[發明專利]一種低速大扭矩復合式液壓馬達

有效

• 申請號: 202110684613.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113309755B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王林翔;韓宇翔
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B15/06
• 分類號: F15B15/06;F15B11/08;F15B13/044
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種低速大扭矩復合式液壓馬達。本發明包括機械傳動機構和液壓控制回路，機械傳動機構與液壓控制回路連接；機械傳動機構包括外殼體、缸體、若干個傳動組和內齒輪軸，缸體、傳動組和內齒輪軸均位于外殼體中，內齒輪軸為空心軸，缸體安裝于內齒輪軸中，缸體外周面沿圓周設有多個圓柱空腔，每個圓柱空腔沿缸體徑向布置；每個圓柱空腔經一個傳動組連接于內齒輪軸，各個圓柱空腔和各自的液壓控制回路聯通。本發明利用液壓缸的往復工作帶動齒輪的定軸轉動，利用內齒輪傳動的大減速比可將液壓馬達的輸出轉速降至極低，同時大幅提高輸出扭矩，可適用于驅動具有超低速大扭矩工作特性的回轉機構，且液壓控制原理簡單可靠、易于鎖止。

技術領域

本發明屬于液壓馬達設計與控制技術領域，具體涉及了一種由液壓缸和齒輪機構聯合驅動的低速大扭矩復合式液壓馬達。

背景技術

液壓馬達是一種輸出旋轉運動的液壓執行元件。按照額定轉速的高低，液壓馬達可分為高速和低速兩大類。低速液壓馬達轉速低、輸出扭矩較大，因此可省去相應的減速裝置，直接與工作機構連接。傳統的低速液壓馬達主要采用徑向柱塞式結構，由定子、缸體、配油軸和柱塞等元件組成，其工作原理為：當壓力油進入缸體內柱塞的底部時，柱塞向外伸出，緊緊頂住定子的內壁，定子對柱塞的反作用力驅使缸體旋轉。

徑向柱塞式液壓馬達的工作特性可靠，但是其結構復雜，體積和重量較大。為滿足特定工況下的超低速要求，液壓馬達需要靠減速裝置進一步降低轉速。這種方式雖然能在一定程度上降低輸出轉速、提高輸出扭矩，卻增加了驅動系統的復雜程度，影響驅動系統的可靠性和實用性。

發明內容

為了應對背景技術中所述的問題，本發明所要解決的技術問題是：提供了一種由液壓缸和齒輪減速機構聯合驅動的復合式液壓馬達。本發明將液壓缸和齒輪機構集成在液壓馬達內，通過內齒輪軸傳動極大地降低其輸出轉速，本發明工作原理簡單易行，具有低速、大扭矩、易于鎖止等工作優勢，可適用于驅動具有超低速大扭矩工作特性的回轉機構。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

本發明包括機械傳動機構和液壓控制回路，機械傳動機構與液壓控制回路通過接頭、軟管等進行油液連接；

機械傳動機構包括外殼體、缸體、若干個傳動組和內齒輪軸，缸體、傳動組和內齒輪軸均位于外殼體中，內齒輪軸為具有空心內腔的空心軸，缸體同軸固定安裝于內齒輪軸的空心內腔中，缸體外周面沿圓周間隔均勻地設有多個圓柱空腔，每個圓柱空腔沿缸體徑向布置，每個圓柱空腔的軸線均與缸體的軸線垂直，每個圓柱空腔的外端貫穿出缸體外周面，使得傳動組中的柱塞2可以在圓柱空腔中沿其軸向滑動；每個圓柱空腔經一個傳動組連接于內齒輪軸的內壁，各個圓柱空腔和各自的液壓控制回路聯通；

每個傳動組均包括柱塞、連桿和外齒輪軸，柱塞內端位于圓柱空腔中，柱塞外端經連桿與外齒輪軸的偏心位置鉸接，外齒輪軸外周面加工為外齒圈，內齒輪軸空心內腔的內周面加工為內齒圈，外齒輪軸的外齒圈與內齒輪軸的內齒圈嚙合形成齒嚙合傳動副，每個外齒輪軸位置保持固定，可自轉地安裝，且內齒輪軸和外齒輪軸始終保持同向旋轉；

每個圓柱空腔的內底部均經缸體內部的油路聯通到液壓控制回路；

液壓控制回路包括一個油泵、一個油箱、若干個兩位三通電磁閥和一個控制裝置，每個圓柱空腔均連接有一個兩位三通電磁閥，圓柱空腔的數量和兩位三通電磁閥的數量相同；

每個兩位三通電磁閥均分別與油泵和油箱連接，使得液壓油從油泵通過兩位三通電磁閥后依次經油路和窗口后流入圓柱空腔中，或者液壓油從圓柱空腔中依次經窗口和油路后通過兩位三通電磁閥流入到油箱中。每個兩位三通電磁閥均與控制裝置電連接，兩位三通電磁閥還與各自對應的油路連接；控制裝置按一定順序協調切換每個兩位三通電磁閥的工作位狀態，保持至少其中一個兩位三通電磁閥的工作位狀態與其他各個兩位三通電磁閥的工作位狀態不同，進而控制僅其中一個圓柱空腔進油，其他各個圓柱空腔排油，進而控制各個傳動組運動，從而經齒嚙合傳動副帶動內齒輪軸的連續定軸轉動。