[發(fā)明專利]一種壓電驅(qū)動的柱塞泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710880851.3
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107725305B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方繼根;于革剛;王西峰;吳進(jìn)軍;鄭金傳;姜超
• 申請（專利權(quán)）人: 機(jī)械科學(xué)研究總院海西（福建）分院有限公司;機(jī)械科學(xué)研究總院（將樂）半固態(tài)技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: F04B17/00
• 分類號: F04B17/00;F04B53/14
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專利事務(wù)所 35001
• 代理人: 羅立君

本發(fā)明公開一種壓電驅(qū)動的柱塞泵，包括殼體、封蓋在殼體前后兩端的端蓋、設(shè)于殼體內(nèi)且連接有柱塞桿的柱塞、設(shè)于殼體上的進(jìn)液口和出液口，還包括設(shè)于殼體內(nèi)的壓電振動片和彈性摩擦片、設(shè)于柱塞前側(cè)的前限位機(jī)構(gòu)、設(shè)于柱塞后側(cè)的后限位機(jī)構(gòu)、嵌合在前限位機(jī)構(gòu)與柱塞之間的前側(cè)鋼球、嵌合在后限位機(jī)構(gòu)與柱塞之間的后側(cè)鋼球。該柱塞泵具有結(jié)構(gòu)簡單、小型輕量、響應(yīng)速度快、噪聲低、斷電自鎖、定位精度高、不受磁場干擾、運(yùn)動準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，且還具有耐低溫、真空等適應(yīng)太空環(huán)境的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電驅(qū)動的柱塞泵。

背景技術(shù)

柱塞泵是液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)吸油、壓油。柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合，諸如液壓機(jī)、工程機(jī)械、船舶、航天航空動力系統(tǒng)、空間站、水下作業(yè)系統(tǒng)等的液壓系統(tǒng)中。

傳統(tǒng)的柱塞泵通常使用電機(jī)驅(qū)動,存在容易受電磁干擾，在低溫、真空等環(huán)境中應(yīng)用受限的情況，且存在柱塞泵的配流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率密度不夠高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)柱塞泵存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單,響應(yīng)速度快,噪聲低,定位精度高,運(yùn)動準(zhǔn)確,且不受磁場干擾的壓電驅(qū)動的柱塞泵。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種壓電驅(qū)動的柱塞泵，包括殼體、封蓋在殼體前后兩端的端蓋、設(shè)于殼體內(nèi)且連接有柱塞桿的柱塞、設(shè)于殼體上的進(jìn)液口和出液口，還包括設(shè)于殼體內(nèi)的壓電振動片和彈性摩擦片、設(shè)于柱塞前側(cè)的前限位機(jī)構(gòu)、設(shè)于柱塞后側(cè)的后限位機(jī)構(gòu)、嵌合在前限位機(jī)構(gòu)與柱塞之間的前側(cè)鋼球、嵌合在后限位機(jī)構(gòu)與柱塞之間的后側(cè)鋼球；所述壓電振動片與彈性摩擦片耦合連接，彈性摩擦片通過鍵槽、滾針與柱塞的柱塞桿相連接；所述柱塞的周壁上設(shè)有若干個(gè)配流窗口。

所述前限位機(jī)構(gòu)包括前限位盤，所述后限位機(jī)構(gòu)包括后限位盤；所述前限位盤朝向柱塞的盤面上設(shè)有適于前側(cè)鋼球滾動的環(huán)形曲線槽，后限位盤朝向柱塞的盤面上設(shè)有適于后側(cè)鋼球滾動的環(huán)形曲線槽；所述柱塞的前端連接有若干個(gè)與前限位盤的環(huán)形曲線槽相適配的前側(cè)頂柱，前側(cè)頂柱朝向前限位盤的端面上設(shè)有卡置鋼球的球槽；柱塞的后端連接有若干個(gè)與后限位盤的環(huán)形曲線槽相適配的后側(cè)頂柱，后側(cè)頂柱朝向后限位盤的端面上設(shè)有卡置后側(cè)鋼球的球槽；所述前側(cè)鋼球嵌合在前限位盤的環(huán)形曲線槽與前側(cè)頂柱的球槽之間，后側(cè)鋼球嵌合在后限位盤的環(huán)形曲線槽與后側(cè)頂柱的球槽之間。

所述殼體上設(shè)有環(huán)形集液槽、集液槽蓋板、環(huán)形分液槽、分液槽蓋板。

所述前側(cè)頂柱和后側(cè)頂柱和后側(cè)頂柱優(yōu)選分別為3個(gè)。

所述柱塞周壁上的配流窗口優(yōu)選為3～6個(gè)。

本發(fā)明的工作原理：壓電振動片在高頻交流電壓下，利用逆壓電效應(yīng)，在壓電頻段產(chǎn)生微觀機(jī)械振動，并將這種振動通過共振放大和摩擦耦合變換成彈性摩擦片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，彈性摩擦片帶動柱塞旋轉(zhuǎn)，彈性摩擦片與柱塞桿的連接處采用鍵槽加滾針的形式，能將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，大大減小了摩擦阻力；同時(shí)，由于在柱塞前后兩側(cè)都設(shè)有限位盤且限位盤上都設(shè)有環(huán)形曲線槽，而柱塞的前后兩端都連接有頂柱且頂柱上都設(shè)有球槽，前側(cè)鋼球嵌合在前限位盤的環(huán)形曲線槽與前側(cè)頂柱的球槽之間，后側(cè)鋼球嵌合在后限位盤的環(huán)形曲線槽與后側(cè)頂柱的球槽之間，在前后兩側(cè)限位盤和鋼球的共同作用下，能夠把滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，且柱塞在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時(shí)被迫做往復(fù)直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)柱塞的直線往復(fù)運(yùn)動和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的復(fù)合(柱塞的旋轉(zhuǎn)和滑動兩個(gè)運(yùn)動自由度)，柱塞直線往復(fù)運(yùn)動使泵的容腔發(fā)生周期性的變化，柱塞的周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生配流作用。這樣，傳輸介質(zhì)從進(jìn)液口吸入，由出液口壓出，從而實(shí)現(xiàn)流體輸送功能。