[發明專利]一種無槽動磁式直線振蕩電機直接驅動的一體化液壓泵

在審

• 申請號: 202011410561.0
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112600379A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 高仁璟;王賡;呂治強;王奇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02K33/02
• 分類號: H02K33/02;H02K1/34;F04B17/04;F04B1/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發明提供一種無槽動磁式直線振蕩電機直接驅動的一體化液壓泵，包括液壓泵定子、液壓泵動子和諧振彈簧，液壓泵定子中電磁線圈組與兩個端蓋同軸固連；兩個液壓缸筒同軸固連于兩個端蓋的外端部；兩個閥體同軸密封固連于兩個液壓缸筒的外端部；配液單向閥對稱安裝于閥體和液壓缸筒的兩端通孔中；液壓泵動子中永磁陣列排布成Halbach陣列形式，表貼于動子軛外表面，與驅動軸同軸固定；隔磁保護環粘接于動子軛的兩端；兩個活塞連接體與兩個隔磁保護環同軸固定并分別連接兩個活塞；活塞與隔磁保護環間套接諧振彈簧。液壓泵定子、液壓泵動子和諧振彈簧共同組成諧振系統。本發明的一體化液壓泵結構緊湊、功率密度高，可有效提高液壓泵的工作效率。

技術領域

本發明涉及液壓泵技術領域，具體而言，尤其涉及一種無槽動磁式直線振蕩電機直接驅動的一體化液壓泵。

背景技術

電磁直驅液壓泵與傳統斜盤式柱塞液壓泵相比，取消了中間“旋轉-直線”的運動轉換機構，縮短了動力傳遞路線，具有流量調節方式簡單、額定流量大、功率密度高等優點，便于高集成度一體化設計和小型化設計，可被應用于航空電動靜液作動器、汽車計量泵和工程液壓機等大流量、可變流量、高精度和高壓等領域。

直線振蕩電機作為電磁直驅泵的動力源和驅動裝置，其性能優劣直接決定電磁直驅泵的流量控制精度和最大輸出產值。基于洛倫茲力原理的音圈直線振蕩電機以結構簡單、響應快、輸出力大等優勢被廣泛應用于電磁直驅泵中。但以動圈作為驅動部件，線圈出線必須采用特殊的布置方式，難以實現一體化的雙向驅動，增加了電磁直驅泵的裝配難度，多以單活塞的多泵驅動方式運行。同時，內置于磁軛和永磁體間的動圈作為熱源，熱量不能及時散發，溫升現象明顯，降低了整機的運行可靠性和穩定性。

為了有效提高電磁直驅泵的功率密度，提高系統魯棒性，減少工作中不必要的非線性輸出，在充分考慮無槽動磁式直線振蕩電機雙向驅動特性以及提高電磁直驅泵集成度的基礎上，提出了本發明的一體化液壓泵結構。可有效提高整個機電液一體化系統的動力傳遞效率，保證電磁直驅泵的工作協調性和應用的廣泛性。

發明內容

根據上述提出的以動圈作為驅動部件，線圈出線必須采用特殊的布置方式，難以實現一體化的雙向驅動，增加了電磁直驅泵的裝配難度，多以單活塞的多泵驅動方式運行；同時，內置于磁軛和永磁體間的動圈作為熱源，熱量不能及時散發，溫升現象明顯，降低了整機的運行可靠性和穩定性的技術問題，而提供一種無槽動磁式直線振蕩電機直接驅動的一體化液壓泵。本發明主要通過采用無槽動磁式直線振蕩電機作為驅動單元，充分利用其雙向作動能力，提高液壓泵的一體化程度；無槽動磁直線振蕩電機的電樞繞組置于磁源動子外側，磁源動子采用Halbach陣列增強氣隙的徑向磁場強度，可顯著提高整機的運行可靠性和功率密度，保證泵吸流量效率，解決驅動要求和有限安裝空間的矛盾，便于小型化設計；該電磁直驅泵的動力系統控制精度更高，協調性更強，具有較高的研究和實用價值。

本發明采用的技術手段如下：

一種無槽動磁式直線振蕩電機直接驅動的一體化液壓泵，包括：液壓泵定子、設置在液壓泵定子內的液壓泵動子和諧振彈簧，所述諧振彈簧與所述液壓泵動子相連，所述液壓泵定子、液壓泵動子和諧振彈簧共同組成諧振系統；

所述液壓泵定子為由兩個閥體、兩個液壓缸筒、兩個端蓋、線圈骨架、外磁軛、電磁線圈組、進液單向閥和出液單向閥組成的對稱結構；所述電磁線圈組由至少一個正向繞組線圈和至少一個反向繞組線圈組成，相鄰繞組的線圈纏繞方向相反，繞制于所述線圈骨架上開設的凹槽中，所述線圈骨架緊貼在所述外磁軛的內表面同時其兩端分別與兩個所述端蓋的內端部同軸固連，兩個所述端蓋的內端部分別與所述外磁軛兩端的端部伸出齒同軸固連；兩個所述液壓缸筒的內端部分別同軸固連于兩個所述端蓋的外端部；兩個所述閥體分別同軸密封固連于兩個所述液壓缸筒的外端部；位于同端的所述閥體和所述液壓缸筒上至少開設有兩個相連通的同軸通孔，所述進液單向閥和所述出液單向閥對稱安裝于兩端所述通孔中；所述液壓缸筒和所述端蓋間構成第一腔室，兩個所述端蓋間構成第二腔室；