[发明专利]一种高精度动圈式电磁直驱柱塞泵

权利要求书

1.一种高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，包括位移传感器（1）、连接板（2）、外磁轭（3）、内磁轭（4）、线圈（5）、骨架（6）、永磁阵列（7）、端盖（8）、复位弹簧（9）、液压缸体（10）、活塞（11）、阀体（12）、出液阀（13）以及进液阀（14），其特征包括：永磁阵列（7）为由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成的Halbach永磁阵列层，永磁阵列（7）表贴于内磁轭（4）外侧或外磁轭（3）内侧；内磁轭（4）与外磁轭（3）通过端盖（8）同轴固定，其间为气隙；外磁轭（3）一端与端盖（8）、液压缸体（10）同轴固连，外磁轭（3）另一端与位移传感器（1）的固定件固连，液压缸体（10）与阀体（12）固连，作柱塞泵定子；线圈（5）绕制在线圈骨架（6）的凹槽中，并可在气隙内做往复直线运动；线圈骨架（6）一端通过连接板（2）与活塞（11）同轴固连，活塞（11）可在液压缸体（10）与端盖（8）形成的内腔中往复运动，作柱塞泵动子；复位弹簧（9）一端安装在内磁轭（4）端部的凹槽内，另一端与连接板（2）紧贴，始终为压缩状态，柱塞泵不工作时动子在复位弹簧（9）的作用下保持在吸液初始位置；位移传感器（1）通过连接板（2）实时测得液柱塞泵动子的位移；线圈（5）由正向绕组线圈及反向绕组线圈组成，相邻绕组的线圈缠绕方向相反，其中，正向绕组数为m个，反向绕组数为n个，m、n均为正整数，m=n或m-n=±1；永磁阵列（7）中径向充磁永磁体数目为（m+n）个，轴向充磁永磁体数目相等且为（m+n+1）个；其中径向充磁永磁体的长度相等，绕组的长度相等，且径向充磁永磁体的长度大于对应绕组的长度。

2.根据权利要求1所述的高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，其特征在于所述出液阀（13）以及进液阀（14）为被动单向阀，阀体（12）上安装的出液阀（13）、进液阀（14）数量都不小于1，出液阀（13）以及进液阀（14）安装端端面与液压缸体（10）工作腔阀块（12）端的内端面在同一平面内。

3.根据权利要求1所述的高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，其特征在于所述线圈（5）中的电流由控制器控制，通过电流的控制实现作柱塞泵动子运动幅值、频率以及运动曲线的调节，进而实现输出流量以及压力的精确控制。

4.根据权利要求1所述的高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，其特征在于所述连接板（2）、端盖（8）与线圈骨架（6）为隔磁材料，内磁轭（4）与外磁轭（3）为软磁材料。

5.根据权利要求1所述的高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，其特征在于所述活塞（11）的直径不小于线圈骨架（6）的直径。

6.根据权利要求1所述的高精度动圈式电磁直驱柱塞泵，其特征在于所述高精度流量控制方法包括以下步骤：

S1 所述线圈（5）中输入的电能由控制器控制，柱塞泵动子离开初始的吸液起点位置，柱塞泵开始吸液直至所述柱塞泵动子到达目标位移；

S2 所述柱塞泵动子从目标位移向初始的吸液起点位置运动，柱塞泵开始泵液，运动曲线以高泵液效率、低流量波动为目标确定；

S3 所述柱塞泵动子的运动频率实时可调以实现柱塞泵流量的迅速调节；

S4 所述柱塞压泵动子的运动幅值（液压泵动子目标位移）实时可调以实现柱塞泵流量的精确调节；

S5 所述线圈（5）中输入的电能断开，所述柱塞泵动子在复位弹簧（9）的作用下回到初始的吸液起点位置。