[發明專利]一種直流定子勵磁式機電液耦合器

有效

• 申請號: 201710960211.3
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107587992B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 張洪信;趙清海;侯典平;華青松;張鐵柱
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: F04B17/03
• 分類號: F04B17/03;F04B1/22;F04B53/16;H02K7/14;F03C1/26;F03C1/253;H02K7/18
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 劉曉

本發明公開了一種直流定子勵磁式機電液耦合器，包括支撐系統、機械能轉化系統、液壓能轉化系統和電能轉化系統；支撐系統包括殼體和配流盤等；液壓能轉化系統包括缸體、斜盤和柱塞等；電能轉化系統包括轉子線圈、定子鐵芯、勵磁繞組、引線端子等。定子鐵芯及其勵磁繞組固定在殼體內，傳動軸與缸體通過花鍵連接同步轉動，在斜盤作用下柱塞沿軸線往復移動吸入或輸出液壓油；具體工作時，引線端子外接直流電，實現機械能、液壓能、電能三者之間的相互轉化，具有結構緊湊、轉換效率高、壓力損失小等優勢，機電液的耦合和對應能量的相互轉化，其應用需求和產業化前景廣闊。

技術領域

本發明涉及能量轉換技術領域，特別是一種直流定子勵磁式機電液耦合器。

背景技術

液壓動力源主要有三種，傳統電機-泵組、屏蔽式電機泵和電液泵。前兩者都是采用電機與液泵靠聯傳動軸器連接的方式，這種方式會帶來許多的缺點：聯軸器不同心帶來的噪聲和振動；軸向排布使得其體積和質量較大；多處連接和配合使得可靠性降低，有泄漏的風險；效率也很低；而且只能輸出液壓能，不能輸出機械能以及能量之間的轉換。

現有技術中，常見的是一種或者兩種不同形式主要能量之間的轉換的工具，在不同的工況、遠距離戶外作業或者選購備用工具中，往往需要采購多種類型的工具，大大提高了運輸及采購成本，為此，亟待提出一種可實現多種能量之間的轉換和靈活調節，且工作穩定、噪音小的機械結構設計。

發明內容

本發明目的在于提供一種直流定子勵磁式機電液耦合器，將直流電機與軸向斜盤式柱塞泵高度集成，電機轉子與缸體變為一個整體，利用斜盤柱塞泵柱塞的往復運動，實現機械能與液壓能之間的轉換，轉子線圈旋轉切割磁感線實現電能和機械能之間的轉換，具有結構簡單，工作噪聲小、省去聯結裝置，體積減小等優勢，運行更穩定安全。

本發明是采用以下的技術方案實現的：一種直流定子勵磁式機電液耦合器，包括支撐系統以及與其連接的機械能轉化系統、液壓能轉化系統和電能轉化系統；

所述支撐系統包括殼體、固定栓和后蓋；殼體內具有一內腔，殼體的左端設有一圓形通孔，該圓形通孔靠左端內壁上加工有環形槽，環形槽內設置有密封圈，圓形通孔右端為前軸承座孔；固定栓固定設置在殼體內腔的左壁上；后蓋安裝在殼體右端，后蓋內還設置有上油路和下油路，在后蓋的左端面還固定設置有配流盤，配流盤上設有兩配流窗口，且兩配流窗口分別與上油路和下油路連通，另外在后蓋的中心部位設有一后軸承座孔；

所述機械能轉化系統包括傳動軸、前軸承和后軸承，傳動軸為階梯軸，其兩端分別與前軸承和后軸承連接，傳動軸的中部設有外花鍵，前軸承和后軸承分別固定設置在前軸承座孔和后軸承座孔內；傳動軸從殼體左端的圓形通孔中穿出，且與該圓形通孔間隙配合；

所述液壓能轉化系統包括缸體、球面彈簧座、回程盤和斜盤；所述缸體設置在殼體內腔中與傳動軸固定連接，且其右端與配流盤接觸，且可與其相對滑動；球面彈簧座與傳動軸相連，且球面彈簧座與缸體之間設有壓緊彈簧，壓緊彈簧被球面彈簧座和缸體壓縮并產生彈力；所述回程盤通過球面副與球面彈簧座接觸，壓在滑履的上部，滑履的底面與斜盤的楔面接觸，該楔面與傳動軸的軸線的垂直面的夾角稱為偏離角，斜盤固定在固定栓上；而且，缸體內設有與傳動軸外花鍵嚙合的內花鍵，且沿缸體的軸線周向均勻分布有多個柱塞孔，柱塞孔內嵌有導套，注塞孔與導套過盈配合，導套內設置柱塞，柱塞的前端通過球副與滑履連接，柱塞的后端、缸體和配流盤形成泵腔；

所述電能轉化系統包括換向器、電刷、定子鐵芯和轉子線圈；所述換向器固連在缸體上，并與缸體同步轉動，且各換向器外周半徑相同；所述電刷包括兩個，電刷徑向固定有彈性體，彈性體與殼體內腔的內壁固連；定子鐵芯固定設置在殼體的內腔內，定子鐵芯沿缸體軸線對稱設置有兩個，定子鐵芯的內表面為圓弧形，且與缸體同軸，其外表面固連在殼體的內壁上，定子鐵芯外周繞有勵磁繞組，兩個勵磁繞組串聯且產生的磁場方向相同，并分別接出引線端子U1和引線端子U2；轉子線圈嵌裝在缸體的外柱面內，相對于缸體的回轉軸線對稱分布，轉子線圈的一端連接兩固連在缸體上的換向器。