CN207178189U - 一种液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压驱动装置，其技术方案要点是包括有齿轮泵；用于拖动齿轮泵的伺服电机；伺服驱动器，其根据给定的压力和流量信号，输出相应的电压驱动伺服电机工作；旋转编码器，用于检测伺服电机的转速并输出给伺服驱动器；压力传感器，用于检测齿轮泵喷出的流体的压力并输出给伺服驱动器。该液压驱动装置实现了对伺服电机转速和齿轮泵喷出的流体的压力的检测和自动调节，消除了溢流现象，减少了能量损耗，且该液压驱动装置所使用的齿轮泵通过由一个旋转轴带动两个齿轮增压机构的设计，使得流体在流过两个齿轮增压机构的过程中进行了两次增压，提高了增压效果，使得该齿轮泵的具有高额定压力，该液压驱动装置的压力调节范围大。

Description

一种液压驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种驱动装置，更具体的说是涉及一种液压驱动装置。

背景技术

传统的液压驱动装置通常包括有异步电机、泵和溢流阀等，一般通过节流调速的方法来调节压力和流量，调速过程中多余的流量必须通过溢流阀溢流才能达到调速的目的，这样就会存在较大的溢流损失，再加上液压驱动装置本身就存在节流损失，使得该装置的能量损失严重。

液压驱动装置通常对泵的额定压力要求较高，泵的额定压力越高，则液压驱动装置的最大压力越高，该液压驱动装置对压力调节范围就越大。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种液压驱动装置，该液压驱动装置能够降低能量损失，且压力调节范围较大。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种液压驱动装置，该装置包括有：

输送流体和对流体增压的齿轮泵，其吸入流体的一端与装有流体的液压箱相连接，喷出流体的一端与控制阀相连接；

伺服电机，其连接齿轮泵，用于拖动齿轮泵；

能够直接给定压力和流量信号的伺服驱动器，其连接伺服电机，根据给定的压力和流量信号，输出相应的电压驱动伺服电机工作；

旋转编码器，其连接伺服电机，用于检测伺服电机的转速并输出给伺服驱动器参与电机转速的闭环控制；

压力传感器，其连接齿轮泵，用于检测齿轮泵喷出的流体的压力并输出给伺服驱动器参与齿轮泵喷出流体的压力的闭环控制；

齿轮泵包括有前端盖、后端盖、旋转轴和中间体，中间体前后两端分别与前端盖和后端盖通过螺栓固定连接，前端盖上设置有吸入连接口，后端盖上设置有喷出连接口，中间体包括有两个能够输送流体并且对流体增压的齿轮增压机构，齿轮增压机构包括有：

外啮合齿轮，在外周面上形成有齿部，并且在中间部形成有贯通孔；

环状的内啮合齿轮，在内周面上形成有齿部；

箱体，形成有收纳外啮合齿轮与内啮合齿轮的内部空间；

外啮合齿轮以及内啮合齿轮是在相互偏心以使齿部的一部分相互啮合的状态、且在外啮合齿轮以及内啮合齿轮的两端面抵接于形成内部空间的内壁面的状态下，收纳在内部空间内；

两个外啮合齿轮的贯通孔同轴设置，齿轮增压机构前后固定连接，与前端盖相连接的齿轮增压机构为第一齿轮增压机构，与后端盖相连接的齿轮增压机构为第二齿轮增压机构，第一齿轮增压机构的箱体上设置有第一吸入口和第一喷出口，第二齿轮增压机构的箱体上设置有第二吸入口和第二喷出口，第一吸入口与吸入连接口联通，第一喷出口与第二吸入口相联通，第二喷出口与喷出连接口相联通，能够同时带动两个外啮合齿轮转动的旋转轴先后嵌插入两个贯通孔内。

作为本实用新型的进一步改进，电机为功率因数高、效率高的永磁同步伺服电机。

作为本实用新型的进一步改进，前端盖上设置有轴孔，旋转轴穿过前端盖上的轴孔后一侧与外啮合齿轮连接，另一侧接外力，前端盖上的轴孔与旋转轴之间设有轴封。

作为本实用新型的进一步改进，内啮合齿轮的中心轴线与箱体的中心轴线成偏心安置，外啮合齿轮的中心轴线与箱体的中心轴线成重合安置，嵌插入贯通孔的旋转轴位于该齿轮泵的中心，前端盖上的轴孔也位于前端盖的中心位置。

作为本实用新型的进一步改进，两个内啮合齿轮的中心轴线位于箱体的中心轴线的相对两侧，且三条中心轴线位于同一平面内。

作为本实用新型的进一步改进，内部空间的内壁面上设置有能够容纳流体的容置腔，容置腔位于内壁面与内啮合齿轮和外啮合齿轮的相抵接处。

本实用新型的有益效果：该液压驱动装置通过旋转编码器、压力传感器和伺服驱动器的设置，实现了对伺服电机转速和齿轮泵喷出的流体的压力的检测和自动调节，使得该液压驱动装置的输出功与负载相平衡，消除了溢流现象，减少了能量损耗，且该液压驱动装置所使用的齿轮泵通过由一个旋转轴带动两个齿轮增压机构的设计，使得流体在流过两个齿轮增压机构的过程中进行了两次增压，提高了增压效果，使得该齿轮泵的具有高额定压力，该液压驱动装置的压力调节范围大。

附图说明

图1为液压驱动装置结构示意图；

图2为齿轮泵的结构示意图；

图3为齿轮泵另一侧的结构示意图；

图4为齿轮增压机构的结构示意图；

图5为箱体的立体结构示意图。

附图标记：1、齿轮泵；11、前端盖；111、吸入连接口；112、轴孔；113、轴封；12、后端盖；121、喷出连接口；13、旋转轴；14、中间体；15、齿轮增压机构；151、外啮合齿轮；152、内啮合齿轮；153、箱体；154、贯通孔；155、内部空间；156、内壁面；167、容置腔；16、第一齿轮增压机构；161、第一吸入口；162、第一喷出口；17、第二齿轮增压机构；171、第二吸入口；172、第二喷出口；2、伺服电机；3、伺服驱动器；4、旋转编码器；5、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至5所示，本实施例的一种液压驱动装置，该装置包括有：

齿轮泵1，其吸入流体的一端与装有流体的液压箱相连接，喷出流体的一端与控制阀相连接，能够输送流体和对流体增压；

伺服电机2，其连接齿轮泵1，能够带动齿轮泵1工作；

能够直接给定压力和流量信号的伺服驱动器3，其连接伺服电机2，能够根据给定的压力和流量信号，输出相应的电压驱动伺服电机2工作；

旋转编码器4，其连接伺服电机2，能够检测伺服电机2的转速并反馈给伺服驱动器3，参与对电机转速的闭环控制；

压力传感器5，其连接齿轮泵1，能够检测齿轮泵1喷出的流体的压力并反馈给伺服驱动器3，参与对齿轮泵1喷出流体的压力的闭环控制；

根据给定压力和流量信号的不同，伺服驱动器3输出不同的电压，而伺服电机2的转速和电压成正比，因此能够调节伺服电机2的转速，同时根据旋转编码盘检测伺服电机2的转速与给定的转速在伺服驱动器3内部进行闭环控制，保证伺服电机2的转速准确性，齿轮泵1由伺服电机2带动且与伺服电机2的转速相同，该液压驱动装置的流量等于齿轮泵1的排量与伺服电机2的转速相乘，其中齿轮泵1的排量是不变的，而伺服电机2的转速是可以自动调节的，因此可通过调节伺服电机2的转速来达到调节流量的目的，以满足负载对流量的要求，压力传感器5检测到的压力反馈给伺服驱动器3，与给定的压力相比较并在伺服驱动器3内部进行闭环控制，以满足负载对压力的要求。

该液压驱动装置通过旋转编码器4、压力传感器5和伺服驱动器3的设置，实现了对伺服电机2转速和齿轮泵1喷出的流体的压力的检测和自动调节，使得该液压驱动装置的输出功与负载相平衡，在检测和调节过程中无溢流现象，减少了能量损耗。

齿轮泵1包括有前端盖11、后端盖12、旋转轴13和中间体14，中间体14的前后两端分别与前端盖11和后端盖12通过螺栓固定连接，前端盖11上设置有一个吸入连接口111，后端盖12上设置有一个喷出连接口121，中间体14包括有两个能够输送流体并且对流体进行增压的齿轮增压机构15，齿轮增压机构15包括有：

外啮合齿轮151，在外周面上形成有齿部，并且在中间位置形成有贯通孔154；贯通孔154的圆柱面上设置有键槽，用于插入键。

环状的内啮合齿轮152，在内周面上形成有齿部。

箱体153,形成有收纳外啮合齿轮151与内啮合齿轮152的内部空间155，该内部空间155位于箱体153的一侧，箱体153中心位置设置有贯通孔154，该贯通孔154用于安装轴承，旋转轴13嵌入轴承内孔后能够相对箱体153旋转。

外啮合齿轮151和内啮合齿轮152相互偏心，且它们的齿部的一部分相互啮合，外啮合齿轮151和内啮合齿轮152的两端面抵接在箱体153的内部空间155的内壁面156上。

两个外啮合齿轮151的贯通孔154同轴设置，齿轮增压机构15前后通过螺栓固定连接，与前端盖11相连接的齿轮增压机构15为第一齿轮增压机构16，与后端盖12相连接的齿轮增压机构15为第二齿轮增压机构17，第一齿轮增压机构16的箱体153上设置有第一吸入口161和第一喷出口162，第一吸入口161和第一喷出口162位于箱体153的相对两侧，第二齿轮增压机构17的箱体153上设置有第二吸入口171和第二喷出口172，第二吸入口171和第二喷出口172位于箱体153的相对两侧，第一吸入口161与吸入连接口111联通，第一喷出口162与第二吸入口171相联通，第二喷出口172与喷出连接口121相联通，旋转轴13上设置有两个键部，旋转轴13通过键部先后嵌插入两个外啮合齿轮151的贯通孔154内，旋转轴13能够同时带动两个外啮合齿轮151转动。

当旋转轴13旋转时，带动两个齿轮增压机构15同时工作，此时流体从吸入连接口111吸入，通过第一吸入口161进入第一齿轮增压机构16内进行增压，经过一次增压后从第一喷出口162喷出，由于第一喷出口162与第二吸入口171联通，流体将从第二吸入口171进入第二齿轮增压机构17内进行增压，经过第二次增压后从第二喷出口172喷出，流体在流过两个齿轮增压机构15的过程中先后进行了两次增压，在两次增压过程中，流体的流量不变，但流体最终的增压效果为两次增压效果的叠加，因此该齿轮泵1提高了对流体的增压效果，使得该齿轮泵1的具有高额定压力，该液压驱动装置的压力调节范围大。

作为改进的一种具体实施方式，电机为永磁同步伺服电机2，永磁同步伺服电机2的功率因数高，可达到95％以上，自身的无功功率损耗低，降低了能量损耗，且永磁同步伺服电机2的效率高，机械效率可达到95％以上，在能量转换过程中的能量损失少，降低了能量损耗。

作为改进的一种具体实施方式，前端盖11上设置有轴孔112，旋转轴13穿过前端盖11上的轴孔112后内侧与外啮合齿轮151连接，外侧设置有一个键部，通过键部与电动机相连，电动机带动旋转轴13旋转，前端盖11上的轴孔112与旋转轴13之间设有轴封113，用来封住流体，避免流体沿旋转轴13与轴孔112之间的间隙流出，造成流体泄漏。

作为改进的一种具体实施方式，两个内啮合齿轮152的中心轴线与箱体153的中心轴线均成偏心安置，两个外啮合齿轮151的中心轴线与箱体153的中心轴线均成重合安置，由于箱体153的中心轴线与齿轮泵1的中心轴线重合，此时嵌插入贯通孔154的旋转轴13的中心轴线也与齿轮泵1的中心轴线重合，即旋转轴13位于该齿轮泵1的中心位置，前端盖11上的轴孔112也将位于前端盖11的中心位置，降低了前端盖11的加工难度，便于前端盖11的加工。

作为改进的一种具体实施方式，两个内啮合齿轮152的中心轴线位于箱体153的中心轴线的相对两侧，且三条中心轴线位于同一平面内，即两个内啮合齿轮152的偏心方向成相反方向设置，当齿轮加热机构工作时，由于内啮合齿轮152的中心轴线与齿轮泵1的中心轴线不重合，流体在齿轮间旋转时产生的向各个方向的离心力不相等，当两个内啮合齿轮152的偏心方向成相反方向设置时，由于两对啮合齿轮的转速和流量相同，两对啮合齿轮间的流体产生的离心力可相互抵消，增加了该齿轮泵1工作时的稳定性；且当两个内啮合齿轮152的偏心方向成相反方向设置时，由于两个外啮合齿轮151的转向相同，则两个内啮合齿轮152的转向相反，此时第一喷出口162与第二吸入口171刚好位于齿轮泵1的同一侧，减少了流体从第一喷出口162到第二吸入口171的流程，减少了能量的损耗，降低了使用成本。

作为改进的一种具体实施方式，内部空间155的内壁面156上设置有容置腔167，容置腔167位于内壁面156与内啮合齿轮152和外啮合齿轮151的相抵接处，容置腔167能够安置流体，位于容置腔167内的流体能够渗透到内壁面156与齿轮之间的接触面上，起到润滑效果，降低齿轮旋转过程中齿轮端面与内壁面156的摩擦对齿轮端面和内壁面156造成的损耗，提高了该齿轮泵1的使用寿命。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种液压驱动装置，其特征在于：该装置包括有：

输送流体和对流体增压的齿轮泵(1)，其吸入流体的一端与装有流体的液压箱相连接，喷出流体的一端与控制阀相连接；

伺服电机(2)，其连接齿轮泵(1)，用于拖动齿轮泵(1)；

能够直接给定压力和流量信号的伺服驱动器(3)，其连接伺服电机(2)，根据给定的压力和流量信号，输出相应的电压驱动伺服电机(2)工作；

旋转编码器(4)，其连接伺服电机(2)，用于检测伺服电机(2)的转速并输出给伺服驱动器(3)参与电机转速的闭环控制；

压力传感器(5)，其连接齿轮泵(1)，用于检测齿轮泵(1)喷出的流体的压力并输出给伺服驱动器(3)参与齿轮泵(1)喷出流体的压力的闭环控制；

所述齿轮泵(1)包括有前端盖(11)、后端盖(12)、旋转轴(13)和中间体(14)，所述中间体(14)前后两端分别与前端盖(11)和后端盖(12)通过螺栓固定连接，所述前端盖(11)上设置有吸入连接口(111)，所述后端盖(12)上设置有喷出连接口(121)，所述中间体(14)包括有两个能够输送流体并且对流体增压的齿轮增压机构(15)，所述齿轮增压机构(15)包括有：

外啮合齿轮(151)，在外周面上形成有齿部，并且在中间部形成有贯通孔(154)；

环状的内啮合齿轮(152)，在内周面上形成有齿部；

箱体(153)，形成有收纳所述外啮合齿轮(151)与所述内啮合齿轮(152)的内部空间(155)；

所述外啮合齿轮(151)以及所述内啮合齿轮(152)是在相互偏心以使齿部的一部分相互啮合的状态、且在所述外啮合齿轮(151)以及所述内啮合齿轮(152)的两端面抵接于形成所述内部空间(155)的内壁面(156)的状态下，收纳在所述内部空间(155)内；

两个外啮合齿轮(151)的贯通孔(154)同轴设置，所述齿轮增压机构(15)前后固定连接，与前端盖(11)相连接的齿轮增压机构(15)为第一齿轮增压机构(16)，与后端盖(12)相连接的齿轮增压机构(15)为第二齿轮增压机构(17)，所述第一齿轮增压机构(16)的箱体(153)上设置有第一吸入口(161)和第一喷出口(162)，所述第二齿轮增压机构(17)的箱体(153)上设置有第二吸入口(171)和第二喷出口(172)，所述第一吸入口(161)与所述吸入连接口(111)联通，所述第一喷出口(162)与所述第二吸入口(171)相联通，所述第二喷出口(172)与所述喷出连接口(121)相联通，能够同时带动两个外啮合齿轮(151)转动的旋转轴(13)先后嵌插入两个贯通孔(154)内。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动装置，其特征在于：所述电机为功率因数高、效率高的永磁同步伺服电机(2)。

3.根据权利要求1所述的一种液压驱动装置，其特征在于：所述前端盖(11)上设置有轴孔(112)，所述旋转轴(13)穿过所述前端盖(11)上的轴孔(112)后一侧与外啮合齿轮(151)连接，另一侧接外力，前端盖(11)上的轴孔(112)与旋转轴(13)之间设有轴封(113)。

4.根据权利要求3所述的一种液压驱动装置，其特征在于：所述内啮合齿轮(152)的中心轴线与箱体(153)的中心轴线成偏心安置，所述外啮合齿轮(151)的中心轴线与箱体(153)的中心轴线成重合安置，嵌插入贯通孔(154)的旋转轴(13)位于该齿轮泵(1)的中心，所述前端盖(11)上的轴孔(112)也位于前端盖(11)的中心位置。

5.根据权利要求4所述的一种液压驱动装置，其特征在于：两个内啮合齿轮(152)的中心轴线位于箱体(153)的中心轴线的相对两侧，且三条中心轴线位于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的一种液压驱动装置，其特征在于：所述内部空间(155)的内壁面(156)上设置有能够容纳流体的容置腔(167)，所述容置腔(167)位于内壁面(156)与内啮合齿轮(152)和外啮合齿轮(151)的相抵接处。