[發(fā)明專利]一種步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810504533.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108757372B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞永明;陽(yáng)剛;楊濛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B17/03
• 分類號(hào): F04B17/03;F04B49/12;F04B49/20;F16H25/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種由步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，由微控制器（1）、步進(jìn)電機(jī)（2）、聯(lián)軸器（3）、絲桿（4）、泵蓋（5）、軸承（6）、螺母運(yùn)動(dòng)副（7）、泵殼（8）、平行端面（9）、泵后蓋（10）、滑履（11）、柱塞（12）、缸體（13）、限位開(kāi)關(guān)（14）和止推環(huán)（15）組成，其特征在于：泵殼（8）兩端分別與泵蓋（5）和泵后蓋（10）相連，組成泵本體，泵蓋（5）與泵殼（8）連接處設(shè)有軸承（6）和止推環(huán)（15），步進(jìn)電機(jī)（2）的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與絲桿（4）一端相連，帶動(dòng)絲桿（4）轉(zhuǎn)動(dòng)；絲桿（4）另一端伸入泵本體內(nèi)，與泵蓋（5）、軸承（6）、泵殼（8）和止推環(huán)（15）配合固定，步進(jìn)電機(jī)（2）和絲桿（4）組成了泵的動(dòng)力單元；螺母運(yùn)動(dòng)副（7）套于絲桿（4）外，絲桿（4）上設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)（14），所述螺母運(yùn)動(dòng)副（7）能通過(guò)螺紋傳動(dòng)沿著絲桿（4）的螺紋段在兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)（14）之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，缸體（13）固定于螺母運(yùn)動(dòng)副（7）上，柱塞（12）均布于缸體（13）圓周上的油腔內(nèi)，柱塞一端通過(guò)滑履（11）與平行端面（9）相連，所述平行端面（9）連接泵后蓋（10），且位于泵本體內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)（2）連接微控制器（1），微控制器（1）采集限位信號(hào)，并發(fā)送脈沖控制信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)（2）；

微控制器（1）根據(jù)柱塞泵當(dāng)前動(dòng)作的需求計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)（2）所需的轉(zhuǎn)速、圈數(shù)和回轉(zhuǎn)方向，并轉(zhuǎn)化為實(shí)際的脈沖信號(hào)發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)（2），步進(jìn)電機(jī)（2）接收到信號(hào)后，按照指令輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速、方向和圈數(shù)，帶動(dòng)絲桿（4）進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿（4）上的螺母運(yùn)動(dòng)副（7）將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為自身的直線運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)缸體（13）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，缸體（13）圓周上的油腔與靜止的柱塞（12）產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變油腔的容積，完成一個(gè)吸油或壓油的動(dòng)作，當(dāng)絲桿運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的圈數(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)（2）將停止該方向的輸出，直到接收到微控制器（1）下一步的指令，再以同樣的方式完成下一個(gè)動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，其特征在于：如果在動(dòng)作的過(guò)程中，螺母運(yùn)動(dòng)副（7）到達(dá)了兩端的限位開(kāi)關(guān)（14）的位置，限位開(kāi)關(guān)（14）將產(chǎn)生限位信號(hào)，并發(fā)送到微控制器（1）中，由微控制器（1）產(chǎn)生急停指令，控制步進(jìn)電機(jī)（2）停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母運(yùn)動(dòng)副（7）停止運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，其特征在于：螺母運(yùn)動(dòng)副（7）通過(guò)螺栓螺母與缸體（13）相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，其特征在于：所述絲桿（4）通過(guò)泵蓋（5）、軸承（6）和泵殼（8）的擠壓實(shí)現(xiàn)徑向的固定，通過(guò)止推環(huán)（15）和自身的軸肩結(jié)構(gòu)的擠壓實(shí)現(xiàn)軸向的固定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由步進(jìn)電機(jī)和絲桿驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，其特征在于：絲桿（4）的螺紋段和螺母運(yùn)動(dòng)副（7）通過(guò)螺栓螺母結(jié)構(gòu)相連。