具有中央致动组件的旋转活塞式致动器的制造方法
【专利说明】具有中央致动组件的旋转活塞式致动器
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求2013年2月27日提交的发明名称为“ROTARY PISTON TYPE ACTUATOR”的美国专利申请号13/778，561和2013年3月14提交的发明名称为“Rotary Piston TypeActuator With A Central Actuat1n Assembly”的美国专利申请号 13/831，220 的优先权的权益，其通过引用整体地结合于本文中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种致动器装置，更具体而言，涉及一种旋转活塞式致动器装置，其中，转子的活塞在压力下由流体移动，并且其中，致动器装置包括适于附接至待致动构件上的外部安装特征的中央致动组件。
【背景技术】
[0003]各种形式的旋转液压致动器目前用于工业机械功率转换应用中。这种工业使用通常为在不使用外部流体动力源的情况下期望连续的惯性装载而不需要在长时间(例如，数小时)内进行负载保持的应用。飞机飞行控制应用通常实施已装载位置保持，例如，在故障缓解模式下，通过使用受阻流体柱来保持位置。
[0004]在特定应用中，诸如用于飞机操作的主飞行控制，期望通过旋转制动器实现负载保持的位置准确度。可以通过最小化旋转致动器设计所固有的内部泄漏特性来提高位置准确度。然而，在典型的液压旋转致动器(例如，旋转“叶片”或者旋转“活塞”式配置)中可能难以实现无泄漏性能。
【发明内容】
[0005]一般而言，本文件涉及旋转活塞式致动器。
[0006]在方面I中，旋转致动器包括:第一壳体，所述第一壳体限定了第一弓形室，所述第一弓形室包括第一腔、与所述第一腔流体连通的第一流体端口以及开口端；转子组件，所述转子组件可旋转地轴颈连接(journaled)在所述第一壳体中，并且包括旋转输出轴和从所述旋转输出轴向外径向延伸的第一转子臂；弓形的第一活塞，所述第一活塞设置在所述第一壳体中用于在所述第一弓形室中往复移动通过所述开口端，其中，第一密封件、所述第一腔和所述第一活塞限定了第一压力室，并且所述第一活塞的第一部分与所述第一转子臂接触；中央致动组件，所述中央致动组件包括形成在所述旋转输出轴的外表面中的中央安装点，所述中央安装点接近所述轴的纵向中点；以及致动臂，所述致动臂在近端处可移除地附接至所述中央安装点，所述致动臂在远端处适于附接至待致动构件的外部安装特征。
[0007]在方面2中，根据方面1，所述中央致动组件还包括径向凹部，所述径向凹部形成在所述第一壳体的接近所述转子轴的所述中央安装点的外周表面中，并且其中，所述致动臂延伸穿过所述径向凹部。
[0008]在方面3中，根据方面I和方面2中的任一方面，所述旋转致动器还包括中央安装组件，所述中央安装组件包括所述第一壳体的径向凸出部，所述中央安装组件设置为与所述中央致动组件的所述径向凹部成大约180度，所述中央安装组件适于附接至外部安装特征。
[0009]在方面4中，根据方面I至方面3中的任一方面，所述第一壳体还限定了包括第二腔的第二弓形室以及与所述第二腔流体连通的第二流体端口。
[0010]在方面5中，根据方面4，其中，所述转子组件还包括第二转子臂；以及所述旋转致动器还包括弓形的第二活塞，所述第二活塞设置在所述第一壳体中用于在所述第二弓形室中往复移动，其中，第二密封件、所述第二腔和所述第二活塞限定了第二压力室，并且所述第二活塞的第一部分与所述第二转子臂接触。
[0011]在方面6中，根据方面I至方面5中的任一方面，其中，所述中央致动组件还包括径向凹部，所述径向凹部形成在所述第一壳体的接近所述转子轴的所述中央安装点的外周表面中，并且其中，所述致动臂延伸穿过所述径向凹部。
[0012]在方面7中，根据方面6，其还包括中央安装组件，所述中央安装组件包括所述第一壳体的径向凸出部，所述中央安装组件设置为与所述中央致动组件的所述径向凹部成大约180度，所述中央安装组件适于附接至外部安装特征。
[0013]在方面8中，根据方面I至方面7中的任一方面，其中，所述第一壳体形成为单件式壳体。
[0014]在方面9中，一种旋转致动的方法，其包括:提供旋转致动器。所述旋转致动器包括:第一壳体，所述第一壳体限定了第一弓形室，所述第一弓形室包括第一腔、与所述第一腔流体连通的第一流体端口以及开口端；转子组件，所述转子组件可旋转地轴颈连接在所述第一壳体中，并且包括旋转输出轴和从所述旋转输出轴向外径向延伸的第一转子臂；弓形的第一活塞，所述第一活塞设置在所述第一壳体中用于在所述第一弓形室中往复移动通过所述开口端，其中，第一密封件、所述第一腔和所述第一活塞限定了第一压力室，并且所述第一活塞的第一部分与所述第一转子臂接触；中央致动组件，所述中央致动组件包括形成在所述旋转输出轴的外表面中的中央安装点，所述中央安装点接近所述轴的纵向中点；以及致动臂，所述致动臂在近端处可移除地附接至所述中央安装点，所述致动臂在远端处适于附接至待致动构件的外部安装特征；所述方法还包括:将加压流体施加于所述第一压力室；从所述第一压力室向外部分地促动所述第一活塞，以促动所述旋转输出轴在第一方向上旋转；使所述旋转输出轴在与所述第一方向相反的第二方向上旋转；以及将所述第一活塞部分地促动到所述第一压力室中，以促动加压流体从所述第一流体端口流出。
[0015]在方面10中，根据方面9，其中，所述第一壳体还限定了包括第二腔的第二弓形室以及与所述第二腔流体连通的第二流体端口。
[0016]在方面11中，根据方面10，其中，
所述转子组件还包括第二转子臂；以及
所述旋转致动器还包括弓形的第二活塞，所述第二活塞设置在所述第一壳体中用于在所述第二弓形室中往复移动，其中，第二密封件、所述第二腔和所述第二活塞限定了第二压力室，并且所述第二活塞的第一部分与所述第二转子臂接触。
[0017]在方面12中，根据方面9至方面11中的任一方面，其中，所述中央致动组件还包括径向凹部，所述径向凹部形成在所述第一壳体的接近所述转子轴的所述中央安装点的外周表面中，并且其中，所述致动臂延伸穿过所述径向凹部。
[0018]在方面13中，根据方面12，其中，所述中央安装组件包括所述第一壳体的径向凸出部，所述中央安装组件设置为与所述中央致动组件的所述径向凹部成大约180度，所述中央安装组件适于附接至外部安装特征。
[0019]在方面14中，根据方面9至方面13中的任一方面，所述第一壳体形成为单件式壳体。
[0020]本文所描述的系统和技术可以提供一种或者多个以下优点。第一，系统可以提供通常与线性流体致动器相关联的性能特性以及更通常与旋转流体致动器相关联的轻质包装。第二，该系统可以通过阻断向致动器供应流体并且/或从致动器获得流体而在负载下基本维持所选旋转位置。第三，该系统可以使用最初用于线性流体致动器应用的市售密封组件。第四，该系统可以在整个冲程期间按照基本恒定的转矩提供旋转致动。第五，该系统可以提供上述优点，就如同安装并且/或者致动在致动器的中点处的致动器一样。
[0021]在附图和下面的说明中阐述了一种或者多种实施方式的细节。其他特征和优点将通过说明和附图并且通过权利要求书而变得显而易见。
【附图说明】
[0022]图1是示例性旋转活塞式致动器的透视图。
[0023]图2是示例性旋转活塞组件的透视图。
[0024]图3是示例性旋转活塞式致动器的透视剖面图。
[0025]图4是另一示例性旋转活塞式致动器的透视图。
[0026]图5和图6是示例性旋转活塞式致动器的剖面图。
[0027]图7是旋转活塞式致动器的另一实施例的透视图。
[0028]图8是旋转活塞式致动器的另一示例的透视图。
[0029]图9和图10示出了在示例伸出和缩回配置中的示例性旋转活塞式致动器。
[0030]图11是旋转活塞式致动器的另一示例的透视图；
图12至图14是另一示例性旋转活塞式致动器的透视图和剖面图。
[0031]图15和图16是包括另一示例性旋转活塞组件的另一示例性旋转活塞式致动器的透视图和#1』面图。
[0032]图17和图18是包括另一示例性旋转活塞组件的另一示例性旋转活塞式致动器的透视图和#1』面图。
[0033]图19和图20是另一示例性旋转活塞式致动器的透视图和剖面图。
[0034]图21A至图21C是另一示例性旋转活塞的剖面图和透视图。
[0035]图22和图23图示了两个示例转子轴实施例的比较。
[0036]图24是另一示例性旋转活塞的透视图。
[0037]图25是用于执行旋转致动的示例性过程的流程图。
[0038]图26是另一示例性旋转活塞式致动器的透视图。
[0039]图27是另一示例性旋转活塞组件的剖面图。
[0040]图28是另一示例性旋转活塞式致动器的透视剖面图。
[0041]图29A是从上方看到的具有中央致动组件的示例性旋转活塞式致动器的透视图。
[0042]图29B是图29A的致动器的俯视图。
[0043]图29C是从右侧和上方看到的透视图，图示了图29A的致动器，出于图示起见，移除了中央致动组件的一部分。
[0044]图29D是沿着图29B的致动器的剖面AA所取的侧向剖面图。
[0045]图29E是来自图2B的剖面AA的部分透视图。
【具体实施方式】
[0046]本文件描述了用于产生旋转运动的装置。具体而言，本文件描述了可以通过使用更普遍用于产生线性运动的部件(例如，液压或者气动线性汽缸)将流体位移转换为旋转运动的装置。叶片式旋转致动器是较为紧凑的用于将流体运动转换为旋转运动的装置。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叶片间泄漏。这种泄漏可以影响这种设计可用的应用范围。一些应用可能要求旋转致动器，在致动器的流体端口受阻时，将旋转负载基本上无旋转移动地保持在所选位置处预定时长(例如，小于5移动度)。例如，一些飞机应用可能要求，在致动器的流体端口受阻时，致动器将处于负载下的翼片或者其他控制表面保持(例如，通过风阻力、引力或者重力)在所选位置处。然而，叶片间泄漏可以允许从所选位置移动。
[0047]线性活塞使用较成熟的密封技术，该技术展现出易于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式密封件好。然而，线性活塞要求附加的机械部件，以将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