[發(fā)明專利]基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵

在審

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• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104088778A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王林翔;杜修全;王旦
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/10;F04B49/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，主要由泵體、磁致伸縮致動器、線圈、彈簧、剛性元件、彈性膜片、進油口單向閥、出油口單向閥和控制器組成，其特征在于：彈性膜片將泵體分為上下兩部分，其中上部分為油路結(jié)構(gòu)，下部分為驅(qū)動結(jié)構(gòu)；

所述的油路結(jié)構(gòu)包括進油口、出油口，進油口通過進油口單向閥與位于彈性膜片上方的泵腔聯(lián)通，泵腔通過出油口單向閥與出油口聯(lián)通；

所述的驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括磁致伸縮致動器、線圈、剛性元件和彈簧，磁致伸縮致動器的推桿上套置有彈簧，剛性元件設(shè)置在推桿的頂端并與彈性膜片固定連接，線圈繞在磁致伸縮致動器外圍；

所述的磁致伸縮致動器、進油口單向閥和出油口單向閥都受控于控制器；

磁致伸縮致動器通交流電后產(chǎn)生雙向振動，使彈性膜片產(chǎn)生高頻振動，從而使泵腔容積產(chǎn)生變化；當(dāng)致動器收縮時，泵腔容積增大，同時控制進油口單向閥開啟，出油口單向閥關(guān)閉，泵腔此時處于吸油狀態(tài)，吸入低壓油；當(dāng)致動器收縮時，泵腔容積減小，同理控制進油口單向閥關(guān)閉，出油口單向閥開啟，泵腔此時處于壓油狀態(tài)，輸出高壓油。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：磁致伸縮致動器采用巨磁致伸縮材料Terfenol-D棒作為驅(qū)動器，并在驅(qū)動器外圍饒有多匝線圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：控制器發(fā)出的數(shù)字信號用于控制加載在Terfenol-D棒外圍線圈上的驅(qū)動電壓大小和頻率，進而實現(xiàn)對磁致伸縮致動器中的磁場大小和頻率進行控制，從而實現(xiàn)對磁致伸縮泵流量的精確控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：進油口單向閥和出油口單向閥是由壓電陶瓷驅(qū)動的一種主動閥，受外加驅(qū)動電源控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：主動閥是在彈性基板上壓制上一層壓電陶瓷實現(xiàn)的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：振動膜片采用鈹青銅，并采用有限元分析與實驗相結(jié)合的方法確定最優(yōu)的厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Terfenol-D驅(qū)動的數(shù)字液壓泵，其特征在于：磁致伸縮數(shù)字泵泵體采用不銹鋼制造，利用有限元分析，在保證磁致伸縮泵輸出性能前提下，盡量減小泵體厚度，增大功率密度。