本實用新型涉及一種液壓泵，尤其是一種往復旋轉式液壓驅動器，工作介質為液壓油或者是水介質等流體。

背景技術：

柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應用于高壓、大流量和流量需要調節(jié)的場合，諸如液壓機、工程機械和船舶中。柱塞泵分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩種代表性的結構形式。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸油、壓油。徑向柱塞泵由于結構復雜、體積較大，在許多場合已經被軸向柱塞泵取代。軸向柱塞泵是利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往復運動所產生的容積變化來進行工作的。傳統(tǒng)常見的軸向柱塞泵的工作原理，當傳動軸帶動缸體轉動時，缸體會帶動活塞轉動，通過改變柱塞和傾斜平面之間或與傳動軸之間的角度，使得柱塞在腔內做往復運動。柱塞伸出，腔容積增大，腔內吸入油液，稱吸油過程；柱塞縮回，腔容積減小，腔內排出油液，稱排油過程。缸不斷旋轉實現(xiàn)連續(xù)地吸油和排油。

柱塞泵存在如下缺點：結構復雜，材料和加工精度要求高、價格貴、對油的清潔度要求高。結構中存在多個摩擦副，柱塞受側向力作用，有一定的摩擦損失。傳動軸帶動缸體轉動時，轉動慣量大。集成性較差，每個泵都有獨立的泵體，不便于插裝安裝，需要大流量輸出的，只能進行多泵組合泵組布置；噪聲和脈動較大。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型是要提供一種的單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器，用于解決傳統(tǒng)的液壓柱塞泵存在的缺點，該液壓驅動器具有單位功率重量輕、結構新穎、插裝設計、工作時慣性小、壓力脈動小，排量和效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是：一種單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器，具有一個安裝在前端蓋內的輸入軸，安裝在泵體中的泵套，泵體上具有一個吸油口和兩個排油口，泵套內裝有泵芯，所述輸入軸一端連接電機，另一端通過浮動聯(lián)軸結連接泵芯，由電機通過輸入軸帶動泵芯在泵套里旋轉，泵套與泵芯之間通過泵芯圓柱表面的半圓形溝槽與泵套的球面中的鋼球配合連接，使泵芯在旋轉的同時沿泵芯圓柱表面的余弦曲線溝槽作軸向往復運動；所述泵芯的兩端中心分別開有盲孔及油槽，其中，一端的盲孔和輸入軸構成泵的左端封閉油腔，另一端盲孔和泵套、泵體構成泵的右端封閉油腔，當泵芯旋轉時，所述泵芯的油槽與泵套的吸油口和排油口交替切換連通，同時伴隨著泵芯的左右軸向往復運動交替改變左右兩封閉油腔的體積，實現(xiàn)吸排油，形成雙排量輸出。

所述泵套由左泵套和右泵套組成，左泵套和右泵套呈對稱結構，左泵套和右泵套上分別設有若干個用于安裝高精度鋼球的1/4球面，靠近1/4球面處，設置有用于高精度鋼球潤滑的通油口，沿軸向位置上，分別按圓周方向設置有n個吸油孔和n個排油孔，n個吸油孔和n個排油孔按錯開180°/n的角度進行錯位布置，其中，n=2或4或8。

所述泵芯的兩頭中心開有兩個相同直徑的左、右盲孔，左、右盲孔上分別開有數(shù)個長腰油槽，并呈180°/數(shù)個的角度進行錯位布置；泵芯圓柱表面的半圓形溝槽的徑向形狀軌跡為：S= ，其中A為位移的幅值，n為泵的沖程數(shù)量，n=2或4或8，t為泵自轉過的角度，即0~360°變化，或為圓弧線或為二次拋物線。

所述浮動聯(lián)軸結包括泵芯上均布的鍵槽、輸入軸上的鍵槽、高精度鋼球，所述泵芯的鍵槽內安裝有四組八個高精度鋼球，與輸入軸的鍵槽配合連接，可使泵芯在旋轉的同時實現(xiàn)往復運動，并傳遞電機輸出扭矩。

所述電機為伺服電機或高速電機，通過改變電機的轉速和方向方便的實現(xiàn)流量或方向的變化。

本實用新型的有益效果是：

1．該液壓驅動器有兩個容積變化腔，一個吸油口，兩個排油口，一個泵芯實現(xiàn)雙排量輸出。

2．泵芯兩端的油槽，按180°/n的角度錯位布置，一端吸油時，另一端排油，幾乎無壓力脈動。

3．體積小、單位功率的重量輕，突破現(xiàn)有的液壓泵在航空航天及特殊使用場合的應用限制。

4．具有可逆性，可以通過改變電機的轉速和方向方便的實現(xiàn)流量或方向的變化。

5.液壓驅動器的高速轉動軸即為泵芯本身，無偏載情況，轉速可以達到5000轉以上。

6、結構精度要求低、加工難度相對小，轉動慣量小且均勻、結構體積小，可以實現(xiàn)高度集成化。

7．傳統(tǒng)柱塞泵往往設計有6個柱塞，1個極靴，存在多個摩擦副，本實用新型僅存在泵芯-泵套一個摩擦副，可以提高泵的效率和壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器總體結構圖；

圖2為本實用新型的單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器結構剖視圖；

圖3為泵套結構立體示意圖；

圖4為泵芯結構立體示意圖；

圖5為泵芯結構主視圖；

圖6為泵芯結構剖視圖；

圖7為輸入軸結構立體示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1至圖7所示，一種單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器，包括電機30、輸入軸1、前端蓋2、泵體20、泵套、泵芯4、浮動聯(lián)軸結、高精度鋼球9、鋼球15等。

前端蓋2內安裝輸入軸1，前端蓋2端面安裝泵套，泵套上具有一個吸油口S和兩個排油口P，泵套內裝有泵芯4，輸入軸1一端連接電機，另一端通過浮動聯(lián)軸結連接泵芯4，由電機30通過輸入軸1帶動泵芯4在泵套里旋轉，泵套與泵芯4之間通過泵芯圓柱表面的半圓形溝槽21與泵套的球面24中的鋼球15配合連接，使泵芯4在旋轉的同時沿泵芯圓柱表面的半圓形溝槽21作軸向往復運動；泵芯4的兩端中心分別開有盲孔及油槽，其中，一端的盲孔和輸入軸1構成泵的左端封閉油腔，另一端盲孔和泵套、泵體20構成泵的右端封閉油腔，當泵芯4旋轉時，泵芯4的油槽與泵套的吸油口S和排油口P交替切換連通，同時伴隨著泵芯4的左右軸向往復運動交替改變左右兩封閉油腔的體積，實現(xiàn)吸排油，形成雙排量輸出。工作介質為液壓油或者是水介質等流體。

單柱塞雙排量往復旋轉式液壓驅動器的具體連接結構如下：

（1）電機30通過聯(lián)軸器31，帶動液壓驅動器32的轉動。見圖1。電機30為電機，通過改變電機的轉速和方向方便的實現(xiàn)流量或方向的變化。

（2）輸入軸1前端上設有平鍵6，輸入軸1與前端蓋2之間安裝有單向推力球軸承8，泵輸入軸1與泵芯4之間安裝有高精度鋼球9。前端蓋2與左泵套3之間用圓柱銷10進行連接。泵芯4與左泵套3、右泵套5用鋼球15進行連接。見圖2。

（3）在左泵套3、右泵套5外安裝一個圖1的泵體20，前端蓋2和泵體20間用螺釘進行固定，并用密封件進行密封，便可成為一個獨立安裝的泵。見圖2。

（4）泵套由左泵套3和右泵套5組成。左泵套3和右泵套5呈對稱結構。每個泵套上設有若干個高精度1/4的球面24，用于安裝鋼球15。泵套靠近1/4的球面24處，設置有通油口25，用于給高精度鋼球15進行潤滑、并使泵芯4不受額外的附加液壓力。泵套的兩處軸向位置上，分別按圓周方向上設置有n個吸油n個26和n個排油n個27。n個26和n個排油n個27按錯開180°/n的角度進行錯位布置，n=2、4、8。見圖3。

（5）泵芯4的結構示意圖見圖4，5，6。泵芯4的左端開有安裝高精度鋼球的半圓形溝槽21。泵芯的兩頭中心開有兩個相同直徑的左、右盲孔22、23，左盲孔22和輸入軸1構成泵的左端封閉容腔，右盲孔23和右泵套5、泵體20構成泵的右端封閉容腔。

（6）泵芯4的圓柱面D上設計有半圓形溝槽21，與左泵套3、右泵套5上的1/4球面配合，用于安裝鋼球15。半圓形溝槽21溝槽的徑向形狀軌跡S=，其中A為位移的幅值，n為泵的沖程數(shù)量，即二沖程、四沖程或八沖程，t為泵自轉過的角度，即0~360°變化。在電機帶動泵芯4旋轉時，通過該鋼球機構實現(xiàn)泵芯的軸向運往復運動。軌跡線可以根據(jù)需要進行設置，或圓弧曲線或二次拋物線。

（7）泵芯4的兩端圓柱面d上左端、右端分別設置有與左、右盲孔22、23相貫通的n個長腰油槽，泵芯4旋轉使泵芯4的長腰油槽與泵套的吸油孔和排油孔交替切換。

（8）泵芯4兩端的長腰油槽呈180°/n的角度進行錯位布置。當左端封閉油腔開始排油時，右端封閉油腔開始吸油；左油腔排油結束，右油腔吸油結束；左強吸油開始，右油腔排油開始。左右兩端封閉油腔吸排油交替進行，實現(xiàn)無脈動壓力輸出。

（9）浮動聯(lián)軸結：泵芯4的一軸端設置有均布鍵槽見圖4，5，6，鍵槽內安裝有4組8個高精度鋼球9，與輸入軸1的鍵槽配合見圖7，可在旋轉的同時實現(xiàn)往復運動，并傳遞電機輸出扭矩。

（10）泵芯4旋轉使泵芯的油槽與泵套的吸、排油口交替切換，同時在泵芯4和泵套間鋼球機構的作用下泵芯作軸向往復運動，實現(xiàn)交替改變左右兩油腔的體積，實現(xiàn)吸排油功能。