双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器制造技术

本发明专利技术提供一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，包括双蝶形协同配流泵，其中双蝶形配流阀块具有X和Y油口，X油口和Y油口分别通过第一管路与第二管路与液压缸连接，两管路之间连接有相并联的两个压力保护阀，且两者的泄压油路方向相反，蓄能器通过第一单向阀和第一管路连接，通过第二单向阀和第二管路连接，蓄能器还通过第三单向阀连接截止阀。本发明专利技术提供的双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器具有高频响、高效率和节能效果，更能适应现代化液压系统需求，同时还采用模块设计，使其加工及装配工艺性好。

【技术实现步骤摘要】
双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器
本专利技术涉及液压传动
，尤其涉及一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器。
技术介绍
液压技术是现代工程机械
内重要的技术之一，液压泵是液压系统中完成机械能到液压能转换的元件，现有液压泵主要包括柱塞泵、叶片泵、齿轮泵等形式。上述传统的液压泵主要应用于开式液压系统，其特点是不管负载的需求如何，泵和电机组一直高速运转完成电能到液压能的转换，通过蓄能器和溢流阀维持系统压力的稳定，给末端的伺服阀或比例阀提供充足的液压功率，这种系统的功率损失严重，整体效率低。伴随着对高能源效率、低重量体积、模块化设计、机电一体化等方向需求的发展，容积控制液压系统是一个发展方向，一种典型应用就是航空航天领域的电静液作动器。传统的纯机械结构液压泵在持续稳定的机械能到液压能转换需求下是一种很好的技术路径，但容积控制液压系统中液压泵不仅实现机械功率到液压功率的转换，还要完成对后端作动器液压功率的控制，由于其旋转轴系惯量大，配流结构固定，无法实现对后端负载压力与流量的高动态调控，因此旋转电机驱动旋转液压泵的这种系统架构在泵控系统的高动态需求下发展潜力有限。以应用最为广泛的斜盘式轴向柱塞泵为例，柱塞在公转圆上的运动通过斜盘倾角得到柱塞的往复运动，从而实现柱塞吸排油容腔体积的周期性变化，通过配流盘的吸油口与排油口实现对泵的油液流动方向的限定。其存在的缺陷是需要通过复杂的机构将柱塞在公转圆上的旋转运动转换为往复运动，由此造成柱塞泵的内部传动环节及摩擦副多。对于泵控液压系统的应用需求，柱塞泵需要改变转动部件的旋转方向来改变油液的流向，或者动态调节斜盘倾角来改变油液的流向，结构的复杂性造成旋转运动部件的转动惯量大，这样其对系统流量和压力的动态调节能力有限，不能满足泵控系统的高动态需求。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的目的是提供一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器。本专利技术提供了一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，包括至少一个泵单元、蓄能器和液压缸，泵单元包括两个泵模块，两泵模块通过双蝶形配流阀块进行油路连接，泵模块包括直线电机，直线电机的两端均连接有配流阀，配流阀的壳体与直线电机的壳体固定连接，配流阀的阀芯与直线电机的动子连接，每一配流阀上连接有吸排油柱塞壳，吸排油柱塞壳内设置有柱塞，柱塞与阀芯一体连接，双蝶形配流阀块具有X油口和Y油口，X油口通过第一管路与液压缸的第一油口连接，Y油口通过第二管路与液压缸的第二油口连接，第一管路与第二管路之间连接有相并联的第一压力保护阀和第二压力保护阀，第一压力保护阀和所述第二压力保护阀的泄压油路方向相反，蓄能器通过第一单向阀和第一管路连接，通过第二单向阀和第二管路连接，蓄能器还通过第三单向阀连接截止阀。本专利技术提供的双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，通过直线电机驱动泵单元来产生流量，然后利用流量驱动作动器运动。与传统技术相比，本专利技术具有如下的优点：1、泵由模块化的多个单元构成，各个单元具有相似性，加工及装配工艺性好；2、柱塞由直线电机动子直接驱动，与传统的斜盘柱塞泵相比不需要通过缸体、滑靴、斜盘等部件得到柱塞的往复运动，减少了摩擦副对数，并且没有斜盘倾斜角度带来的侧向力问题，摩擦损耗更小；3、通过调节直线谐振电机动子的往复运动幅值、频率和两个单元运动函数的相位差，可以调节泵的流量大小及方向。传统液压泵根据排量是否可变及变排量的模式可以分为三类：定量泵、离线变排量、实时变排量；其中实时变排量泵一般是通过改变斜盘倾角来改变排量，调节动态响应时间长。而本专利技术各单元动子往复运动幅值调节响应时间短，因此本专利技术提供的电静液作动器具有高动态的流量调节能力和高响应特点，更能适应泵控系统需求；4、泵的泵油方向可以主动调节，而单向阀配流的往复泵一旦安装完成，泵的流量方向也就固定，即本专利技术提供的是一种双向泵；5、可以增加泵单元的数量，提高泵单元的泵送能力，进而提高本专利技术提供的电静液作动器工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器原理图；图2为本专利技术实施例提供的双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器的立体图；图3为本专利技术实施例提供的双蝶形协同配流泵的立体图；图4为本专利技术实施例提供的泵单元的半机械原理图；图5为本专利技术实施例提供的泵单元的第一工况示意图；图6为本专利技术实施例提供的泵单元的第二工况示意图；图7为本专利技术实施例提供的泵单元的第三工况示意图；图8为本专利技术实施例提供的泵单元的第四工况示意图；图9为本专利技术实施例提供的第一泵模块与第二泵模块运动相位差为π/2时的流量曲线图；图10为本专利技术实施例提供的第一泵模块与第二泵模块运动相位差为-π/2时的流量曲线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，包括至少一个泵单元、蓄能器1和液压缸9，泵单元包括两个泵模块，两泵模块通过双蝶形配流阀块30进行油路连接，泵模块包括直线电机，直线电机的两端均连接有配流阀，配流阀的壳体与直线电机的壳体固定连接，配流阀的阀芯12与直线电机的动子15连接，每一配流阀上连接有吸排油柱塞壳，吸排油柱塞壳内设置有柱塞，柱塞与阀芯12一体连接，双蝶形配流阀块30具有X油口和Y油口，X油口通过第一管路与液压缸9的第一油口连接，Y油口通过第二管路与液压缸9的第二油口连接，第一管路与第二管路之间连接有相并联的第一压力保护阀5和第二压力保护阀6，第一压力保护阀5和第二压力保护阀6的泄压油路方向相反，蓄能器1通过第一单向阀4和第一管路连接，通过第二单向阀3和第二管路连接，蓄能器1还通过第三单向阀3连接截止阀7。在本实施例中，双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器包括至少一个泵单元、蓄能器1和液压缸9。如图3所示，在每个泵单元可设置两个泵模块，即第一泵模块10和第二泵模块20，这两泵模块是通过双蝶形配流阀块30进行油路连接。其中，泵模块包括直线电机，可用来驱动柱塞作往复运动，直线电机的两端均连接有配流阀，配流阀的壳体与直线电机的壳体固定连接，配流阀的阀芯12与直线电机的动子15连接件连接，动子15连接件固定安装在动子15端部，每一配流阀上连接有吸排油柱塞壳，吸排油柱塞壳内设置有柱塞，柱塞与所述阀芯12一体连接，该结构不仅可以实现柱塞和阀芯12的作用，还可以避免柱塞与阀芯12之间发生磨损，收到了意想不到的效果。柱塞可以由吸排油活塞代替。在泵单元中，柱塞是由直线电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，其特征在于，包括至少一个泵单元、蓄能器和液压缸，所述泵单元包括两个泵模块，两所述泵模块通过双蝶形配流阀块进行油路连接，所述泵模块包括直线电机，所述直线电机的两端均连接有配流阀，所述配流阀的壳体与所述直线电机的壳体固定连接，所述配流阀的阀芯与所述直线电机的动子连接，每一所述配流阀上连接有吸排油柱塞壳，所述吸排油柱塞壳内设置有柱塞，所述柱塞与所述阀芯一体连接，所述双蝶形配流阀块具有X油口和Y油口，所述X油口通过第一管路与所述液压缸的第一油口连接，所述Y油口通过第二管路与所述液压缸的第二油口连接，所述第一管路与第二管路之间连接有相并联的第一压力保护阀和第二压力保护阀，所述第一压力保护阀和所述第二压力保护阀的泄压油路方向相反，所述蓄能器通过第一单向阀和第一管路连接，通过第二单向阀和第二管路连接，所述蓄能器还通过第三单向阀连接截止阀。

【技术特征摘要】
1.一种双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，其特征在于，包括至少一个泵单元、蓄能器和液压缸，所述泵单元包括两个泵模块，两所述泵模块通过双蝶形配流阀块进行油路连接，所述泵模块包括直线电机，所述直线电机的两端均连接有配流阀，所述配流阀的壳体与所述直线电机的壳体固定连接，所述配流阀的阀芯与所述直线电机的动子连接，每一所述配流阀上连接有吸排油柱塞壳，所述吸排油柱塞壳内设置有柱塞，所述柱塞与所述阀芯一体连接，所述双蝶形配流阀块具有X油口和Y油口，所述X油口通过第一管路与所述液压缸的第一油口连接，所述Y油口通过第二管路与所述液压缸的第二油口连接，所述第一管路与第二管路之间连接有相并联的第一压力保护阀和第二压力保护阀，所述第一压力保护阀和所述第二压力保护阀的泄压油路方向相反，所述蓄能器通过第一单向阀和第一管路连接，通过第二单向阀和第二管路连接，所述蓄能器还通过第三单向阀连接截止阀，所述配流阀为两位三通阀。2.根据权利要求1所述的双蝶形协同配流泵驱动的电静液作动器，其特征在于，所述吸排油柱塞壳与所述配流阀的壳体为一体结构的壳体，所述一体结构的壳体内具有在同一直线方向上相互连通的吸排油腔和阀芯腔，所述阀芯腔设置有三个环形油槽，所述阀芯腔靠近所述直线电机，所述柱塞与所述阀芯为一体的柱体结构，所述柱体的中部设置有环槽，所述环槽选择性的与两相邻的所述环形油槽连通。3.根据权利要求2所述的双蝶形协...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦宗夏，王子蒙，李洋，尚耀星，吴帅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11