专利名称：新型轴向柱塞泵、马达的制作方法
技术领域：
发明涉及一种轴向柱塞泵、马达，尤其涉及一种通过磁悬浮实现铰接盘沿支承杆 轴向定位的新型轴向柱塞泵、马达。
背景技术：
目前公知的轴向柱塞泵、马达上的滑靴通过回程盘和弹簧压紧在斜盘上，滑靴与 斜盘采用静压支承。柱塞和滑靴内部有油孔，油孔容易堵塞，容积效率较低，弹簧对于排油 和吸油过程不都是最优的。实际使用中，易于发生烧盘和偏磨。
发明内容
本发明主要是解决现有技术的容积效率低，易于发生烧盘和偏磨的不足，从而开 发一种新型轴向柱塞泵、马达。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的.一种新型轴向柱 塞泵、马达，具有缸体，缸体上有柱塞、斜盘，其特征在于缸体与斜盘之间装有铰接盘，铰接 盘上固定有滑靴，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆，所述支承杆穿过铰接盘上的比 支承杆直径大的通孔与支承盘相连接；在斜盘与支承盘之间安装有支架，在支架、铰接盘、 斜盘、支承盘的一处或多处同时装有磁铁。本发明的技术方案还可以进一步完善作为优选，所述磁铁为电磁铁和永磁铁，所述电磁铁线圈与铰接盘位置控制电路 相连接。作为优选，所述磁铁为永磁铁。作为优选，铰接盘位置控制电路含有位移检测电路，与位移检测电路相连的控制 器将该位移信号转换为控制信号，经功率放大器放大后驱动磁铁，对铰接盘位移进行控制。作为优选，位移检测电路包括若干传感器，传感器输出的位移信号经位移转换电 路变换后输入到控制器，由控制器转换成控制信号，经功率放大器放大后驱动磁铁，对铰接 盘位移进行控制。作为优选，位移检测电路采用脉宽调制信号作为测试信号，测试信号中载有位移 信息，经变换后输入到控制器，控制器将该位移信号转换为控制信号，经功率放大器放大后 驱动磁铁，对铰接盘位移进行控制。作为优选，位移检测电路由带通电路、一级放大电路、差动检测电路、解调电路、低通滤波电路依次组成，位移检测电路采用高频小信号作为测试信号。作为优选，所述支架固定在斜盘与支承盘上。作为优选，所述支架固定在铰接盘上。作为优选，所述支架上装有磁铁，在铰接盘上与所述磁铁对应的位置上也装有磁 铁。作为优选，所述支架上装有磁铁，在斜盘和支承盘上与所述磁铁对应的位置上也装有磁铁。作为优选，支架布置在支承杆的子午面内。作为优选，磁铁在支架、铰接盘、斜盘、支承盘上对称布置。本文所指的位移是指铰接盘相对于支承杆的轴向位移。所指的位移检测电路是指输入到控制器以前的含有活塞位移信息的变换电路。因此，本发明有益效果是通过铰接盘位置控制电路对铰接盘位移进行控制，实现铰接盘的沿支承杆的轴向定位，其结构简单，控制精度高，降低噪音，提高容积效率，减少维 修费用。
附图1是本发明的一种结构示意图；附图2是本发明的另一种结构示意图；附图3是图1和图2的A向视图；附图4是图1和图2的B向视图；附图5是图1和图2的C向视图；附图6是图1和图2的D向视图；附图7是图2的E向视图；附图8是实施例一的铰接盘位移自检测原理图；附图9是实施例二的铰接盘位移自检测原理图；附图10是实施例三(与图1对应)的铰接盘位移自检测原理图；附图11是实施例三(与图2对应)的铰接盘位移自检测原理图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 机械部分可以有二种方案如图1，图3-图6所示，为第一种方案。轴向柱塞泵、马达，具有缸体4，缸体上有柱塞7、斜盘1，缸体与斜盘之间装有铰接 盘8，铰接盘上固定有滑靴3，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆10，所述支承杆穿过 铰接盘上的比支承杆直径大的通孔与支承盘6相连接；在斜盘和支承盘上固定有支架2，在 支架2上装有电磁铁9。电磁铁为U形，电磁铁的开口方向朝向铰接盘8。图中的5为传动 轴ο如图2、图7所示，为第二种方案。轴向柱塞泵、马达，具有缸体4，缸体上有柱塞7、斜盘1，缸体与斜盘之间装有铰接 盘8，铰接盘上固定有滑靴3，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆10，所述支承杆穿过 铰接盘上的比支承杆直径大的通孔与支承盘6相连接；铰接盘上固定有支架2，在支架上装 有电磁铁。电磁铁为U形。本实施例中，机械结构可以在二种方案中任选一种。因为线圈的电感是铰接盘位移的函数，故其两端的电压也为铰接盘位移的函数。
如图8所示，该电路由带通电路la、一级放大电路2a、差动检测电路3a、解调电路 4a、低通滤波电路5a组成。在磁铁线圈的线性功放的输入端，注入一高频信号作为铰接盘 位置的测试信号，其两端的电压除了作用在电阻上的直流分量外，还有在电感上高频信号 的交流分量。带通电路Ia用来提取含有铰接盘位移的中心频率Qci成分，滤除直流电压和 2 以上的交流电压。一般检测的结果信号较微弱，通常需要经过一级放大电路2a放大后， 上下两路信号再通过差动相减电路3a相减得到含有中心频率Oci的正弦信号，由解调电路 4a整流后转换为脉动的直流电压，再通过低通滤波电路5a滤去交流信号，即可获得与铰接 盘位置成比例的直流电压。含有铰接盘位移的直流信号，经由控制器6a和功率放大器8a_l 对铰接盘位移进行闭环控制，本实施例的控制器采用PID控制器。
实施例2 本实施例中，机械结构可以在二种方案中任选一种。图9是铰接盘位置自检测系统原理图。该电路由偏置电路、检测电路、和控制电路 三部分组成。脉宽调制信号(PWM)发生装置9a产生的信号输入到偏置电路IOa中，在电磁铁中 产生偏置磁场。由于电磁铁电感系数是铰接盘位移的函数，因此从控制电磁铁上提取PWM 的载波电压(或电流)成分中包含有铰接盘位移信息。由于控制电流在控制电压(电流) 中除偏置线圈互感过来的PWM的载波成分外，还有控制电流在控制电磁铁线圈上产生的电 压(包括自感电压)。因此，控制电磁铁线圈上输出的电压必须经过检测系统的谐振电路 Ila提取具有位移信息的PWM载波信号。将提取的信号经过全波整流电路12a整流后，由低 通滤波电路5a-2变为含有铰接盘位移信息的低频信号。再通过控制器转换为控制信号，经 功率放大器8a-2放大后驱动控制电磁铁，对铰接盘位置进行闭环控制。本实施例的控制器 6a-2采用PID控制器。实施例3 图10是铰接盘位置自检测系统原理图，与机械方案1相对应，支架上装有传感器。该电路由传感器14a、控制器6a_3、功率放大器一 8a_3及功率放大器二 8a_4、位移 转换电路13a组成。当铰接盘偏移时，传感器14a检测到位移信号经位移转换电路13a转换后，经控制 器6a_3和功率放大器8a_3变换为控制电流，调节电磁铁的电磁力，使铰接盘回到初始位置。图11是铰接盘位置自检测系统原理图，与机械方案2相对应。斜盘和支承盘上装 有传感器。该电路由传感器14a、控制器6a_3、功率放大器一 8a_3及功率放大器二 8a_4、位移 转换电路13a组成。当铰接盘偏移时，传感器14a检测到位移信号经位移转换电路13a转换后，经控制 器6a_3和功率放大器8a_3变换为控制电流，调节电磁铁的电磁力，使铰接盘回到初始位置。上述实施例中如果支架上同时装有永磁铁和电磁铁(电磁铁的匝数可以减少)， 电磁铁的铁心可以采用E型铁心。
权利要求
一种新型轴向柱塞泵、马达，具有缸体，缸体上有柱塞、斜盘，其特征在于缸体与斜盘之间装有铰接盘，铰接盘上固定有滑靴，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆，所述支承杆穿过铰接盘上的比支承杆直径大的通孔与支承盘相连接；在斜盘与支承盘之间安装有支架，在支架、铰接盘、斜盘、支承盘的一处或多处同时装有磁铁。
2.据权利要求1所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述磁铁为电磁铁和永磁 铁，所述电磁铁线圈与铰接盘位置控制电路相连接。
3.据权利要求1所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述磁铁为永磁铁。
4.根据权利要求1或2所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于铰接盘位置控制电 路含有位移检测电路，与位移检测电路相连的控制器将该位移信号转换为控制信号，经功 率放大器放大后驱动磁铁，对铰接盘位移进行控制。
5.根据权利要求1或4所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于位移检测电路包括 若干传感器，传感器输出的位移信号经位移转换电路变换后输入到控制器，由控制器转换 成控制信号，经功率放大器放大后驱动磁铁，对铰接盘位移进行控制。
6.根据权利要求1或4所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于位移检测电路采用 脉宽调制信号作为测试信号，测试信号中载有位移信息，经变换后输入到控制器，控制器将 该位移信号转换为控制信号，经功率放大器放大后驱动磁铁，对铰接盘位移进行控制。
7.根据权利要求1或4所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于位移检测电路由带 通电路、一级放大电路、差动检测电路、解调电路、低通滤波电路依次组成，位移检测电路采 用高频小信号作为测试信号。
8.根据权利要求1所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述支架固定在斜盘与 支承盘上。
9.根据权利要求1所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述支架固定在铰接盘上。
10.据权利要求1或8所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述支架上装有磁 铁，在铰接盘上与所述磁铁对应的位置上装有磁铁。
11.据权利要求1或9所述的新型轴向柱塞泵、马达，其特征在于所述支架上装有磁 铁，在斜盘和支承盘上与所述磁铁对应的位置上装有磁铁。
全文摘要
本发明公开了新型轴向柱塞泵、马达，具有缸体，其特征是缸体上有柱塞、斜盘，缸体与斜盘之间装有铰接盘，铰接盘上固定有滑靴，滑靴与柱塞相连接；斜盘上固定有支承杆，所述支承杆穿过铰接盘上的比支承杆直径大的通孔与支承盘相连接；在斜盘与支承盘之间安装有支架，在支架上装有磁铁。从控制磁铁线圈的两端提取因偏置磁通随位移变化而互感的诱导电压(电流)，作为反馈信号构成闭环控制，实现铰接盘沿支承杆的轴向定位；控制电路部分由带通电路、一级放大电路、差动检测电路、解调电路、低通滤波电路等部分组成。本发明通过铰接盘位置控制电路对铰接盘位移进行控制，其结构简单，控制精度高，降低噪音，提高容积效率，减少维修费用。
文档编号F03C1/06GK101818727SQ20091009623
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月28日 优先权日2009年2月28日
发明者杨灏 申请人:杨灏