡胶圈的密封性能具有大幅度提升。

具体地，压电陶瓷驱动组件5包括压电陶瓷51、固定件53和驱动活塞52，压电陶瓷51设置在第二壳体12内部，固定件53内嵌在第二壳体12朝向第一壳体11的一端，且固定件53的一端抵接压电陶瓷51；驱动活塞52一端穿过固定件53并抵接压电陶瓷51，驱动活塞52的自由端位于第二壳体12外部，由此，在压电陶瓷51接入高频正向正弦交流电压后，压电陶瓷51在形变-复原过程中循环，从而促使驱动活塞52改变对第二腔体4中流体的压力。

第二壳体12内部设安装腔，第二壳体12的外壁设有与安装腔相通的燃热口122，第二壳体12的底端设有能够打开和闭合空腔321的盖板121，由此，通过盖板121打开安装腔便于压电陶瓷51的安装，燃热口122便于压电陶瓷51周向的散热。此外，盖板121上设有多个散热沟槽1212，由此，便于压电陶瓷51与盖板121接触一端的散热。同时，盖板121设置有引线口，能够放入压电陶瓷51的电源线。

第一壳体11和第二壳体12之间设有密封垫片，密封垫片设有供驱动活塞52的杆身穿过的孔，且两者紧密贴合，由此，在驱动活塞52振动的过程中，流体不会沿着驱动活塞52的杆身进入第二壳体12，起到密封的效果。

固定件53的截面为工字形中空结构，其不仅减轻驱动器了质量，而且能够限制驱动活塞52垂直于振动方向的平面进行运动。

本实施例在工作时，其包括出油和入油两个步骤：

对压电陶瓷51施加高频正弦正向电压，由于压电陶瓷51的逆压电效应，压电陶瓷51产生变形，带动驱动活塞52在第二腔体4中运动，挤压第二腔体4中的流体，流体压力升高，第二阀片24由于无法向第二腔体4产生形变，流体不会通过第二通孔241；这时流体经过引导管21后到了第一腔体3，第一腔体3会从出油口111排出等量的流体。

当施加高频正弦正向电压开始减小，压电陶瓷51的变形开始恢复，驱动活塞52回退，造成第二腔体4的压强变小，液体从入油口112依次流过第一凹槽231、第三通孔232到达第二凹槽233，在压力的作用下，第二阀片24朝向第二腔体4发生变形，流体先通过第二通孔241挤入第三凹槽中，再从第一通孔262流出到第二腔体4中。

实施例2

如图1、2、3、7所示，与上述实施例相比，第一壳体11的外壁还设有与第一凹槽231相通的安装孔，安装孔拆卸式连接有蓄能器6，蓄能器6的内部通过安装孔与第一凹槽231相通，由此，通过蓄能器6达到吸收冲击，保护回路，热膨胀消减泄漏补偿、吸收振动和减振平衡的作用。

具体地，蓄能器6包括筒体62、封盖64、海绵63和连接件61；筒体62的内部设有带进口的空腔621；封盖64拆卸式设置在进口处；海绵63位于空腔621中；连接件61的一端拆卸式连接筒体62，连接件61的另一端拆卸式连接安装孔，连接件61设有贯穿的通道611，通道611与空腔621相通，由此，通过封盖64能够打开和关闭空腔621，便于装卸和维修。

连接件61设有外螺纹，安装孔设有内螺纹，连接件61和安装孔之间是螺纹连接，由此，便于连接件61和安装孔的装卸。

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

Claims (10)

1.一种驱动器，其特征在于，包括驱动器本体(1)，所述驱动器本体(1)的外壁设有出油口(111)和入油口(112)；所述驱动器本体(1)的内部设有腔体结构和压电陶瓷驱动组件(5)；

所述腔体结构中固定设置有单向阀组件(2)，所述单向阀组件(2)将所述腔体结构分成第一腔体(3)和第二腔体(4)，所述第一腔体(3)与所述出油口(111)相通，所述压电陶瓷驱动组件(5)位于所述第二腔体(4)的一侧，用于调节所述第二腔体(4)中流体的压力；所述单向阀组件(2)设有引导管(21)和能够适应高频振动的阀片结构，所述第二腔体(4)通过引导管(21)与所述第一腔体(3)相通；所述阀片结构振动的过程中，所述第二腔体(4)用于内部形成负压并配合所述单向阀组件(2)从所述入油口(112)吸入流体。

2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述单向阀组件还设有塞体(23)和紧固件(22)，所述引导管(21)包括第一端和第二端，所述第一端设有安装板(211)，所述第二端位于所述第一腔体(3)中；在所述第一端到所述第二端的方向上，所述引导管(21)上依次设有所述阀片结构、所述塞体(23)和所述紧固件(22)；所述阀片结构包括第一阀片(26)和第二阀片(24)，所述第一阀片(26)设有第一通孔(262)，所述第一阀片(26)朝向所述第二阀片(24)的一侧设有围边(261)；所述第二阀片(24)放置在所述围边(261)上，所述第二阀片(24)设有第二通孔(241)；所述塞体(23)在侧壁上设有第一凹槽(231)，所述塞体(23)朝向所述第一阀片(26)的一侧设有第二凹槽(233)，所述第二凹槽(233)和所述第一凹槽(231)通过第三通孔(232)相通，所述第二凹槽(233)与所述第二通孔(241)错位设置。

3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述第一阀片(26)和所述第二阀片(24)之间设有金属垫片(25)，所述金属垫片(25)套在所述引导管(21)上，所述金属垫片(25)位于所述围边(261)形成的第三凹槽中，所述金属垫片(25)露出所述第一通孔(262)和第二通孔(241)。

4.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述安装板(211)朝向所述第二腔体(4)的一端设有导流槽(2111)，所述引导管(21)的进口位于所述导流槽(2111)的中心位置。

5.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述第一腔体(3)的一端设有锥形槽(32)，所述锥形槽(32)的中心线与所述引导管(21)的中心线位于同一条直线上。

6.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述第一腔体(3)的内部设有第一密封件(31)，所述第一密封件(31)固定设置在所述塞体(23)与所述第一腔体(3)的交界处。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述驱动器本体(1)包括第一壳体(11)和第二壳体(12)，所述第一壳体(11)和所述第二壳体(12)拆卸式连接在一起；所述腔体结构设置在所述第一壳体(11)中，所述压电陶瓷驱动组件(5)设置在所述第二壳体(12)中。

8.根据权利要求7所述的驱动器，其特征在于，所述第二腔体(4)的内部设有第二密封件(41)，所述第二密封件(41)的一端抵接塞体(23)，所述第二密封件的另一端抵接第二壳体(12)。

9.根据权利要求7所述的驱动器，其特征在于，所述第一壳体(11)的外壁还设有与所述第一凹槽(231)相通的安装孔，所述安装孔拆卸式连接有蓄能器(6)，所述蓄能器(6)的内部通过所述安装孔与所述第一凹槽(231)相通。

10.根据权利要求9所述的驱动器，其特征在于，所述蓄能器(6)包括筒体(62)、封盖(64)、海绵(63)和连接件(61)；所述筒体(62)的内部设有带进口的空腔(321)；所述封盖(64)拆卸式设置在所述进口处；所述海绵(63)位于所述空腔(321)中；所述连接件(61)的一端拆卸式连接所述筒体(62)，所述连接件(61)的另一端拆卸式连接所述安装孔，所述连接件(61)设有贯穿的通道(311)，所述通道(311)与所述空腔(321)相通。