专利名称：活塞泵驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械中液压动力系统的技术领域，具体的说，是一种新型结构的活塞泵驱动装置。
背景技术：
现有液压泵或液体输送设备大多不能使液体输出(或输入)流量G＝c(c为常数)，目前旋转活塞泵虽能解决此方面问题，但结构较复杂，活动部件多，且交替做功的一对活塞存在G从0到c的阶跃变化，装置的承压边界受到压力阶跃响应的考验。
本发明从活塞泵驱动机构方面考虑解决液体输出或输入流量的阶跃变化问题，使用较为简单的方法和较少的零部件，达到G＝c(c为常数)的效果。
发明内容
本发明就是为了解决活塞泵输出液体流量恒定的问题，而提供了一种活塞泵驱动装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现一种活塞泵驱动装置，所述驱动装置为一圆柱体，所述圆柱体的侧面上设有曲线槽。
所述的曲线槽的曲线由下面两个二次曲线方程组合而成y1=k(χ-a4)2-A,(0≤x≤a2);]]>y2=-k(χ-3a4)2+A,(a2≤x≤a)]]>A＝ka2/16
其中a为所述圆柱体的底面周长；κ为正数；y1为第一曲线方程；y2为第二曲线方程。
为方便活塞泵的活塞杆连接到所述驱动装置上，所述曲线槽内设有滑块，一个活塞杆安装一个滑块。该滑块为一圆柱体，其尺寸远小于本发明活塞泵驱动装置所述圆柱体尺寸，高度大于所述曲线槽的深度，底面直径和所述曲线槽宽度相等，一端安装在活塞杆上，另一端插入所述曲线槽内，可以在所述曲线槽内滑动，且其轴线垂直相交于所述圆柱体的轴线，滑块的轴线与所述圆柱体侧面交点的轨迹即为曲线方程所描述的曲线。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明活塞泵驱动装置是一个在侧面上开有曲线槽的圆柱体，当圆柱体以恒定速度旋转时，活塞泵的活塞杆端部沿着曲线槽作垂直方向滑动，活塞的运动速度为时间t的一次函数，然后通过4n(n为自然数)个活塞泵的组合，使得输出的液体流量为恒定值。作为活塞泵的驱动装置，本发明结构简单，并且单个活塞泵输出液体流量为连续函数，不存在阶跃变化问题，性价比提高。
图1是本发明活塞泵驱动装置的结构示意图；图2是本发明活塞泵驱动装置t＝0时刻的侧面展开示意图；图3是本发明活塞泵驱动装置t＝0时刻连接活塞泵时的侧面展开图；图4是本发明活塞泵驱动装置t＝0时刻连接活塞泵时的立体使用状态图；图5是本发明活塞泵驱动装置的连接活塞泵时的俯视图；图6是本发明活塞泵驱动装置的活塞泵4-1流量曲线示意图；图7是本发明活塞泵驱动装置的活塞泵4-2流量曲线示意图；图8是本发明活塞泵驱动装置的活塞泵4-3流量曲线示意图；
图9是本发明活塞泵驱动装置的活塞泵4-4流量曲线示意图；图10是本发明活塞泵驱动装置的总流量曲线示意图；图11是本发明活塞泵驱动装置的另一种连接活塞泵方式的t＝0时刻侧面展开图；其中1圆柱体；2曲线槽；3滑块；3-1、3-2、3-3、3-4滑块；4活塞泵；4-1活塞泵；4-2活塞泵；4-3活塞泵；4-4活塞泵；5活塞；6活塞杆；6-1活塞杆固定套；7输出油箱；8输入油箱；9止回阀；10管路；11活塞泵4-1的流量曲线；12活塞泵4-2的流量曲线；13活塞泵4-3的流量曲线；14活塞泵4-4的流量曲线；15总的输入流量曲线；16总的输出流量曲线；ω为圆柱体旋转角速度，r为圆柱体的底面半径，a为圆柱体的底面周长，t为任意时刻，圆柱体高略大于2A，s为活塞面积。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
实施例一，本发明活塞泵驱动装置，是一个侧面开有曲线槽2的圆柱体1，曲线方程为y1=k(χ-a4)2-A,(0≤x≤a2)]]>y2=-k(χ-3a4)2+A,(a2≤x≤a);]]>A＝ka2/16a为所述圆柱体的底面周长，κ为正数。
在曲线上选8个点，其坐标分别如下其中ω1为圆柱体1旋转角速度，r为圆柱体1的底面半径，a为圆柱体1的底面周长，t为任意时刻，圆柱体高为2A，s为活塞5的面积。
定点①(0，0)，
动点E(ωrt，yE)， ；y1为从定点①(0，0)至定点 至定点 的曲线方程，y2为从定点 至定点 至定点①(0，0)的曲线方程；滑块3-1、3-2、3-3、3-4在曲线槽上的坐标分别对应动点E、F、M、N。
使用方式一垂直水平方向安装有四个活塞泵4-1、4-2、4-3、4-4，其型号和水平位置相同，初始时刻的活塞位置依次相差四分之一周期，其活塞杆上端分别固定在间隔四分之一周期的四个点E、F、M、N上，其俯视图如图5所示，大圆是圆柱体1，四个小圆分别是活塞泵4-1、4-2、4-3、4-4，设活塞向下运动时将液体排出，向上运动时将液体吸入，吸入流量为正值，排出流量为负值。
设置坐标系如图2所示。
其中y1=k(χ-a4)2-A,(0≤x≤a2);]]>y2=-k(χ-3a4)2+A,(a2≤x≤a)]]>A＝ka2/16a为所述圆柱体的底面周长；κ为正数；y1为定点①-②-③的曲线方程，y2为从定点③-④-①的曲线方程。
设每一个活塞泵内可排液体体积方程V(t)＝(A+y)·S，对于点E，将点E的动坐标(ωrt，yE)代入体积方程V(t)＝(A+y)·S，得V(t)=κ(ωrt-a4)2·S,(0≤t≤a2ωr),]]>
V(t)=-κ(ωrt-3a4)2·S+2AS,(a2ωr≤t≤aωr),]]>则流量方程dV(t)dt=2κSωr(ωrt-a4)(0≤t≤a2ωr),]]>dV(t)dt=-2κSωr(ωrt-3a4),(a2ωr≤t≤aωr),]]>得到活塞泵4-1的流量G=dVdt]]>的曲线如图6所示。
同理，将点 的动坐标分别代入体积方程V(t)＝(A+y)·S，得活塞泵4-2的流量G=dVdt]]>的曲线如图7所示，活塞泵4-3的流量G=dVdt]]>的曲线如图8所示，活塞泵4-4的流量G=dVdt]]>的曲线如图9所示。
将上述四个活塞泵输入流量合并，输出流量合并，得到总流量 的曲线如图10所示，可见总的输出流量与总的输入流量相等，且为恒定值 则该系统任意时刻t，吸入或排出的液体总流量为定值。
为方便活塞泵的活塞杆连接到所述驱动装置上，所述曲线槽内设有滑块。对应的连接活塞杆的数量，安装滑块的数量。该滑块为一近似圆柱体，高度大于曲线槽的深度，可以在槽内滑动，且其轴线垂直于所述圆柱体的轴线，滑块的轴线与圆柱体侧面交点的轨迹即为曲线方程所描述的曲线。
具体运动过程
t＝0时刻，各泵状态如图4所示，活塞泵4-1、4-2、4-3、4-4，对应的滑块分别为3-1、3-2、3-3、3-4，各滑块的对应点E、F、M、N分别位于点①(0，0)， 当本发明活塞泵驱动装置按图4所示方向，以角速度ω1旋转时，1、t＝0时刻，滑块3-1、3-2、3-3、3-4对应坐标E、F、M、N分别位于点①、②、③、④滑块3-1(E点)向②点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-1排液；滑块3-2(F点)向③点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-2吸液；滑块3-3(M点)向④点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-3吸液；滑块3-4(N点)向①点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-4排液；2、t=a4ωr]]>时刻，当滑块3-1(E点)、3-2(F点)、3-3(M点)、3-4(N点)分别运动到②、③、④、①点时，滑块3-1(E点)向③点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-1吸液；滑块3-2(F点)向④点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-2吸液；滑块3-3(M点)向①点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-3排液；滑块3-4(N点)向②点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-4排液；3、t=a2ωr]]>时刻，当滑块3-1(E点)、3-2(F点)、3-3(M点)、3-4(N点)分别运动到③、④、①、②点时，滑块3-1(E点)向④点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-1吸液；滑块3-2(F点)向①点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-2排液；滑块3-3(M点)向②点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-3排液；滑块3-4(N点)向③点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-4吸液；
4、t=3a4ωr]]>时刻，当滑块3-1(E点)、3-2(F点)、3-3(M点)、3-4(N点)分别运动到④、①、②、③点时，滑块3-1(E点)向①点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-1排液；滑块3-2(F点)向②点运动，带动活塞杆6向下运动，泵4-2排液；滑块3-3(M点)向③点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-3吸液；滑块3-4(N点)向④点运动，带动活塞杆6向上运动，泵4-4吸液。
5、t=aωr]]>时刻，滑块3-1(E点)、3-2(F点)、3-3(M点)、3-4(N点)分别运动到①、②、③、④点，其中，输出油箱7由止回阀9沿管路10始终是排液状态，输入油箱8由止回阀9始终是吸液状态。如此，即完成一个循环过程，完成一个周期的吸液、排液过程。
使用方式二如图11所示，活塞泵4-1和活塞泵4-3共用一个滑块，活塞泵4-2和活塞泵4-4共用一个滑块，t＝0时刻，E点位于①(0，0)点，F点位于 点处，各泵活塞杆垂直x轴，各活塞的位置要相差四分之一周期。其他同使用方式一。
另外，本发明的圆柱体的侧面上所开曲线槽，也可以是一个以上的周期，活塞泵还可以是8个，以及4n(n为自然数)个也可。各泵水平位置可以不同，但必须4个一组，每组活塞泵的滑块及活塞位置必须依次相差周期。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种活塞泵驱动装置，其特征在于所述驱动装置为一圆柱体，所述圆柱体的侧面上设有曲线槽。
2.根据权利要求1所述的活塞泵驱动装置，其特征在于所述的曲线槽的曲线由下面两个二次曲线方程组合而成y1=k(x-a4)2-A,(0≤x≤a2)]]>y2=-k(x-3a4)2+A,(a2≤x≤a)]]>A＝ka2/16其中κ为正数；a为所述圆柱体的底面周长；y1为第一曲线方程；y2为第二曲线方程。
全文摘要
本发明公开了一种活塞泵驱动装置，所述驱动装置为一圆柱体，所述圆柱体的侧面上设有曲线槽，所述曲线槽的曲线由下面两个二次曲线方程组合而成。其中κ为正数；a为所述圆柱体的底面周长；y
文档编号F04B9/02GK101016892SQ20071001370
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者陶磊 申请人:陶磊