一种直流定子励磁式机电液耦合器制造技术

本发明专利技术公开了一种直流定子励磁式机电液耦合器，包括支撑系统、机械能转化系统、液压能转化系统和电能转化系统；支撑系统包括壳体和配流盘等；液压能转化系统包括缸体、斜盘和柱塞等；电能转化系统包括转子线圈、定子铁芯、励磁绕组、引线端子等。定子铁芯及其励磁绕组固定在壳体内，传动轴与缸体通过花键连接同步转动，在斜盘作用下柱塞沿轴线往复移动吸入或输出液压油；具体工作时，引线端子外接直流电，实现机械能、液压能、电能三者之间的相互转化，具有结构紧凑、转换效率高、压力损失小等优势，机电液的耦合和对应能量的相互转化，其应用需求和产业化前景广阔。

A DC stator excitation type electro-hydraulic coupler

The invention discloses a DC exciter stator type electro hydraulic coupler, which comprises a support system, the mechanical energy conversion system, the hydraulic energy conversion system and power conversion system; support system includes a housing and a valve plate; the hydraulic energy conversion system comprises a cylinder body, a swash plate and a piston; the electric energy conversion system comprises a rotor and stator coil iron core, winding, lead terminal etc.. The stator core and winding is fixed in the shell, the transmission shaft and the cylinder through a spline synchronous rotation, the piston moves along the axis of the hydraulic oil suction or output reciprocating in the swash plate under the action of specific work; when the terminal external DC power, mechanical energy and hydraulic energy and electric energy conversion between the three, with compact structure, high efficiency, low pressure loss and other advantages, the electro-hydraulic conversion of the coupling and the corresponding energy, its application and industrialization prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种直流定子励磁式机电液耦合器
本专利技术涉及能量转换
，特别是一种直流定子励磁式机电液耦合器。
技术介绍
液压动力源主要有三种，传统电机-泵组、屏蔽式电机泵和电液泵。前两者都是采用电机与液泵靠联传动轴器连接的方式，这种方式会带来许多的缺点：联轴器不同心带来的噪声和振动；轴向排布使得其体积和质量较大；多处连接和配合使得可靠性降低，有泄漏的风险；效率也很低；而且只能输出液压能，不能输出机械能以及能量之间的转换。现有技术中，常见的是一种或者两种不同形式主要能量之间的转换的工具，在不同的工况、远距离户外作业或者选购备用工具中，往往需要采购多种类型的工具，大大提高了运输及采购成本，为此，亟待提出一种可实现多种能量之间的转换和灵活调节，且工作稳定、噪音小的机械结构设计。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种直流定子励磁式机电液耦合器，将直流电机与轴向斜盘式柱塞泵高度集成，电机转子与缸体变为一个整体，利用斜盘柱塞泵柱塞的往复运动，实现机械能与液压能之间的转换，转子线圈旋转切割磁感线实现电能和机械能之间的转换，具有结构简单，工作噪声小、省去联结装置，体积减小等优势，运行更稳定安全。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：一种直流定子励磁式机电液耦合器，包括支撑系统以及与其连接的机械能转化系统、液压能转化系统和电能转化系统；所述支撑系统包括壳体、固定栓和后盖；壳体内具有一内腔，壳体的左端设有一圆形通孔，该圆形通孔靠左端内壁上加工有环形槽，环形槽内设置有密封圈，圆形通孔右端为前轴承座孔；固定栓固定设置在壳体内腔的左壁上；后盖安装在壳体右端，后盖内还设置有上油路和下油路，在后盖的左端面还固定设置有配流盘，配流盘上设有两配流窗口，且两配流窗口分别与上油路和下油路连通，另外在后盖的中心部位设有一后轴承座孔；所述机械能转化系统包括传动轴、前轴承和后轴承，传动轴为阶梯轴，其两端分别与前轴承和后轴承连接，传动轴的中部设有外花键，前轴承和后轴承分别固定设置在前轴承座孔和后轴承座孔内；传动轴从壳体左端的圆形通孔中穿出，且与该圆形通孔间隙配合；所述液压能转化系统包括缸体、球面弹簧座、回程盘和斜盘；所述缸体设置在壳体内腔中与传动轴固定连接，且其右端与配流盘接触，且可与其相对滑动；球面弹簧座与传动轴相连，且球面弹簧座与缸体之间设有压紧弹簧，压紧弹簧被球面弹簧座和缸体压缩并产生弹力；所述回程盘通过球面副与球面弹簧座接触，压在滑履的上部，滑履的底面与斜盘的楔面接触，该楔面与传动轴的轴线的垂直面的夹角称为偏离角，斜盘固定在固定栓上；而且，缸体内设有与传动轴外花键啮合的内花键，且沿缸体的轴线周向均匀分布有多个柱塞孔，柱塞孔内嵌有导套，注塞孔与导套过盈配合，导套内设置柱塞，柱塞的前端通过球副与滑履连接，柱塞的后端、缸体和配流盘形成泵腔；所述电能转化系统包括换向器、电刷、定子铁芯和转子线圈；所述换向器固连在缸体上，并与缸体同步转动，且各换向器外周半径相同；所述电刷包括两个，电刷径向固定有弹性体，弹性体与壳体内腔的内壁固连；定子铁芯固定设置在壳体的内腔内，定子铁芯沿缸体轴线对称设置有两个，定子铁芯的内表面为圆弧形，且与缸体同轴，其外表面固连在壳体的内壁上，定子铁芯外周绕有励磁绕组，两个励磁绕组串联且产生的磁场方向相同，并分别接出引线端子U1和引线端子U2；转子线圈嵌装在缸体的外柱面内，相对于缸体的回转轴线对称分布，转子线圈的一端连接两固连在缸体上的换向器。进一步的，所述电刷的内表面与换向器外表面半径相等，并在两个电刷上有导线引出，以与外直流电源正负极或负载连接。进一步的，各柱塞孔的底部均设有一通油孔，该通油孔与配流盘的左端面连通，且通油孔到缸体回转轴线的距离与配流盘上的配流窗口到缸体回转轴线的距离一致。进一步的，所述配流盘的两个配流窗口为腰形结构，且两个配流窗口之间的间隔宽度大于柱塞孔右边的通油孔直径，以防止上油路和下油路连通。进一步的，所述电刷的内表面与换向器的外表面半径相等，其周向长度大于两个换向器之间的间隔距离，以保证任何时候至少有一个转子线圈左端的换向器与电刷接触。进一步的，所述缸体的外柱面及右端面上开设有槽孔，以固装转子线圈；外柱面上的槽孔沿外柱面轴线方向设置且相对外柱面轴线两两对称，外柱面上每两个对称的槽孔通过缸体右端面的槽孔连通。进一步的，所述泵腔内的流体是液体介质或者气体介质。进一步的，所述前轴承和后轴承为向心推力球轴承或圆锥滚子轴承。进一步的，所述柱塞孔与导套过盈配合。进一步的，所述转子线圈的数量至少有六个，且各转子线圈之间绝缘。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：本方案提出的直流定子励磁式机电液耦合器，将电机的转子和泵的转子合二为一，省去电机和泵的机械联结；且定子采用直流励磁的方法增加磁场强度，结构紧凑，传递效率高；机电液三种能量可以根据不同的需求任意转化和灵活调节；实现了机械能、液压能和电能三者之间两两相互转化，任何一种形式的能量可以同时转化为另外两种形式的能量，任何两种形式的能量可以同时转化为另外一种形式的能量；本方案采用整体归一化设计的思想，相互嵌合，巧妙地实现了机电液的耦合和对应能量的相互转化，流体工作介质可以是油、水、气体等各种介质，具有结构紧凑、转换效率高、压力损失小、体积小等优势，且省去联结装置，其运行更稳定安全，适于远距离户外作业和选购备用工具，应用需求和产业化前景广阔。附图说明图1为本专利技术实施例所述耦合器剖开后的主视结构示意图；图2为本专利技术实施例所述耦合器剖开后的左视结构示意图；其中，1、传动轴；2、密封圈；3、前轴承；4、壳体；5、斜盘；6、回程盘；8、弹性体；9、电刷；10、换向器；11、转子线圈；12、缸体；13、配流盘；14、上油路；15、后盖；16、后轴承；17、下油路；18、柱塞；19、缸套；20、永磁体；23、滑履；25、压紧弹簧；26、球面弹簧座；27、固定栓；U1、U2为引线端子。具体实施方式为了能够更加清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，本实施例所述的左右等位置关系以图1所示为准，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例。一种直流定子励磁式机电液耦合器，主体结构包括支撑系统、机械能转化系统、液压能转化系统和电能转化系统，具体的：如图1和图2所示，所述支撑系统包括壳体4、固定栓27、后盖15、上油路14、下油路17、密封圈2、配流盘13等结构。壳体4是主要的支撑与包容件，具有基本呈圆柱形的内腔，内腔容有液压能转化系统、电能转化系统，及机械能转化系统的主要结构件。从图1中可以看出，壳体4的左端中部有圆形通孔，机械能转化系统的传动轴1从中穿出,该圆形通孔与传动轴1为间隙配合,该圆形通孔内壁上靠左边加工有环形槽,密封圈2放置其中,以防止壳体4内的润滑油外漏；该圆形内壁上右边是前轴承座孔，机械能转化系统的前轴承3固定其中，轴承外圈与该圆形通孔呈过渡或过盈配合。壳体4内腔的左壁上固定有固定栓27，固定栓27的右边固定着液压能转化系统的斜盘5。壳体4右边为后盖15，与壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流定子励磁式机电液耦合器，其特征在于，包括支撑系统及与其连接机械能转化系统、液压能转化系统和电能转化系统；所述支撑系统包括壳体、固定栓和后盖；壳体内具有一内腔，壳体的左端设有一圆形通孔，该圆形通孔靠左端内壁上加工有环形槽，环形槽内设置有密封圈，圆形通孔右端为前轴承座孔；固定栓固定设置在壳体内腔的左壁上；后盖安装在壳体右端，后盖内还设置有上油路和下油路，在后盖的左端面还固定设置有配流盘，配流盘上设有两配流窗口，且两配流窗口分别与上油路和下油路连通，另外在后盖的中心部位设有一后轴承座孔；所述机械能转化系统包括传动轴、前轴承和后轴承，传动轴为阶梯轴，其两端分别与前轴承和后轴承连接，传动轴的中部设有外花键，前轴承和后轴承分别固定设置在前轴承座孔和后轴承座孔内；传动轴从壳体左端的圆形通孔中穿出，且与该圆形通孔间隙配合；所述液压能转化系统包括缸体、球面弹簧座、回程盘和斜盘；所述缸体设置在壳体内腔中与传动轴固定连接，且其右端与配流盘接触，且可与其相对滑动；球面弹簧座与传动轴相连，且球面弹簧座与缸体之间设有压紧弹簧；所述回程盘通过球面副与球面弹簧座接触，压在滑履的上部，滑履的底面与斜盘的楔面接触，该楔面与传动轴的轴线的垂直面的夹角称为偏离角，斜盘固定在固定栓上；而且，缸体内设有与传动轴外花键啮合的内花键，且沿缸体的轴线周向均匀分布有多个柱塞孔，柱塞孔内嵌有导套，导套内设置柱塞，柱塞的前端通过球副与滑履连接，柱塞的后端、缸体和配流盘形成泵腔；所述电能转化系统包括换向器、电刷、定子铁芯和转子线圈；所述换向器固连在缸体上，并与缸体同步转动，且各换向器外周半径相同；所述电刷包括两个，电刷径向固定有弹性体，弹性体与壳体内腔的内壁固连；定子铁芯固定设置在壳体的内腔内，定子铁芯沿缸体轴线对称设置有两个，定子铁芯的内表面为圆弧形，且与缸体同轴，其外表面固连在壳体的内壁上，定子铁芯外周绕有励磁绕组，两个励磁绕组串联且产生的磁场方向相同，并分别接出引线端子U1和引线端子U2；转子线圈嵌装在缸体的外柱面内，相对于缸体的回转轴线对称分布，转子线圈的一端连接两固连在缸体上的换向器。...

【技术特征摘要】
1.一种直流定子励磁式机电液耦合器，其特征在于，包括支撑系统及与其连接机械能转化系统、液压能转化系统和电能转化系统；所述支撑系统包括壳体、固定栓和后盖；壳体内具有一内腔，壳体的左端设有一圆形通孔，该圆形通孔靠左端内壁上加工有环形槽，环形槽内设置有密封圈，圆形通孔右端为前轴承座孔；固定栓固定设置在壳体内腔的左壁上；后盖安装在壳体右端，后盖内还设置有上油路和下油路，在后盖的左端面还固定设置有配流盘，配流盘上设有两配流窗口，且两配流窗口分别与上油路和下油路连通，另外在后盖的中心部位设有一后轴承座孔；所述机械能转化系统包括传动轴、前轴承和后轴承，传动轴为阶梯轴，其两端分别与前轴承和后轴承连接，传动轴的中部设有外花键，前轴承和后轴承分别固定设置在前轴承座孔和后轴承座孔内；传动轴从壳体左端的圆形通孔中穿出，且与该圆形通孔间隙配合；所述液压能转化系统包括缸体、球面弹簧座、回程盘和斜盘；所述缸体设置在壳体内腔中与传动轴固定连接，且其右端与配流盘接触，且可与其相对滑动；球面弹簧座与传动轴相连，且球面弹簧座与缸体之间设有压紧弹簧；所述回程盘通过球面副与球面弹簧座接触，压在滑履的上部，滑履的底面与斜盘的楔面接触，该楔面与传动轴的轴线的垂直面的夹角称为偏离角，斜盘固定在固定栓上；而且，缸体内设有与传动轴外花键啮合的内花键，且沿缸体的轴线周向均匀分布有多个柱塞孔，柱塞孔内嵌有导套，导套内设置柱塞，柱塞的前端通过球副与滑履连接，柱塞的后端、缸体和配流盘形成泵腔；所述电能转化系统包括换向器、电刷、定子铁芯和转子线圈；所述换向器固连在缸体上，并与缸体同步转动，且各换向器外周半径相同；所述电刷包括两个，电刷径向固定有弹性体，弹性体与壳体内腔的内壁固连；定子铁芯固定设置在壳体的内腔内，定子铁芯沿缸体轴线对称设置有两个，定子铁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪信，赵清海，侯典平，华青松，张铁柱，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37