带有模块化壳体的旋转活塞型致动器的制作方法

文档序号:12286229阅读:249来源:国知局
带有模块化壳体的旋转活塞型致动器的制作方法与工艺

本申请主张2014年1月31日提交的美国专利申请No. 14/170,461的优先权,其是2013年2月27日提交的美国专利申请No. 13/778,561、2013年3月14日提交的美国专利申请No. 13/831,220和2013年6月19日提交的美国专利申请No. 13/921,904的部分继续申请并要求其优先权,其公开内容全部通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种致动器装置,并且更具体地,涉及一种旋转活塞型致动器装置,其中,由处于压力下的流体使转子的活塞运动,并且其中,致动器装置包括适于附接至待致动构件和待致动构件上的外部安装特征的中央致动组件。



背景技术:

各种形式的旋转液压致动器目前用于工业机械功率变换应用中。这种工业使用通常针对在不使用外部流体动力源的情况下期望连续的惯性负载而不需要在长持续时间(例如,数小时)内保持负载的应用。航空器飞行控制应用通常实施已装载位置保持,例如,在故障缓解模式中,实质上仅利用受阻流体柱(blocked fluid column)来保持位置。

在某些应用中(诸如用于航空器操作的主飞行控制),期望由旋转制动器实现负载保持的位置精度。通过使旋转致动器设计所固有的内部泄漏特性最小化能够提高位置精度。然而,在通常的旋转液压致动器(例如,旋转“叶片”或者旋转“活塞”型配置)中,可能难以实现无泄漏性能。



技术实现要素:

总体地,本文献涉及旋转致动器。

在第一方面,旋转致动器包括:壳体;包括第一腔、与第一腔流体连通的第一流体端口和第一开口端部的第一活塞壳体组件;包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口和第二开口端部的第二活塞壳体组件;转子组件,其可旋转地轴颈安装(journaled)在所述壳体中并且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸到第一远端部的第一转子臂、从旋转输出轴径向向外延伸到第二远端部的第二转子臂以及弓形第一活塞和弓形第二活塞,所述弓形第一活塞布置在所述第一活塞壳体组件中以便在第一活塞壳体组件中沿第一曲率半径通过第一开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,并且第一活塞的第一部分在第一端部部分处连接到第一转子臂,所述弓形第二活塞布置在所述第二活塞壳体组件中以便在第二活塞壳体组件中沿第二曲率半径往复运动,其中第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室,并且第二活塞的第二部分在第二端部部分处连接到第二转子臂。第一固持件和第二固持件沿曲率半径相互啮合,使得转子组件的运动促使第一活塞运动并且第一活塞的运动促使转子组件运动。

各种实施例能够包括下述特征中的一些、全部或不包括下述特征。第一远端部能够包括一个或多个第一固持件,第二远端部能够包括一个或多个第二固持件,第一端部部分能够包括一个或多个第三固持件且第二端部部分能够包括一个或多个第四固持件。第一固持件、第二固持件、第三固持件和第四固持件能够沿曲率半径相互啮合,使得转子组件的运动促使第一活塞和第二活塞运动,并且第一活塞和第二活塞的运动促使转子组件运动。旋转致动器能够包括第一连接杆,并且第一远端部能够包括第一孔,第一端部部分能够包括第二孔,且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第一连接杆能够位于第一孔和第二孔内。旋转致动器能够包括第二连接杆且第二远端部能够包括第三孔,第二端部部分能够包括第四孔,并且当第二固持件和第四固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。第二活塞能够沿与第一活塞相同的旋转方向取向。第二活塞能够沿与第一活塞相对的旋转方向取向。第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件能够联接到彼此。旋转致动器能够包括具有孔的外部壳体,第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件在孔内被组装到外部壳体。第一活塞壳体组件能够作为整体式壳体形成在外部壳体内。第一活塞壳体组件能够形成为整体式活塞壳体位于外部壳体的腔内。第一活塞壳体组件能够形成为整体式活塞壳体,第二活塞壳体能够形成为整体式活塞壳体,并且外部壳体能够包括被形成为容纳第一活塞壳体和第二活塞壳体的壳体腔。第一连接杆、第一孔和第二孔能够被构造成带有防止第一连接杆在第一孔和第二孔内围绕第一连接杆的纵轴线旋转的横截面几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够被形成为带有防止第一活塞旋转远离曲率半径的径向几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够由一个或多个紧固件连接,所述紧固件防止第一活塞旋转远离曲率半径。旋转致动器能够包括第二连接杆并且第一远端部能够包括第三孔,第一端部部分能够包括第四孔,并且当第一固持件和第二固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。

在第二方面,旋转致动的方法包括:提供旋转致动器,其包括:壳体;包括第一腔、与第一腔流体连通的第一流体端口和第一开口端部的第一活塞壳体组件;包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口和第二开口端部的第二活塞壳体组件;转子组件,其可旋转地轴颈安装在所述壳体中并且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸到第一远端部的第一转子臂、从旋转输出轴径向向外延伸到第二远端部的第二转子臂,以及弓形第一活塞和弓形第二活塞,所述弓形第一活塞布置在所述第一活塞壳体组件中以便在第一活塞壳体组件中沿第一曲率半径通过第一开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,并且第一活塞的第一部分在第一端部部分处连接到第一转子臂,所述弓形第二活塞布置在所述第二活塞壳体组件中以便在第二活塞壳体组件中沿第二曲率半径往复运动,其中第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室,并且第二活塞的第二部分在第二端部部分处连接到第二转子臂,其中转子组件的运动促使第一活塞和第二活塞运动,且第一活塞和第二活塞的运动促使转子组件运动。方法也包括促使第一活塞的一部分部分离开第一压力室以促使旋转输出轴沿第一方向旋转,使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转,以及促使第一活塞部分地进入第一压力室以促使加压流体离开第一流体端口。

各种实施方式能够包括下述特征中的一些、全部或不包括下述特征。第一远端部能够包括一个或多个第一固持件,第二远端部能够包括一个或多个第二固持件,第一端部部分能够包括一个或多个第三固持件且第二端部部分能够包括一个或多个第四固持件。第一固持件、第二固持件、第三固持件和第四固持件能够沿曲率半径相互啮合,使得转子组件的运动促使第一活塞和第二活塞运动,并且第一活塞和第二活塞的运动促使转子组件运动。旋转致动器能够包括第一连接杆并且其中第一远端部能够包括第一孔,第一端部部分能够包括第二孔,并且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第一连接杆能够位于第一孔和第二孔内。旋转致动器能够包括第二连接杆并且其中第二远端部能够包括第三孔,第二端部部分能够包括第四孔,且当第二固持件和第四固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。第二活塞能够沿与第一活塞相同的旋转方向取向。第二活塞能够沿与第一活塞相对的旋转方向取向。第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件联接到彼此。旋转致动器能够包括具有孔的外部壳体,第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件在孔内组装到外部壳体。第一活塞壳体组件能够作为整体式壳体形成在外部壳体内。第一活塞壳体组件能够形成为整体式活塞壳体位于外部壳体的腔内。第一活塞壳体组件能够形成为整体式活塞壳体,第二活塞壳体能够形成为整体式活塞壳体,并且外部壳体能够包括被形成为容纳第一活塞壳体和第二活塞壳体的壳体腔。第一连接杆、第一孔和第二孔能够被构造成带有防止第一连接杆在第一孔和第二孔内围绕第一连接杆的纵轴线旋转的横截面几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够被形成为带有防止第一活塞旋转远离曲率半径的径向几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够由一个或多个紧固件连接,所述紧固件防止第一活塞旋转远离曲率半径。旋转致动器能够包括第二连接杆并且第一远端部能够包括第三孔,第一端部部分能够包括第四孔,并且当第一固持件和第二固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。

在第三方面,旋转致动器包括:包括第一腔、与第一腔流体连通的第一流体端口和第一开口端部的第一活塞壳体组件;包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口和第二开口端部的第二活塞壳体组件。转子组件可旋转地轴颈安装在所述第一活塞壳体组件和所述第二活塞壳体组件中,并且包括旋转输出轴、从旋转输出轴径向向外延伸到第一远端部且具有一个或多个第一固持件的第一转子臂、从旋转输出轴径向向外延伸到第二远端部且包括一个或多个第二固持件的第二转子臂、弓形第一活塞以及弓形第二活塞,其中所述弓形第一活塞布置在所述第一活塞壳体组件中以便在第一活塞壳体组件中沿第一曲率半径通过第一开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,并且第一活塞的第一部分在包括一个或多个第三固持件的第一端部部分处连接到第一转子臂,所述弓形第二活塞布置在所述第二活塞壳体组件中以便在第二活塞壳体组件中沿第二曲率半径通过第二开口端部往复运动,其中第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室,并且第二活塞的第二部分在包括一个或多个第四固持件的第二端部部分处连接到第二转子臂。第一固持件、第二固持件、第三固持件和第四固持件沿曲率半径相互啮合,使得转子组件的运动促使第一活塞和第二活塞运动,并且第一活塞和第二活塞的运动促使转子组件运动。

各种实施例能够包括下述特征中的一些、全部或不包括下述特征。第二活塞能够沿与第一活塞相同的旋转方向取向。第二活塞能够沿与第一活塞相对的旋转方向取向。旋转致动器能够包括具有孔的壳体,第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件在孔内被组装到壳体。旋转致动器能够包括至少一个端盖,其被组装到第一活塞壳体组件的至少一个轴向端部。第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件能够联接到彼此。旋转致动器也能够包括第一连接杆并且第一远端部能够包括第一孔,第一端部部分能够包括第二孔,并且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第一连接杆能够位于第一孔和第二孔内。第一连接杆、第一孔和第二孔能够被构造成带有防止第一连接杆在第一孔和第二孔内围绕第一连接杆的纵轴线旋转的横截面几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够被形成为带有防止第一活塞或第二活塞旋转远离曲率半径的径向几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够由一个或多个紧固件连接,所述紧固件防止第一活塞或第二活塞旋转远离曲率半径。旋转致动器能够包括第二连接杆并且第一远端部能够包括第三孔,第一端部部分能够包括第四孔,并且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。

在第四方面,旋转致动的方法包括:提供旋转致动器,其包括:包括第一腔、与第一腔流体连通的第一流体端口和第一开口端部的第一活塞壳体组件;包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口和第二开口端部的第二活塞壳体组件。致动器也包括可旋转地轴颈安装在所述第一活塞壳体组件和所述第二活塞壳体组件中的转子组件,并且转子组件具有旋转输出轴、从旋转输出轴径向向外延伸到包括一个或多个第一固持件的第一远端部的第一转子臂、从旋转输出轴径向向外延伸到第二远端部的第二转子臂、弓形第一活塞以及弓形第二活塞,所述弓形第一活塞布置在所述第一活塞壳体组件中以便在第一活塞壳体组件中沿第一曲率半径通过第一开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,并且第一活塞的第一部分在包括一个或多个第二固持件的第一端部部分处连接到第一转子臂,并且所述弓形第二活塞布置在所述第二活塞壳体组件中以便在第二活塞壳体组件中沿第二曲率半径通过第二开口端部往复运动,其中第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室,并且第二活塞的第二部分在包括一个或多个第三固持件的第二端部部分处连接到第二转子臂。第一固持件、第二固持件和第三固持件沿曲率半径相互啮合,使得转子组件的运动促使第一活塞和第二活塞运动,并且第一活塞和第二活塞的运动促使转子组件运动。方法也包括促使第一活塞的一部分部分离开第一压力室以促使旋转输出轴沿第一方向旋转,使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转,以及促使第一活塞部分地进入第一压力室以促使加压流体离开第一流体端口。

各种实施方式能够包括下述特征中的一些、全部或不包括下述特征。第二活塞能够沿与第一活塞相同的旋转方向取向。第二活塞能够沿与第一活塞相对的旋转方向取向。旋转致动器能够包括具有孔的壳体,第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件在孔内被组装到壳体。旋转致动器能够包括至少一个端盖,其被组装到第一活塞壳体组件的至少一个轴向端部。第一活塞壳体组件和第二活塞壳体组件能够联接到彼此。旋转致动器能够包括第一连接杆并且其中第一远端部进一步包括第一孔,第一端部部分进一步包括第二孔,并且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第一连接杆位于第一孔和第二孔内。第一连接杆、第一孔和第二孔能够被构造成带有防止第一连接杆在第一孔和第二孔内围绕第一连接杆的纵轴线旋转的横截面几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够被形成为带有防止第一活塞或第二活塞旋转远离曲率半径的径向几何结构。第一固持件和第二固持件或者第三固持件和第四固持件中的至少一者能够由一个或多个紧固件连接,所述紧固件防止第一活塞或第二活塞旋转远离曲率半径。旋转致动器能够包括第二连接杆并且第一远端部能够包括第三孔,第一端部部分能够包括第四孔,并且当第一固持件和第三固持件相互啮合时,第二连接杆能够位于第三孔和第四孔内。

在第五方面,旋转致动器包括:包括第一腔、与第一腔流体连通的流体端口和开口端部的第一活塞壳体;壳体组件,其包括包含被形成为部分容纳第一活塞壳体的第一凹部的第一外部壳体、包含被形成为部分容纳第一活塞壳体的第二凹部的第二外部壳体,其中第二外部壳体被构造成被组装到外部壳体,使得第一凹部和第二凹部限定构造成容纳第一活塞壳体的第二腔;以及弓形第一活塞,其布置在所述第一活塞壳体中以便在第一活塞壳体中沿曲率半径通过开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定压力室。

旋转致动器能够进一步包括包含第三腔、与第三腔流体连通的流体端口和开口端部的第二活塞壳体,以及连接第一腔和第三腔的流体导管,其中第二腔进一步被构造成容纳第二活塞壳体。

在第六方面中,组装旋转致动器的方法包括:提供包括第一腔、与该腔流体连通的流体端口和开口端部的第一活塞壳体;提供壳体组件,该壳体组件包括包含被形成为部分容纳第一活塞壳体的第一凹部的第一外部壳体、包含被形成为部分容纳第一活塞壳体的第二凹部的第二外部壳体,其中第二外部壳体被构造成被组装到第一活塞壳体,使得第一凹部和第二凹部限定被构造成容纳第一活塞壳体的第二腔;以及提供弓形第一活塞,该弓形第一活塞布置在所述第一活塞壳体中以便在第一活塞壳体中沿曲率半径通过开口端部往复运动,其中第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室;将第一活塞的一部分至少部分地插入第一压力室内;以及将第一活塞壳体定位在第一凹部和第二凹部内,使得第二腔被限定并且第一活塞壳体被容纳在第二腔内。该方法能够进一步包括:提供包括第三腔、与该腔流体连通的流体端口和开口端部的第二活塞壳体;提供连接第一腔和第三腔的流体导管;提供弓形第二活塞,该弓形第二活塞布置在所述第二活塞壳体中以便在第二活塞壳体中沿曲率半径通过开口端部往复运动,其中第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室;其中第二腔进一步被构造成容纳第二活塞壳体;将第二活塞的一部分至少部分地插入第二压力室内;以及将第二活塞壳体定位在第一凹部和第二凹部内使得第二腔被限定并且第一活塞壳体和第二活塞壳体被容纳在第二腔内。

本文所描述的系统和技术可以提供下述优点中的一个或多个。首先,活塞端部能够与转子臂端部相互啮合,以防止活塞从转子臂分离。第二,活塞端部能够与转子臂端部相互啮合,以防止如果连接器销将断裂时连接器销脱落。第三,模块化活塞壳体能够减少旋转活塞致动器的成本和/或复杂性。

在附图和下文的描述中阐述了一种或者多种实施方式的细节。其它特征和优点将从描述和附图中并且从权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1是示例旋转活塞型致动器的透视图。

图2是示例旋转活塞组件的透视图。

图3是示例旋转活塞型致动器的透视横截面视图。

图4是另一示例旋转活塞型致动器的透视图。

图5和图6是示例旋转活塞型致动器的横截面视图。

图7是旋转活塞型致动器的另一实施例的透视图。

图8是旋转活塞型致动器的另一示例的透视图。

图9和图10示出呈示例伸出和缩回配置的示例旋转活塞型致动器。

图11是旋转活塞型致动器的另一示例的透视图。

图12至图14是另一示例旋转活塞型致动器的透视图和横截面视图。

图15和图16是包括另一示例旋转活塞组件的另一示例旋转活塞型致动器的透视图和横截面视图。

图17和图18是包括另一示例旋转活塞组件的另一示例旋转活塞型致动器的透视图和横截面视图。

图19和图20是另一示例旋转活塞型致动器的透视图和横截面视图。

图21A至图21C是示例旋转活塞的横截面视图和透视图。

图22和图23图示两个示例转子轴实施例的对比。

图24是另一示例旋转活塞的透视图。

图25是用于执行旋转致动的示例过程的流程图。

图26是另一示例旋转活塞型致动器的透视图。

图27是另一示例旋转活塞组件的横截面视图。

图28是另一示例旋转活塞型致动器的透视横截面视图。

图29A是从上方观察的带有中央致动组件的示例旋转活塞型致动器的透视图。

图29B是图29A的致动器的俯视图。

图29C是从右侧和上方观察的透视图,图示图29A的致动器,并且出于图示的目的,移除了中央致动组件的一部分。

图29D是在图29B的致动器的截面AA处取得的横向横截面视图。

图29E是来自图29B的横截面AA的部分透视图。

图30A是从上方观察的带有中央致动组件的示例旋转致动器的透视图。

图30B是从图30A的示例旋转致动器的上方观察的另一透视图。

图30C是图30A的示例旋转致动器的俯视图。

图30D是图30A的示例旋转致动器的端视图。

图30E是来自图30C的横截面AA的部分透视图。

图31A是从带有中央致动组件的另一示例旋转致动器的上方观察的透视图。

图31B是从图31A的示例旋转致动器的上方观察的另一透视图。

图31C是图31A的示例旋转致动器的俯视图。

图31D是图31A的示例旋转致动器的端视图。

图31E是来自图31C的横截面AA的部分透视图。

图32是另一示例压力室组件的分解透视图。

图33A至图33C是另一示例旋转活塞组件的分解和组装透视图。

图34A和图34B是另一示例旋转活塞的透视图。

图35A是另一示例压力室组件的透视图。

图35B是图35A的示例压力室组件的部分剖视透视图。

图35C是图35A的示例压力室组件的分解透视图。

图36是示例活塞壳体组件的透视图。

具体实施方式

本文件描述了用于产生旋转运动的装置。具体地,本文件描述了能够通过使用更普遍用于产生线性运动的部件(例如,液压或者气动线性缸)将流体位移转换为旋转运动的装置。叶片型旋转致动器是用于将流体运动转换为旋转运动的相对紧凑的装置。然而,旋转叶片致动器(RVA)通常使用密封件和部件配置,这种配置展现出驱动流体的跨叶片泄漏。这种泄漏能够影响能够使用这种设计的应用范围。一些应用可能需要当致动器的流体端口被阻塞时,由旋转致动器将旋转负载保持在选定位置中预定的时间长度,并且实质上没有旋转运动。例如,一些航空器应用可能需要,当致动器的流体端口被堵塞时,由致动器将负载下方的襟翼或者其它控制表面保持(例如,通过风阻力、重力或者地球引力)在选定位置处。然而,跨叶片泄漏能够允许从选定位置运动。

线性活塞使用相对成熟的密封技术,该技术展现出很好理解的动态操作和泄漏特性,这些特性通常比旋转叶片致动器型密封件更佳。然而,线性活塞需要额外的机械部件,以使它们的线性运动适应于旋转运动。这种线性到旋转机构通常比能够提供相似的旋转动作的旋转叶片致动器更大且更重,例如,占用更大的工作范围(work envelope)。这种线性到旋转机构通常也可以安装在与其旨在驱动的负载的取向不同的取向上,并且因此,可以间接地提供它们的扭矩输出,例如,安装于推动或者拉动与杠杆臂的旋转轴线的轴线成大体上直角的杠杆臂。这种线性到旋转机构会因此变得过大或者过重,以至于不能用在一些应用中,诸如,空间和重量约束可能使得这种机构不实用的航空器控制。

通常,旋转活塞组件使用弯曲的压力室和弯曲的活塞以围绕轴线可控地推动和拉动转子组件的转子臂。在使用中,本文所描述的旋转活塞组件的某些实施例能够向旋转应用提供通常与线性活塞型流体致动器相关联的位置保持特性,并且能够利用通常与旋转叶片致动器相关联的相对更加紧凑且轻质的范围来提供所述特性。

图1至图3示出示例旋转活塞型致动器100的部件的各种视图。参照图1,示出了示例旋转活塞型致动器100的透视图。致动器100包括旋转活塞组件200和压力室组件300。致动器100包括第一致动部段110和第二致动部段120。在致动器100的示例中,第一致动部段110被配置为使旋转活塞组件200沿第一方向(例如,逆时针)旋转,且第二致动部段120被配置为使旋转活塞组件200沿与第一方向实质上相对的第二方向(例如,顺时针)旋转。

现在参照图2,示出与压力室组件300分开的示例旋转活塞组件200的透视图。旋转活塞组件200包括转子轴210。多个转子臂212从转子轴210径向地延伸,每个转子臂212的远端部包括孔(未示出),该孔与转子轴210的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销214的集合中的一个。

如图2所示,第一致动部段110包括一对旋转活塞250,并且第二致动部段120包括一对旋转活塞260。虽然示例致动器100包括两对旋转活塞250、260,但是其它实施例能够包括更大和/或更小数量的协作的和相对的旋转活塞。其它这种实施例的示例将在下文论述,例如,在图4至图25的描述中。

在如图2所示的示例旋转活塞组件中,每个旋转活塞250、260包括活塞端部252以及一个或者多个连接器臂254。活塞端部252形成为具有大体上半圆形本体,该本体具有实质上平滑的表面。每个连接器臂254包括孔256,该孔256与活塞端部252的半圆形本体的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销214中的一个。

图2的示例组件中的旋转活塞260沿相同的旋转方向彼此实质上相对地取向。旋转活塞250沿相同但是与旋转活塞260的旋转方向相对的旋转方向彼此实质上相对地取向。在一些实施例中,致动器100能够使转子轴210旋转总共大约60度。

通过将连接器臂254与转子臂212对齐,使得转子臂212的孔(未示出)与孔265对齐,可以将图2的示例组件的每个旋转活塞250、260组装到转子轴210。然后,可以将连接器销214插入通过对齐的孔,以在活塞250、260与转子轴210之间建立铰接。每个连接器销214略微长于对齐的孔。在示例组件中,延伸超过对齐的孔的每个连接器销214的每个端部的周向周边周围是周向凹部(未示出),该周向凹部能够容纳固持紧固件(未示出),例如,卡环或者螺旋环。

图3是示例旋转活塞型致动器100的透视横截面视图。图示示例示出了插入形成为压力室组件300中的弓形腔的对应压力室310的旋转活塞260。旋转活塞250也插入对应的压力室310内,在该图中不可见。

在示例致动器100中,每个压力室310包括在开口端部330处压力室310的内表面周围的密封组件320。在一些实施方式中,密封组件320能够是在所有侧上都固持在标准密封槽中的圆形或者半圆形密封几何结构。在一些实施方式中,能够使用商业可获得的往复活塞或者圆筒型密封件(cylinder type seal)。例如,可能已经用于在目前航空器上运行的线性液压致动器的商业可获得的密封件类型可以显示出针对线性负载和位置保持应用的充分的能力。在一些实施方式中,通过使用通常用于线性液压致动器的标准的(例如,商业可获得的)半圆形单向密封件设计,可以降低致动器100的密封复杂性。在一些实施例中,密封组件320能够是单件式密封件。

在示例致动器100的一些实施例中,密封组件320可以作为旋转活塞250、260的一部分而被包括。例如,密封组件320可以位于活塞端部252附近,与连接器臂254相对,并且在旋转活塞250、260运动进出压力室310时沿压力室310的内表面滑动,以形成流体密封。使用这种安装有活塞的密封组件的示例致动器将在图26至图28的描述中论述。在一些实施例中,密封件310能够用作轴承。例如,当活塞250、260运动进出压力室310时,密封组件320可以为活塞250、260提供支撑。

在一些实施例中,致动器100可以包括在活塞250、260与压力室310之间的磨损构件。例如,可以在密封组件320附近包括磨损环。磨损环可以用作用于活塞250、260的导向件,和/或用作为活塞250、260提供支撑的轴承。

在示例致动器100中,当将旋转活塞250、260插入通过开口端部330时,每个密封组件320均与压力室310的内表面和活塞端部252的实质上平滑表面接触,以在压力室310内形成实质上压力密封的区域。每个压力室310可以包括穿过压力室组件300形成的流体端口312,加压的流体可以流动通过该流体端口312。在将加压流体(例如,液压油、水、空气、气体)引入压力室310时,压力室310的内部与压力室310外部的环境条件之间的压力差引起促使活塞端部252从压力室310向外运动。当促使活塞端部252向外运动时,活塞250、260促使旋转活塞组件200旋转。

在致动器100的示例中,协作的压力室可以由内部或者外部流体端口流体连接。例如,第一致动部段110的压力室310可以流体互连以平衡压力室310之间的压力。相似地,第二致动部段120的压力室310可以流体互连以提供相似的压力平衡。在一些实施例中,压力室310可以彼此流体隔离。例如,压力室310中的每一个可以由独立的加压流体供应馈送。

在致动器100的示例中,使用布置成彼此实质上相对的交替弓形(例如,弯曲的)旋转活塞250、260操作以使转子臂在围绕旋转活塞组件200的轴线的弓形路径中平移,从而使转子轴210在实质上扭矩平衡的布置中顺时针和逆时针旋转。每对协作的压力室310在向外推动相应的旋转活塞250时单向地操作,例如,延伸,以沿特定方向驱动转子轴210。为了反转方向,对相对的圆筒段110的压力室260加压,以使它们的对应旋转活塞260向外延伸。

如图所示,压力室组件300包括开口350的集合。通常,开口350提供空间,当使转子轴210部分地旋转时,转子臂212能够在该空间中运动。在一些实施方式中,开口350能够形成为从压力室组件300移除材料,例如,以减少压力室组件300的质量。在一些实施方式中,能够在致动器100的组装过程期间使用开口350。例如,通过将旋转活塞250、260插入通过开口350使得活塞端部252被插入压力室310内,能够组装致动器100。在旋转活塞250、260实质上完全插入压力室310内的情况下,通过将转子轴210与沿压力室组件300的轴线形成的轴向孔360对齐,并且通过将转子臂212与沿压力室组件300的轴线形成的键槽362的集合对齐,能够将转子轴210组装到致动器100。然后,能够将转子轴210插入压力室组件300内。能够从压力室310部分地抽出旋转活塞250、260,以使孔256与转子臂212的孔实质上对齐。然后,能够使连接器销214穿过键槽362和对齐的孔,以将旋转活塞250、260连接到转子轴210。通过将固持紧固件插入通过开口350并且使其位于连接器销214的端部周围,能够纵向地固定连接器销214。转子轴210能够作为输出轴连接至外部机构,以便将致动器100的旋转运动传递到其它机构。衬套或者轴承362在压力室组件300的每个端部处配合在转子轴210与轴向孔360之间。

在一些实施例中,旋转活塞250、260可以通过接触转子臂212来促使转子轴210旋转。例如,活塞端部252可以不联接至转子臂212。替代地,活塞端部252可以接触转子臂212,以在从压力室310向外促动旋转活塞250、260时,促使转子轴旋转。不同地,转子臂212可以与活塞端部252接触,以促使旋转活塞250、260回到压力室310内。

在一些实施例中,致动器100中可以包括旋转位置传感器组件(未示出)。例如,可以使用编码器来感测转子轴210相对于压力室组件或者相对于相对于轴210的旋转保持实质上静止的另一特征的旋转位置。在一些实施方式中,旋转位置传感器可以向其它电子或者机械模块(例如,位置控制器)提供指示转子轴210的位置的信号。

在使用中,能够通过流体端口312向第二致动部段120的压力室310施加示例致动器100中的加压流体。流体压力促使旋转活塞260离开压力室310。这种运动促使旋转活塞组件200顺时针旋转。能够通过流体端口312向第一致动部段110的压力室310施加加压流体。流体压力促使旋转活塞250离开压力室310。这种运动促使旋转活塞组件200逆时针旋转。也能够流体地阻塞流体导管以引起旋转活塞组件200实质上维持其相对于压力室组件300的旋转位置。

在示例致动器100的一些实施例中,压力室组件300能够由单件材料形成。例如,通过模制、机械加工或者以其它方式形成材料的整体式工件可以形成压力室310、开口350、流体端口312、键槽362和轴向孔360。

图4是另一示例旋转活塞型致动器400的透视图。总体地,致动器400与致动器100相似,但是代替使用多对相对的旋转活塞250、260,并且每个活塞单向地作用以提供顺时针和逆时针旋转,致动器400使用一对双向旋转活塞。

如图4所示,致动器400包括旋转活塞组件,该旋转活塞组件包括转子轴412和一对旋转活塞414。转子轴412和旋转活塞414由一对连接器销416连接。

图4中示出的示例致动器包括压力室组件420。压力室组件420包括形成为压力室组件420中的弓形腔的一对压力室422。每个压力室422包括在开口端部426处压力室422的内表面周围的密封组件424。密封组件424与压力室422的内壁和旋转活塞414接触,以在压力室422的内部与外部空间之间形成流体密封。一对流体端口428与压力室422流体连通。在使用中,能够将加压流体施加于流体端口428,以促使旋转活塞414部分地离开压力室422,并且促使旋转轴412沿第一方向(例如,本示例中顺时针方向)旋转。

压力室组件420和旋转活塞组件的转子轴412和旋转活塞414可以与致动器100的第二致动部段120中发现的对应部件结构上相似。在使用中,当从压力室422向外促动旋转活塞414时,当沿第一方向旋转时,例如,在本示例中是顺时针方向,示例性致动器400也实质上类似于致动器100那样作用。如接下来将论述的,致动器400与致动器100的不同之处在于使转子轴412沿第二方向(例如,在本示例中是逆时针方向)旋转。

为了沿第二方向提供致动,示例致动器400包括带有孔452的外部壳体450。压力室组件420被形成为配合在孔452内。孔452由一对端盖(未示出)流体密封。在端盖处于恰当位置的情况下,孔452成为可加压室。加压流体可以通过流体端口454流至孔452和从孔452流出。孔452中的加压流体由密封件426与压力室422中的流体分开。

现在参照图5,示出呈第一配置的示例致动器400,其中,已经使转子轴412沿第一方向旋转,例如,顺时针旋转,如箭头501所指示的。通过使加压流体通过流体端口428流入压力室422,如箭头502所指示的,能够使转子轴412沿第一方向旋转。压力室422内的压力促使旋转活塞414从压力室422部分地向外,并且进入孔452内。由密封件424与压力室422内的流体分开并且由旋转活塞414的运动位移的孔452中的流体,被促使流出流体端口454,如箭头503所示。

现在参照图6,示出了呈第二配置的示例致动器400,其中,已经使转子轴412沿第二方向旋转,例如,逆时针旋转,如箭头601所指示的。通过使加压流体通过流体端口454流入孔452,如箭头602所指示的,能够使转子轴412沿第二方向旋转。孔452内的压力促使旋转活塞414从孔452部分地进入压力室422内。由密封件424与孔452内的流体分开并且由旋转活塞414的运动位移的压力室422内的流体,被促使流出流体端口428,如箭头603所指示的。在一些实施例中,流体端口428和454中的一个或者多个能够相对于致动器400的轴线径向地取向,如图4至图6图示,然而,在一些实施例中,流体端口428和454中的一个或者多个能够平行于致动器400的轴线取向,或者沿任何其它合适的取向取向。

图7是旋转活塞组件700的另一实施例的透视图。在图1的示例致动器100中,使用了两对相对的旋转活塞,但是在其它实施例中,能够使用其它数量和配置的旋转活塞和压力室。在组件700的示例中,第一致动部段710包括四个旋转活塞712,该旋转活塞能够协作地操作成沿第一方向促动转子轴701。第二致动部段720包括四个旋转活塞722,该旋转活塞能够协作地操作成沿第二方向促动转子轴701。

虽然已经描述了使用四个旋转活塞的示例,例如,致动器100,以及使用八个旋转活塞的示例,例如,组件700,但是也可以存在其它配置。在一些实施例中,可以协作地和/或相对地使用任何合适数量的旋转活塞。在一些实施例中,可以不将相对的旋转活塞分隔为单独的致动部段,例如,致动部段710和720。虽然在致动器100、400和组件700的示例中使用了多对协作的旋转活塞,但是也存在其它实施例。例如,可以将两个、三个、四个或者更多个协作的或者相对的旋转活塞和压力室的群集设置成径向地在转子轴的一定部段周围。如将在图8至图10的描述中论述的那样,单个旋转活塞可以位于转子轴的一定部段处。在一些实施例中,可以将协作的旋转活塞与相对的旋转活塞交替地散置。例如,旋转活塞712可以沿转子轴701与旋转活塞722交替。

图8是旋转活塞型致动器800的另一示例的透视图。致动器800与示例致动器100和400以及示例组件700的不同之处在于,取代沿转子轴实现多对协作的旋转活塞,例如,旋转活塞250中的两个径向地位于转子轴210周围,而是单个旋转活塞沿转子轴定位。

示例致动器800包括转子轴810和压力室组件820。致动器800包括第一致动部段801和第二致动部段802。在示例致动器800中,第一致动部段801被配置为使转子轴810沿第一方向(例如,顺时针)旋转,且第二致动部段820被配置为使转子轴810沿与第一方向实质上相对的第二方向(例如,逆时针)旋转。

示例致动器800的第一致动部段801包括旋转活塞812,并且第二致动部段802包括旋转活塞822。通过在沿转子轴810的给定纵向位置处实现单个旋转活塞812、822,相比于在沿旋转活塞组件的给定纵向位置处使用多对旋转活塞的致动器(例如,致动器100),可以实现更大范围的旋转行程。在一些实施例中,致动器800能够使转子轴810旋转总共大约145度。

在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822能够减少压力室组件820的扭曲,例如,减少在高压力下的屈曲(bow out)。在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822能够为每个活塞812、822提供额外的自由度。在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822能够减少在组装或者操作期间遇到的对齐问题。在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822能够减小转子轴810的侧负载的影响。

图9示出旋转活塞812呈实质上伸出配置的情况下的示例致动器800。加压流体被施加于流体端口830,以使形成在压力室组件820中的弓形压力室840加压。压力室840中的压力促使旋转活塞812部分地向外,从而促使转子轴810沿第一方向(例如,顺时针方向)旋转。

图10示出旋转活塞812呈实质上缩回配置的情况下的示例致动器800。转子轴810的机械旋转,例如,致动部段820的加压,促使旋转活塞812部分地向内(例如,顺时针)。压力室840中的由旋转活塞812位移的流体通过流体端口830流出。

通过将旋转活塞812插入压力室840内能够组装示例致动器800。然后,能够将转子轴810纵向地插入通过孔850和键槽851。由连接销852将旋转活塞812连接至转子轴810。

图11是旋转活塞型致动器1100的另一示例的透视图。总体地,致动器1100与示例致动器800相似,除了在每个致动部段中使用多个旋转活塞。

示例致动器1100包括旋转活塞组件1110和压力室组件1120。致动器1100包括第一致动部段1101和第二致动部段1102。在致动器1100的示例中,第一致动部段1101被配置为使旋转活塞组件1110沿第一方向(例如,顺时针)旋转,且第二致动部段1102被配置为使旋转活塞组件1110沿与第一方向实质上相对的第二方向(例如,逆时针)旋转。

示例致动器1100的第一致动部段1101包括旋转活塞812的集合,并且第二致动部段1102包括旋转活塞822的集合。通过在沿旋转活塞组件1110的各种纵向位置处实现单个旋转活塞812、822,可以实现与致动器800相似的旋转行程范围。在一些实施例中,致动器1100能够使转子轴1110旋转总共大约60度。

在一些实施例中,在一些应用中使用旋转活塞812的集合可以提供机械方面的优点。例如,使用多个旋转活塞812可以减小旋转活塞组件的应力或者偏转,可以减小密封组件的磨损,或者可以提供更大的自由度。在另一示例中,在腔之间提供分隔件(例如,织带(webbing))能够增加压力室组件1120的强度,并且能够减小压力室组件1120在高压力下的屈曲。在一些实施例中,在转子轴组件1110上放置端板(end tab)能够减少致动器800在负载下所经历的悬臂效应,例如,更小的应力或者弯曲。

图12至图14是另一示例旋转活塞型致动器1200的透视图和横截面视图。致动器1200包括旋转活塞组件1210、第一致动部段1201和第二致动部段1202。

示例致动器1200的旋转活塞组件1210包括转子轴1212、转子臂1214的集合以及双旋转活塞1216的集合。双旋转活塞1216中的每一个活塞均包括连接器部段1218、活塞端部1220a和活塞端部1220b。活塞端部1220a至1220b是弓形形状,并且以总体上半圆形布置彼此相对地取向,并且在连接器部段1218处连结在一起。孔1222形成在连接器部段1218中并且取向为实质上平行于由活塞端部1220a至1220b所形成的半圆的轴线。孔1222的大小适合于容纳穿过孔1222和形成在转子臂1213中的孔1224的集合的连接器销(未示出),以将双旋转活塞1216中的每一个活塞固定至转子轴1212。

示例致动器1200的第一致动部段1201包括第一压力室组件1250a,并且第二致动部段1202包括第二压力室组件1250b。第一压力室组件1250a包括形成为第一压力室组件1250a中的弓形腔的压力室1252a的集合。第二压力室组件1250b包括形成为第一压力室组件1250b中的弓形腔的压力室1252b的集合。当将压力室组件1250a至1250b组装到致动器1200内时,压力室1252a中的每一个总体上与压力室1252b中的一个对应压力室1252b处于一个平面中,使得压力室1252a和压力室1252b占据围绕中央轴线的两个半圆形区域。半圆形孔1253a和半圆形孔1253b实质上对齐,以容纳转子轴1212。

示例致动器1200的压力室1252a至1252b中的每一个包括开口端部1254和密封组件1256。开口端部1254被形成为容纳活塞端部1220a至1220b的插入。密封组件1256接触压力室1252a至1252b的内壁和活塞端部1220a至1220b的外表面,以形成流体密封。

通过将双旋转活塞1216的孔1222与转子臂1214的孔1224对齐,能够组装示例致动器1200的旋转活塞组件1210。使连接器销(未示出)穿过孔1222和1224,并且通过固持紧固件将其纵向地固定。

通过将转子轴1212定位成实质上邻近半圆形孔1253a并且使其旋转以将活塞端部1220a实质上完全插入压力室1252a内,能够组装示例致动器1200。第二压力室1252b被定位成邻近第一压力室1252a,使得半圆形孔1253b被定位成实质上邻近转子轴1212。然后,使旋转活塞组件1210旋转,以将活塞端部1220b部分地插入压力室1252b。将端盖1260紧固至压力室1252a至1252b的纵向端部1262a。将第二端盖(未示出)紧固至压力室1252a至1252b的纵向端部1262b。端盖实质上维持旋转活塞组件1210的位置和压力室1252a至1252b相对于彼此的位置。在一些实施例中,致动器1200能够提供大约90度的总旋转冲程。

在操作中,加压流体被施加于示例致动器1200的压力室1252a,以使旋转活塞组件1210沿第一方向(例如,顺时针)旋转。加压流体被施加于压力室1252b,以使旋转活塞组件1210沿第二方向(例如,逆时针)旋转。

图15和图16是包括另一示例旋转活塞组件1501的另一示例旋转活塞型致动器1500的透视图和横截面视图。在一些实施例中,组件1501能够是图2的旋转活塞组件200的替代实施例。

示例致动器1500的组件1501包括转子轴1510,该转子轴1510由转子臂1530的集合以及一个或者多个连接器销(未示出)连接至旋转活塞1520a的集合和旋转活塞1520b的集合。旋转活塞1520a和1520b以总体上交替的样式沿转子轴1510设置,例如,一个旋转活塞1520a、一个旋转活塞1520b、一个旋转活塞1520a、一个旋转活塞1520b。在一些实施例中,可以以总体上互相啮合的样式沿转子轴1510设置旋转活塞1520a和1520b,例如,彼此旋转平行的一个旋转活塞1520a和一个旋转活塞1520b,并且连接器部分形成为并排设置,或者旋转活塞1520a的连接器部分形成为一个或者多个阳型凸起和/或一个或者多个阴型凹部,以容纳形成在旋转活塞1520b的连接器部分中的一个或者多个对应的阳型凸起和/或一个或者多个对应的阴型凹部。

参照图16,示例致动器1500的压力室组件1550包括弓形压力室1555a的集合和弓形压力室1555b的集合。对应于旋转活塞1520a至1520b的交替样式,以总体上交替的样式设置压力室1555a和1555b。旋转活塞1520a至1520b部分地延伸进入压力室1555a至1555b中。密封组件1560定位在压力室1555a至1555b中的每一个的开口端部1565周围,以在压力室1555a至1555b的内壁与旋转活塞1520a至1520b之间形成流体密封。

在使用中,能够向示例致动器1500的压力室1555a和1555b交替地提供加压流体,以促使旋转活塞组件1501部分地顺时针和逆时针旋转。在一些实施例中,致动器1500能够使转子轴1510旋转总共大约92度。

图17和图18是包括另一示例旋转活塞组件1701的另一示例旋转活塞型致动器1700的透视图和横截面视图。在一些实施例中,组件1701能够是图2的旋转活塞组件200或者图12的组件1200的替代性实施例。

示例致动器1700的组件1701包括转子轴1710,该转子轴1710由转子臂1730a的集合以及一个或者多个连接器销1732连接至旋转活塞1720a的集合。转子轴1710也由转子臂1730b的集合以及一个或者多个连接器销1732连接至旋转活塞1720b的集合。旋转活塞1720a和1720b以总体上相对的、对称的样式沿转子轴1710设置,例如,一个旋转活塞1720a与沿组件1701的长度的各种位置处的一个旋转活塞1720b成对。

参照图18,示例致动器1700的压力室组件1750包括弓形压力室1755a的集合和弓形压力室1755b的集合。对应于旋转活塞1720a至1720b的对称布置,以总体上相对的、对称的样式设置压力室1755a和1755b。旋转活塞1720a至1720b部分地延伸进入压力室1755a至1755b中。密封组件1760定位在压力室1755a至1755b中的每一个的开口端部1765周围,以在压力室1755a至1755b的内壁与旋转活塞1720a至1720b之间形成流体密封。

在使用中,能够交替地向示例致动器1700的压力室1755a和1755b提供加压流体,以促使旋转活塞组件1701部分地顺时针和逆时针旋转。在一些实施例中,致动器1700能够使转子轴1710旋转总共大约52度。

图19和图20是另一示例旋转活塞型致动器1900的透视图和横截面视图。虽然之前描述的致动器(例如,图1的示例致动器100)总体上是细长和圆筒形的,但是致动器1900相对更加扁平,并且更加接近盘形。

参照图19,示出了示例旋转活塞型致动器1900的透视图。致动器1900包括旋转活塞组件1910和压力室组件1920。旋转活塞组件1910包括转子轴1912。转子臂1914的集合从转子轴1912径向地延伸,每个转子臂1914的远端部包括孔1916,该孔1916与转子轴1912的轴线实质上平行地对齐,并且大小适合于容纳连接器销1918的集合中的一个。

示例致动器1900的旋转活塞组件1910包括一对旋转活塞1930,这对旋转活塞1930穿过转子轴1912彼此相对地实质上对称地设置。在致动器1900的示例中,旋转活塞1930都沿相同的旋转方向取向,例如,旋转活塞1930沿相同的旋转方向协作地推进。在一些实施例中,可以提供返回力,以使旋转活塞组件1910沿旋转活塞1930的方向旋转。例如,转子轴1912可以联接至对抗由旋转活塞1930提供的力的负载,诸如,地球引力下的负载、暴露于风或者水阻力的负载、返回弹簧,或者能够使旋转活塞组件旋转的任何其它合适的负载。在一些实施例中,致动器1900能够包括在压力室组件1920之上的可加压外壳体,以提供反向驱动操作,例如,与图4中的外壳体450所提供的功能相似。在一些实施例中,致动器1900能够旋转地联接至能够提供反向驱动操作的相对地取向的致动器1900。

在一些实施例中,旋转活塞1930能够沿相对的旋转方向取向,例如,旋转活塞1930能够沿相对的旋转方向彼此相对地推进,以提供双向运动控制。在一些实施例中,致动器100能够使转子轴旋转总共大约60度。

示例致动器1900的每个旋转活塞1930包括活塞端部1932以及一个或者多个连接器臂1934。活塞端部1932形成为具有总体上半圆形的本体,该本体具有实质上平滑的表面。每个连接器臂1934均包括孔1936(见图21B和图21C),该孔1936与活塞端部1932的半圆形本体的轴线实质上对齐,并且大小适合于容纳连接器销1918中的一个。

通过将连接器臂1934与转子臂1914对齐,将示例致动器1900的每个旋转活塞1930组装到转子轴1912,使得转子臂1914的孔1916与孔1936对齐。连接器销1918被插入通过对齐的孔,以在活塞1930与转子轴1912之间建立铰接。每个连接器销1916略微长于对齐的孔。延伸超过对齐的孔的每个连接器销1916的每个端部的周向周边周围是周向凹部(未示出),该周向凹部能够容纳固持紧固件(未示出),例如,卡环或者螺旋环。

现在参照图20,示出了示例旋转活塞型致动器1900的横截面视图。图示的示例示出了部分插入形成为压力室组件1920中的弓形腔的对应压力室1960内的旋转活塞1930。

示例致动器1900的每个压力室1960包括在开口端部1964处压力室1960的内表面周围的密封组件1962。在一些实施例中,密封组件1962能够是在所有侧上都固持在标准密封槽中的圆形或者半圆形的密封几何结构。

当示例致动器1900的旋转活塞1930被插入通过开口端部1964时,每个密封组件1962均接触压力室1960的内表面和活塞端部1932的实质上平滑表面,以在压力室1960内形成实质上压力密封的区域。每个压力室1960各包括形成为通过压力室组件1920的流体端口(未示出),加压流体可以流动通过该流体端口。

在将加压流体(例如,液压油、水、空气、气体)引入示例致动器1900的压力室1960时,压力室1960的内部与压力室1960外部的环境条件之间的压力差引起从压力室1960向外促动活塞端部1932。当向外促动活塞端部1932时,活塞1930促使旋转活塞组件1910旋转。

在图示的示例致动器1900中,每个旋转活塞1930包括腔1966。图21A至图21C提供了旋转活塞1930中的一个的额外横截面视图和透视图。参见图21A,示出了穿过活塞端部1932的截面取得的旋转活塞1930的横截面。腔1966形成在活塞端部1932内。参照图21B,透视地示出了连接器臂1934和孔1936。图21C描绘腔1966的透视图。

在一些实施例中,可以省略腔1966。例如,活塞端部1932的横截面可以是实心的。在一些实施例中,可以形成腔1966以减少旋转活塞1930的质量和致动器1900的质量。例如,可以在航空器应用中实现致动器1900,其中,重量在致动器选择中可以起到一定作用。在一些实施例中,腔1966可以减少密封组件(诸如,图3的密封组件320)上的磨损。例如,通过减少旋转活塞1930的质量,可以减少当使旋转活塞的质量加速时(例如,通过重力或者地球引力),活塞端部1932施加在对应的密封组件上的力的量。

在一些实施例中,腔1966的横截面可以是实质上中空的,并且可以在中空空间内包括一个或者多个结构构件,例如,腹板。例如,结构横向构件(cross-member)可以延伸穿过中空活塞的腔,以减少当活塞暴露于穿过密封组件的高压力差时活塞可能产生的扭曲(例如,屈曲)的量。

图22和图23图示了两个示例转子轴实施例的对比。图22是示例旋转活塞型致动器2200的透视图。在一些实施例中,示例致动器2200能够是示例致动器1900。

示例致动器2200包括压力室组件2210和旋转活塞组件2220。旋转活塞组件2220包括至少一个旋转活塞2222以及一个或者多个转子臂2224。转子臂2224从转子轴2230径向地延伸。

示例致动器的转子轴2230包括从压力室组件2210径向地延伸的输出部段2232和输出部段2234。输出部段2232-2324包括从输出部段2232-2324的周向周边径向地延伸的花键2236的集合。在一些实施方式中,可以将输出部段2232和/或2234插入对应地形成的花键组件内,以将转子轴2230旋转地联接至其它机构。例如,通过将输出部段2232和/或2234旋转地联接至外部组件,可以传递旋转活塞组件2220的旋转,以促使外部组件旋转。

图23是另一示例旋转活塞型致动器2300的透视图。致动器2300包括压力室组件2210和旋转活塞组件2320。旋转活塞组件2320包括至少一个旋转活塞2222以及一个或者多个转子臂2224。转子臂2224从转子轴2330径向地延伸。

示例致动器2300的转子轴2330包括沿转子轴2330的轴线纵向地形成的孔2332。转子轴2330包括从孔2332的周向周边径向向内延伸的花键2336的集合。在一些实施例中,可以将对应地形成的花键组件插入孔2332内,以将转子轴2330旋转地联接至其它机构。

图24是另一示例旋转活塞2400的透视图。在一些实施例中,旋转活塞2400能够是旋转活塞250、260、414、712、812、822、1530a、1530b、1730a、1730b、1930或者2222。

示例旋转活塞2400包括活塞端部2410和连接器部段2420。连接器部段2420包括被形成为容纳连接器销(例如,连接器销214)的孔2430。

示例致动器2400的活塞端部2410包括端部锥(end taper)2440。端部锥2440形成在活塞端部2410的终端部2450的周边周围。端部锥2440以径向向内的角度形成,始于活塞端部2410的外部周边处并且止于终端部2450处。在一些实施方式中,端部锥2440能够被形成为使将旋转活塞2400插入压力室(例如,压力室310)内的过程简单。

示例致动器2400的活塞端部2410使实质上平滑的。在一些实施例中,活塞端部2410的平滑表面能够提供能够有密封组件接触的表面。例如,密封组件320能够接触活塞端部2410的平滑表面,以形成部分的流体密封,从而减少在压力室310的内壁上形成平滑的、能够流体密封的表面的需要。

在图示的示例中,旋转活塞2400示出为具有总体上实心的圆形横截面,然而旋转活塞250、260、414、712、812、822、1530a、1530b、1730a、1730b、1930或者2222已经图示为具有各种总体上矩形、椭圆形和其它形状的实心的和中空的横截面。在一些实施例中,如总体上由箭头2491和2492所指示的,旋转活塞2400的横截面尺寸能够适应于任何合适的形状,例如,方形、矩形、卵形、椭圆形、圆形和其它形状的实心的和中空的横截面。在一些实施例中,如总体上由角度2493所指示的,旋转活塞2400的弧能够适应于任何合适的长度。在一些实施例中,如总体上由线2494所指示的,旋转活塞2400的半径能够适应于任何合适的半径。在一些实施例中,活塞端部2410能够是实质上实心的、实质上中空的,或者能够包括任何合适的中空形式。在一些实施例中,也能够使用活塞端部2410的任何先前提及的形式作为图12的双旋转活塞1216的活塞端部1220a和/或1220b。

图25是用于执行旋转致动的示例过程2500的流程图。在一些实施方式中,能够由旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600来执行过程2500,这将在图26至图28的描述中论述。

在2510处,提供旋转致动器。示例致动器2500的旋转致动器包括:第一壳体,该第一壳体限定第一弓形室,第一弓形室包括第一腔、与第一腔流体连通的第一流体端口、开口端部以及布置在开口端部的内表面周围的第一密封件;转子组件,该转子组件能够旋转地轴颈安装在第一壳体中,并且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的第一转子臂;弓形第一活塞,该第一活塞布置在第一壳体中以便在第一弓形室中通过开口端部往复运动。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,以及将第一活塞的第一端部联接至第一转子臂的第一连接器。例如,致动器100包括被包括在致动部段120中的压力室组件300和旋转活塞组件200的部件。

在2520处,加压流体被施加于第一压力室。例如,能够使加压流体流动通过流体端口320进入压力室310内。

在2530处,从第一压力室部分地向外促动第一活塞,以促使旋转输出轴沿第一方向旋转。例如,流入压力室310的加压流体的体积将使旋转活塞260的相似体积位移,从而引起促使旋转活塞260部分地离开压力腔310,这相应地将引起转子轴210顺时针旋转。

在2540处,使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转。例如,能够由外部力(诸如,另一机构、扭矩提供负载、返回弹簧或者任何其它合适的旋转扭矩源)使转子轴210旋转。

在2550处,促使第一活塞部分地进入第一压力室内,以促使加压流体离开第一流体端口。例如,能够将旋转活塞260推入压力室310,并且延伸进入压力室310内的活塞端部252的体积将使相似体积的流体位移,从而引起其流出流体端口312。

在一些实施例中,能够使用示例过程2500向连接的机构提供在冲程内实质上恒定的功率。例如,当致动器100旋转时,递送到连接的负载的扭矩中可能存在实质上很少的取决于位置的变化。

在一些实施例中,第一壳体还限定第二弓形室,该第二弓形室包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口以及布置在开口端部的内表面周围的第二密封件,转子组件还包括第二转子臂,旋转致动器也包括布置在所述壳体中以便在第二弓形室中往复运动的弓形第二活塞,其中,第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室以及将第二活塞的第一端部联接至第二转子臂的第二连接器。例如,致动器100包括被包括在致动部段110中的压力室组件300和旋转活塞组件200的部件。

在一些实施例中,第二活塞能够沿与第一活塞相同的旋转方向取向。例如,两个活塞260取向为沿相同的旋转方向协作地操作。在一些实施例中,第二活塞能够沿与第一活塞相对的旋转方向取向。例如,旋转活塞250取向为相对于旋转活塞260沿相对的旋转方向操作。

在一些实施例中,致动器能够包括第二壳体,布置在第一壳体周围并且具有第二流体端口,其中,第一壳体、第二壳体、密封件和第一活塞限定第二压力室。例如,致动器400包括实质上环绕压力室组件420的外部壳体450。孔452中的加压流体由密封件426与压力室422中的流体分开。

在一些实施方式中,使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转能够包括:将加压流体施加于第二压力室,并且从第二压力室部分地向外促动第二活塞,以促使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转。例如,能够向第一致动部段110的压力室310施加加压流体,以向外促动旋转活塞260,从而引起转子轴210逆时针旋转。

在一些实施方式中,使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转能够包括:向第二压力室施加加压流体,并且促使第一活塞部分地进入第一压力室内,以促使旋转输出轴沿与第一方向相对的第二方向旋转。例如,能够使加压流体在高于压力室422中的流体的压力的压力下流入孔452内,从而引起旋转活塞414运动进入压力室422中,并且引起转子轴412逆时针旋转。

在一些实施方式中,旋转输出轴的旋转能够促使壳体旋转。例如,能够保持旋转输出轴412旋转静止,并且能够允许壳体450旋转,并且,在压力室422中施加加压流体能够促使旋转活塞414离开压力室422,从而引起壳体450围绕旋转输出轴412旋转。

图26至图28示出另一示例旋转活塞型致动器2600的部件的各种视图。总体地,致动器2600与图1的示例致动器100相似,除了密封组件的配置之外。虽然示例致动器100中的密封组件320相对于压力室310保持实质上静止并且与旋转活塞250的表面呈滑动接触,但是在示例致动器2600中,密封配置是相对相反的,如将在下文描述的那样。

参照图26,示出了示例旋转活塞型致动器2600的透视图。致动器2600包括旋转活塞组件2700和压力室组件2602。致动器2600包括第一致动部段2610和第二致动部段2620。在致动器2600的示例中,第一致动部段2610被配置为使旋转活塞组件2700沿第一方向(例如,逆时针)旋转,并且第二致动部段2620被配置为使旋转活塞组件2700沿与第一方向实质上相对的第二方向(例如,顺时针)旋转。

现在参照图27,示出了与压力室组件2602分开的示例旋转活塞组件2700的透视图。旋转活塞组件2700包括转子轴2710。多个转子臂2712从转子轴2710径向地延伸,每个转子臂2712的远端部包括孔(未示出),该孔与转子轴2710的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销2714的集合中的一个。

如图27中所示,示例旋转活塞组件2700的第一致动部段2710包括一对旋转活塞2750,并且第二致动部段2720包括一对旋转活塞2760。虽然示例致动器2600包括两对旋转活塞2750、2760,但是其它实施例能够包括更大和/或更小数量的协作的和相对的旋转活塞。

在如图27中所示的示例旋转活塞组件中,每个旋转活塞2750、2760包括活塞端部2752以及一个或者多个连接器臂2754。活塞端部252被形成为具有总体上半圆形的本体,该本体具有实质上平滑的表面。每个连接器臂2754均包括孔2756,该孔2756与活塞端部2752的半圆形本体的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销2714中的一个。

在一些实施方式中,每个旋转活塞2750、2760均包括布置在活塞端部2752的外部周边周围的密封组件2780。在一些实施方式中,密封组件2780能够是在所有侧上都固持在标准密封槽中的圆形或者半圆形的密封几何结构。在一些实施方式中,能够使用商业可获得的往复活塞或者圆筒型密封件。例如,可能已经用于在目前航空器上运行的线性液压致动器的商业可获得的密封件类型可以显示出针对线性负载和位置保持应用的充分的能力。在一些实施方式中,通过使用通常用在线性液压致动器中的标准的(例如,商业可获得的)半圆形、单向密封件设计,可以减小致动器2600的密封复杂性。在一些实施例中,密封组件2780能够是单件式密封件。

图28是示例旋转活塞型致动器2600的透视横截面视图。图示的示例示出了被插入形成为压力室组件2602中的弓形腔的对应压力室2810内的旋转活塞2760。旋转活塞2750也被插入对应的压力室2810内,在该图中不可见。

在示例致动器2600中,当每个旋转活塞2750、2760被插入通过每个压力室2810的开口端部2830时,每个密封组件2780接触活塞端部2760的外部周边和压力室2810的实质上平滑的内表面,以在压力室2810内形成实质上压力密封的区域。

在一些实施例中,密封件2780能够用作轴承。例如,在活塞2750、2760运动进出压力室310时,密封件2780可以为活塞2750、2760提供支撑。

图29A至图29E是带有中央致动组件2960的另一示例旋转活塞型致动器2900的各种视图。为了简要描述每个附图,请参见在本文件的“附图说明”章节的开始处所包括的对这些附图中的每一个的简要描述。

通常,示例旋转活塞型致动器2900与图12至图14的示例旋转活塞型致动器1200实质上相似,其中,示例旋转活塞型致动器2900也包括中央致动组件2960和中央安装组件2980。虽然示例旋转活塞型致动器2900被图示并且被描述为示例旋转活塞型致动器1200的改型,但是,在一些实施例中,在也实现中央致动组件2960和/或中央安装组件2980的设计中,示例旋转活塞型致动器2900能够实现旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600中的任何致动器的特征。

致动器2900包括旋转致动器组件2910、第一致动部段2901和第二致动部段2902。旋转活塞组件2910包括转子轴2912、转子臂2914的集合以及双旋转活塞(例如,图12-14的双旋转活塞1216)的集合。

示例致动器2900的第一致动部段2901包括第一压力室组件2950a,并且第二致动部段2902包括第二压力室组件2950b。第一压力室组件2950a包括被形成为第一压力室组件2950a中的弓形腔的压力室(例如,图12至图14的压力室1252a)的集合。第二压力室组件2950b包括被形成为第二压力室组件2950b中的弓形腔的压力室(例如,图12至图14的压力室1252b)的集合。壳体中的半圆形孔2953容纳转子轴2912。

中央安装组件2980被形成为第二压力室组件2950b的壳体的径向凸出部分2981。中央安装组件2980提供用于将示例旋转活塞型致动器2900可移除地附连至外表面(例如,航空器框架)的安装点。形成在径向凸出部段2981中的孔2982的集合容纳紧固件2984(例如,螺栓)的集合的插入,以将中央安装组件2980可移除地附连至航空器框架上的外部安装特征2990,例如,安装点(支架)。

中央致动组件2960包括径向凹部2961,该径向凹部2961形成在沿示例旋转活塞型致动器2900的纵轴线AA的中点处第一和第二致动部段2901、2902的壳体的外表面的一部分中。外部安装支架2970(例如,航空器飞行控制表面)连接至致动臂2962,该外部安装支架2970可以适应于附接至待致动构件上的外部安装特征。致动臂2962延伸通过凹部2961,并且可移除地附接至形成在转子轴2912的纵轴线的中点处的外表面中的中央安装点2964。

现在更具体地参照图29D和图29E,以在凹部2961处通过中央致动组件2960和中央安装组件2980所取得的剖视端部和透视图示出示例旋转活塞型致动器2900。致动臂2962延伸到凹部2961内,以接触转子轴2912的中央安装点2964。致动臂2962由紧固件2966(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点2964,该紧固件2966穿过形成在致动臂2962中的一对孔2968和通过中央安装点2964形成的孔2965。孔2969的集合形成在致动臂2962的径向向外端部中。紧固件2972(例如,螺栓)的集合穿过孔2969和形成在外部安装特征(支架)2970中的对应孔(未示出)。如上文所提及的,中央致动组件2960将示例旋转活塞致动器2900连接至外部安装特征2970,以将转子组件2910的旋转运动传递到待使其运动(致动)的设备,例如,航空器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央致动组件2960或者中央安装组件2980中的一者能够与示例旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600中的任何一者的特征结合使用。例如,示例旋转活塞型致动器2900可以通过中央安装组件2980安装于静止表面,并且在转子轴组件2910的一端处或者两端处提供致动。在另一示例中,示例旋转活塞组件2900可以通过非中央安装点安装于静止表面,并且在中央致动组件2960处提供致动。

图30A至图30E是带有中央致动组件3060的示例旋转致动器3000的各种视图。为了简要描述每个附图,请参见在本文件的“附图说明”章节的开始处所包括的对这些附图中的每一个的简要描述。

总体地,示例旋转致动器3000与图29A至图29E的旋转活塞型致动器2900实质上相似,其中,示例旋转致动器3000也包括中央致动组件3060和中央安装组件3080。在一些实施例中,示例旋转致动器3000能够是示例旋转活塞型致动器2900的改型,其中旋转动作能够由除了旋转活塞型致动器之外的机构来执行。例如,示例旋转致动器3000能够包括旋转叶片型致动器、旋转流体型致动器、机电致动器、线性到旋转运动致动器,或者这些或任意其它适当的旋转致动器的组合。虽然示例旋转致动器3000被图示并且描述为示例旋转活塞型致动器2900的改型,但是,在一些实施例中,在也实施中央致动组件3060和/或中央安装组件3080的设计中,示例旋转致动器3000能够实施旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900中的任何致动器的特征。

致动器3000包括旋转致动器部段3010a和旋转致动器部段3010b。在一些实施例中,旋转致动器部段3010a和3010b能够是旋转叶片型致动器、旋转流体型致动器、机电致动器、线性到旋转运动致动器或者这些或任意其它适当的旋转致动器的组合。旋转致动器部段3010a包括壳体3050a,并且旋转致动器部段3010b包括壳体3050b。转子轴3012a沿旋转致动器部段3010a的纵轴线延伸,并且转子轴3012b沿旋转致动器部段3010b的纵轴线延伸。

中央安装组件3080被形成为壳体3050a和3050b的径向凸出部分3081。中央安装组件3080提供用于将示例旋转致动器3000可移除地附连至外表面或外部结构构件(例如,航空器框架、航空器控制表面)的安装点。形成在径向凸出部段3081中的孔3082的集合容纳紧固件(未示出)(例如,螺栓)的集合的插入,以将中央安装组件3080可移除地附连至外部安装特征,例如,图29的外部安装特征2090、航空器框架或控制表面上的安装点(支架)。

中央致动组件3060包括径向凹部3061,该径向凹部3061形成在沿示例旋转致动器3000的纵轴线AA的中点处的壳体3050a、3050b的外表面的一部分中。在一些实施方式中,外部安装支架(诸如,外部安装支架2970)可以适于附接至能够被连接到致动臂3062的结构构件或待致动构件(例如,航空器飞行控制表面)的外部安装特征。诸如致动臂2962的致动臂能够延伸通过凹部3061,并且能够可移除地附接至形成在转子轴3012a和3012b的纵轴线的中点处的外表面中的中央安装点3064。

现在更具体地参照图30D和图30E,以在凹部3061处通过中央致动组件3060和中央安装组件3080的中点所取得的端视图和剖视透视图示出示例旋转活塞型致动器3000。致动臂(未示出)能够延伸到凹部3061中,以接触转子轴3012a、 3012b的中央安装点3064。致动臂能够由紧固件(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点3064,该紧固件能够穿过一对孔(例如,形成在致动臂2962中的孔2968)和通过中央安装点3064形成的孔3065。类似于如在旋转活塞型致动器2900和中央致动组件2960的描述中所讨论的那样,中央致动组件3060将示例旋转致动器3000连接到外部安装特征或结构构件,以将致动器部段3010a、3010b的旋转运动施加到待相对于例如航空器框架的结构构件运动(致动)的设备,例如航空器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央致动组件3060或者中央安装组件3080中的一者能够与示例旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900中的任何致动器的特征组合使用。例如,示例旋转致动器3000可以通过中央安装组件3080安装于静止表面,并且在转子轴3012a、3012b的一端或者两端处提供致动。在另一示例中,示例旋转致动器3000可以通过非中央安装点安装至静止表面,并且在中央致动组件3060处提供致动。在另一示例中,旋转致动器3000可以通过中央安装点3064安装于静止表面,并且在中央安装组件3080处提供致动。

图31A至图31E是带有中央致动组件3160的示例旋转致动器3100的各种视图。为了简要描述每个附图,请参见在本文件的“附图说明”章节的开始处所包括的对这些附图中的每一个的简要描述。

总体地,示例旋转致动器3100与图30A至图30E的旋转致动器3000实质上相似,其中,示例旋转致动器3100也包括中央致动组件3160和中央安装组件3180。在一些实施例中,示例旋转致动器3100能够是示例旋转活塞型致动器3000的改型,其中旋转动作能够由除了旋转流体致动器之外的机构执行。示例旋转致动器3100是机电致动器。虽然示例旋转致动器3100被图示并且描述为示例旋转致动器3000的改型,但是,在一些实施例中,在也实施中央致动组件3160和/或中央安装组件3180的设计中,示例旋转致动器3100能够实现示例旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900和/或旋转致动器3000中的任何致动器的特征。

致动器3100包括旋转致动器部段3110a和旋转致动器部段3110b。在一些实施例中,旋转致动器部段3110a和3110b能够是机电致动器。旋转致动器部段3110a包括壳体3150a,并且旋转致动器部段3110b包括壳体3150b。转子轴3112a沿旋转致动器部段3110a的纵轴线延伸,并且转子轴3112b沿旋转致动器部段3110b的纵轴线延伸。

中央安装组件3180被形成为壳体3150a和3150b的径向凸出部分3181。中央安装组件3180提供用于将示例旋转致动器3100可移除地附连至外表面或外部结构构件(例如,航空器框架、航空器控制表面)的安装点。形成在径向凸出部段3181中的孔3182的集合容纳紧固件(未示出)(例如,螺栓)的集合的插入,以将中央安装组件3180可移除地附连至外部安装特征,例如,图29的外部安装特征2090、航空器框架或控制表面上的安装点(支架)。

中央致动组件3160包括径向凹部3161,该径向凹部3161形成在沿示例旋转致动器3100的纵轴线AA的中点处的壳体3150a、3150b的外表面的一部分中。在一些实施方式中,外部安装支架(诸如,外部安装支架2970)可以适于附接至能够被连接到致动臂3162的结构构件或待致动构件(例如,航空器飞行控制表面)的外部安装特征。诸如致动臂2962的致动臂能够延伸通过凹部3161,并且能够可移除地附接至形成在转子轴3112a和3112b的纵轴线的中点处的外表面中的中央安装点3164。

现在更具体地参照图31D和图31E,以在凹部3161处通过中央致动组件3160和中央安装组件3080的中点所取得的端视图和剖视透视图示出示例旋转活塞型致动器3100。致动臂(未示出)能够延伸到凹部3161中,以接触转子轴3112a、 3112b的中央安装点3164。致动臂能够由紧固件(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点3164,该紧固件能够穿过一对孔(例如形成在致动臂2962中的孔2968)和通过中央安装点3164形成的孔3165。类似于如在旋转活塞型致动器2900和中央致动组件2960的描述中所讨论的那样,中央致动组件3160将示例旋转致动器3100连接到外部安装特征或结构构件,以将致动器部段3110a、3110b的旋转运动施加到待相对于例如航空器框架的结构构件运动(致动)的设备,例如航空器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央致动组件3160或者中央安装组件3180中的一者能够与示例旋转活塞型致动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900和/或旋转致动器3000中的任何致动器的特征组合使用。例如,示例旋转致动器3100可以通过中央安装组件3180安装到静止表面,并且在转子轴3112a、3112b的一端或者两端处提供致动。在另一示例中,示例旋转致动器3100可以通过非中央安装点安装于静止表面,并且在中央致动组件3160处提供致动。在另一示例中,旋转致动器3100可以通过中央安装点3164安装于静止表面,并且在中央安装组件3180处提供致动。

图32是另一示例压力室组件3200的分解透视图。在一些实施例中,压力室组件3200的特征能够与致动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300和2600中的任意致动器一起使用。压力室组件3200包括壳体3210、模块化活塞壳体3250a和模块化活塞壳体3250b。壳体3210包括中央纵向腔3212。中央纵向腔3212被形成为容纳转子轴(未示出),诸如图2的旋转活塞组件200的转子轴210。

示例压力室组件3200的模块化活塞壳体3250a是弓形组件,其包括形成为模块化活塞壳体3250a中的弓形腔的压力室3252a的集合。类似地,模块化活塞壳体3250b也是弓形组件,其包括形成为模块化活塞壳体3250b中的弓形腔的压力室3252b的集合。在图示示例中,模块化活塞壳体3250b是模块化活塞壳体3250a的弓形形状的镜像。压力室3252a、3252b被形成为容纳旋转活塞(未示出),诸如旋转活塞250。在一些实施方式中,模块化活塞壳体3250a、3250b能够被形成为整体式活塞壳体。例如,模块化活塞壳体3250a、3250b中的每一个均可以被机加工、挤压或者以其它方式成形而不在压力室3251a、3252b中形成缝隙。

在示例压力室组件3200的组装形式中,模块化活塞壳体3250a、3250b可移除地附连至壳体3210。在一些实施例中,压力室组件3200能够包括径向开孔,模块化活塞壳体3250a、3250b能够被插入该径向开孔内。在一些实施例中,压力室组件3200能够包括纵向开孔,模块化活塞壳体3250a、3250b能够被插入该纵向开孔内。

示例压力室组件3200的模块化活塞壳体3250a、3250b包括孔3254的集合。在压力室组件3200的组装形式中,孔3254与形成在壳体3210中的孔3256的集合对齐,紧固件(未示出)(例如螺栓或者螺钉)的集合穿过孔3256并且进入孔3254,以将模块化活塞壳体3250a、3250b可移除地附连至壳体3210。

在一些实施例中,模块化活塞壳体3250a、3250b能够包括在压力室3252a、3252b的内表面周围的密封组件。在一些实施例中,密封组件能够是在所有侧上都固持在标准密封槽中的圆形或者半圆形的密封几何结构。在一些实施例中,能够使用商业可获得的往复活塞或者圆筒型密封件。例如,可能已经用于在目前航空器上运行的线性液压致动器的商业可获得的密封件类型可以显示出针对线性负载和位置保持应用的充分的能力。在一些实施例中,通过使用通常用于线性液压致动器的标准的(例如,商业可获得的)半圆形的、单向的密封设计,可以降低示例压力室组件3200的密封复杂性。在一些实施例中,密封组件能够是单件式密封件。在模块化活塞壳体3250a、3250b的一些实施例中,可以包括密封组件作为旋转活塞的一部分。在一些实施例中,模块化活塞壳体3250a、3250b可以包括在活塞和压力室3252a、3252b之间的磨损构件。

示例压力室组件3200的每个压力室3252a、3252b可以包括通过模块化活塞壳体3250a、3252b形成的流体端口(未示出),加压流体可以流动通过该流体端口。在将加压流体(例如液压油、水、空气、气体)引入压力室3252a、3252b时,压力室3252a、3252b的内部与压力室3252a、3252b外部的环境条件之间的压力差能够引起从压力室3252a、3252b活塞的端部。当向外促动活塞端部时,活塞促使旋转活塞组件(诸如旋转活塞组件200)旋转。

在一些实施例中,模块化活塞壳体3250a、3250b可以包括中央纵向腔3212和壳体3210的其它特征。在一些实施例中,模块化活塞壳体3250a、3250b可以可移除地附连至彼此。例如,模块化活塞壳体3250a、3250b可以相对于彼此螺栓连接、螺纹连接、夹持、焊接、固销或以其它方式直接或者间接地固持,使得组装的组合提供壳体3210的特征,从而消除对壳体3210的需要。

图33A至图33C是另一示例旋转活塞组件3300的分解和组装透视图。在一些实施例中,旋转活塞组件3300的特征能够用于旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700中的任意旋转活塞组件,和/或用于致动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900和3000中的任意致动器。旋转活塞组件3300包括转子轴3310。多个转子臂3312从转子轴3310径向地延伸,每个转子臂3312的远端部包括孔(未示出),该孔与转子轴3310的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销3314的集合中的一个。

示例旋转活塞组件3300包括一对旋转活塞3350。虽然示例旋转活塞组件3300包括两个旋转活塞3350,但是其它实施例能够包括更大和/或更小数量的协作的和相对的旋转活塞。每个旋转活塞3350均包括活塞端部3352以及一个或者多个连接器臂3354。活塞端部3352被形成为具有大体上半圆形的本体,该本体具有实质上平滑的表面。每个连接器臂3354包括孔3356,该孔3356与活塞端部3352的半圆形本体的轴线实质上对齐,并且其大小适合于容纳连接器销3314中的一个。

通过将连接器臂3354与转子臂3312对齐可以将示例旋转活塞组件3300的每个旋转活塞3350组装到转子轴3310,使得转子臂3312的孔(未示出)与孔3365对齐。然后可以将连接器销3314插入通过对齐的孔,以在活塞3350与转子轴3310之间建立连接。如图所示,每个连接器销3314略微长于对齐的孔。在示例组件中,延伸超过对齐的孔的每个连接器销3314的每个端部的周向周边周围是周向凹部(未示出),该周向凹部能够容纳固持紧固件(未示出),例如,卡环或者螺旋环。

不同于诸如旋转活塞组件200的实施例,连接器臂3354与转子臂3312之间的连接并非铰接。连接器臂3312包括固持件元件3380,并且转子臂3312包括固持件元件3382。当组件3300处于其组装形式时,固持件元件3380、3382相对于活塞3350和转子轴3310的旋转运动相互啮合。在一些实施例中,固持件元件3380、3382能够被形成为带有防止旋转活塞3350旋转远离旋转活塞3350的曲率半径的径向几何结构。

在示例性实施例中,固持件元件3380、3382之间的接触容许在转子轴3310和旋转活塞3350之间传送旋转运动。活塞3350的运动通过固持件元件3380、3382之间的接触促使转子臂3312和转子轴3310运动。类似地,转子轴3310和转子臂3312的运动通过固持件元件3380、3382之间的接触促使活塞3350运动。在一些实施例中,固持件元件3380、3382能够由一个或者多个紧固件连接,所述紧固件防止旋转活塞3350旋转远离旋转活塞3350的曲率半径。例如,固持件元件3380、3382能够由螺栓、螺钉、夹具、焊缝、粘结剂或者任意其它适当形式的连接器或紧固件连接。

在示例旋转活塞组件3300中,固持件元件3380、3382之间的接触容许在转子轴3310和旋转活塞3350之间传送旋转运动,即使连接器销3314断裂或缺失也是这样。在一些实施例中,连接器销3314可以由活塞壳体(未示出)纵向约束。例如,连接器销3314可以在沿其长度的某点处断裂,但是壳体可以被形成为使得连接器销3314的端部不具有足以容许连接器销3314的断裂部段纵向运动足够远以脱离孔3356的充足空间。在诸如这种实施例的一些实施例中,固持件元件3380、3382和/或壳体能够提供故障安全(fail-safe)构造,其能够防止连接器销3314的断裂片从其正常位置脱落,这能够防止这种断裂片卡在其中可能使用旋转活塞组件3300的旋转致动器的部件内的风险。

在一些实施例中,连接器销3314和孔3356及转子臂3312的孔(未示出)能够被形成为带有防止连接器销3314在孔3356和转子臂3312的孔(未示出)内围绕连接器销3314的纵轴线旋转的横截面几何结构。例如,连接器销3314能够是形成为带有以方形、矩形、三角形、六边形、星形、卵形或者任意其它适当的非圆形横截面的"锁定销",并且孔3356和转子臂3312的孔(未示出)被形成为带有对应的横截面,使得当孔对齐时,连接器销3314能够被插入并且当连接器销3314被插入孔内时,实质上防止活塞3350围绕连接器销3314的轴线旋转。

在一些实施例中,固持件元件3380、3382和/或连接器销3314的"锁定销"实施例能够影响旋转活塞组件3300的性能。例如,实现固持件元件3380、3382和/或连接器销3314的"锁定销"实施例的旋转活塞组件3300的实施例能够减少或者防止当旋转活塞组件3300在旋转活塞致动器内运动时活塞3350和转子臂3312之间的相对运动,这能够在组件3300的相对整个运动范围上提供实质上恒定的扭矩。

图34A和图34B是另一示例旋转活塞3400的透视图。在一些实施例中,旋转活塞3400能够是图33A-33C的旋转活塞3350。在一些实施例中,旋转活塞3400的特征能够与旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700中的任意旋转活塞组件和/或与致动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任意致动器一起使用。

如图34A-34B的示例旋转活塞中所示,旋转活塞3400包括活塞端部3432以及一个或者多个连接器臂3434。活塞端部3432被形成为具有大体上椭圆形的本体,该本体具有实质上平滑的表面。每个连接器臂3434均包括孔3436a和孔3436b,孔3436a和孔3436b与活塞端部3432的椭圆形本体的轴线实质上对齐,并且大小适合于容纳连接器销(诸如连接器销3314中的一个)。其它实施例可以在旋转活塞中包括多于两个孔。在其它实施例中,活塞端部3432被形成为具有大体上矩形的本体或者具有任意其它适当横截面的本体。

在一些实施例中,旋转活塞3400的"多销"实施例能够影响旋转活塞组件的性能。例如,实现旋转活塞3400、两个锁定销和对应地形成的转子臂的旋转活塞组件的实施例能够减少或者防止当旋转活塞组件在旋转活塞致动器内运动时活塞3400和转子臂之间的相对运动,这能够在组件的相对整个运动范围上提供实质上恒定的扭矩。

在一些实施例中,孔3436a、3436b中的一个或多个能够被形成为带有防止连接器销(诸如连接器销3314)在孔3436a、3436b内围绕连接器销的纵轴线旋转的横截面几何结构。例如,孔3436a、3436b中的一个或多个能够被形成为带有方形、矩形、三角形、六边形、星形、卵形或者任意其它适当的非圆形横截面,使得对应地配置的连接器销能够被插入以当连接器销被插入孔3436a、3436b内时实质上防止旋转活塞3400绕孔3436a、3436b的轴线旋转。

图35A是另一示例压力室组件3500的透视图。图35B是示例压力室组件3500的部分剖视透视图。图35C是示例压力室组件3500的分解透视图。在一些实施例中,压力室组件3500的特征能够与旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700、旋转活塞3400中的任意者,和/或与致动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任意致动器一起使用。如图35C所示,压力室组件3500包括活塞壳体3550、模块化壳体3510a和模块化壳体3510b。模块化壳体3510a包括弓形中央凹部3512a,并且模块化壳体3510b包括弓形中央凹部3512b。在其组装形式中,弓形中央凹部3512a和3512b容纳活塞壳体3550。

如图35C所示,活塞壳体3550被形成为在腔3558中容纳旋转活塞3514。活塞壳体3550包括卡环3552。卡环3552被形成为保持密封件3554与旋转活塞3514密封接触。在一些实施例中,旋转活塞能够是旋转活塞260、414、712、812、822、1216、1520a、1520b、1720、1930、2222、2400、2754、3350和3400中的任意旋转活塞。在一些实施方式中,压力室3550能够被形成为整体式活塞壳体。例如,压力室3550可以被机加工、挤压、液压成型或以其它方式成形而不在压力室3550内形成缝隙。

示例旋转活塞3514包括孔3556。在一些实施例中,孔3356能够被形成为带有防止连接器销(诸如图33A-33C的连接器销3314)在孔3556和转子臂(诸如转子臂3312)的孔(未示出)内围绕连接器销的纵轴线旋转的横截面几何结构。例如,孔3356能够被形成为容纳“锁定销”,该锁定销被形成为带有方形、矩形、三角形、六边形、星形、卵形或者任意其它适当的非圆形横截面,使得连接器销能够被插入通过孔3556,并且当连接器销被插入孔3556内时实质上防止其围绕孔3556的轴线旋转。

在一些实施例中,旋转活塞3514能够包括固持件元件。例如,旋转活塞3514能够包括固持件元件3380(例如,如图33A-C所示),其能够与固持件元件3382相互啮合以防止旋转活塞3550旋转远离旋转活塞3550的曲率半径。

图36是示例活塞壳体组件3600的透视图。组件3600包括活塞壳体3650a和活塞壳体3650b。活塞壳体3650a-3650b中的每一个均包括腔3658。在一些实施例中,活塞壳体3650a-3650b能够用于代替或补充图35A-35C的示例压力室组件3500的活塞壳体3550。例如,活塞壳体3650a-3650b能够由诸如模块化壳体3510a和3510b的模块化壳体封装。

组件3600包括流体端口3652a和3652b的集合。流体端口3652a-3652b与腔3658和或流体供应管线(未示出)流体连通。在一些实施例中,流体端口3652能够使流体在活塞壳体3650a-3650b之间流动。例如,可以应用流体来加压活塞壳体3650a,并且流体将流动通过流体端口3652a以也加压活塞壳体3650b。在一些实施例中,能够以交替的菊花链(daisy chain)布置组装任意适当数量的活塞壳体(诸如活塞壳体3650a-3650b)和流体端口(诸如流体端口3652),以形成组件3600。

虽然已经在上文详细描述了一些实施方式,但是其它改型也是可能的。例如,在图中描绘的逻辑流不要求所示的具体顺序或者相继顺序,以实现期望的结果。另外,可以在所描述的逻辑流上提供其它步骤,或者可以从所描述的逻辑流删除步骤,并且,可以向所描述的系统增加其它部件或者从所描述的系统移除部件。因此,其它实施方式落入以下权利要求的范围内。

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