CN112901436A - 三点接触叠滚式二维活塞泵 - Google Patents

Abstract

三点接触叠滚式二维活塞泵，包括泵组件和变量组件，所述变量组件包括变量执行机构和插装式二维压力伺服阀；泵组件包括泵壳，泵壳的左端面连接有前端盖组件，泵壳的右端面连接有后端盖；泵壳内部同轴设置有壳体保持架、叠锥滚轮组、驱动导轨组、平衡导轨组、十字轴组件和变量执行机构，驱动导轨组与平衡导轨组的相位相差30度，驱动卡轴与平衡卡轴做轴向的反向平动。泵壳上设有出油口、进油口和插装式二维压力伺服阀；本发明不需要伺服电机，可同时实现系统压力流量的调节；对二维压力伺服阀的信号输入范围广；大大减小了恒压变量泵的体积，使结构更加紧凑。

Description

三点接触叠滚式二维活塞泵

技术领域

本发明涉及一种恒压变量泵，尤其涉及三点接触叠滚式二维活塞泵。

背景技术

液压泵作为液压系统中的能源动力元件，对系统性能、工作效率起决定性作用。随着我国工业技术的飞速发展，液压泵已广泛应用到航空航天、海洋船舶等重要领域中。而传统的柱塞泵由于摩擦副、尺寸等限制，难以实现高效、高压、轻量化、振动小的目标。

传统柱塞泵的内部构造复杂，相对运动的零件也较多，对材料、加工精度要求较高，对油液的污染敏感，加工、维护的成本和要求较高，价格昂贵；缸体随传动轴一起转动，转动惯量大，导致启动、停止、调速的响应速度慢，不利于通过调速来控制泵的输出流量；泵结构中摩擦副较多，高速转动下，使得泵的零件磨损和发热严重，直接影响泵的使用寿命和耐久度。

因为传统柱塞泵的种种缺点，专利文献CN205895515U提出了一种新型结构的液压泵，利用活塞双自由度的运动原理转动的同时能够轴向移动来实现吸排油功能，因其在工作时有两个维度上的运动，故其命名为二维2D活塞泵。双自由度运动原理运用在泵的活塞设计上，形成了一种新型的配流方式。具有结构新颖紧凑、体积小、重量轻、传动简单、排量高、容积效率高的优点。

与此同时随着世界人口的持续增长以及能源消耗量的不断增加，碳排放过多引起的温室效应所带来的全球气候变化成为了全球性的难题，节能减排成为各国政府积极响应的重要共识。国外从20世纪70年代开始研究液压系统的节能问题，开始发展节能型的液压泵，另外若希望液压系统具有好的性能要求，则泵的性能要求也要提高，为解决能源可持续的问题，人们开始研发大功率、低噪声、质轻、节能环保、可靠性好的动力源，恒压变量泵应运而生。恒压变量泵流量的调节是通过泵出口压力与变量机构调定压力之间的压差来实现的，从而确保出口压力为恒定值。泵的流量是随着外部负载的变化而变化，从而有效避免了油液从溢流阀溢出而造成不必要的损失，切切实实做到了节能环保。

但传统恒压变量泵体积较大、难以实现伺服机构小型化的问题，其变量控制装置精度一般较低、变量控制响应速度较慢，大多依赖机械装置实现，控制系统中控制阀种类及数量较多、加工制造困难、后期维护不方便。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供一种三点接触叠滚式二维活塞泵。

本发明采用的技术方案是：三点接触叠滚式二维活塞泵，包括泵组件和变量组件，所述变量组件包括变量执行机构(7)和插装式二维压力伺服阀(8)；所述泵组件包括泵壳(9)，泵壳(9)的左端面连接有前端盖组件(1)，泵壳(9)的右端面连接有后端盖(10)；泵壳(9)内部同轴设置有壳体保持架(2)、叠锥滚轮组(3)、驱动导轨组(4)、平衡导轨组(5)、十字轴组件(6)和变量执行机构(7)；泵壳(9)上设有出油口(91)、进油口(93)和插装式二维压力伺服阀(8)；

所述泵壳(9)套设在壳体保持架(2)外，壳体保持架(2)沿轴向划分为两段，从左至右依次为传动段、泵芯段；壳体保持架(2)的传动段壁面设有轴向交替均布的12个螺纹孔(2A)，相邻两个螺纹孔(2A)的轴心线关于壳体保持架2的径向截面成一定倾角且倾斜角度相反，螺纹孔(2A)内安装有叠锥滚轮组(3)；壳体保持架(2)传动段外壁面与出油口(91)相通；壳体保持架(2)泵芯段壁面周向开设有六个径向贯通的低压油口(2C)，高低压油口(2C)两两交错均布；壳体保持架(2)的传动段壁面与低压油口(2C)相对应的位置设有六个高压油口(2B)，高压油口(2B)从传动段外壁贯穿至泵芯段的低压油口(2C)，高压油从高压油口(2B)流动至传动段，并压紧叠锥滚轮组(3)；壳体保持架(2)的泵芯段开有周向均布的六个轴向低压油道(2D)，低压油道(2D)连通低压油口(2C)和右端进油口(93)；壳体保持架(2)右端开有两个径向相对的第一通孔(2E)，第一通孔(2E)与变量组件中的轴套(72)相配合；

所述叠锥滚轮组(3)包括12个锥滚轮单元(31)，12个锥滚轮单元(31)的锥滚轮体两两交替接触，相互压紧形成叠滚轮环；锥滚轮单元(31)由壳体保持架(2)外侧的高压油压紧；所述锥滚轮单元(31)包括柱塞套(311)、滚子柱塞(313)，柱塞套(311)安装于泵壳保持架(2)的螺纹孔(2A)内，柱塞套(311)的上端面开设有一字孔，滚子柱塞(313)安装于柱塞套(311)内，滚子柱塞(313)内部环槽与柱塞套(311)一字孔部分之间安装有叠簧(312)，且滚子柱塞(313)自上而下套有推力轴承(314)、球轴承(315)、卡簧(316)；锥滚轮体(317)内部开有两个台肩，两个台肩分别安装推力轴承(314)和深沟球轴承(315)，使得锥滚轮体(317)能绕中心轴自由转动；锥滚轮体(317)与驱动导轨组、平衡导轨组相适配；

所述驱动导轨组(4)包括左内导轨(41)、右外导轨(43)和柱塞(44)，所述平衡导轨组(5)包括左外导轨(51)、右内导轨(53)、以及第一柱塞环(54)、第二柱塞环(55)；左内导轨(41)、左外导轨(51)、右内导轨(53)、右外导轨(43)均为平衡凸轮导轨，平衡凸轮导轨整体为环状；平衡凸轮导轨的一侧轴向端面为等加等减速凸轮曲面，等加等减速凸轮曲面带有轴向的起伏，等加等减速凸轮曲面有交错均布的六个波峰与波谷；

左内导轨(41)和右外导轨(43)安装在两个沿轴向对称布置的驱动卡轴(42)上，左内导轨(41)和右外导轨(43)的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置；驱动卡轴(42)上从左至右依次设有第一齿状锁扣结构(42A)、第二个齿状锁扣结构(42B)、第三齿状锁扣结构(42C)、第四齿状锁扣结构(42D)；第一齿状锁扣结构(42A)与左内导轨(41)嵌合，第二齿状锁扣结构(42B)嵌于右外导轨(43)嵌合，第三齿状锁扣结构(42C)、第四齿状锁扣结构(42D)与柱塞(44)嵌合；

左外导轨(51)和右内导轨(53)安装在两个沿轴向对称布置的平衡卡轴(52)上；左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置，左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面的相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡卡轴(52)上自左向右依次设有第五齿状锁扣结构(52A)、第六齿状锁扣结构(52B)、第七齿状锁扣结构(52C)、第八齿状锁扣结构(52D)，第五齿状锁扣结构(52A)与左外导轨(51)嵌合，第六齿状锁扣结构(52B)与右内导轨(53)嵌合，第七齿状锁扣结构(52C)及第八齿状锁扣结构(52D)分别与第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)嵌合；

左外导轨(51)套设在左内导轨(41)的外侧，右外导轨(43)套设在右内导轨(53)的外侧；左外导轨(51)、左内导轨(41)位于叠滚轮环的左侧，右外导轨(43)、右内导轨(53)位于叠滚轮环的右侧；驱动导轨组(4)中左内导轨(41)和右外导轨(43)的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡导轨组(5)中左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；驱动导轨组(4)与平衡导轨组(5)的相位相差30°，即波峰对波谷；

柱塞(44)为圆柱状中间设有台肩，平衡导轨组(5)中的第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)分别安装在柱塞(44)两侧；第一柱塞环(54)、柱塞(44)、第二柱塞环(55)的外侧套设有配油缸体(63)，柱塞(44)与第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)将内部隔离出两个独立封闭的空间作为油腔；

所述十字轴组件(6)包括十字轴(61)，十字轴(61)沿轴心线设置在壳体保持架(2)内；十字轴(61)从左至右分为圆轴段和十字段，圆轴段端面开有正方形盲孔，十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，轴向翼缘同一侧端面上开有滑槽；滑槽上设有直排滚针(62)，四个直排滚针(62)分别与平衡卡轴(52)、驱动卡轴(42)相接触；十字轴(61)右端安装有拨杆(64)，拨杆(64)的外端与配油缸体(63)的右端连接，在十字轴(61)转动时通过拨杆(64)带动配油缸体(63)旋转；

驱动导轨组(4)和平衡导轨组(5)在叠锥滚轮组(3)上沿着圆周布置的锥滚轮单元31做旋转运动，在叠滚轮环的约束下，驱动卡轴(42)带动柱塞(44)进行同步的旋转及平动，平衡卡轴(52)带动第一柱塞环(54)、第二柱塞环(55)进行同步的旋转及平动，驱动卡轴(42)与平衡卡轴(52)做轴向的反向平动；

所述配油缸体(63)周向交替均布有12个左配流槽(63A)、右配流槽(63B)，其中，六个左配流槽(63A)在槽底左侧开有第一矩形通孔，六个右配流槽(63B)在槽底右侧开有第二矩形通孔；左配流槽(63A)、右配流槽(63B)与壳体保持架(2)上的高压油口(2B)、低压油口(2C)交替沟通；配油缸体(63)的右端设有变量执行机构(7)，变量执行机构(7)通过钢丝挡圈压在壳体保持架(2)泵芯段内；

所述变量执行机构(7)包括变量环(71)，变量环(71)呈中空的圆柱状，变量环(71)上周向交替均布有12个左矩形槽(71A)、右矩形槽(71B)，左矩形槽(71A)、右矩形槽(71B)的位置与配油缸体(63)上的左配流槽(63A)、右配流槽(63B)的位置一一对应；左矩形槽(71A)在槽底左侧开有第三矩形通孔，右矩形槽(71B)在槽底开有第四矩形通孔，第三矩形通孔、第四矩形通孔与第一矩形通孔、第二矩形通孔一一对应；变量环(71)安装在配油缸体(63)和壳体保持架(2)之间，且变量环(71)位于壳体保持架(2)泵芯段；变量环(71)右端壁面开有环形槽(71C)以安装钢丝挡圈；

变量环(71)内的右端设有沿轴向向右延伸的三个延长边，三个延长边沿变量环(71)的周向间隔设置，且三个延长的外边缘向外翻折形成环形槽(71C)以安装钢丝挡圈，钢丝挡圈限制变量环(71)的轴向位移；位于上方的两个延长边的下侧设有沿垂直于轴向布置的轴套(72)，轴套(72)的两端分别安装在壳体保持架(2)上的一对第一通孔(2E)内；轴套(72)的两端具有直径不同的轴孔，以安装直径不同的大销(75)、小销(73)；轴套(72)中部开有槽，杆状滑块(74)的上端通过槽与大销(75)、小销(73)过盈配合；位于最下方的延长边上开设有轴向凹槽(71D)，杆状滑块(74)的下端伸入轴向凹槽(71D)内；小销(73)、大销(75)处的容腔压力不同时，使得杆状滑块(74)沿垂直于轴向的方向移动变量环(71)转动；

所述二维压力伺服阀(8)包括阀体模块、位移传感器模块和电-机械转换器模块，位移传感器模块与阀体模块相配合，电-机械转换器模块与阀体模块相配合；所述位移传感器模块实时监测阀体模块中2D活塞的位移与电-机械转换器模块的力矩马达电信号构成闭环反馈；

所述阀体模块包括阀芯(803)、阀芯外壳(804)、2D活塞(812)、左垫片(805)、右垫片(807)、同心环(808)、调压弹簧(806)、阀套(813)、阀套螺堵(801)、定位销(802)；所述阀芯(803)设置在阀芯外壳(804)的内孔中，2D活塞(812)设置在阀套(813)的右侧，阀套螺堵(801)通过定位销(802)固连在阀套(813)左端部，阀芯外壳(804)经阀套螺堵(801)定位，固定在阀套(813)的左侧；左垫片(805)连接在阀芯(803)的右端，右垫片(807)连接在2D活塞(812)的左端，左垫片(805)和右垫片(807)之间连接有调压弹簧(806)，2D活塞(812)右侧设置有同心环(808)；

所述阀套(813)的外壁从左至右依次设有进油槽(P)、出油槽(A)和回油槽(T)，进油槽(P)的槽底沿周向均匀设有若干进油孔(p)，出油槽(A)上均匀设有若干相同的径向的出油孔(a)，回油槽(T)上均匀设有若干相同的径向的回油孔(t)；所述第二阀套(813)右侧内孔壁上开设有与2D活塞(812)台肩(812A)上的高压槽(812B)、低压槽(812C)相配合的一对阻尼斜槽；所述第二阀套(813)在每个油口两侧均安装有O型密封圈；

所述2D活塞(812)安装于第阀套(813)中，在阀套(813)中具有周向转动和轴向滑动两个运动方向；2D活塞(812)左侧端部设有台肩(812A)，台肩(812A)上配合设有一对高压槽(812B)和一对低压槽(812C)，与阀套(813)内孔壁上开设的一对阻尼斜槽相配合，一对高压槽(812B)与进油孔(p)相通，一对低压槽(812C)通过中心流道(812D)与回油孔(t)相通，2D活塞(812)的台肩(812A)、同心环(808)与第二阀套(813)密封形成左敏感腔(d1)和右敏感腔(d2)，2D活塞(812)的台肩(812A)上的一对高压槽(812B)和一对低压槽(812C)与一对阻尼斜槽相交形成四个微小的开口面积串联构成液压阻力半桥，控制左敏感腔(d1)压力变化，右敏感腔(d2)与进油孔(p)连通，左敏感腔(d1)和右敏感腔(d2)的压力受控于液压阻力半桥，所产生的压力差驱动2D活塞(812)轴向运动；

所述阀芯外壳(804)在左端台肩(804A)上均匀设有4个相同的径向的通孔(e1)，与进油孔(p)连通；第二阀芯外壳(804)右侧环形槽上均匀设有4个相同的径向的通孔(e2)，与出油孔(a)连通；阀芯外壳(804)与阀套螺堵(801)配合，构成控制腔(K)；

所述阀芯(803)设有第一台肩(803A)，第二台肩(803B)，与第一阀芯外套(804)配合，在阀芯(803)作轴向运动时改变油口开度；阀芯(803)左端面(S)设为圆盘型结构，当阀芯(803)左、右移动时，阀芯(803)的圆盘型结构与控制腔(K)之间形成挤压油膜；阀芯(803)第一台肩(803A)右侧设有一通孔(e)，与出油口(a)相通，并通过中心流道(803B)与控制腔(K)连通；

所述电-机械转换器模块包括力矩马达(810)，包括马达外罩(809)、外壳(8101)、衔铁(8102)、永磁铁(8103)、导磁体(8104)、卡件(8105)、线圈(8106)、弹簧(8107)、弹簧杆(8108)、弹簧座(81010)、限位杆(8109)、连接板(81011)，外壳(8101)和马达外罩(809)均与连接板(81011)连接，外壳(8101)通过螺钉与连接板(81011)固连，弹簧(8107)一端与弹簧杆(8108)相连，另一端与固定在外壳上的弹簧座(81010)相连；所述电-机械转换器模块通过连接板(81011)与泵壳(9)连接；在马达外罩(809)与连接板(81011)之间设有O型密封圈，O型密封圈将输出部件密封起来以阻止油液进入围绕衔铁(8102)、线圈(8106)和永磁铁(8103)周围的空间；

所述电-机械转换器模块还包括磁路部分和传动部分；马达外罩(809)和连接板(81011)通过螺钉连接，磁路部分由2个线圈(8106)、2个导磁体(8104)、1个衔铁(8102)和2个永磁体(8103)组成；线圈不通电时，衔铁(8102)保持平衡；线圈(8106)通电会产生磁路线，破坏之前的平衡状态，衔铁(8102)发生偏转；传动部分包括弹簧(8107)、弹簧座(81010)、弹簧杆(8108)、限位杆(8109)；衔铁(8102)偏转时，会带动2D活塞(812)和弹簧杆(8108)转动；弹簧(8107)一端与所述弹簧杆(8108)相连，另一端与固连在外壳上的弹簧座(81010)相连；

所述位移传感器模块包括LVDT连接杆(8108)、由铁芯(81013)和线圈骨架(81014)组成的LVDT传感器，LVDT传感器固定在外壳(8101)上，弹簧杆(8108)与LVDT连接杆(8108)相互垂直地连接，LVDT连接杆(8108)与铁芯(81013)连接，铁芯(81013)与LVDT传感器采用间隙配合，在LVDT传感器内孔直动；LVDT传感器通过螺纹连接杆与阀体模块的2D活塞(812)相连；

所述泵壳(9)前侧面内壁开有连通出油口(91)和后端盖(10)的第一油道(9B)，第一油道(9B)设有岔路以连通小销(73)处的轴孔；泵壳(9)上在插装式电液压力伺服阀(8)处开有第二油道(9A)、第三油道(9C)、第四油道(9D)，第二油道9A连通出油口(91)和压力伺服阀(8)的进油槽P，第三油道(9C)连接压力伺服阀回油槽(T)和进油口(93)，第四油道(9D)连接压力伺服阀出油槽(A)和变量执行机构(7)大销(75)处的轴孔。

进一步，所述前端盖组件(1)包括轴承端盖(11)和前端盖(12)，轴承端盖(11)固定在前端盖(12)上；前端盖(12)和轴承端盖(11)中心同轴开设有轴孔；前端盖(12)与壳体保持架(2)径向配合面上设有O形密封圈。

进一步，所述LVDT传感器与外壳(8101)和卡件(8105)的圆弧配合，通过螺钉使卡件(8105)压紧LVDT传感器，实现LVDT传感器的固定。

本发明的有益效果是：

1)三点接触叠滚式二维活塞泵通过柱塞与柱塞环的相对运动，在相同排量和行程的情况下，减小了横截面积，使导轨和锥滚轮所受力减小，易实现高负载。并且利用平衡导轨组做与驱动导轨组方向相反的轴向运动，一定程度上平衡了驱动导轨组往复运动产生的惯性力，减小运动时的振动；

2)叠滚轮组通过高压油静压支承实现，具有自适应能力，随着排油压力的上升，锥滚轮的固定也会更加牢靠，易实现高负载；

3)与传统伺服泵相比，本发明压力流量伺服变量时不需要伺服电机，可同时实现系统压力流量的调节；

4)对二维压力伺服阀的信号输入范围广，既可以自行输入需要信号，也可以根据系统压力或系统某局部压力给定反馈信号，实现压力流量调节；

5)由于将变量环集成在泵壳保持架内部，大大减小了恒压变量泵的体积，使结构更加紧凑，解决了传统恒压变量泵体积较大、难以实现伺服机构小型化、变量控制装置精度较低、变量控制响应速度较慢等问题，在高速化和轻量化方面拥有了十足的潜力；

附图说明

图1a为恒压变量泵的结构示意图；

图1b为前端盖组件结构示意图；

图1c为后端盖结构示意图；

图2为壳体保持架结构示意图；

图3a为叠锥滚轮组结构示意图；

图3b为叠锥滚轮单元结构示意图；

图4a为驱动导轨组爆炸视图；

图4b为左内导轨的结构示意图；

图4c为左内导轨另一个角度的结构示意图；

图4d为右外导轨的结构示意图。

图4e为右外导轨另一个角度的结构示意图。

图5为平衡导轨组爆炸视图；

图6a为十字轴组件结构示意图；

图6b为配油缸体结构示意图；

图7a为变量执行机构结构示意图；

图7b为变量环结构示意图；

图8a为二维压力伺服阀整体结构示意图，图8b为二维压力伺服阀剖视图；

图8c为2D活塞结构示意图；

图8d为2D活塞剖视图；

图8f为阀套结构示意图，图8g为阀套剖视图；

图8h为阀芯示意图，图8i为阀芯剖视图；

图8j为阀芯外壳结构示意图，图8k为阀芯外壳剖视图；

图8l为力矩马达部分结构示意图，图8m为力矩马达部分剖视图；

图9a为泵壳结构示意图，图9b、9c为泵壳油道剖视图；

图10a～10d为配油缸体转动0～45°工作原理示意图，每幅图左侧图案对应该图A-A剖切线，右侧图案对应该图B-B剖切线；

图11为变量环工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照附图，三点接触叠滚式二维活塞泵，包括泵组件和变量组件，所述变量组件包括变量执行机构7和插装式二维压力伺服阀8；所述泵组件包括泵壳9，泵壳9的左端面连接有前端盖组件1，泵壳9的右端面连接有后端盖10；泵壳9内部同轴设置有壳体保持架2、叠锥滚轮组3、驱动导轨组4、平衡导轨组5、十字轴组件6和变量执行机构7；泵壳9上设有出油口91、进油口93和插装式二维压力伺服阀8；

所述泵壳9套设在壳体保持架2外，壳体保持架2沿轴向划分为两段，从左至右依次为传动段、泵芯段；壳体保持架2的传动段壁面设有轴向交替均布的12个螺纹孔2A，相邻两个螺纹孔2A的轴心线关于壳体保持架2的径向截面成一定倾角且倾斜角度相反，螺纹孔2A内安装有叠锥滚轮组3；壳体保持架2传动段外壁面与出油口91相通；壳体保持架2泵芯段壁面周向开设有六个径向贯通的低压油口2C，高低压油口2C两两交错均布；壳体保持架2的传动段壁面与低压油口2C相对应的位置设有六个高压油口2B，高压油口2B从传动段外壁贯穿至泵芯段的低压油口2C，高压油从高压油口2B流动至传动段，并压紧叠锥滚轮组3；壳体保持架2的泵芯段开有周向均布的六个轴向低压油道2D，低压油道2D连通低压油口2C和右端进油口93；壳体保持架2右端开有两个径向相对的第一通孔2E，第一通孔2E与变量组件中的轴套72相配合；

所述叠锥滚轮组3包括12个锥滚轮单元31，12个锥滚轮单元31的锥滚轮体两两交替接触，相互压紧形成叠滚轮环；锥滚轮单元31由壳体保持架2外侧的高压油压紧；所述锥滚轮单元31包括柱塞套311、滚子柱塞313，柱塞套311安装于泵壳保持架2的螺纹孔2A内，柱塞套311的上端面开设有一字孔，滚子柱塞313安装于柱塞套311内，滚子柱塞313内部环槽与柱塞套311一字孔部分之间安装有叠簧312，且滚子柱塞313自上而下套有推力轴承314、球轴承315、卡簧316；锥滚轮体317内部开有两个台肩，两个台肩分别安装推力轴承314和深沟球轴承315，使得锥滚轮体317能绕中心轴自由转动；锥滚轮体317与驱动导轨组、平衡导轨组相适配；

所述驱动导轨组4包括左内导轨41、右外导轨43和柱塞44，所述平衡导轨组5包括左外导轨51、右内导轨53、以及第一柱塞环54、第二柱塞环55；左内导轨41、左外导轨51、右内导轨53、右外导轨43均为平衡凸轮导轨，平衡凸轮导轨整体为环状；平衡凸轮导轨的一侧轴向端面为等加等减速凸轮曲面，等加等减速凸轮曲面带有轴向的起伏，等加等减速凸轮曲面有交错均布的六个波峰与波谷；

左内导轨41和右外导轨43安装在两个沿轴向对称布置的驱动卡轴42上，左内导轨41和右外导轨43的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置，左内导轨41和右外导轨43朝向相反的一面设有开孔41A和43A与驱动卡轴42的锁扣结构配合；驱动卡轴42上从左至右依次设有第一齿状锁扣结构42A、第二个齿状锁扣结构42B、第三齿状锁扣结构42C、第四齿状锁扣结构42D；第一齿状锁扣结构42A与左内导轨41嵌合，第二齿状锁扣结构42B嵌于右外导轨43嵌合，第三齿状锁扣结构42C、第四齿状锁扣结构42D与柱塞44嵌合；

左外导轨51和右内导轨53安装在两个沿轴向对称布置的平衡卡轴52上；左外导轨51和右内导轨53的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置，左外导轨51和右内导轨53的等加等减速凸轮曲面的相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡卡轴52上自左向右依次设有第五齿状锁扣结构52A、第六齿状锁扣结构52B、第七齿状锁扣结构52C、第八齿状锁扣结构52D，第五齿状锁扣结构52A与左外导轨51嵌合，第六齿状锁扣结构52B与右内导轨53嵌合，第七齿状锁扣结构52C及第八齿状锁扣结构52D分别与第一柱塞环54和第二柱塞环55嵌合；

左外导轨51套设在左内导轨41的外侧，右外导轨43套设在右内导轨53的外侧；左外导轨51、左内导轨41位于叠滚轮环的左侧，右外导轨43、右内导轨53位于叠滚轮环的右侧；驱动导轨组4中左内导轨41和右外导轨43的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡导轨组5中左外导轨51和右内导轨53的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；驱动导轨组4与平衡导轨组5的相位相差30°，即波峰对波谷；

柱塞44为圆柱状中间设有台肩，平衡导轨组5中的第一柱塞环54和第二柱塞环55分别安装在柱塞44两侧；第一柱塞环54、柱塞44、第二柱塞环55的外侧套设有配油缸体63，柱塞44与第一柱塞环54和第二柱塞环55将内部隔离出两个独立封闭的空间作为油腔；

所述十字轴组件6包括十字轴61，十字轴61沿轴心线设置在壳体保持架2内；十字轴61从左至右分为圆轴段和十字段，圆轴段端面开有正方形盲孔，十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，轴向翼缘同一侧端面上开有滑槽；滑槽上设有直排滚针62，四个直排滚针62分别与平衡卡轴52、驱动卡轴42相接触；十字轴61右端安装有拨杆64，拨杆64的外端与配油缸体63的右端连接，在十字轴61转动时通过拨杆64带动配油缸体63旋转；

驱动导轨组4和平衡导轨组5在叠锥滚轮组3上沿着圆周布置的锥滚轮单元31做旋转运动，在叠滚轮环的约束下，驱动卡轴42带动柱塞44进行同步的旋转及平动，平衡卡轴52带动第一柱塞环54、第二柱塞环55进行同步的旋转及平动，驱动卡轴42与平衡卡轴52做轴向的反向平动；

所述配油缸体63周向交替均布有12个左配流槽63A、右配流槽63B，其中，六个左配流槽63A在槽底左侧开有第一矩形通孔，六个右配流槽63B在槽底右侧开有第二矩形通孔；左配流槽63A、右配流槽63B与壳体保持架2上的高压油口2B、低压油口2C交替沟通；配油缸体63的右端设有变量执行机构7，变量执行机构7通过钢丝挡圈压在壳体保持架2泵芯段内；

所述变量执行机构7包括变量环71，变量环71呈中空的圆柱状，变量环71上周向交替均布有12个左矩形槽71A、右矩形槽71B，左矩形槽71A、右矩形槽71B的位置与配油缸体63上的左配流槽63A、右配流槽63B的位置一一对应；左矩形槽71A在槽底左侧开有第三矩形通孔，右矩形槽71B在槽底开有第四矩形通孔，第三矩形通孔、第四矩形通孔与第一矩形通孔、第二矩形通孔一一对应；变量环71安装在配油缸体63和壳体保持架2之间，且变量环71位于壳体保持架2泵芯段；

变量环71内的右端设有沿轴向向右延伸的三个延长边，三个延长边沿变量环71的周向间隔设置，且三个延长的外边缘向外翻折形成环形槽71C以安装钢丝挡圈，钢丝挡圈限制杆状滑块74的轴向位移；位于上方的两个延长边的下侧设有沿垂直于轴向布置的轴套72，轴套72的两端分别安装在壳体保持架2上的一对第一通孔2E内；轴套72两端具有直径不同的轴孔，以安装直径不同的大销75、小销73；轴套72中部开有槽，杆状滑块74的上端通过槽与大销75、小销73过盈配合；位于最下方的延长边上开设有轴向凹槽71D，杆状滑块74的下端伸入轴向凹槽71D内，小销73、大销75处的容腔压力不同时，使得杆状滑块74沿垂直于轴向的方向移动变量环71转动；

所述二维压力伺服阀8，由阀体模块、位移传感器模块和电-机械转换器模块组成，位移传感器模块与阀体模块相配合，电-机械转换器模块与阀体模块相配合；所述位移传感器模块实时监测阀体模块中2D活塞的位移与电-机械转换器模块的力矩马达电信号构成闭环反馈。

所述阀体模块包括阀芯803、阀芯外壳804、2D活塞812、左垫片805、右垫片807、同心环808、调压弹簧806、阀套813、阀套螺堵801、定位销802。所述阀芯803设置在阀芯外壳804的内孔中，所述2D活塞812设置在阀套813的右侧，所述阀套螺堵801通过定位销802固连在阀套813左端部，所述阀芯外壳804经阀套螺堵801定位，固定在阀套813的左侧。所述左垫片805连接在第一阀芯803的右端，右垫片807连接在2D活塞812的左端，左垫片805和右垫片807之间连接有调压弹簧806，2D活塞812右侧设置有同心环808。

所述阀套813上设有三个环形槽，自左向右分别为进油槽P、出油槽A、回油槽T，进油槽P上均匀设有若干相同的径向的进油孔p，出油槽A上均匀设有若干相同的径向的出油孔a，回油槽T上均匀设有若干相同的径向的回油孔t。所述阀套813右侧内孔壁上开设有与2D活塞812台肩812A上的高低压槽812B、812C相配合的一对阻尼斜槽。所述阀套在每个油口两侧均安装了O型密封圈，保证伺服阀的局部密封。

所述2D活塞812安装于阀套813中，在阀套813中具有周向转动和轴向滑动两个运动方向；2D活塞812左侧端部设有台肩812A，台肩上配合设有一对高压槽812B和一对低压槽812C，与阀套813内孔壁上开设的一对阻尼斜槽相配合，一对高压槽812B与进油孔p相通，一对低压槽812C通过中心流道812D与回油孔t相通，2D活塞的台肩812A、同心环808与阀套813密封形成左敏感腔d1和右敏感腔d2，2D活塞的台肩812A上的一对高压槽812B和一对低压槽812C与一对阻尼斜槽相交形成四个微小的开口面积串联构成液压阻力半桥，控制左敏感腔d1压力变化，右敏感腔d2与进油孔p连通，左敏感腔d1和右敏感腔d2的压力受控于液压阻力半桥，所产生的压力差驱动2D活塞812轴向运动。

所述阀芯外壳804在左端台肩804A上均匀设有4个相同的径向的通孔e1，与进油孔p连通；阀芯外壳右侧环形槽上均匀设有4个相同的径向的通孔e2，与出油孔a连通。阀芯外壳804与阀套螺堵801配合，构成控制腔K。

所述阀芯803设有第一台肩803A，第二台肩803B，与第一阀芯外套804配合，在阀芯803作轴向运动时改变油口开度。阀芯左端面S设为圆盘型结构，当阀芯803左、右移动时，阀芯的圆盘型结构与控制腔K之间形成挤压油膜，其作用是为了引入挤压油膜阻尼系数，增大系统粘性阻尼，提高阻尼比使系统更稳定。阀芯第一台肩803A右侧设有一通孔e，与出油口a相通，并通过中心流道803B与控制腔K连通。

当2D活塞812顺时针转动时(从传动机构一侧向左看)，高压槽812B与阻尼斜槽的相交面积减小，低压槽812C与阻尼斜槽的相交面积增大，此时左敏感腔d1压力减小，右敏感腔d2压力不变，2D活塞812左移。左移过程中，高压槽812B与阻尼斜槽的相交面积增大，低压槽812B与阻尼斜槽的相交面积减小，左敏感腔d1压力逐渐增大，最终与右敏感腔d2压力相等，2D活塞稳定在某一位置。2D活塞812左移产生向左的力，并通过调压弹簧806将力传送至阀芯803，阀芯803右端受力变大，原液压力平衡失效，使阀芯803左移，阀芯803左移增大阀口开度，出油口a压力变大，出油口a与控制腔K连通，故阀芯左端面S受到向右的液压力增大，当向右的液压力小于调压弹簧力时，阀芯803继续左移，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当向右的液压力与调压弹簧力相等时，阀芯803停止左移，并稳定在某一位置，同时保持出油口的压力基本为定值。

所述电-机械转换器模块采用力矩马达810，包括马达外罩809、外壳8101、衔铁8102、永磁铁8103、导磁体8104、卡件8105、线圈8106、弹簧8107、弹簧杆8108、弹簧座81010、限位杆8109、连接板81011，外壳8101和马达外罩809均与连接板81011连接，外壳8101通过螺钉与连接板81011固连，弹簧8107一端与弹簧杆8108相连，另一端与固定在外壳上的弹簧座81010相连。所述电-机械转换器模块通过连接板81011与泵壳9连接。二维压力伺服阀8采用干式力矩马达，所以在马达外罩809和连接板81011还放置了O型密封圈，将输出部件密封起来以阻止油液进入围绕衔铁8102、线圈8106和永磁铁8103周围的空间。

所述电-机械转换器模块还包括磁路部分和传动部分。磁路部分由2个线圈8106、2个导磁体8104、1个衔铁8102和2个永磁体8103组成。线圈不通电时，衔铁8102保持平衡；线圈8106通电会产生磁路线，破坏之前的平衡状态，衔铁8102发生偏转。传动部分包括弹簧8107、弹簧座81010、弹簧杆8108、限位杆8109。同时外壳8101和卡件8105用于固定和定位零件。衔铁8102偏转时，会带动2D活塞812和弹簧杆8108转动。弹簧8107一端与所述弹簧杆8108相连，另一端与固连在外壳上的弹簧座81010相连，这样弹簧杆8108的旋转运动可以有效地传递到弹簧8107上，保证在异常情况下，弹簧8107自动回零，从而使衔铁8102和2D活塞812回到初始位置。

所述位移传感器(LVDT传感器)模块包括LVDT连接杆8108、LVDT传感器(由铁芯81013和线圈骨架81014组成)，LVDT传感器与外壳8101和卡件8105的圆弧配合，通过螺钉使卡件8105压紧LVDT传感器，实现LVDT传感器的固定，弹簧杆8108与LVDT连接杆8108相互垂直地连接，LVDT连接杆8108与铁芯81013连接，铁芯81013与LVDT传感器采用间隙配合，可在LVDT传感器内孔直动。所述LVDT传感器通过螺纹连接杆与阀体模块的2D活塞812相连。

力矩马达工作过程中，衔铁8102带动弹簧杆8108及2D活塞812旋转，结合2D伺服螺旋定理，2D活塞将作直线运动，同时带动弹簧杆8108以及铁芯81013作直线运动，结合LVDT原理，铁芯81013的位移将以电信号的形式传递到控制器，从而实现2D活塞位移的闭环控制。

所述泵壳9前侧面内壁开有连通出油口91和后端盖10的第一油道9B，第一油道9B设有岔路以连通小销73处的轴孔；泵壳9上在插装式电液压力伺服阀8处开有第二油道9A、第三油道9C、第四油道9D，第二油道9A连通出油口91和压力伺服阀8的进油槽P，第三油道9C连接压力伺服阀回油槽T和进油口93，第四油道9D连接压力伺服阀出油槽A和变量执行机构7大销75处的轴孔。

本发明的工作原理如图10a～10d所示：

所述轴向指的是柱塞44中心轴所在的方向；所述径向指的是柱塞44横截面的直径方向；所述周向指的是绕柱塞44中心轴旋转的方向。

油液从泵壳9吸油口处进入壳体保持架2中的低压油口2C处，低压油口2C左、右两端均由泵壳9保持架与泵壳9通过密封圈密封。油液通过低压油口2C进入配油缸体63的配流槽。

外部电机工作时，十字轴61带动配油缸体63、驱动导轨组4与平衡导轨组5运动。当叠滚轮组3左侧锥滚轮与左驱动导轨41的最低点、左平衡导轨51的最高点接触时，叠滚轮组3右侧锥滚轮与右驱动导轨43的最高点、右平衡导轨53的最低点接触，配油缸体63上的配流槽与壳体保持架2处于沟通与未沟通的临界状态。当左驱动导轨41最低点向最高点运动、右驱动导轨43从最高点向最低点运动时，驱动卡轴42带动左、右驱动导轨43与柱塞向左运动，此时平衡卡轴52带动左、右平衡导轨53与柱塞环向右运动。配油缸体63上的配流槽与高、低压油口2C逐渐沟通。左侧油腔体积减小，通过高压油口2B排油；右侧油腔体积增大，通过吸油口向低压油口2C吸油。当左驱动导轨41最高点向最低点运动、右驱动导轨43从最低点向最高点运动时，驱动卡轴42带动左、右驱动导轨43与柱塞向右运动，此时平衡卡轴52带动左、右平衡导轨53与柱塞环向左运动。配油缸体63上的配流槽与高、低压油口2C逐渐沟通。左侧油腔体积增大，通过低压油口2C吸油；右侧油腔体积减小，通过高压油口2B排油。

此时封闭容腔完成一次吸排油，驱动导轨与平衡导轨继续转动，活重复上述周期运动，进行连续吸排油。

泵组件排出的油经泵壳9上的油道通入变量组件中，变量组件开始工作。

变量组件有恒压变量与压力伺服两种工作状态。

当二维压力伺服阀8未收到给定信号或系统给定反馈信号时，处于恒压变量状态的工作过程，系统压力不变，此时若系统流量发生变化，那么系统压力也会随之发生微小变化。当系统需求流量减小，系统压力升高，变量执行机构7轴套72处平衡被打破，小销73处容腔压力大于大销75处容腔压力，杆状滑块74推动变量环71旋转使壳体保持架2上的高压油口2B与配油缸体63上的配流槽沟通时间减小，流量略微降低，泵的出口压力降低。如图11所示，当轴套72两端压力相差较大时，变量环71转动一定角度，高压油腔排油结束后开始吸油，但此时高压油腔仍与高压油口2B沟通，未与低压油口2C沟通，油腔体积增大导致从高压油口2B继续吸油，从而使输出流量减少。同理当另一容腔吸油结束开始排油时仍与低压油口2C相沟通并进行排油，流量减小。流量减小则泵的出口压力降低，直至变量执行机构7两端的压力相等时变量组件的杆状滑块74停止运动。

相反的，当系统需求流量增加，系统压力降低，变量执行机构7轴套72处平衡被打破，小销73处容腔压力小于大销75处容腔压力，杆状滑块74推动变量环71旋转使壳体保持架2上的高压油口2B与配油缸体63上的配流槽沟通时间加长，更多的流量流入系统中为系统供能，流量增大则泵的出口压力升高，直至变量执行机构7两端的压力相等时变量组件的杆状滑块74停止运动。

当二维压力伺服阀8收到给定信号或系统给定反馈信号时，处于压力伺服状态的工作过程，力矩马达810驱动2D活塞812发生周向转动，由于左、右敏感腔的压力差发生变化，轴向输出一定位移，并通过调压弹簧806把力传递给阀芯803，阀芯803所受液压力与调压弹簧806力失衡，发生轴向移动，阀口开度发生变化，使得输出压力发生变化，直至阀芯803左端面受到的液压力与调压弹簧806力重新达到平衡，伺服阀的出口压力基本为定值，系统压力重新实现恒定。

二维压力伺服阀8的出油口与变量执行机构7轴套72的大销75处容腔连通，因此二维压力伺服阀8的出油口压力发生变化，打破了变量执行机构7轴套72两端原有的平衡状态，使杆状滑块74发生轴向移动，带动变量环71转动，进入系统的流量发生相应的变化，泵的出口压力发生变化改变了轴套72小销73处容腔的压力，直至轴套72两端压力再次平衡时，变量组件达到新的平衡状态，系统压力重新恒定。

需要降低系统压力时，减小2D活塞812左、右敏感腔的压力差，阀芯803向右移动减小阀口开度，压力油口与控制腔连通，阀芯803左端面向右的液压力减小，该力与调压弹簧806力进行平衡。当输出压力大于设定压力值时，阀芯803左端面收受到的液压力大于调压弹簧806力，阀芯803继续右移，阀口开度继续减小，输出压力继续减小，当输出压力达到阀的设定值时，阀芯803所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变小，实现减小出油口压力，并保持出油口的压力基本为定值。二维压力伺服阀8的出油口压力减小，使变量执行机构7大销75处容腔压力降低，轴套72左端压力大于右端压力，杆状滑块74向右移动，此时变量环71旋转，使得泵芯低压容腔从高压油口2B吸油，高压容腔向低压油口2C排油，泵壳9出口压力随着流量的减小而下降，直到轴套72两端合力再次相等的时候，杆状滑块74达到新的平衡状态，实现降压作用，并保持系统压力恒定。

相反地，需要提高系统压力时，增大2D活塞812左、右敏感腔的压力差，阀芯803向左移动增大阀口开度，阀芯803左端面向右的液压力增加，该力与调压弹簧806力进行平衡。当输出压力小于设定压力值时，阀芯803左端面受到的液压力小于调压弹簧806力，阀芯803继续向左移动，阀口开度继续增大，输出压力继续增大；当输出压力达到阀的设定压力值时，阀芯803所受液压力重新达到平衡，此时阀口开度变大，实现增大出油口压力，并保持出油口的压力基本为定值。二维压力伺服阀8的出油口压力增大，使变量执行机构7大销75处容腔压力增大，轴套72左端压力小于右端压力，杆状滑块74向左移动，此时变量环71旋转，使壳体保持架2上的高压油口2B与配油缸体63上的配流槽沟通时间加长，泵壳9出口压力随着流量的增大而上升，直到轴套72两端合力再次相等的时候，杆状滑块74达到新的平衡状态，实现增压作用，并保持系统压力恒定。

通过上述动作，实现了三点接触叠滚式二维活塞泵的连续吸排油工作，实现了压力伺服变量泵在系统流量发生变化时保持系统恒压，实现了当外部给定信号时，系统压力变大或变小后重新趋于稳定，形成新的恒压环境。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.三点接触叠滚式二维活塞泵，其特征在于：包括泵组件和变量组件，所述变量组件包括变量执行机构(7)和插装式二维压力伺服阀(8)；所述泵组件包括泵壳(9)，泵壳(9)的左端面连接有前端盖组件(1)，泵壳(9)的右端面连接有后端盖(10)；泵壳(9)内部同轴设置有壳体保持架(2)、叠锥滚轮组(3)、驱动导轨组(4)、平衡导轨组(5)、十字轴组件(6)和变量执行机构(7)；泵壳(9)上设有出油口(91)、进油口(93)和插装式二维压力伺服阀(8)；

所述泵壳(9)套设在壳体保持架(2)外，壳体保持架(2)沿轴向划分为两段，从左至右依次为传动段、泵芯段；壳体保持架(2)的传动段壁面设有轴向交替均布的12个螺纹孔(2A)，相邻两个螺纹孔(2A)的轴心线关于壳体保持架2的径向截面成一定倾角且倾斜角度相反，螺纹孔(2A)内安装有叠锥滚轮组(3)；壳体保持架(2)传动段外壁面与出油口(91)相通；壳体保持架(2)泵芯段壁面周向开设有六个径向贯通的低压油口(2C)，高低压油口(2C)两两交错均布；壳体保持架(2)的传动段壁面与低压油口(2C)相对应的位置设有六个高压油口(2B)，高压油口(2B)从传动段外壁贯穿至泵芯段的低压油口(2C)，高压油从高压油口(2B)流动至传动段，并压紧叠锥滚轮组(3)；壳体保持架(2)的泵芯段开有周向均布的六个轴向低压油道(2D)，低压油道(2D)连通低压油口(2C)和右端进油口(93)；壳体保持架(2)右端开有两个径向相对的第一通孔(2E)，第一通孔(2E)与变量组件中的轴套(72)相配合；

所述叠锥滚轮组(3)包括12个锥滚轮单元(31)，12个锥滚轮单元(31)的锥滚轮体两两交替接触，相互压紧形成叠滚轮环；锥滚轮单元(31)由壳体保持架(2)外侧的高压油压紧；所述锥滚轮单元(31)包括柱塞套(311)、滚子柱塞(313)，柱塞套(311)安装于泵壳保持架(2)的螺纹孔(2A)内，柱塞套(311)的上端面开设有一字孔，滚子柱塞(313)安装于柱塞套(311)内，滚子柱塞(313)内部环槽与柱塞套(311)一字孔部分之间安装有叠簧(312)，且滚子柱塞(313)自上而下套有推力轴承(314)、球轴承(315)、卡簧(316)；锥滚轮体(317)内部开有两个台肩，两个台肩分别安装推力轴承(314)和深沟球轴承(315)，使得锥滚轮体(317)能绕中心轴自由转动；锥滚轮体(317)与驱动导轨组、平衡导轨组相适配；

所述驱动导轨组(4)包括左内导轨(41)、右外导轨(43)和柱塞(44)，所述平衡导轨组(5)包括左外导轨(51)、右内导轨(53)、以及第一柱塞环(54)、第二柱塞环(55)；左内导轨(41)、左外导轨(51)、右内导轨(53)、右外导轨(43)均为平衡凸轮导轨，平衡凸轮导轨整体为环状；平衡凸轮导轨的一侧轴向端面为等加等减速凸轮曲面，等加等减速凸轮曲面带有轴向的起伏，等加等减速凸轮曲面有交错均布的六个波峰与波谷；

左内导轨(41)和右外导轨(43)安装在两个沿轴向对称布置的驱动卡轴(42)上，左内导轨(41)和右外导轨(43)的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置；驱动卡轴(42)上从左至右依次设有第一齿状锁扣结构(42A)、第二个齿状锁扣结构(42B)、第三齿状锁扣结构(42C)、第四齿状锁扣结构(42D)；第一齿状锁扣结构(42A)与左内导轨(41)嵌合，第二齿状锁扣结构(42B)嵌于右外导轨(43)嵌合，第三齿状锁扣结构(42C)、第四齿状锁扣结构(42D)与柱塞(44)嵌合；

左外导轨(51)和右内导轨(53)安装在两个沿轴向对称布置的平衡卡轴(52)上；左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面轴向相向布置，左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面的相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡卡轴(52)上自左向右依次设有第五齿状锁扣结构(52A)、第六齿状锁扣结构(52B)、第七齿状锁扣结构(52C)、第八齿状锁扣结构(52D)，第五齿状锁扣结构(52A)与左外导轨(51)嵌合，第六齿状锁扣结构(52B)与右内导轨(53)嵌合，第七齿状锁扣结构(52C)及第八齿状锁扣结构(52D)分别与第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)嵌合；

左外导轨(51)套设在左内导轨(41)的外侧，右外导轨(43)套设在右内导轨(53)的外侧；左外导轨(51)、左内导轨(41)位于叠滚轮环的左侧，右外导轨(43)、右内导轨(53)位于叠滚轮环的右侧；驱动导轨组(4)中左内导轨(41)和右外导轨(43)的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；平衡导轨组(5)中左外导轨(51)和右内导轨(53)的等加等减速凸轮曲面相位相同，即波峰对波峰，波谷对波谷；驱动导轨组(4)与平衡导轨组(5)的相位相差30°，即波峰对波谷；

柱塞(44)为圆柱状中间设有台肩，平衡导轨组(5)中的第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)分别安装在柱塞(44)两侧；第一柱塞环(54)、柱塞(44)、第二柱塞环(55)的外侧套设有配油缸体(63)，柱塞(44)与第一柱塞环(54)和第二柱塞环(55)将内部隔离出两个独立封闭的空间作为油腔；

所述十字轴组件(6)包括十字轴(61)，十字轴(61)沿轴心线设置在壳体保持架(2)内；十字轴(61)从左至右分为圆轴段和十字段，圆轴段端面开有正方形盲孔，十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，轴向翼缘同一侧端面上开有滑槽；滑槽上设有直排滚针(62)，四个直排滚针(62)分别与平衡卡轴(52)、驱动卡轴(42)相接触；十字轴(61)右端安装有拨杆(64)，拨杆(64)的外端与配油缸体(63)的右端连接，在十字轴(61)转动时通过拨杆(64)带动配油缸体(63)旋转；

驱动导轨组(4)和平衡导轨组(5)在叠锥滚轮组(3)上沿着圆周布置的锥滚轮单元31做旋转运动，在叠滚轮环的约束下，驱动卡轴(42)带动柱塞(44)进行同步的旋转及平动，平衡卡轴(52)带动第一柱塞环(54)、第二柱塞环(55)进行同步的旋转及平动，驱动卡轴(42)与平衡卡轴(52)做轴向的反向平动；

所述配油缸体(63)周向交替均布有12个左配流槽(63A)、右配流槽(63B)，其中，六个左配流槽(63A)在槽底左侧开有第一矩形通孔，六个右配流槽(63B)在槽底右侧开有第二矩形通孔；左配流槽(63A)、右配流槽(63B)与壳体保持架(2)上的高压油口(2B)、低压油口(2C)交替沟通；配油缸体(63)的右端设有变量执行机构(7)，变量执行机构(7)通过钢丝挡圈压在壳体保持架(2)泵芯段内；

所述变量执行机构(7)包括变量环(71)，变量环(71)呈中空的圆柱状，变量环(71)上周向交替均布有12个左矩形槽(71A)、右矩形槽(71B)，左矩形槽(71A)、右矩形槽(71B)的位置与配油缸体(63)上的左配流槽(63A)、右配流槽(63B)的位置一一对应；左矩形槽(71A)在槽底左侧开有第三矩形通孔，右矩形槽(71B)在槽底开有第四矩形通孔，第三矩形通孔、第四矩形通孔与第一矩形通孔、第二矩形通孔一一对应；变量环(71)安装在配油缸体(63)和壳体保持架(2)之间，且变量环(71)位于壳体保持架(2)泵芯段；

变量环(71)内的右端设有沿轴向向右延伸的三个延长边，三个延长边沿变量环(71)的周向间隔设置，且三个延长的外边缘向外翻折形成环形槽(71C)以安装钢丝挡圈，钢丝挡圈限制变量环(71)的轴向位移；位于上方的两个延长边的下侧设有沿垂直于轴向布置的轴套(72)，轴套(72)的两端分别安装在壳体保持架(2)上的一对第一通孔(2E)内；轴套(72)的两端具有直径不同的轴孔，以安装直径不同的大销(75)、小销(73)；轴套(72)中部开有槽，杆状滑块(74)的上端通过槽与大销(75)、小销(73)过盈配合；位于最下方的延长边上开设有轴向凹槽(71D)，杆状滑块(74)的下端伸入轴向凹槽(71D)内；小销(73)、大销(75)处的容腔压力不同时，使得杆状滑块(74)沿垂直于轴向的方向移动变量环(71)转动；

所述二维压力伺服阀(8)包括阀体模块、位移传感器模块和电-机械转换器模块，位移传感器模块与阀体模块相配合，电-机械转换器模块与阀体模块相配合；所述位移传感器模块实时监测阀体模块中2D活塞的位移与电-机械转换器模块的力矩马达电信号构成闭环反馈；

所述阀体模块包括阀芯(803)、阀芯外壳(804)、2D活塞(812)、左垫片(805)、右垫片(807)、同心环(808)、调压弹簧(806)、阀套(813)、阀套螺堵(801)、定位销(802)；所述阀芯(803)设置在阀芯外壳(804)的内孔中，2D活塞(812)设置在阀套(813)的右侧，阀套螺堵(801)通过定位销(802)固连在阀套(813)左端部，阀芯外壳(804)经阀套螺堵(801)定位，固定在阀套(813)的左侧；左垫片(805)连接在阀芯(803)的右端，右垫片(807)连接在2D活塞(812)的左端，左垫片(805)和右垫片(807)之间连接有调压弹簧(806)，2D活塞(812)右侧设置有同心环(808)；

所述阀套(813)的外壁从左至右依次设有进油槽(P)、出油槽(A)和回油槽(T)，进油槽(P)的槽底沿周向均匀设有若干进油孔(p)，出油槽(A)上均匀设有若干相同的径向的出油孔(a)，回油槽(T)上均匀设有若干相同的径向的回油孔(t)；所述第二阀套(813)右侧内孔壁上开设有与2D活塞(812)台肩(812A)上的高压槽(812B)、低压槽(812C)相配合的一对阻尼斜槽；所述第二阀套(813)在每个油口两侧均安装有O型密封圈；

所述2D活塞(812)安装于第阀套(813)中，在阀套(813)中具有周向转动和轴向滑动两个运动方向；2D活塞(812)左侧端部设有台肩(812A)，台肩(812A)上配合设有一对高压槽(812B)和一对低压槽(812C)，与阀套(813)内孔壁上开设的一对阻尼斜槽相配合，一对高压槽(812B)与进油孔(p)相通，一对低压槽(812C)通过中心流道(812D)与回油孔(t)相通，2D活塞(812)的台肩(812A)、同心环(808)与第二阀套(813)密封形成左敏感腔(d1)和右敏感腔(d2)，2D活塞(812)的台肩(812A)上的一对高压槽(812B)和一对低压槽(812C)与一对阻尼斜槽相交形成四个微小的开口面积串联构成液压阻力半桥，控制左敏感腔(d1)压力变化，右敏感腔(d2)与进油孔(p)连通，左敏感腔(d1)和右敏感腔(d2)的压力受控于液压阻力半桥，所产生的压力差驱动2D活塞(812)轴向运动；

所述阀芯外壳(804)在左端台肩(804A)上均匀设有4个相同的径向的通孔(e1)，与进油孔(p)连通；第二阀芯外壳(804)右侧环形槽上均匀设有4个相同的径向的通孔(e2)，与出油孔(a)连通；阀芯外壳(804)与阀套螺堵(801)配合，构成控制腔(K)；

所述阀芯(803)设有第一台肩(803A)，第二台肩(803B)，与第一阀芯外套(804)配合，在阀芯(803)作轴向运动时改变油口开度；阀芯(803)左端面(S)设为圆盘型结构，当阀芯(803)左、右移动时，阀芯(803)的圆盘型结构与控制腔(K)之间形成挤压油膜；阀芯(803)第一台肩(803A)右侧设有一通孔(e)，与出油口(a)相通，并通过中心流道(803B)与控制腔(K)连通；

所述电-机械转换器模块包括力矩马达(810)，包括马达外罩(809)、外壳(8101)、衔铁(8102)、永磁铁(8103)、导磁体(8104)、卡件(8105)、线圈(8106)、弹簧(8107)、弹簧杆(8108)、弹簧座(81010)、限位杆(8109)、连接板(81011)，外壳(8101)和马达外罩(809)均与连接板(81011)连接，外壳(8101)通过螺钉与连接板(81011)固连，弹簧(8107)一端与弹簧杆(8108)相连，另一端与固定在外壳上的弹簧座(81010)相连；所述电-机械转换器模块通过连接板(81011)与泵壳(9)连接；在马达外罩(809)与连接板(81011)之间设有O型密封圈，O型密封圈将输出部件密封起来以阻止油液进入围绕衔铁(8102)、线圈(8106)和永磁铁(8103)周围的空间；

所述电-机械转换器模块还包括磁路部分和传动部分；马达外罩(809)和连接板(81011)通过螺钉连接，磁路部分由2个线圈(8106)、2个导磁体(8104)、1个衔铁(8102)和2个永磁体(8103)组成；线圈不通电时，衔铁(8102)保持平衡；线圈(8106)通电会产生磁路线，破坏之前的平衡状态，衔铁(8102)发生偏转；传动部分包括弹簧(8107)、弹簧座(81010)、弹簧杆(8108)、限位杆(8109)；衔铁(8102)偏转时，会带动2D活塞(812)和弹簧杆(8108)转动；弹簧(8107)一端与所述弹簧杆(8108)相连，另一端与固连在外壳上的弹簧座(81010)相连；

所述位移传感器模块包括LVDT连接杆(8108)、由铁芯(81013)和线圈骨架(81014)组成的LVDT传感器，LVDT传感器固定在外壳(8101)上，弹簧杆(8108)与LVDT连接杆(8108)相互垂直地连接，LVDT连接杆(8108)与铁芯(81013)连接，铁芯(81013)与LVDT传感器采用间隙配合，在LVDT传感器内孔直动；LVDT传感器通过螺纹连接杆与阀体模块的2D活塞(812)相连；

所述泵壳(9)前侧面内壁开有连通出油口(91)和后端盖(10)的第一油道(9B)，第一油道(9B)设有岔路以连通小销(73)处的轴孔；泵壳(9)上在插装式电液压力伺服阀(8)处开有第二油道(9A)、第三油道(9C)、第四油道(9D)，第二油道9A连通出油口(91)和压力伺服阀(8)的进油槽P，第三油道(9C)连接压力伺服阀回油槽(T)和进油口(93)，第四油道(9D)连接压力伺服阀出油槽(A)和变量执行机构(7)大销(75)处的轴孔。

2.如权利要求1所述的三点接触叠滚式二维活塞泵，其特征在于：所述前端盖组件(1)包括轴承端盖(11)和前端盖(12)，轴承端盖(11)固定在前端盖(12)上；前端盖(12)和轴承端盖(11)中心同轴开设有轴孔；前端盖(12)与壳体保持架(2)径向配合面上设有O形密封圈。

3.如权利要求1所述的三点接触叠滚式二维活塞泵，其特征在于：所述LVDT传感器与外壳(8101)和卡件(8105)的圆弧配合，通过螺钉使卡件(8105)压紧LVDT传感器，实现LVDT传感器的固定。

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