旋转活塞促动器防旋转构造的制作方法

文档序号:11633738阅读:204来源:国知局
旋转活塞促动器防旋转构造的制造方法与工艺

优先权声明和相关申请的交叉引用

本申请请求享有2014年9月19日提交的美国专利申请no.14/491523的优先权,该申请是以下专利的部分继续申请且请求享有其优先权权益:2013年2月27日提交的美国专利申请no.13/778561、2013年3月14日提交的美国专利申请no.13/831220、2013年6月19日提交的美国专利申请no.13/921904、2014年1月31日提交的美国专利申请no.14/170434、2014年1月31日提交的美国专利申请no.14/170461和2014年4月22日提交的美国专利申请no.14/258434,它们的公开内容通过引用以其全部并入。

本发明涉及一种促动器装置,且更具体而言涉及一种旋转活塞型促动器装置,其中,转子的活塞在压力下通过流体而移动,且其中,促动器装置包括中央促动组件,该中央促动组件适于附接于待促动的部件上的外部安装特征。

背景

各种形式的旋转液压促动器目前用于工业机械功率转换应用中。该工业使用通常用于在不使用外部流体功率供应的情况下期望连续惯性负载而不需要长时期(例如若干小时)负载保持的应用,飞行器飞行控制应用大体上实现加载位置保持(例如,在故障缓解模式下),使用阻塞的流体柱来保持位置。

在某些应用中,诸如用于飞行器操作的基本飞行控制,期望通过旋转促动器进行的负载保持中的位置精度。位置精度可通过使旋转促动器的设计固有的内部泄漏特性最小化来得到改善。然而,在典型的旋转液压促动器(例如,旋转“叶片”或旋转“活塞”型构造)中提供无泄漏性能可能是困难的。

概要

大体上,本文档涉及旋转活塞型促动器。

在第一方面,旋转促动器包括:壳体,其包括内部边界,该内部边界限定中央开孔且包括内部凹部;室壳体组件,其配置在中央开孔中且包括弧形室,该弧形室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开放端部,室壳体组件的外部边界包括外部凹部,外部凹部中的每一个与内部凹部中的相应一个对准;销,其位于壳体的内部边界与室壳体组件的外部边界之间,销中的每一个与外部凹部中的一个和内部凹部中的对应一个匹配以维持室壳体组件相对于壳体的定向;转子组件,其可旋转地轴颈支撑在室壳体组件中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的转子臂;和弧形形状的活塞,其配置在室壳体组件中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动,其中,密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂。

各种实施例可包括以下特征中的一些、全部,或不包括任何一个。各外部凹部和对应的内部凹部可限定销插孔,且销中的每一个可从安装表面延伸到相应的销插孔中。内部凹部可由在壳体的安装端部处在内部边界中的内部凹陷限定,且外部凹部可由在室壳体组件的安装端部处在外部边界中的外部凹陷限定。内部凹部可由在壳体的远侧端部处在内部边界中的内部凹陷限定,且外部凹部可由在室壳体组件的远侧端部处在外部边界中的外部凹陷限定。销插孔可限定内半径,该内半径大小设置为与销的柱状外边界匹配。壳体可包括安装突缘,该安装突缘在壳体的安装端部处径向向外突出,且安装突缘提供安装点以用于将旋转促动器可移除地附连至外部安装表面。活塞壳体组件可位于弧形室的腔内。

在第二方面,旋转促动器包括:壳体,其包括第一内部表面,第一内部表面限定弧形室,弧形室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开放端部,壳体包括安装突缘,安装突缘在壳体的安装端部处从壳体的柱状外部部分径向向外突出,安装突缘提供安装点以用于将旋转促动器可移除地附连至外部安装表面;转子组件,其可旋转地轴颈支撑在壳体中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的转子臂;和弧形形状的活塞,其配置在壳体中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动,其中,密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂。

各种实施例可包括以下特征中的一些、全部或不包括任何一个。壳体可包括整体结构,该整体结构包括弧形室和安装突缘。旋转促动器还可包括围绕壳体的支撑环,支撑环包括第二安装突缘,第二安装突缘从支撑环的柱状外部部分径向向外突出。支撑环可包括第二内部表面,该第二内部表面与壳体的外部表面匹配,以维持支撑环相对于壳体的定向。第二内部表面可包括平坦区,该平坦区与壳体的外部表面上的对应的平坦区匹配。活塞壳体组件可位于弧形室的腔内。

在第三方面,一种组装旋转促动器的方法包括:接收第一组件,第一组件包括:室壳体组件,其包括弧形室,弧形室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开放端部,室壳体组件的外部边界包括外部凹部;销,其与室壳体组件的外部凹部匹配;转子组件,其可旋转地轴颈支撑在室壳体组件中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的转子臂;和弧形形状的活塞,其配置在室壳体组件中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动,其中,密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂,和将第一组件定位在壳体的中央开孔中,壳体包括内部边界,内部边界限定中央开孔且包括内部凹部,其中,将第一组件定位在壳体的中央开孔中将内部凹部中的每一个与外部凹部中的对应一个对准且将内部凹部与对应的销匹配,以维持室壳体组件相对于壳体的定向。

各种实现方式可包括以下特征中的一些、全部或不包括任何一个。各外部凹部和对应的内部凹部可限定销插孔,且销中的每一个可从安装表面延伸到相应的销插孔中。内部凹部可由在壳体的安装端部处在内部边界中的内部凹陷限定,外部凹部可由在室壳体组件的安装端部处在外部边界中的外部凹陷限定。内部凹部可由在壳体的远侧端部处在内部边界中的内部凹陷限定,外部凹部可由在室壳体组件的远侧端部处在外部边界中的外部凹陷限定。销插孔可限定内半径,该内半径大小设置为与销的柱状外边界匹配。壳体可包括安装突缘,该安装突缘在壳体的安装端部处径向向外突出,且安装突缘提供安装点以用于将旋转促动器可移除地附连至外部安装表面。活塞壳体组件可位于弧形室的腔内。

在第四方面,一种组装旋转促动器的方法包括:

接收第一组件,第一组件具有:壳体,其包括第一内部表面,第一内部表面限定弧形室,弧形室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开放端部,壳体包括安装突缘,安装突缘在壳体的安装端部处从壳体的柱状外部部分径向向外突出,安装突缘提供安装点以用于将旋转促动器可移除地附连至外部安装表面;转子组件,其可旋转地轴颈支撑在壳体中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的转子臂;和弧形形状的活塞,其配置在壳体中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动,其中,密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂,接收支撑环,该支撑环包括第二安装突缘,第二安装突缘从支撑环的柱状外部部分径向向外突出;和在壳体的与安装端部轴向相对的支撑端部处围绕壳体的柱状外部部分定位支撑环。

各种实现方式可包括以下特征中的一些、全部或不包括任何一个。支撑环可包括第二内部表面,第二内部表面与壳体的外部表面匹配,以维持支撑环相对于壳体的定向,方法还包括将第二内部表面与外部表面匹配。第二内部表面可包括平坦区,该平坦区与壳体的外部表面上的对应的平坦区匹配,该方法还包括将第二内部表面的平坦区与壳体的外部表面上的对应的平坦区匹配。活塞壳体组件可位于弧形室的腔内。

本文中描述的系统和技术可提供以下优点中的一个或更多个。第一,可减少压力室与安装点之间的相对旋转移动。第二,整体、一件式壳体可既提供一组压力室又提供安装点,以减少或消除压力室与安装点之间的相对旋转移动。第三,旋转促动器可提供安装特征,该安装特征允许促动器在促动器的两个轴向端部处持久地或可移除地附连至外部表面。

在附图和下面的描述中阐述一个或更多个实现方式的细节。其它特征和优点从描述和附图且从权利要求将变得显而易见。

附图描述

图1是示例旋转活塞型促动器的透视图。

图2是示例旋转活塞组件的透视图。

图3是示例旋转活塞型促动器的透视截面图。

图4是另一示例旋转活塞型促动器的透视图。

图5和图6是示例旋转活塞型促动器的截面图。

图7是旋转活塞型促动器的另一实施例的透视图。

图8是旋转活塞型促动器的另一示例的透视图。

图9和图10示出了处于示例延伸和缩回构造的示例旋转活塞型促动器。

图11是旋转活塞型促动器的另一示例的透视图。

图12-图14是另一示例旋转活塞型促动器的透视和截面图。

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促动器的透视和截面图。

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促动器的透视和截面图。

图19和图20是另一示例旋转活塞型促动器的透视和截面图。

图21a-图21c是示例旋转活塞的截面和透视图。

图22和图23例示了两个示例转子轴实施例的比较。

图24是另一示例旋转活塞的透视图。

图25是用于执行旋转促动的示例过程的流程图。

图26是另一示例旋转活塞型促动器的透视图。

图27是另一示例旋转活塞组件的截面图。

图28是另一示例旋转活塞型促动器的透视截面图。

图29a是具有中央促动组件的示例旋转活塞型促动器的从上方看的透视图。

图29b是图29a的促动器的顶视图。

图29c是出于例示目的将中央促动组件的一部分移除的例示图29a的促动器的从右侧和上方看的透视图。

图29d是在图29b的促动器的截面aa处截取的侧向截面图。

图29e是从图29b的截面aa看的部分透视图。

图30a是具有中央促动组件的示例旋转促动器的从上方看的透视图。

图30b是图30a的示例旋转促动器的从上方看的另一透视图。

图30c是图30a的示例旋转促动器的顶视图。

图30d是图30a的示例旋转促动器的端视图。

图30e是从图30c的截面aa看的局部透视图。

图31a是具有中央促动组件的另一示例旋转促动器的从上方看的透视图。

图31b是图31a的示例旋转促动器的从上方看的另一透视图。

图31c是图31a的示例旋转促动器的顶视图。

图31d是图31a的示例旋转促动器的端视图。

图31e是从图31c的截面aa看的局部透视图。

图32是另一示例压力室组件的分解透视图。

图33a-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透视局部剖开视图。

图35c是图35a的示例压力室组件的透视分解图。

图36是示例活塞壳体组件的透视图。

图37是示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图38是用于使用图37的示例旋转活塞型促动器系统的示例过程的流程图。

图39是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图40是用于使用图39的示例旋转活塞型促动器系统的示例过程的流程图。

图41是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图42是用于使用图41的示例旋转活塞型促动器系统的示例过程的流程图。

图43是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图44是用于使用图43的示例旋转活塞型促动器系统的示例过程的流程图。

图45是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图46是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图47是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图48是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。

图49a-图49c是示例旋转活塞型促动器的示例防旋转构造的透视、端部和分解视图。

图50a-图50c是示例旋转活塞型促动器的另一示例防旋转构造的透视和分解视图。

图51a和图51b是示例旋转活塞型促动器的另一示例防旋转构造的透视图。

图52是用于组装示例旋转活塞型促动器的防旋转构造的示例过程的流程图。

图53是用于组装示例旋转活塞型促动器的防旋转构造的另一示例过程的流程图。

详细描述

本文档描述了用于产生旋转运动的装置。具体而言,本文档描述了一种装置,该装置可通过使用更通常用于产生线性运动的构件(例如液压或气动线性缸)将流体移位转换成旋转运动。叶片型旋转促动器是用于将流体运动转换成选旋转运动的相对紧凑的装置。然而,旋转叶片促动器(rva)通常使用呈现驱动流体的跨叶片泄漏的密封件和构件构造。此泄漏可影响可使用此设计的应用的范围。一些应用可需要旋转促动器,以在促动器的流体端口被阻塞时,将旋转负载保持在选定位置中预定的时间长度,而基本上没有旋转移动(例如,小于5度的移动)。例如,一些飞行器应用可要求,当促动器的流体端口被阻塞时,促动器将负载下(例如,通过风阻、重力或地心引力)的阀瓣或其它控制表面保持在选定位置处。然而,跨叶片泄漏可允许从选定位置的移动。

线性活塞使用相对成熟的密封技术,该技术呈现好理解的动态操作和大体上优于旋转叶片促动器型密封件的泄漏特性。然而,线性活塞需要额外的机械构件,以便使它们的线性运动适于旋转运动。此线性到旋转机构大体上大于且重于能够提供类似的旋转动作的旋转叶片促动器,从而例如占据更大的工作包络。此线性到旋转机构还可以大体上沿与它们意图驱动的负载的定向不同的定向安装,且因此,可间接地提供它们的转矩输出,例如,安装为推或拉相对于杠杆臂的旋转轴线的轴线成大体上直角的杠杆臂。此线性到旋转机构可因此变得对于一些应用中的使用而言过大或过重,这些应用诸如飞行器控制,其中空间和重量制约可使得此机构对于使用而言不实用。

一般来说,旋转活塞组件使用弯曲压力室和弯曲活塞,以围绕轴线可控制地推和拉转子组件的转子臂。在使用时,本文中描述的旋转活塞组件的某些实施例可对旋转应用提供与线性活塞型流体促动器大体上相关的位置保持特性,且可使用大体上与旋转叶片促动器相关的相对更紧凑且轻量的包络来这样做。

图1-图3示出了示例旋转活塞型促动器100的构件的各种视图。参照图1,示出了示例旋转活塞型促动器100的透视图。促动器100包括旋转活塞组件200和压力室组件300。促动器100包括第一促动区段110和第二促动区段120。在促动器100的示例中,第一促动区段110构造成使旋转活塞组件200沿第一方向(例如,逆时针地)旋转,且第二促动区段120构造成使旋转活塞组件200沿与第一方向相反的第二方向(例如,顺时针地)旋转。

参照图2,与压力室组件300分开地示出示例旋转活塞组件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,各转子臂212的远侧端部包括开孔(未示出),该开孔与转子轴210的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应一组连接器销214中的一个。

如图2中所示,第一促动区段110包括一对旋转活塞250,且第二促动区段120包括一对旋转活塞260。虽然示例促动器100包括两对旋转活塞250、260,但其它实施例可包括更多和/或更少数量的协作且相对的旋转活塞。将在下面(例如在图4-图25的描述中)论述其它这样的实施例的示例。

在图2中示出的示例旋转活塞组件中,旋转活塞250、260中的各个包括活塞端部252和一个或更多个连接器臂254。活塞端部252形成为具有大体上半圆形的本体,该大体上半圆形的本体具有基本上平滑的表面(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)。连接器臂254中的各个包括开孔256,该开孔256与活塞端部252的半圆形本体的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应连接器销214中的一个。

图2的示例组件中的旋转活塞260定向为在相同的旋转方向上与彼此相对。旋转活塞250定向为在相同的旋转方向(但与旋转活塞260的相反)上与彼此相对。在一些实施例中,促动器100可使转子轴210旋转总共大约60度。

图2的示例组件的旋转活塞250、260中的各个可通过将连接器臂254与转子臂212对准使得转子臂212的开孔(未示出)与开孔265对准来组装至转子轴210。连接器销214然后可穿过对准的开孔插入,以在活塞250、260与转子轴210之间形成铰接连接。各连接器销214稍长于对准的开孔。在示例组件中,可适应固持紧固件(未示出)的周向凹部(未示出)围绕延伸超过对准的开孔的各连接器销214的各端部的周向周边,紧固件例如为扣环或螺旋环。

图3是示例旋转活塞型促动器100的透视截面图。例示的示例示出了插入形成为压力室组件300中的弧形腔的对应的压力室310中的旋转活塞260。旋转活塞250也插入在该视图中不可见的对应的压力室310中。

在示例促动器100中,各压力室310包括在开放端部330处围绕压力室310的内部表面的密封件组件320。在一些实现方式中,密封件组件320可为在所有侧面上固持在标准密封件凹槽中的圆形或半圆形密封几何形状。在一些实现方式中,可使用市售的往复式活塞或缸型密封件。例如,可能已经用于在现有飞行器上飞行的线性液压促动器的市售的密封件类型可能展示用于线性负载和位置保持应用的足够能力。在一些实现方式中,可通过使用大体上用在线性液压促动器中的标准的(例如市售的)半圆形、单向密封件设计来降低促动器100的密封复杂度。在一些实施例中,密封件组件320可为一件式密封件。

在示例促动器100的一些实施例中,密封件组件320可作为旋转活塞250、260的一部分被包括。例如,密封件组件320可位于活塞端部252附近,与连接器臂254相对,且在旋转活塞250、260移入和移出压力室310时沿压力室310的内部表面滑动以形成流体密封。将在图26-图28的描述中论述使用这样的活塞安装的密封件组件的示例促动器。在一些实施例中,密封件310可用作轴承。例如,密封件组件320可在活塞250、260移入和移出压力室310时为活塞250、260提供支撑。

在一些实施例中,促动器100可包括在活塞250、260与压力室310之间的磨损部件。例如,可在密封件组件320的附近包括磨损环。磨损环可用作活塞250、260的前导,并且/或者用作为活塞250、260提供支撑的支承件。

在示例促动器100中,当旋转活塞250、260穿过开放端部330插入时,密封件组件320中的各个接触压力室310的内部表面和活塞端部252的基本上平滑(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)的表面,以在压力室310内形成基本上压力密封(例如,小于每小时10%的压降)的区域。压力室310中的各个可包括穿过压力室组件300形成的流体端口312,加压流体可穿过其流动。在将加压流体(例如,液压油、水、空气、气体)引入压力室310之后,压力室310的内部与压力室310外的环境条件之间的压差导致活塞端部252从压力室310向外推动。在活塞端部252被向外推动时,活塞250、260推动旋转活塞组件200旋转。

在促动器100的示例中,协作的压力室可通过内部或外部流体端口流体地连接。例如,第一促动区段110的压力室310可流体地互连,以平衡压力室310之间的压力。类似地,第二促动区段120的压力室310可流体地互连,以提供类似的压力平衡。在一些实施例中,压力室310可与彼此流体地隔离。例如,压力室310可各自由加压流体的独立供应供给。

在促动器100的示例中,与彼此相对地布置的交替的弧形的(例如,弯曲的)旋转活塞250、260的使用操作成围绕旋转活塞组件200的轴线沿弧形路径平移转子臂,从而在基本上(例如,在10%内)转矩平衡的布置中使转子轴210顺时针和逆时针地旋转。压力室310的各协作对在向外推相应的旋转活塞250(例如,延伸)方面单向地操作,以沿特定的方向驱动转子轴210。为了使方向反转,相对的缸区段110的压力室260被加压,以使它们的对应旋转活塞260向外延伸。

如图所示的压力室组件300包括一组开口350。一般来说,开口350提供空间,当转子轴210部分地旋转时,转子臂212可在该空间中移动。在一些实现方式中,开口350可形成,以从压力室组件300移除材料,例如降低压力室组件300的质量。在一些实现方式中,可在促动器100的组装过程期间使用开口350。例如,可通过将旋转活塞250、260穿过开口350插入使得活塞端部252插入压力室310中来组装促动器100。在旋转活塞250、260插入压力室310的情况下,可通过将转子轴210与沿压力室组件300的轴线形成的轴向开孔360对准,且通过将转子臂212与沿压力室组件300的轴线形成的一组键槽对准,来将转子轴210组装至促动器100(例如,可旋转地轴颈支撑在促动器100内)。转子轴210然后可插入压力室组件300中。旋转活塞250、260可从压力室310部分地抽出,以使开孔256与转子臂212的开孔基本上对准(例如,+/-2度)。连接器销214然后可穿过键槽362和对准的开孔,以将旋转活塞250、260连接至转子轴210。可通过穿过开口350且围绕连接器销214的端部插入固持紧固件来纵向地固连连接器销214。转子轴210可作为输出轴连接至外部机构,以便将促动器100的旋转运动传递至其它机构。衬套或支承件362在压力室组件300的各端部处配合在转子轴210与轴向开孔360之间。

在一些实施例中,旋转活塞250、260可通过接触转子臂212来推动转子轴210的旋转。例如,活塞端部252可非联接至转子臂212。作为代替,活塞端部252可接触转子臂212,以在旋转活塞250、260被从压力室310向外推动时推动转子轴的旋转。相反,转子臂212可接触活塞端部252,以将旋转活塞250、260推回压力室310中。

在一些实施例中,旋转位置传感器组件(未示出)可被包括在促动器100中。例如,编码器可用于感测转子轴210相对于压力室组件或另一特征的旋转位置,该另一特征相对于轴210的旋转保持基本上静止(例如,+/-5度)。在一些实现方式中,旋转位置传感器可对其它电子或机械模块(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,示例促动器100中的加压流体可通过流体端口312应用至第二促动区段120的压力室310。流体压力将旋转活塞260推出压力室310。该移动推动旋转活塞组件200顺时针地旋转。加压流体可通过流体端口312应用至第一促动区段110的压力室310。流体压力将旋转活塞250推出压力室310。该移动推动旋转活塞组件200逆时针地旋转。流体导管也可被流体地阻塞,以导致旋转活塞组件200相对于压力室组件300基本上维持其旋转位置(例如,+/-5度)。

在示例促动器100的一些实施例中,压力室组件300可由单件材料形成。例如,压力室310、开口350、流体端口312、键槽362和轴向开孔360可通过模制、加工或其它方法形成,从而形成材料的整体件。

图4是另一示例旋转活塞型促动器400的透视图。一般来说,促动器400类似于促动器100,但作为使用各自单向地作用以提供顺时针和逆时针旋转的相对的成对旋转活塞250、260的代替,促动器400使用一对双向旋转活塞。

如图4中所示,促动器400包括旋转活塞组件,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通过一对连接器销416连接。

图4中示出的示例促动器包括压力室组件420。压力室组件420包括在压力室组件420中形成为弧形腔的一对压力室422。各压力室422包括在开放端部426处围绕压力室422的内部表面的密封件组件424。密封件组件424接触压力室422的内壁和旋转活塞414,以在压力室422的内部与外侧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,加压流体可应用至流体端口428,以将旋转活塞414部分地推出压力室422,且推动转子轴412沿第一方向(例如,在本示例中顺时针)旋转。

压力室组件420和旋转活塞组件的旋转活塞414和转子轴412可在结构上类似于在促动器100的第二促动区段120中找到的对应构件。在使用中,当旋转活塞414被从压力室422向外推动时,示例促动器400在沿第一方向(例如,在本示例中顺时针地)旋转时也基本上类似于促动器100起作用。如接下来将论述的,促动器400在使转子轴412沿第二方向(例如,在该示例中逆时针地)旋转的方式上不同于促动器。

为了沿第二方向提供促动,示例促动器400包括具有开孔452的外壳体450。压力室组件420形成为配合在开孔452内。开孔452由一对端部帽(未示出)流体地密封。在端部帽处于合适位置的情况下,开孔452变为可加压室。加压流体可通过流体端口454流到开孔452且从开孔452流动。开孔452中的加压流体通过密封件426与压力室422中的流体分离。

现在参照图5,示例促动器400示为处于第一构造,其中,转子轴412已沿第一方向(例如,顺时针地)旋转,如由箭头501指示的那样。可通过使加压流体穿过流体端口428流入压力室422中来使转子轴412沿第一方向旋转,如由箭头502指示的那样。压力室422内的压力将旋转活塞414从压力室422部分向外地推动,且进入开孔452中。开孔452内的流体(其通过密封件424与压力室422内的流体分离且通过旋转活塞414的移动而移位)被推动以流出流体端口454,如由箭头503指示的那样。

现在参照图6,示例促动器400示为处于第二构造,其中,转子轴412已沿第二方向(例如,逆时针地)旋转,如由箭头601指示的那样。可通过使加压流体穿过流体端口454流入开孔452中来使转子轴412沿第二方向旋转,如由箭头602指示的那样。开孔452内的压力将旋转活塞414从开孔452部分地推动到压力室422中。压力室422内的流体(其通过密封件424与开孔452内的流体分离且通过旋转活塞414的移动而移位)被推动以流出流体端口428,如由箭头603指示的那样。在一些实施例中,流体端口428和454中的一个或更多个可相对于促动器400的轴线径向地定向,如图4-图6中例示的那样,然而在一些实施例中,流体端口428和454中的一个或更多个可与促动器400的轴线平行地定向,或处于任何其它适当的定向。

图7是旋转活塞组件700的另一实施例的透视图。在图1的示例促动器100中,使用两个相对的成对旋转活塞,但在其它实施例中,可使用其它数量和构造的旋转活塞和压力室。在组件700的示例中,第一促动区段710包括能够协作地操作以沿第一方向推动转子轴701的四个旋转活塞712。第二促动区段720包括能够协作地操作以沿第二方向推动转子轴701的四个旋转活塞722。

尽管描述了使用四个旋转活塞(例如促动器100)和八个旋转活塞(例如组件700)的示例,但可存在其它构造。在一些实施例中,任何适当数量的旋转活塞可协作地并且/或者相对地使用。在一些实施例中,相对的旋转活塞可以不被隔成分离的促动区段,例如促动区段710和720。虽然在促动器100、400和组件700的示例中使用协作成对的旋转活塞,但存在其它实施例。例如,两个、三个、四个或更多个协作或相对的旋转活塞和压力室的群集可围绕转子轴的区段径向地布置。如将在图8-图10的描述中论述的那样,单个旋转活塞可位于转子轴的区段处。在一些实施例中,协作的旋转活塞可与相对的旋转活塞交替地散布。例如,旋转活塞712可沿转子轴701与旋转活塞722交替。

图8是旋转活塞型促动器800的另一示例的透视图。促动器800与示例促动器100和400以及示例组件700的不同之处在于,作为沿转子轴实现协作成对的旋转活塞的代替,例如,旋转活塞250中的两个围绕转子轴210径向地定位,单独的旋转活塞沿转子轴定位。

示例促动器800包括转子轴810和压力室组件820。促动器800包括第一促动区段801和第二促动区段802。在示例促动器800中,第一促动区段801构造成使转子轴810沿第一方向(例如,顺时针地)旋转,且第二促动区段802构造成使转子轴810沿与第一方向相反的第二方向(例如,逆时针地)旋转。

示例促动器800的第一促动区段801包括旋转活塞812,且第二促动区段802包括旋转活塞822。通过沿转子轴810在给定纵向位置处实现单个旋转活塞812、822,与沿旋转活塞组件在给定纵向位置处使用成对旋转活塞的促动器(例如,促动器100)相比较,可实现相对较大的旋转行进范围。在一些实施例中,促动器800可使转子轴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可减少压力室组件820的扭曲,例如,减少高压下的弯出(bowingout)。在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822可对各活塞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可减少在组装或操作期间遇到的对准问题。在一些实施例中,沿转子轴810使用多个旋转活塞812、822可降低转子轴810的侧面负载的影响。

图9示出处于延伸构造的具有旋转活塞812的示例促动器800。将加压流体应用至流体端口830,以加压在压力室组件820中形成的弧形压力室840。压力室840中的压力将旋转活塞812部分地向外推动,从而推动转子轴810沿第一方向(例如,顺时针地)旋转。

图10示出处于缩回构造的具有旋转活塞812的示例促动器800。转子轴810的机械旋转(例如,促动区段820的加压)将旋转活塞812部分地向内(例如,顺时针地)推动。通过旋转活塞812移位的压力室840中的流体通过流体端口830流出。

可通过将旋转活塞812插入压力室840中来组装示例促动器800。然后可通过开孔850和键槽851纵向地插入转子轴810。旋转活塞812通过连接器销852连接至转子轴810。

图11是旋转活塞型促动器1100的另一示例的透视图。大体上,促动器1100类似于示例促动器800,除了在各促动区段中使用多个旋转活塞之外。

示例促动器1100包括旋转活塞组件1110和压力室组件1120。促动器1100包括第一促动区段1101和第二促动区段1102。在促动器1100的示例中,第一促动区段1101构造成使旋转活塞组件1110沿第一方向(例如,顺时针地)旋转,且第二促动区段1102构造成使旋转活塞组件1110沿与第一方向相反的第二方向(例如,逆时针地)旋转。

示例促动器1100的第一促动区段1101包括一组旋转活塞812,且第二促动区段1102包括一组旋转活塞822。通过沿旋转活塞组件1110在各个纵向位置处实现单独的旋转活塞812、822,可实现与促动器800类似的旋转行进范围。在一些实施例中,促动器1100可使转子轴1110旋转总共大约60度。

在一些实施例中,使用该组旋转活塞812可在一些应用中提供机械优点。例如,使用多个旋转活塞812可减小旋转活塞组件的应力或偏转,可降低密封件组件的磨损,或者可提供更多自由度。在另一示例中,在室之间提供间隔(例如腹板)可给压力室组件1120增加强度,且可减少压力室组件1120在高压下的弯出。在一些实施例中,在转子轴组件1110上放置端部突部可减少促动器800在负载下时经历的悬臂作用,例如,较小的应力或弯曲。

图12-图14是另一示例旋转活塞型促动器1200的透视和截面图。促动器1200包括旋转活塞组件1210、第一促动区段1201和第二促动区段1202。

示例促动器1200的旋转活塞组件1210包括转子轴1212、一组转子臂1214和一组双旋转活塞1216。双旋转活塞1216中的各个包括连接器区段1218,活塞端部1220a和活塞端部1220b。活塞端部1220a-1220b在形状上是弧形的,且在大体上半圆形的布置中与彼此相对地定向,其在连接器区段1218处结合。开孔1222形成在连接器区段1218中,且与由活塞端部1220a-1220b形成的半圆的轴线基本上平行(例如,+/-5度)地定向。开孔1222大小设置为适应连接器销(未示出),该连接器销穿过开孔1222和在转子臂1213中形成的一组开孔1224,以将双旋转活塞1216中的各个固连至转子轴1212。

示例促动器1200的第一促动区段1201包括第一压力室组件1250a,且第二促动区段1202包括第二压力室组件1250b。第一压力室组件1250a包括在第一压力室组件1250a中形成为弧形腔的一组压力室1252a。第二压力室组件1250b包括在第一压力室组件1250b中形成为弧形腔的一组压力室1252b。当压力室组件1250a-1250b组装到促动器1200中时,压力室1252a中的各个大体上与压力室1252b中的对应的一个位于平面中,使得压力室1252a和压力室1252b围绕中央轴线占据两个半圆区。半圆形开孔1253a和半圆形开孔1253b基本上对准(例如,+/-5度)以适应转子轴1212。

示例促动器1200的压力室1252a-1252b中的各个包括开放端部1254和密封件组件1256。开放端部1254形成为适应活塞端部1220a-1220b的插入。密封件组件1256接触压力室1252a-1252b的内壁和活塞端部1220a-1220b的外表面,以形成流体密封。

可通过将双旋转活塞1216的开孔1222与转子臂1214的开孔1224对准来组装示例促动器1200的旋转活塞组件1210。连接器销(未示出)穿过开孔1222和1224且通过固持紧固件而被纵向地固连。

可通过将转子轴1212定位为邻接半圆形开孔1253a且使其旋转以将活塞端部1220a插入压力室1252a中来组装示例促动器1220。将第二压力室1252b定位为邻接第一压力室1252a,使得半圆形开孔1253b接触转子轴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中。端部帽1260被紧固至压力室1252a-1252b的纵向端部1262a。第二端部帽(未示出)被紧固至压力室1252a-1252b的纵向端部1262b。端部帽基本上维持旋转活塞组件1210和压力室1252a-1252b相对于彼此的位置(例如,+/-5度)。在一些实施例中,促动器1200可提供大约90度的总旋转行程。

在操作中,加压流体被应用至示例促动器1200的压力室1252a,以使旋转活塞组件1210沿第一方向(例如顺时针地)旋转。加压流体被应用至压力室1252b,以使旋转活塞组件1210沿第二方向(例如逆时针地)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促动器1500的透视和截面图。在一些实施例中,组件1501可为图2的旋转活塞组件200的备选实施例。

示例促动器1500的组件1501包括通过一组转子臂1530和一个或更多个连接器销(未示出)连接至一组旋转活塞1520a和一组旋转活塞1520b的转子轴1510。旋转活塞1520a和1520b沿转子轴1510以大体上交替的样式布置,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,旋转活塞1520a和1520b可沿转子轴1510以大体上相互配合的样式布置,例如,一个旋转活塞1520a和一个旋转活塞1520b旋转地平行于彼此,其中连接器部分形成为并排地布置,或者其中旋转活塞1520a的连接器部分形成为一个或更多个公凸部和/或一个或更多个母凹部,以适应旋转活塞1520b的连接器部分中形成的一个或更多个对应的公凸部和/或一个或更多个对应的母凹部。

参照图16,示例促动器1500的压力室组件1550包括一组弧形压力室1555a和一组弧形压力室1555b。压力室1555a和1555b以与旋转活塞1520a-1520b的交替样式对应的大体上交替的样式布置。旋转活塞1520a-1520b部分地延伸到压力室1555a-1555b中。密封件组件1560围绕压力室1555a-1555b中的各个的开放端部1565定位,以在压力室1555a-1555b的内壁与旋转活塞1520a-1520b之间形成流体密封。

在使用中,加压流体可被交替地提供至示例促动器1500的压力室1555a和1555b,以推动旋转活塞组件1501部分地顺时针和逆时针地旋转。在一些实施例中,促动器1500可使转子轴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促动器1700的透视和截面图。在一些实施例中,组件1701可为图2的旋转活塞组件200或图12的组件1200的备选实施例。

示例促动器1701的组件1700包括通过一组转子臂1730a和一个或更多个连接器销1732连接至一组旋转活塞1720a的转子轴1710。转子轴1710还通过一组转子臂1730b和一个或更多个连接器销1732连接至一组旋转活塞1720b。旋转活塞1720a和1720b沿转子轴1510以大体上相对、对称的样式布置,例如,沿组件1701的长度在各个位置处,一个旋转活塞1720a与一个旋转活塞1720b配对。

参照图18,示例促动器1700的压力室组件1750包括一组弧形压力室1755a和一组弧形压力室1755b。压力室1755a和1755b以与旋转活塞1720a-1720b的对称布置对应的大体上相对、对称的样式布置。旋转活塞1720a-1720b部分地延伸到压力室1755a-1755b中。密封件组件1760围绕压力室1755a-1755b中的各个的开放端部1765定位,以在压力室1755a-1755b的内壁与旋转活塞1720a-1720b之间形成流体密封。

在使用中,加压流体可被交替地提供至示例促动器1700的压力室1755a和1755b,以推动旋转活塞组件1701部分地顺时针和逆时针地旋转。在一些实施例中,促动器1700可使转子轴1710旋转总共大约52度。

图19和图20是另一示例旋转活塞型促动器1900的透视和截面图。虽然之前描述的促动器(例如,图1的示例促动器100)是大体上伸长且柱形的,但促动器1900比较扁平且更加盘形。

参照图19,示出了示例旋转活塞型促动器1900的透视图。促动器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。一组转子臂1914从转子轴1912径向地延伸,各转子臂1914的远侧端部包括开孔1916,该开孔1916与转子轴1912的轴线基本上平行地对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应一组连接器销1918中的一个。

示例促动器1900的旋转活塞组件1910包括跨过转子轴1912与彼此基本上对称地相对地布置的一对旋转活塞1930。在促动器1900的示例中,旋转活塞1930均沿相同的旋转方向定向,例如,旋转活塞1930沿相同的方向协作地推动。在一些实施例中,可提供返回力,以使旋转活塞组件1910朝旋转活塞1930的方向旋转。例如,转子轴1912可连接至抵抗由旋转活塞1930提供的力的负载,负载诸如重力拉力下的负载、暴露于风阻或水阻力的负载、回位弹簧或可使旋转活塞组件旋转的任何其它适合的负载。在一些实施例中,促动器1900可包括在压力室组件1902上方的可加压外壳体,以提供反向驱动操作,例如,类似于由图4中的外壳体450提供的功能。在一些实施例中,促动器1900可以旋转地联接至可提供反向驱动操作的相对地定向的促动器1900。

在一些实施例中,旋转活塞1930可沿相反的旋转方向定向,例如,旋转活塞1930可与彼此相对沿相反方向推动,以提供双向运动控制。在一些实施例中,促动器100可使转子轴旋转总共大约60度。

示例促动器1900的旋转活塞1930中的各个包括活塞端部1932和一个或更多个连接器臂1934。活塞端部1932形成为具有大体上半圆形的本体,该本体具有基本上平滑的表面。连接器臂1934中的各个包括开孔1936(见图21b和21c),该开孔1936与活塞端部1932的半圆形本体的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设设置为适应连接器销1918中的一个。

示例促动器1900的旋转活塞1930中的各个通过将连接器臂1934与转子臂1912对准使得转子臂1914的开孔1916与开孔1936对准来组装至转子轴1912。将连接器销1918穿过对准的开孔插入以在活塞1930与转子轴1912之间形成铰接连接。各连接器销1916稍长于对准的开孔。可适应固持紧固件(未示出)的周向凹部(未示出)围绕延伸超过对准的开孔的各连接器销1916的各端部的周向周边,紧固件例如为扣环或螺旋环。

现在参照图20,示出了示例旋转活塞型促动器1900的截面图。例示的示例示出了部分地插入形成为压力室组件1920中的弧形腔的对应的压力室1960中的旋转活塞1930。

示例促动器1900的各压力室1960包括在开放端部1964处围绕压力室1960的内部表面的密封件组件1962。在一些实施例中,密封件组件1962可为在所有侧面上固持在标准密封件凹槽中的圆形或半圆形密封几何形状。

当示例促动器1900的旋转活塞1930穿过开放端部1964插入时,密封件组件1962中的各个接触压力室1960的内部表面和活塞端部1932的基本上平滑的表面,以在压力室1960内形成基本上压力密封(例如,小于每小时10%的压降)的区域。压力室1960中的各个各自包括穿过压力室组件1920形成的流体端口(未示出),加压流体可穿过其流动。

在将加压流体(例如,液压油、水、空气、气体)引入示例促动器1900的压力室1960之后,压力室1960的内部与压力室1960外的环境条件之间的压差导致活塞端部1932被从压力室1960向外推动。在活塞端部1932被向外推动时,活塞1930推动旋转活塞组件1910旋转。

在例示的示例促动器1900中,旋转活塞1930中的各个包括腔1966。图21a-图21c提供旋转活塞1930中的一个的额外截面和透视图。参照图21a,示出了跨过活塞端部1932的截面截取的旋转活塞1930的截面。腔1966形成在活塞端部1932内。参照图21b,透视地示出连接器臂1934和开孔1936。图21c的特征是腔1966的透视图。

在一些实施例中,腔1966可省略。例如,活塞端部1932在截面上可为实心的。在一些实施例中,腔1966可形成,以降低旋转活塞1930的质量和促动器1900的质量。例如,促动器1900可在飞行器应用中实现,其中重量在促动器选择中可起到作用。在一些实施例中,腔1966可减少密封件组件(诸如图3的密封件组件320)上的磨损。例如,通过减少旋转活塞1930的质量,当旋转活塞的质量例如由重力或g力加速时,活塞端部1932施加在对应的密封件组件上的力的量可减少。

在一些实施例中,腔1966可在截面上为中空的,且在中空空间内包括一个或更多个结构部件,例如,腹板。例如,结构交叉部件可延伸跨过中空活塞的腔,以减少活塞暴露于跨过密封件组件的高压差时可扭曲(例如弯出)的量。

图22和图23例示了两个示例转子轴实施例的比较。图22是示例旋转活塞型促动器2200的透视图。在一些实施例中,示例促动器2200可为示例促动器1900。

示例促动器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和一个或更多个转子臂2224。转子臂2224从转子轴2230径向地延伸。

示例促动器的转子轴2230包括从压力室组件2210纵向地延伸的输出区段2232和输出区段2234。输出区段2232-2234包括从输出区段2232-2234的周向周边径向地延伸的一组花键。在一些实现方式中,输出区段2232和/或2234可插入对应地形成的花键组件中,以将转子轴2230旋转地联接至其它机构。例如,通过将输出区段2232和/或2234旋转地联接至外部组件,旋转活塞组件2220的旋转可被传递以推动外部组件的旋转。

图23是另一示例旋转活塞型促动器2300的透视图。促动器2300包括压力室组件2210和旋转活塞组件2320。旋转活塞组件2320包括旋转活塞2222中的至少一个和转子臂2224中的一个或更多个。转子臂2224从转子轴2330径向地延伸。

示例促动器2300的转子轴2330包括沿转子轴2330的轴线纵向地形成的开孔2332。转子轴2330包括从开孔2332的周向周边径向地向内延伸的一组花键2336。在一些实施例中,对应地形成的花键组件可插入开孔2332中,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可为旋转活塞250、260、414、712、812、822、1530a、1530b、1730a、1730b、1930或2222。

示例旋转活塞2400包括活塞端部2410和连接器区段2420。连接器区段2420包括开孔2430,开孔2430形成为适应连接器销,例如,连接器销214。

示例促动器2400的活塞端部2410包括端部渐缩2440。端部渐缩2440围绕活塞端部2410的终端端部2450的周边形成。端部渐缩2440以在活塞端部2410的外周边处开始且在终端端部2450处结束的径向向内角度形成。在一些实现方式中,端部渐缩2440可形成以使将旋转活塞2400插入压力室(例如,压力室310)中的过程容易。

示例促动器2400的活塞端部2410是基本上平滑的表面(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)。在一些实施例中,活塞端部2410的平滑表面可提供可由密封件组件接触的表面。例如,密封件组件320可接触活塞端部2410的平滑表面,以形成流体密封的一部分,从而减少在压力室310的内部壁上形成平滑、可流体密封的表面的需要。

在例示的示例中,旋转活塞2400示为具有大体上实心的圆形截面,而旋转活塞活塞250、260、414、712、812、822、1530a、1530b、1730a、1730b、1930或2222例示为具有各种大体上矩形、椭圆形和在截面上实心和中空的其他形状。在一些实施例中,如大体上由箭头2491和2492指示的旋转活塞2400的截面尺寸可适于任何适当的形状,例如,方形、矩形、卵形、椭圆形、圆形和在截面上实心和中空的其它形状。在一些实施例中,如大体上由角度2493指示的旋转活塞2400的弧可适于任何适合的长度。在一些实施例中,如大体上由线2494指示的旋转活塞2400的半径可适于任何适合的半径。在一些实施例中,活塞端部2410可为实心的、中空的,或可包括任何适合的中空形成物。在一些实施例中,活塞端部2410的之前提到的形式中的任一种也可用作图12的双旋转活塞1216的活塞端部1220a和/或1220b。

图25是用于执行旋转促动的示例过程2500的流程图。在一些实现方式中,过程2500可由将在图26-图28的描述中论述的旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600执行。

在2510处,提供旋转促动器。示例促动器2500的旋转促动器包括第一壳体,该第一壳体限定第一弧形室,第一弧形室包括第一腔、与第一腔流体地连通的第一流体端口、开放端部和围绕开放端部的内部表面配置的第一密封件,可旋转地轴颈支撑在第一壳体中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向地向外延伸的第一转子臂的转子组件,配置在第一壳体中以用于通过开放端部在第一弧形室中往复移动的弧形形状第一活塞。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室和将第一活塞的第一端连接至第一转子臂的第一连接器。例如,促动器100包括压力室组件300和旋转活塞组件200的包括在促动区段120中的构件。

在2520处,将加压流体应用至第一压力室。例如,可使加压流体穿过流体端口320流入压力室310中。

在2530处,将第一活塞从第一压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,流入压力室310中的加压流体的体积将使旋转活塞260的类似体积移位,从而导致将旋转活塞260部分地推出压力腔310,这继而将导致转子轴210顺时针地旋转。

在2540处,使旋转输出轴沿与第一方向相反的第二方向旋转。例如,转子轴210可通过外力逆时针地旋转,外力诸如为另一机构、提供转矩的负载、回位弹簧或旋转转矩的任何其它适合的源。

在2550处,将第一活塞部分地推动到第一压力室中,以将加压流体推出第一流体端口。例如,旋转活塞260可被推入压力室310中,且活塞端部252的延伸到压力室310中的体积将使类似体积的流体移位,从而导致其流出流体端口312。

在一些实施例中,示例过程2500可用于对连接的机构提供遍及行程基本上恒定的功率。例如,在促动器100旋转时,在输送到连接的负载的转矩中可存在小于10%的位置相关的变化。

在一些实施例中,第一壳体还限定第二弧形室,该第二弧形室包括第二腔、与第二腔流体连通的第二流体端口和围绕开放端部的内部表面配置的第二密封件,转子组件还包括第二转子臂,旋转促动器还包括配置在所述壳体中以用于在第二弧形室中往复移动的弧形第二活塞,其中,第二密封件、第二腔和第二活塞限定第二压力室,且第二连接器将第二活塞的第一端联接至第二转子臂。例如,促动器100包括压力室组件300和旋转活塞组件200的包括在促动区段110中的构件。

在一些实施例中,第二活塞可沿与第一活塞相同的旋转方向定向。例如,两个活塞260定向为沿相同旋转方向协作地操作。在一些实施例中,第二活塞可沿与第一活塞相反的旋转方向定向。例如,两个活塞250定向为相对于旋转活塞260沿相反的旋转方向定向。

在一些实施例中,促动器可包括第二壳体且围绕第一壳体配置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,促动器400包括外壳体450,外壳体450包围压力室组件420。开孔452中的加压流体通过密封件426与压力室422中的流体分离。

在一些实现方式中,使旋转输出轴沿与第一方向相反的第二方向旋转可包括对第二压力室应用加压流体,且将第二活塞从第二压力室部分地向外推动,以推动旋转输出轴沿与第一方向相反的第二方向的旋转。例如,加压流体可被应用至第一促动区段110的压力室310,以向外推动旋转活塞260,从而导致转子轴210逆时针地旋转。

在一些实现方式中,使旋转输出轴沿与第一方向相反的第二方向旋转可包括对第二压力室应用加压流体,且将第一活塞部分地推动到第一压力室中,以推动旋转输出轴沿与第一方向相反的第二方向的旋转。例如,加压流体可在比压力室422中的流体的压力高的压力下流入开孔452中,从而导致旋转活塞414移动到压力室422中且导致转子轴412逆时针地旋转。

在一些实现方式中,旋转输出轴的旋转可推动壳体的旋转。例如,可保持旋转输出轴412旋转地静止,且可允许壳体450旋转,且压力室422中的加压流体的应用可将旋转活塞414推出压力室422,从而导致壳体450围绕旋转输出轴412旋转。

图26-图28示出了另一示例旋转活塞型促动器2600的构件的各种视图。大体上,促动器2600类似于图1的示例促动器100,除了密封组件的构造。虽然示例促动器100中的密封件组件320相对于压力室310保持基本上静止(例如,+/-5度)且与旋转活塞250的表面滑动接触,但在示例促动器2600中,密封件构造比较地相反,如将在下面描述的那样。

参照图26,示出了示例旋转活塞型促动器2600的透视图。促动器2600包括旋转活塞组件2700和压力室组件2602。促动器2600包括第一促动区段2610和第二促动区段2620。在促动器2600的示例中,第一促动区段2610构造成使旋转活塞组件2700沿第一方向(例如,逆时针地)旋转,且第二促动区段2620构造成使旋转活塞组件2700沿与第一方向相反的第二方向(例如,顺时针地)旋转。

现在参照图27,与压力室组件2602分开地示出示例旋转活塞组件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,各转子臂2712的远侧端部包括开孔(未示出),该开孔与转子轴2710的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应一组连接器销2714中的一个。

如图27中所示,示例旋转活塞组件2700的第一促动区段2710包括一对旋转活塞2750,且第二促动区段2720包括一对旋转活塞2760。虽然示例促动器2600包括两对旋转活塞2750、2760,但其它实施例可包括更多和/或更少数量的协作且相对的旋转活塞。

在图27中示出的示例旋转活塞组件中,旋转活塞2750、2760中的各个包括活塞端部2752和一个或更多个连接器臂2754。活塞端部252形成为具有大体上半圆形的本体,该大体上半圆形的本体具有基本上平滑的表面(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)。连接器臂2754中的各个包括开孔2756,该开孔256与活塞端部2752的半圆形本体的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应连接器销2714中的一个。

在一些实现方式中,旋转活塞2750、2760中的各个包括密封件组件2780,密封件组件2780围绕活塞端部2752的外周边配置。在一些实现方式中,密封件组件2780可为在所有侧面上固持在标准密封件凹槽中的圆形或半圆形密封几何形状。在一些实现方式中,可使用市售的往复式活塞或缸型密封件。例如,可能已经用于在现有飞行器上飞行的线性液压促动器的市售的密封件类型可能展示用于线性负载和位置保持应用的足够能力。在一些实现方式中,可通过使用一般用在线性液压促动器中的标准的(例如市售的)半圆形、单向密封件设计来降低促动器2600的密封复杂度。在一些实施例中,密封件组件2780可为一件式密封件。

图28是示例旋转活塞型促动器2600的透视截面图。例示的示例示出了插入形成为压力室组件2602中的弧形腔的对应的压力室2810中的旋转活塞2760。旋转活塞2750也插入在该视图中不可见的对应的压力室2810中。

在示例促动器2600中,当旋转活塞2750、2760穿过各压力室2810的开放端部2830插入时,各密封件组件2780接触活塞端部2760的外周边和压力室2810的基本上平滑的内部表面,以在压力室2810内形成基本上压力密封(例如,小于每小时10%的压降)的区域。

在一些实施例中,密封件2780可用作支承件。例如,密封件2780可在活塞2750、2760移入和移出压力室310时为活塞2750、2760提供支撑。

图29a-图29e是具有中央促动组件2960的另一示例旋转活塞型促动器2900的各种视图。为了各附图的简要描述,参见在本文档的附图描述部分的开头处包含的这些附图中的各个的简要说明。

大体上,示例旋转活塞型促动器2900基本上类似于图12-图14的示例旋转活塞型促动器1200,其中示例旋转活塞型促动器2900还包括中央促动组件2960和中央安装组件2980。尽管示例旋转活塞型促动器2900例示为且描述为示例旋转活塞型促动器1200的变型,但在一些实施例中,示例旋转活塞型促动器2900可在也实现中央促动组件2960和/或中央安装组件2980的设计中实现示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600中的任一者的特征。

促动器2900包括旋转活塞组件2910、第一促动区段2901和第二促动区段2902。旋转活塞组件2910包括转子轴2912、一组转子臂2914和一组双旋转活塞,例如图12-图14的双旋转活塞1216。

示例促动器2900的第一促动区段2901包括第一压力室组件2950a,且第二促动区段2902包括第二压力室组件2950b。第一压力室组件2950a包括形成为第一压力室组件2950a中的弧形腔的一组压力室,例如,图12-图14的压力室1252a。第二压力室组件2950b包括形成为第二压力室组件2950b中的弧形腔的一组压力室,例如,图12-图14的压力室1252b。壳体中的半圆形开孔2953适应转子轴2912。

中央安装组件2980形成为第二压力室组件2950b的壳体的径向突出部分2981。中央安装组件2980提供安装点,该安装点用于将示例旋转活塞型促动器2900可移除地附连至外部表面,例如,飞行器框架。在径向凸部区段2981中形成的一组孔2982适应一组紧固件2984(例如螺栓)的插入,以将中央安装组件2980可移除地附连至外部安装特征2990,例如,飞行器框架上的安装点(托架)。

中央促动组件2960包括在沿示例旋转活塞型促动器2900的纵向轴线aa的中点处、在第一促动区段2901和第二促动区段2902的壳体的外部表面的一部分中形成的径向凹部2961。可适于附接至待促动的部件(例如,飞行器飞行控制表面)上的外部安装特征的外部安装托架2970连接至促动臂2962。促动臂2962延伸穿过凹部2961且可移除地附接至在转子轴2912的纵向轴线的中点处形成于外部表面中的中央安装点2964。

现在更具体地参照图29d和图29e,在穿过中央促动组件2960和中央安装组件2980的中点在凹部2961处截取的剖开端视图和透视图中示出了示例旋转活塞型促动器2900。促动臂2962延伸到凹部2961中以接触转子轴2912的中央安装点2964。促动臂2962通过紧固件2966(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点2964,紧固件2966穿过形成于促动臂2962中的一对孔2968和穿过中央安装点2964形成的孔2965。一组孔2969形成在促动臂2962的径向外端部中。一组紧固件2972(例如,螺栓)穿过孔2969和形成于外部安装特征(托架)2970中的对应的孔(未示出)。如之前提到的,中央促动组件2960将示例旋转活塞促动器2900连接至外部安装特征2970,以将转子组件2910的旋转运动传递至待移动(促动)的设备,例如,飞行器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央促动组件2960或中央安装组件2980中的一者可与示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300和/或2600中的任一者的特征组合地使用。例如,示例旋转活塞型促动器2900可通过中央安装组件2980安装至静止表面,且在转子轴组件2910的一端或两端处提供促动。在另一示例中,示例旋转活塞型促动器2900可通过非中央安装点安装至静止表面,且在中央促动组件2960处提供促动。

图30a-图30e是具有中央促动组件3060的示例旋转促动器3000的各种视图。为了各附图的简要描述,参见在本文档的附图描述部分的开头处包含的这些附图中的各个的简要描述。

大体上,示例旋转促动器3000基本上类似于图29a-图29e的旋转活塞型促动器2900,其中示例旋转促动器3000还包括中央促动组件3060和中央安装组件3080。在一些实施例中,示例旋转促动器3000可为示例旋转活塞型促动器2900的变型,其中旋转动作可由不同于旋转活塞型促动器的机构来执行。例如,示例旋转促动器3000可包括旋转叶片型促动器、旋转流体型促动器、机电促动器、线性到旋转运动促动器,或这些或任何其它适合的旋转促动器的组合。尽管示例旋转促动器3000例示为且描述为示例旋转活塞型促动器2900的变型,但在一些实施例中,示例旋转促动器3000可在也实现中央促动组件3060和/或中央安装组件3080的设计中实现示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900中的任一者的特征。

促动器3000包括旋转促动器区段3010a和旋转促动器区段3010b。在一些实施例中,旋转促动器区段3010a和3010b可为旋转叶片型促动器、旋转流体型促动器、机电促动器、线性到旋转运动促动器,或这些或任何其它适合的旋转促动器的组合。旋转促动器区段3010a包括壳体3050a,且旋转促动器区段3010b包括壳体3050b。转子轴3012a沿旋转促动器区段3010a的纵向轴线延伸,且转子轴3012b沿旋转促动器区段3010b的纵向轴线延伸。

中央安装组件3080形成为壳体3050a和3050b的径向突出部分3081。中央安装组件3080提供安装点,该安装点用于将示例旋转促动器3000可移除地附连至外部表面或外部结构部件,例如,飞行器框架、飞行器控制表面。在径向突出区段3081中形成的一组孔3082适应一组例如螺栓的紧固件(未示出)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)、飞行器框架或控制表面上的安装点(托架)。

中央促动组件3060包括在沿示例旋转促动器3000的纵向轴线aa的中点处形成于壳体3050a、3050b的外部表面的一部分中的径向凹部3061。在一些实现方式中,外部安装托架(诸如外部安装托架2970)可适于附接至结构部件的外部安装特征或待促动的部件(例如,飞行器飞行控制表面)可连接至促动臂3062。促动臂(诸如促动臂2962)可延伸穿过凹部3061且可以可移除地附接至在转子轴3012a和3012b的纵向轴线的中点处形成于外部表面中的中央安装点3064。

现在更具体地参照图30d和图30e,在穿过中央促动组件3060和中央安装组件3080的中点在凹部3061处截取的端视图和剖开透视图中示出了示例旋转活塞型促动器3000。促动臂(未示出)可延伸到凹部3061中,以接触转子轴3012a、3012b的中央安装点3064。促动臂可通过紧固件(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点3064,该紧固件可穿过一对孔(例如,在促动臂2962中形成的孔2968)和穿过中央安装点3064形成的孔3065。类似于在旋转活塞型促动器2900和中央促动组件2960的描述中论述的,中央促动组件3060将示例旋转促动器3000连接至外部安装特征或结构部件,以将促动器区段3010a、3010b的旋转运动给予相对于结构部件(例如飞行器框架)待移动(促动)的设备,例如,飞行器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央促动组件3060或中央安装组件3080中的一者可与示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900中的任一者的特征组合地使用。例如,示例旋转促动器3000可通过中央安装组件3080安装至静止表面,且在转子轴3012a、3012b的一端或两端处提供促动。在另一示例中,示例旋转促动器3000可通过非中央安装点安装至静止表面,且在中央促动组件3060处提供促动。在另一示例中,旋转促动器3000可通过中央安装点3064安装至静止表面,且在中央安装组件3080处提供促动。

图31a-图31e是具有中央促动组件3160的示例旋转促动器3100的各种视图。为了各附图的简要描述,参见在本文档的附图描述部分的开头处包含的这些附图中的各个的简要描述。

大体上,示例旋转促动器3100基本上类似于图30a-图30e的旋转促动器3000,其中示例旋转促动器3100还包括中央促动组件3160和中央安装组件3180。在一些实施例中,示例旋转促动器3100可为示例旋转活塞型促动器3000的变型,其中旋转动作可由不同于旋转流体促动器的机构来执行。示例旋转促动器3100是机电促动器。尽管示例旋转促动器3100例示为且描述为示例旋转促动器3000的变型,但在一些实施例中,示例旋转促动器3100可在也实现中央促动组件3160和/或中央安装组件3180的设计中实现示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900和/或旋转促动器3000中的任一者的特征。

促动器3100包括旋转促动器区段3110a和旋转促动器区段3110b。在一些实施例中,示例促动器区段3110a和3110b可为机电促动器。旋转促动器区段3110a包括壳体3150a,且旋转促动器区段3110b包括壳体3150b。转子轴3112a沿旋转促动器区段3110a的纵向轴线延伸,且转子轴3112b沿旋转促动器区段3110b的纵向轴线延伸。

中央安装组件3180形成为壳体3150a和3150b的径向突出部分3181。中央安装组件3180提供安装点,该安装点用于将示例旋转促动器3100可移除地附连至外部表面或外部结构部件,例如,飞行器框架、飞行器控制表面。在径向凸部区段3181中形成的一组孔3182适应一组例如螺栓的紧固件(未示出)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)、飞行器框架或控制表面上的安装点(托架)。

中央促动组件3160包括在沿示例旋转促动器3100的纵向轴线aa的中点处形成于壳体3150a、3150b的外部表面的一部分中的径向凹部3161。在一些实现方式中,外部安装托架(诸如外部安装托架2970)可适于附接至结构部件的外部安装特征或待促动的部件(例如,飞行器飞行控制表面)可连接至促动臂3162。促动臂(诸如促动臂2962)可延伸穿过凹部3161且可以可移除地附接至在转子轴3112a和3112b的纵向轴线的中点处形成于外部表面中的中央安装点3164。

现在更具体地参照图31d和图31e,在穿过中央促动组件3160和中央安装组件3080的中点在凹部3161处截取的端视图和剖开透视图中示出了示例旋转活塞型促动器3100。促动臂(未示出)可延伸到凹部3161中以接触转子轴3112a、3112b的中央安装点3164。促动臂可通过紧固件(例如,螺栓)可移除地连接至中央安装点3164,该紧固件可穿过一对孔(例如,在促动臂2962中形成的孔2968)和穿过中央安装点3164形成的孔3165。类似于在旋转活塞型促动器2900和中央促动组件2960的描述中论述的,中央促动组件3160将示例旋转促动器3100连接至外部安装特征或结构部件,以将促动器区段3110a、3110b的旋转运动给予相对于结构部件(例如飞行器框架)待移动(促动)的设备,例如,飞行器飞行控制表面。

在一些实施例中,中央促动组件3160或中央安装组件3180中的一者可与示例旋转活塞型促动器100、400、700、800、1200、1500、1700、1900、2200、2300、2600和/或2900和/或旋转促动器3000中的任一者的特征组合地使用。例如,示例旋转促动器3100可通过中央安装组件3180安装至静止表面,且在转子轴3112a、3112b的一端或两端处提供促动。在另一示例中,示例旋转促动器3100可通过非中央安装点安装至静止表面,且在中央促动组件3160处提供促动。在另一示例中,旋转促动器3100可通过中央安装点3164安装至静止表面,且在中央安装组件3180处提供促动。

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的特征可与促动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300和2600中的任一者一起使用。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形成为适应转子轴(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是弧形形状的组件,其包括形成为模块化活塞壳体3250a中的弧形腔的一组压力室3252a。类似地,模块化活塞壳体3250b也是弧形形状的组件,其包括形成为模块化活塞壳体3250b中的弧形腔的一组压力室3252b。在例示的示例中,模块化活塞壳体3250b与模块化活塞壳体3250a的弧形形状成镜像。压力室3252a、3252b形成为适应旋转活塞(未示出),诸如旋转活塞250。在一些实现方式中,模块化活塞壳体3250a、3250b可形成为整体式活塞壳体。例如,模块化活塞壳体3250a、3250b可各自被加工、挤压或以其它方式形成,而不在压力室3251a、3252b内形成接缝。

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可包括径向孔口,模块化活塞壳体3250a、3250b可插入该径向孔口中。在一些实施例中,压力室组件3200可包括纵向孔口,模块化活塞壳体3250a、3250b可插入该纵向孔口中。

示例压力室组件3200的模块化活塞壳体3250a、3250b包括一组开孔3254。在压力室组件3200的组装形式中,开孔3254与形成于壳体3210中的一组开孔3256对准,一组例如螺栓或螺钉的紧固件(未示出)穿过开孔3256且进入开孔3254中,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可包括围绕压力室3252a、3252b的内部表面的密封件组件。在一些实施例中,密封件组件可为在所有侧面上固持在标准密封件凹槽中的圆形或半圆形密封几何形状。在一些实施例中,可使用市售的往复式活塞或缸型密封件。例如,可能已经用于在现有飞行器上飞行的线性液压促动器的市售的密封件类型可能展示用于线性负载和位置保持应用的足够能力。在一些实施例中,可通过使用一般用在线性液压促动器中的标准的(例如,市售的)半圆形、单向密封件设计来降低示例压力室组件3200的密封复杂度。在一些实施例中,密封件组件可为一件式密封件。在模块化活塞壳体3250a、3250b的一些实施例中,密封件组件可作为旋转活塞的一部分被包括。在一些实施例中,模块化活塞壳体3250a、3250b可包括在活塞和压力室3252a、3252b之间的磨损部件。

示例压力室组件3200的压力室3252a、3252b中的各个可包括穿过模块化活塞壳体3250a、3250b形成的流体端口(未示出),加压流体可穿过其流动。在将加压流体(例如,液压油、水、空气、气体)引入压力室3252a、3252b之后,压力室3252a、3252b的内部与压力室3252a、3252b外的环境条件之间的压差可导致活塞端部被从压力室3252a、3252b向外推动。在活塞端部被向外推动时,活塞推动旋转活塞组件(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可栓接、拧紧、夹紧、焊接、销接或以其它方式直接或间接地相对于彼此固持,使得组装的组合提供壳体3210的特征,从而消除对于壳体3210的需要。

图33a-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的特征可与旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700中的任一者一起且/或与促动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900和3000中的任一者一起使用。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,各转子臂3312的远侧端部包括开孔(未示出),该开孔与转子轴3310的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应一组连接器销3314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包括旋转活塞3350中的两个,但其它实施例可包括更多和/或更少数量的协作且相对的旋转活塞。旋转活塞3350中的各个包括活塞端部3352和一个或更多个连接器臂3354。活塞端部3352形成为具有大体上半圆形的本体,其具有基本上平滑的表面(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)。连接器臂3354中的各个包括开孔3356,该开孔3356与活塞端部3352的半圆形本体的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应连接器销3314中的一个。

示例旋转活塞组件3300的旋转活塞3350中的各个可通过将连接器臂3354与转子臂3312对准使得转子臂3312的开孔(未示出)与开孔3365对准来组装至转子轴3310。连接器销3314然后可穿过对准的开孔插入以在活塞3350与转子轴3310之间形成连接。如图所示,各连接器销3314稍长于对准的开孔。在示例组件中,可适应固持紧固件(未示出)的周向凹部(未示出)围绕延伸超过对准的开孔的各连接器销3314的各端部的周向周边,紧固件例如为扣环或螺旋环。

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之间的连接不是铰接的。连接器臂3312包括固持件元件3380,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的旋转运动相互配合。在一些实施例中,固持件元件3380、3382可形成为具有防止旋转活塞3350远离旋转活塞3350的曲率半径的旋转的径向几何形状。

在示例性实施例中,固持件元件3380、3382之间的接触允许旋转移动在转子轴3310和旋转活塞3350之间传递。活塞3350的移动通过固持件元件3380、3382之间的接触推动转子臂3312和转子轴3310的运动。类似地,转子轴330和转子臂3312的移动通过固持件元件3380、3382之间的接触推动活塞3350的运动。在一些实施例中,固持件元件3380、3382可由一个或更多个紧固件连接,该一个或更多个紧固件防止旋转活塞3350远离旋转活塞3350的曲率半径的旋转。例如,固持件元件3380、3382可通过螺栓、螺钉、夹具、焊接、粘接剂或任何其它适当形式的连接件或紧固件而连接。

在示例旋转活塞组件3300中,即使连接器销3314破裂或丢失,固持件元件3380、3382之间的接触允许旋转运动在转子轴3310和旋转活塞3350之间传递。在一些实施例中,连接器销3314可由活塞壳体(未示出)纵向地约束。例如,连接器销3314可沿其长度在某一点破裂,但壳体可形成为使得连接器销3314的端部可不具有足够的空间以允许连接器销3314的破裂区段纵向地移动足够远以变为从开孔3356脱离。在诸如此的一些实施例中,固持件元件3380、3382和/或壳体可提供失效安全构造,其可防止连接器销3314的破裂件从它们的正常位置移走,这可防止如果此种破裂件卡在其中可使用旋转活塞组件3300的旋转促动器的构件内的风险。

在一些实施例中,连接器销3314和开孔3356以及转子臂3312的开孔(未示出)可形成为具有防止连接器销3314在开孔3356和转子臂3312的开孔(未示出)内围绕连接器销3314的纵向轴线的旋转的截面几何形状。例如,连接器销3314可为“锁紧销”,其形成为具有方形、矩形、三角形、六角形、星形、卵形或任何其它适当的非圆形截面,且开孔3356和转子臂3312的开孔(未示出)形成为具有对应的截面,使得当开孔对准时,连接器销314可插入,且当连接器销3314插入开孔内时基本上防止活塞3350围绕连接器销3314的轴线旋转(例如,小于5度的旋转)。

在一些实施例中,固持件元件3380、3382和/或连接器销3314的“锁紧销”实施例可影响旋转活塞组件3300的性能。例如,实现固持件元件3380、3382和/或连接器销3314的“锁紧销”的旋转活塞组件3300的实施例可减少或阻止当旋转活塞组件3300在旋转活塞促动器内移动时活塞3350和转子臂3312之间的相对移动,这可在组件3300的相对完整的运动范围内提供基本上恒定的转矩(例如,小于10%的变化)。

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可为图33a-图33c的旋转活塞3350。在一些实施例中,旋转活塞3400的特征可与旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700中的任一者一起且/或与促动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者一起使用。

如图34a-图34b的示例旋转活塞中所示,旋转活塞3400包括活塞端部3432和一个或更多个连接器臂3434。活塞端部3432形成为具有大体上椭圆形的本体,该大体上椭圆形的本体具有基本上平滑的表面(例如,当与密封件接触时可形成流体屏障的表面品质)。连接器臂3434中的各个包括开孔3436a和开孔3436b,这些开孔与活塞端部3432的椭圆形本体的轴线基本上对准(例如,+/-2度)且大小设置为适应连接器销,诸如连接器销3314中的一个。其它实施例可在旋转活塞中包括多于两个开孔。在其它实施例中,活塞端部3432形成为具有大体上矩形的本体,或具有任何其它适当截面的本体。

在一些实施例中,旋转活塞3400的“多个销”的实施例可影响旋转活塞组件的性能。例如,实现旋转活塞3400、两个锁紧销和对应地形成的转子臂的旋转活塞组件的实施例可减少或阻止当旋转活塞组件在旋转活塞促动器内移动时活塞3400和转子臂之间的相对移动,这可在组件的相对完整的运动范围内提供基本上恒定的转矩(例如,小于10%的变化)。

在一些实施例中,开孔3436a、3436b中的一个或更多个可形成为具有防止连接器销(诸如连接器销3314)在开孔3436a、3436b内围绕连接器销的纵向轴线的旋转的截面几何形状。例如,开孔3436a、3436b中的一个或更多个可形成为具有方形、矩形、三角形、六角形、星形、卵形或任何其它适当的非圆形截面,使得对应地构造的连接器销可插入,以当连接器销插入在开孔3436a、3436b内时基本上阻止旋转活塞3400围绕开孔3436a、3436b的轴线旋转(即,阻止大于5度的旋转)。

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的透视局部剖开视图。图35c是示例压力室组件3500的透视分解图。在一些实施例中,压力室组件3500的特征可与旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701和2700、旋转活塞3400中的任一者一起且/或与促动器400、800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者一起使用。如图35c中所示,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包括弧形中央凹部3512a,且模块化壳体3510b包括弧形中央凹部3512b。在它们的组装形式中,弧形中央凹部3512a和3512b适应活塞壳体3550。

如图35c中所示,活塞壳体3550形成为在腔3558中适应旋转活塞3514。活塞壳体3550包括套环3552。套环3552形成为保持密封件3554与旋转活塞3514密封地接触。在一些实施例中,旋转活塞可为旋转活塞260、414、712、812、822、1216、1520a、1520b、1720、1930、2222、2400、2754、3350和3400中的任一者。在一些实现方式中,压力室3550可形成为整体式活塞壳体。例如,压力室3550可被加工、挤压、液压成形或以其它方式形成,而不在压力室3550内形成接缝。

示例旋转活塞3514包括开孔3556。在一些实施例中,开孔3356可形成为具有防止连接器销(诸如图33a-图33c的连接器销3314)在开孔3356和转子臂(转子臂3312)的开孔(未示出)内围绕连接器销的纵向轴线的旋转的截面几何形状。例如,开孔3356可形成为适应“锁紧销”,该“锁紧销”形成为具有方形、矩形、三角形、六角形、星形、卵形或任何其它适当的非圆形截面,使得连接器销可穿过开孔3556插入且当连接器销插入开孔3556内时基本上阻止围绕开孔3556的轴线旋转(即,阻止大于5度的旋转)。

在一些实施例中,旋转活塞3514可包括固持件元件。例如,旋转活塞3514可包括可与固持件元件3382相互配合的固持件元件3380(例如,如图33a-图33c所示的),以阻止旋转活塞3550远离旋转活塞3550的曲率半径的旋转。

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各自包括腔3658。在一些实施例中,活塞壳体3650a-3650b可代替图35a-图35c的示例压力室组件3500的活塞壳体3550使用或除了其之外使用。例如,活塞壳体3650a-3650b可由模块化壳体(诸如模块化壳体3510a和3510b)包围。

组件3600包括一组流体端口3652a和3652b。流体端口3652a-3652b与腔3658和或流体供应线路(未示出)流体连通。在一些实施例中,流体端口3652可使流体在活塞壳体3650a-3650b之间流动。例如,流体可用于对活塞壳体3650a加压,且流体将流过流体端口3652a以对活塞壳体3650b也加压。在一些实施例中,任何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)可以以备选的菊花链布置组装以形成组件3600。

图37是示例旋转活塞型促动器系统3700的示意图。系统3700包括图4的旋转活塞型促动器400。在一些实施例中,促动器400可在系统3700中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统3700还包括控制器3702和流体压力组件3703。流体压力组件3703包括伺服阀3704、流体压力源3706和排出部3709。

在一些实施例中,流体压力源3706可为通过高压流体线路3707流体地连接至伺服阀3704的中央流体压力源3706。在一些实施例中,排出部3709可为通过低压流体线路3708流体地连接至伺服阀3704的中央排出部或流体返回储器。例如,流体压力源3706可为流体压力泵,流体压力泵对多个流体操作的装置(诸如促动器400)提供流体压力。在一些实施例中,流体压力源3706可为飞行器的中央液压或气动压力系统。在一些实施例中,系统3700可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

控制器3702通过流体线路3710和流体线路3712流体地连接至伺服阀3704。控制器3702构造成对流体线路3710和3712选择性地应用流体压力,以促动伺服阀3704。伺服阀3704通过流体线路3720、流体线路3722和流体线路3724流体地连接至流体室422和开孔452。伺服阀3704构造成将流体压力源3706和排出部3708选择性地且可逆地连接至流体室422和开孔452。

系统3700包括旋转位置传感器组件3730。旋转位置传感器组件3730机械地联接至促动器400,以提供代表转子轴412的位置、速度、旋转方向和/或加速度的信号。在一些实施例中,位置传感器组件3730是位置限制传感器,其构造成检测转子轴412何时移动至预定位置。通过导体3732(诸如线或光学纤维)将信号提供至控制器3702。在一些实施例中,控制器3702可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412的位置的反馈回路。

图38是用于使用图37的示例旋转活塞型促动器系统3700的示例过程3800的流程图。在3802处,提供旋转促动器。旋转促动器包括第一壳体,该第一壳体限定第一弧形室,第一弧形室具有第一腔、与第一腔流体地连通的第一流体端口、开放端部,可旋转地轴颈支撑在所述第一壳体中且具有旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的第一转子臂的转子组件,和配置在所述第一壳体中以用于通过开放端部在第一弧形室中往复移动的弧形形状的第一活塞。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,且第一活塞的第一部分接触第一转子臂。促动器还包括连接至第一流体端口的第一流体线路、高压流体线路和低压流体线路。例如,可提供旋转活塞型促动器400。

在3804处,提供中央压力源。中央压力源联接至高压流体线路。例如,流体压力源3706通过高压流体线路3707流体地连接至伺服阀3704,且排出部3709通过低压流体线路3708流体地连接至伺服阀3704。

在3806处,提供伺服阀。伺服阀定位在中央压力源与液压促动器之间。例如,伺服阀3704沿连接压力源3706和促动器400的流体路径定位。

在3808处,控制伺服阀以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路。例如,伺服阀3704可由控制器3702控制,以将流体线路3707和3708选择性地连接至流体线路3720、3722和/或3724。

在3810处,将加压流体应用至第一压力室。例如,伺服阀3704可由控制器3702控制,以从压力源3706到流体室422可调节地且可逆地应用流体压力。在一些实施例中,伺服阀3704可被控制以从压力源3706到开孔452可调节地且可逆地应用流体压力。

在3812处,将第一活塞从第一压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,流体室422中的流体压力将活塞414从流体室422部分地向外推动。活塞414的向外运动推动转子轴412的旋转。

在一些实施例中,壳体可包括具有第二腔的第二弧形室,和与第二腔流体连通的第二流体端口,其中,转子组件还包括第二转子臂。旋转促动器还可包括弧形形状的第二活塞,其定位在壳体中以用于在第二弧形室中往复移动。第二密封件、第二腔和第二活塞可限定第二压力室,且第二活塞的第一部分可接触第二转子臂。第二流体线路可联接至第二流体端口,且伺服阀可以是可控制的,以将第二流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以控制液压促动器的移动。在一些实现方式中,过程3800还可包括控制伺服阀以将第二流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路以对第二压力室应用加压流体,和将第二活塞从第二压力室部分地向外推动。

在一些实施例中,控制器可联接以控制伺服阀,且控制伺服阀可包括通过控制器来控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以对第一压力室应用加压流体。例如,控制器3702可控制伺服阀3704,以将压力源3706和排出部3709连接至流体室422和/或开孔452。

在一些实施例中,位置传感器(例如,位置传感器组件3730)可提供且构造为提供指示旋转促动器的位置的位置反馈信号。来自位置传感器的位置反馈信号可提供至控制器以控制伺服阀,且控制器可基于位置反馈信号控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以对第一压力室应用加压流体。在一些实施例中,位置传感器可联接至旋转输出轴,且位置反馈信号可为旋转位置反馈信号。在一些实施例中,位置传感器可为位置限制传感器,且位置反馈信号可为位置限制信号。在一些实现方式中,过程3800可包括推动旋转输出轴的旋转,以控制由以下项构成的组中的至少一者:旋转输出轴速度、旋转输出轴位置、旋转输出轴转矩和旋转输出轴加速度。

在一些实施例中,过程3800可与具有中央促动组件的促动器(诸如图29a-图29e的组件2900或图30a-图30e的组件3000)一起使用。

图39是另一示例旋转活塞型促动器系统的示意图。系统3700包括图4的旋转活塞型促动器400。在一些实施例中,促动器400可在系统3900中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统3900还包括控制器3902和流体压力源3906。

流体压力源3906包括由马达3912驱动的流体泵3910,马达3912由控制器3902控制。泵3910通过流体线路3720-3724单向地或双向地驱动流体到流体室422和开孔452和/或从流体室422和开孔452单向地或双向地驱动流体,以导致转子轴412的促动。一组止回阀3914、释放阀3916和流体储器3918也在流体线路3720-3724之间互连,以维持且保护在流体压力源3906内形成的流体环路的完整性。

在一些实施例中,流体压力源3906可为流体地连接至组件400的局部流体压力源。例如,流体压力源3906可为流体压力泵,该流体压力泵对单个流体操作的装置(诸如促动器400)提供流体压力。在一些实施例中,流体压力源3906可为飞行器的局部(例如,使用点)液压或气动压力系统。在一些实施例中,系统3900可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

系统3900包括旋转位置传感器组件3730。通过导体3732(诸如线或光学纤维)将来自位置传感器组件3730的信号提供至控制器3902。在一些实施例中,控制器3902可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412的位置的反馈回路。

图40是用于使用图39的示例旋转活塞型促动器系统3900的示例过程4000的流程图。在4002处,提供旋转促动器。旋转促动器包括第一壳体,该第一壳体限定第一弧形室,第一弧形室具有第一腔、与第一腔流体地连通的第一流体端口、开放端部,可旋转地轴颈支撑在所述第一壳体中且具有旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的第一转子臂的转子组件,和配置在所述第一壳体中以用于通过开放端部在第一弧形室中往复移动的弧形形状的第一活塞。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,且第一活塞的第一部分接触第一转子臂。促动器还包括连接至第一流体端口的第一流体线路、高压流体线路和低压流体线路。例如,可提供旋转活塞型促动器400。

在4004处,提供流体储器。在4006处,提供联接至流体储器的流体泵。例如,提供流体储器3918和流体泵3910。

在4008处,控制流体泵,且在4010处,对第一流体线路选择性地提供高压,以对第一压力室应用加压流体。例如,控制器3902可启动马达3912且驱动流体泵3910,以对流体线路3720-3724中的一者或更多者提供高压,这继而对流体室422和/或开孔452中的一者或更多者提供加压流体。

在4012处,将第一活塞从第一压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,流体室422中的流体压力将活塞414从流体室422部分地向外推动。活塞414的向外运动推动转子轴412的旋转。

在一些实施例中,壳体可包括第二弧形室,该第二弧形室具有第二腔和与第二腔流体连通的第二流体端口,其中,转子组件还包括第二转子臂。旋转促动器还可包括弧形形状的第二活塞,其定位在壳体中以用于在第二弧形室中往复移动。第二密封件、第二腔和第二活塞可限定第二压力室,且第二活塞的第一部分可接触第二转子臂。例如,组件400包括活塞414中的两个和流体室422中的两个。第二流体线路可联接至第二流体端口。在一些实现方式中,过程3900还可包括控制流体泵以对第二流体线路选择性地提供高压以对第二压力室应用加压流体,和将第二活塞从第二压力室部分地向外推动。例如,高压流体可应用至流体室422中的第二个,以推动活塞414中的第二个向外移动。在一些实施例中,流体泵可对开孔452提供高压,以将活塞414推动到流体室422中。

在一些实施例中,控制器可联接以控制流体泵,且控制流体泵可包括通过控制器来控制流体泵,以对第一压力室选择性地应用加压流体。例如,控制器3902可控制马达3912,以对流体室422和/或开孔452选择性地加压。

在一些实施例中,位置传感器(例如,位置传感器组件3730)可提供且构造为提供指示旋转促动器的位置的位置反馈信号。来自位置传感器的位置反馈信号可提供至控制器,以控制伺服阀,且控制器可控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以基于该位置反馈信号对第一压力室应用加压流体。在一些实施例中,位置传感器可联接至旋转输出轴,且位置反馈信号可为旋转位置反馈信号。在一些实施例中,位置传感器可为位置限制传感器,且位置反馈信号可为位置限制信号。在一些实现方式中,过程3900可包括推动旋转输出轴的旋转以控制由以下项构成的组中的至少一者:旋转输出轴速度、旋转输出轴位置、旋转输出轴转矩和旋转输出轴加速度。

在一些实施例中,过程3900可与具有中央促动组件的促动器(诸如图29a-图29e的组件2900或图30a-图30e的组件3000)一起使用,该中央促动组件可为飞行器的中央促动组件。

图41是另一示例旋转活塞型促动器系统4100的示意图。系统4100包括图4的旋转活塞型促动器400。在一些实施例中,促动器400可在系统4100中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4100还包括控制器4102、流体压力组件3703、流体压力源3906和模式选择阀4104。

流体压力组件3703和流体压力源3906各自可控制地连接至控制器4102。模式选择阀4104可控制地链接至控制器4102,且控制器4102构造成促动模式选择阀4104,以将流体压力组件3703和流体压力源3906可选择地且流体地连接至流体线路3720-3724。控制器4102控制模式选择阀4104以及流体压力组件3703和流体压力源3906中的选定的一个以促动促动器400。

在一些实施例中,系统4100可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用通过流体压力组件3703(例如,飞行器中的中央液压系统)提供的流体压力来操作促动器400,但在流体压力组件3703中故障的情况下,控制器4102可促动模式选择阀4104,以导致使用通过流体压力源3906(例如,在飞行器中位于促动器400附近的局部液压压力系统)提供的流体压力来操作促动器400。

系统4100包括旋转位置传感器组件3730。通过导体3732(诸如线或光学纤维)将来自位置传感器组件3730的信号提供至控制器3902。在一些实施例中,控制器4102可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412的位置的反馈回路。在一些实施例中,系统4100可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

图42是用于使用图41的示例旋转活塞型促动器系统4100的示例过程4200的流程图。在4202处,提供旋转促动器。旋转促动器包括第一壳体,该第一壳体限定第一弧形室,第一弧形室具有第一腔、与第一腔流体地连通的第一流体端口和开放端部,可旋转地轴颈支撑在所述第一壳体中且具有旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的第一转子臂的转子组件,和配置在所述第一壳体中以用于通过开放端部在第一弧形室中往复移动的弧形形状的第一活塞。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,且第一活塞的第一部分接触第一转子臂。促动器还包括连接至第一流体端口的第一流体线路、高压流体线路和低压流体线路。例如,可提供旋转活塞型促动器400。

在4204处,提供中央压力源。中央压力源联接至高压流体线路。例如,流体压力源3706通过高压流体线路3707流体地连接至伺服阀3704,且排出部3709通过低压流体线路3708流体地连接至伺服阀3704。

在4206处,提供伺服阀。伺服阀定位在中央压力源与液压促动器之间。例如,伺服阀3704沿将压力源3706连接至模式选择阀4104和促动器400的流体路径定位。

在4208处,提供流体储器。在4210处,提供联接至流体储器的流体泵。例如,提供流体储器3918和流体泵3910。在4212处,提供阀块。例如,模式选择阀4104设在系统4100中。

在4214处,控制流体泵、伺服阀和阀块,且在4216处,对第一流体线路选择性地提供高压,以对第一压力室应用加压流体。例如,控制器4102可启动马达3912、伺服阀3704和模式选择阀4104,以连接流体线路3720-3724中的一者或更多者和对其提供高压,这继而对流体室422和/或开孔452中的一者或更多者提供加压流体。

在4218处,将第一活塞从第一压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,流体室422中的流体压力将活塞414从流体室422部分地向外推动。活塞414的向外运动推动转子轴412的旋转。

在一些实施例中,壳体可包括第二弧形室,该第二弧形室具有第二腔和与第二腔流体连通的第二流体端口,其中,转子组件还包括第二转子臂。旋转促动器还可包括弧形形状的第二活塞,其定位在壳体中以用于在第二弧形室中往复移动。第二密封件、第二腔和第二活塞可限定第二压力室,且第二活塞的第一部分可接触第二转子臂。例如,组件400包括活塞414中的两个和流体室422中的两个。第二流体线路可联接至第二流体端口。在一些实现方式中,过程4200还可包括控制流体泵以对第二流体线路选择性地提供高压以对第二压力室应用加压流体,和将第二活塞从第二压力室部分地向外推动。例如,高压流体可应用至流体室422中的第二个,以推动活塞414中的第二个向外移动。在一些实施例中,流体泵可对开孔452提供高压,以将活塞414推动到流体室422中。

在一些实施例中,可联接控制器以控制流体泵。在一些实施例中,控制伺服阀可包括通过控制器来控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以对第一压力室应用加压流体。在一些实施例中,控制流体泵可包括通过控制器来控制流体泵,以对第一压力室选择性地应用加压流体。在一些实施例中,控制阀块可包括通过控制器来控制阀块,以将伺服阀和流体泵选择性地连接至第一压力室。例如,控制器4102可控制马达3912、伺服阀3704和模式选择阀4104,以对流体室422和/或开孔452选择性地加压。

在一些实施例中,位置传感器(例如,位置传感器组件3730)可提供且构造为提供指示旋转促动器的位置的位置反馈信号。来自位置传感器的位置反馈信号可提供至控制器以控制伺服阀,且控制器可控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以基于位置反馈信号对第一压力室应用加压流体。在一些实施例中,位置传感器可联接至旋转输出轴,且位置反馈信号可为旋转位置反馈信号。在一些实施例中,位置传感器可为位置限制传感器,且位置反馈信号可为位置限制信号。在一些实现方式中,过程4200可包括推动旋转输出轴的旋转,以控制由以下项构成的组中的至少一者:旋转输出轴速度、旋转输出轴位置、旋转输出轴转矩和旋转输出轴加速度。

在一些实施例中,过程4200可与具有中央促动组件的促动器(诸如图29a-图29e的组件2900或图30a-图30e的组件3000)一起使用。

图43是另一示例旋转活塞型促动器系统4300的示意图。系统4300包括图29a-图29e的旋转活塞型促动器2900。在一些实施例中,促动器2900可在系统4300中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任何适当的一者或组合且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4300还包括控制器4302、流体压力组件3703和流体压力源3906。

流体压力组件3703和流体压力源3906各自可控制地连接至控制器4302。流体压力组件3703通过流体线路4310和流体线路4312流体地连接至形成为第一压力室组件2950a中的弧形腔的一个或更多个流体室,例如,图12-图14的压力室1252a。流体压力源3906通过流体线路4314和流体线路4316流体地连接至形成为第二压力室组件2950b中的弧形腔的一个或更多个流体室,例如,图12-图14的压力室1252a。

在一些实施例中,系统4300可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用通过流体压力组件3703(例如,飞行器中的中央液压压力系统)和流体压力源3906(例如,飞行器中的局部液压压力系统)提供的流体压力来操作促动器2900。在一些实施例中,流体压力组件3703和压力源3906可由控制器4302基本上同时地操作。在一些实施例中,流体压力组件3703和压力源3906可由控制器4302交替地操作。例如,可在通过压力源3703提供的流体压力下操作促动器2900,且当在压力源3703中检测到故障时,控制器4302可控制压力源3906,以在冗余备用构造中控制促动器2900。在一些实施例中,系统4300可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

系统4300包括旋转位置传感器组件3730。通过导体4332(诸如线或光学纤维)将来自位置传感器组件3730的信号提供至控制器4302。在一些实施例中,控制器4302可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412的位置的反馈回路。

图44是用于使用图43的示例旋转活塞型促动器系统的示例过程4400的流程图。在4402处,提供旋转促动器。旋转促动器包括第一壳体,该第一壳体限定第一弧形室,第一弧形室具有第一腔、与第一腔流体地连通的第一流体端口和开放端部,可旋转地轴颈支撑在所述第一壳体中且具有旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的第一转子臂的转子组件,和配置在所述第一壳体中以用于通过开放端部在第一弧形室中往复移动的弧形形状的第一活塞。第一密封件、第一腔和第一活塞限定第一压力室,且第一活塞的第一部分接触第一转子臂。促动器还包括连接至第一流体端口的第一流体线路、高压流体线路和低压流体线路。例如,可提供旋转活塞型促动器2900。

在4404处,提供中央压力源。中央压力源联接至高压流体线路。例如,流体压力源3706通过高压流体线路3707流体地连接至伺服阀3704,且排出部3709通过低压流体线路3708流体地连接至伺服阀3704。

在4406处,提供伺服阀。伺服阀定位在中央压力源与液压促动器之间。例如,伺服阀3704沿将压力源3706连接至模式选择阀4104和促动器2900的流体路径定位。

在4408处,提供流体储器。在4410处,提供联接至流体储器的流体泵。例如,提供流体储器3918和流体泵3910。

在4412处,控制伺服阀,且在4414处,对第一流体线路应用加压流体,以对第一压力室提供加压流体。例如,控制器4402可控制伺服阀3704,以对流体线路4310-4312中的一者或更多者提供高压流体,这继而对第一压力室组件2950a中的流体室中的一者或更多者提供加压流体。

在4416处,将第一活塞从第一压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,第一压力室组件2950a中的流体室中的流体压力将活塞(例如,图12-图14的双旋转活塞1216)从流体室部分地向外推动。活塞的向外运动推动转子轴2912的旋转。

在4418处,控制流体泵,且在4420处,对第二流体线路应用加压流体,以对第二压力室提供加压流体。例如,控制器4402可控制流体泵3910,以对流体线路4314-4316中的一者或更多者提供高压流体,这继而对第二压力室组件2950b中的流体室中的一者或更多者提供加压流体。

在4422处,将第二活塞从第二压力室部分地向外推动,以沿第一方向推动旋转输出轴的旋转。例如,第二压力室组件2950b中的流体室中的流体压力将活塞(例如,图12-图14的双旋转活塞1216)从流体室部分地向外推动。活塞的向外运动推动转子轴2912的旋转。在一些实施例中,将第二活塞从第二压力室部分地向外推动,以沿第二方向推动旋转输出轴的旋转。

在一些实施例中,可提供中央促动组件,其包括在旋转输出轴的外部表面中形成的中央安装点,其中,中央安装点接近旋转输出轴的纵向中点。在一些实施例中,促动臂可以可移除地附接在接近中央安装点的端部处,促动臂适于在远侧端部处以用于附接至待促动的部件的外部安装特征。在一些实施例中,过程4400可包括推动促动臂的旋转,和推动待促动的部件的运动。例如,旋转活塞型促动器2900包括中央促动组件2960和中央安装组件2980。

在一些实施例中,壳体可包括第二弧形室,该第二弧形室具有第二腔和与第二腔流体连通的第二流体端口,其中,转子组件还包括第二转子臂。旋转促动器还可包括弧形形状的第二活塞,其定位在壳体中以用于在第二弧形室中往复移动。第二密封件、第二腔和第二活塞可限定第二压力室,且第二活塞的第一部分可接触第二转子臂。例如,组件2900可包括图12-图14的双旋转活塞1216中的一者或更多者和形成为第一压力室组件2950a中的弧形腔的两个流体室(例如,图12-图14的压力室1252a)。第二流体线路可联接至第二流体端口。在一些实现方式中,过程4400还可包括控制流体泵以对第二流体线路选择性地提供高压以对第二压力室应用加压流体,和将第二活塞从第二压力室部分地向外推动。例如,高压流体可应用至第一压力室组件2950a中的流体室中的第二个,以推动活塞中的第二个向外移动。

在一些实施例中,流体泵可不连接至中央液压系统。例如,流体泵3910连接至流体储器3918而非流体压力源3706。

在一些实施例中,可联接第一控制器以控制伺服阀,且可联接第二控制器以控制流体泵。在一些实施例中,第一控制器和第二控制器可为单个控制器。例如,控制器4202构造成控制伺服阀3704和流体泵3910两者。在一些实施例中,控制伺服阀可包括通过控制器来控制伺服阀,以将第一流体线路选择性地连接至高压流体线路和低压流体线路,以对第一压力室应用加压流体。在一些实施例中,控制流体泵可包括通过控制器来控制流体泵,以对第二压力室选择性地应用加压流体。例如,控制器4402可控制马达3912和伺服阀3704,以对第一压力室组件2950a和第二压力室组件2950b中的流体室选择性地加压。

在一些实施例中,位置传感器(例如,位置传感器组件3730)可提供且构造为提供指示旋转促动器的位置的位置反馈信号。来自位置传感器的位置反馈信号可提供至第一控制器以控制伺服阀,且可提供至第二控制器以控制流体泵,且控制器可基于该位置反馈信号控制伺服阀和流体泵。在一些实施例中,位置传感器可联接至旋转输出轴,且位置反馈信号可为旋转位置反馈信号。在一些实施例中,第一控制器、伺服和位置传感器可构造为第一反馈回路,且第二控制器、流体泵和位置传感器可构造为第二反馈回路。

在一些实施例中,位置传感器可为位置限制传感器,且位置反馈信号可为位置限制信号。在一些实现方式中,过程4400可包括推动旋转输出轴的旋转以控制由以下项构成的组中的至少一者:旋转输出轴速度、旋转输出轴位置、旋转输出轴转矩和旋转输出轴加速度。

在一些实施例中,第一密封件可围绕开放端部的内部表面配置。例如,第一密封件可为图16的密封件1560,其在开放端部1565处围绕内部表面配置。在一些实施例中,第一密封件可围绕第一活塞的周边配置。在一些实施例中,第一壳体可形成为一件式壳体。例如,图12-图14的压力室1252a形成为一件式室。在一些实施例中,第一密封件可为一件式密封件。在一些实施例中,第一转子臂可联接至飞行器的飞行控制表面。在一些实施例中,第一转子臂可联接至飞行器的主飞行控制表面。在一些实施例中,中央压力源可为飞行器的中央液压系统。

图45是另一示例旋转活塞型促动器系统4500的示意图。系统4500包括图29a-图29e的旋转活塞型促动器2900。在一些实施例中,促动器2900可在系统4500中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任何适当的一者或组合且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4500还包括控制器4502、流体压力组件3703和流体压力源4503。

流体压力组件3703通过流体线路4310-4312流体地连接至形成为第一压力室组件2950a中的弧形腔的一个或更多个流体室,例如,图12-图14的压力室1252a。

流体压力源4503包括由马达3912驱动的流体泵4510,马达3912由控制器4502控制。流体泵4510将加压流体单向地驱动至伺服阀4504,且控制器4502控制伺服阀4504,以通过流体线路4314-4316将该加压流体可选择地提供至第二压力室组件2950b的流体室,以引起转子轴2912的促动。

在一些实施例中,系统4500可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用通过流体压力组件3703(例如,飞行器中的中央液压压力系统)和流体压力源4503(例如,飞行器中的局部液压压力系统)提供的流体压力来操作促动器2900。在一些实施例中,流体压力组件3703和压力源4503可由控制器4502基本上同时地操作。在一些实施例中,流体压力组件3703和压力源3503可由控制器4502交替地操作。例如,可在通过压力源3703提供的流体压力下操作促动器2900,且当在压力源3703中检测到故障时,控制器4502可控制压力源4503,以在冗余备用构造中控制促动器2900。在一些实施例中,系统4500可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

系统4500包括旋转位置传感器组件3730。通过导体4332将来自位置传感器组件3730的信号提供至控制器4502。在一些实施例中,控制器4502可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴2912的位置的反馈回路。

图46是另一示例旋转活塞型促动器系统4600的示意图。系统4600包括图29a-图29e的旋转活塞型促动器2900。在一些实施例中,促动器2900可在系统4500中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任何适当的一者或组合且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4600还包括控制器4602和流体压力源3703中的两个。

流体压力源3703中的一个通过流体线路4310-4312流体地连接至形成为第一压力室组件2950a中的弧形腔的一个或更多个流体室,例如,图12-图14的压力室1252a。

流体压力源3703中的另一个通过流体线路4314-4316流体地连接至形成为第一压力室组件2950b中的弧形腔的一个或更多个流体室,例如,图12-图14的压力室1252a。

在一些实施例中,系统4600可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用两个流体压力源3703提供的流体压力来操作促动器2900。在一些实施例中,流体压力源3703可由控制器4602基本上同时地操作。在一些实施例中,流体压力源3703可由控制器4602交替地操作。例如,可在通过压力源3703中的第一个提供的流体压力下操作促动器2900,且当在第一压力源3703中检测到故障时,控制器4602可控制压力源3703中的第二个,以在冗余备用构造中控制促动器2900。

在一些实施例中,两个或更多个流体压力源的任何适当的组合可用于控制促动器2900。例如,可使用图45的流体压力源4503中的两个,或者可使用流体压力源3906中的两个,或者可对于系统4600在冗余备用构造中同时地或交替地使用压力源3703、3906和4503的任何适当的组合。在一些实施例中,系统4600可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

系统4600包括旋转位置传感器组件3730。通过导体4332将来自位置传感器组件3730的信号提供至控制器4602。在一些实施例中,控制器4602可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴2912的位置的反馈回路。

图47是另一示例旋转活塞型促动器系统4700的示意图。系统4700包括图29a-图29e的旋转活塞型促动器400。在一些实施例中,促动器400可在系统4700中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4700还包括控制器4702、流体压力源3706、排出部3704、马达3912、流体泵4510、储器3918、模式选择阀4104和伺服阀3704。

模式选择阀4104能够由控制器4702控制,以从流体压力源3706和流体泵4510对伺服阀3704可选择地提供流体压力。伺服阀3704通过流体线路3720、流体线路3722和流体线路3724流体地连接至流体室422和开孔452。控制器4702通过流体线路4710和流体线路4712流体地连接至伺服阀3704。控制器4702构造成对流体线路3710和3712选择性地应用流体压力,以促动伺服阀3704。伺服阀3704构造成将通过模式选择阀4104提供的流体压力选择性地且可逆地连接至流体室422和开孔452。

系统4700包括旋转位置传感器组件3730。旋转位置传感器组件3730机械地联接至促动器400,以提供代表转子轴412的位置、速度和/或加速度的信号。在一些实施例中,位置传感器组件3730是位置限制传感器,其构造成检测转子轴412何时移动至预定位置。信号通过导体3732提供至控制器4702。在一些实施例中,控制器4702可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412的位置的反馈回路。

在一些实施例中,系统4700可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用流体压力源3706和流体泵4510两者提供的流体压力来操作促动器400。例如,可在通过流体压力源3706提供的流体压力下操作促动器400,且当在压力源3706中检测到故障时,控制器4702可控制模式选择阀4104,以选择流体泵4510来提供流体压力,以在冗余备用构造中促动促动器400。在一些实施例中,系统4700可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

在一些实施例中,两个或更多个流体压力源的任何适当的组合可用于控制促动器400。例如,可使用图45的流体压力源4503中的两个,或者可使用流体压力源3906中的两个,或者可对于系统4600在冗余备用构造中同时地或交替地使用压力源3703、3906和4503的任何适当的组合。

图48是另一示例旋转活塞型促动器系统4800的示意图。系统4800包括图29a-图29e的旋转活塞型促动器400。在一些实施例中,促动器400可在系统4800中由旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者且/或由促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者替换。系统4800还包括控制器4802、流体压力组件3703、流体压力源4503和模式选择阀4104。

模式选择阀3704通过流体线路3720、流体线路3722和流体线路3724流体地连接至流体室422和开孔452。模式选择阀4104能够由控制器4802控制,以从流体压力组件3703和流体压力源4503对流体室422和开孔452可选择地提供流体压力。控制器4702构造成选择性地控制流体压力源3703、3906和模式选择阀4104,以将通过模式选择阀4104提供的流体压力选择性地且可逆地连接至流体室422和开孔452,以促动促动器400。

系统4800包括旋转位置传感器组件3730。旋转位置传感器组件3730机械地联接至促动器400,以提供代表转子轴412的位置、速度和/或加速度的信号。在一些实施例中,位置传感器组件3730是位置限制传感器,其构造成检测转子轴412何时移动至预定位置。信号通过导体3732提供至控制器4802。在一些实施例中,控制器4802可使用来自位置传感器组件3730的信号来形成用于控制转子轴412位置的反馈回路。

在一些实施例中,系统4800可用于提供促动器的冗余控制。例如,可使用由流体压力组件3703和流体压力源3906两者提供的流体压力来操作促动器400。例如,可在通过流体压力组件3703提供的流体压力下操作促动器400,且当在压力源3703中检测到故障时,控制器4802可控制模式选择阀4104,以选择流体泵3910来提供流体压力,以在冗余备用构造中促动促动器400。在一些实施例中,系统4800可用于促动飞行控制表面或飞行器中的其它设备。

在一些实施例中,两个或更多个流体压力源的任何适当的组合可用于控制促动器400。例如,可使用图45的流体压力源4503中的两个,或者可使用流体压力源3906中的两个,或者可对于系统4800在冗余备用构造中同时地或交替地使用压力源3703、3906和4503的任何适当的组合。

图49a-图49c是示例旋转活塞型促动器4900的示例防旋转构造的透视、端部和分解视图。在一些实施例中,促动器4900可为旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者、促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200和3300中的任一者和/或系统3700、3900、4100、4300、4500、4600、4700和4800中的任一者的变型。

如图49a-图49c中示出的示例促动器4900包括外壳体4910,该外壳体4910具有安装端部4902和远侧端部4903。外壳体4910包括内部边界4912,内部边界4912限定中央开孔4914且包括一组内部凹部4916。外壳体4910包括安装突缘4904,安装突缘4904在外壳体4910的安装端部4902处径向向外突出。安装突缘4904提供安装点,以用于将旋转促动器4900可移除地或持久地附连至外部安装表面,诸如飞行器翼的内部。

在图49a-图49c中示出的实施例中,室壳体组件4920(例如,压力室组件)配置在中央开孔4914中。在一些实施例中,室壳体组件4920可以是压力室组件300、420、820、1120、1250a、1250b、1550、1750、1960、2210、2602、2950a和2950b中的任一者或图1-图48的任何其它旋转促动器实施例的子构件的改型或包括其。

室壳体组件4920包括弧形室(未示出),该弧形室具有腔(未示出)、与该腔流体连通的流体端口(未示出)和开放端部4921。室壳体组件4920的外部边界4922包括一组外部凹部4926。腔也包括一组外部凹部4926(未示出)。当室壳体4920组装到外壳体4910的中央开孔4914中使得内部边界4912和外部边界4914与彼此同心地接近时,外部凹部4926中的各个与内部凹部4916中的相应的一个对准。当外部凹部4926和内部凹部4916对准时,提供一组周向地包围的开放空间(例如,开孔)。

一组销4930设于外壳体4910的内部边界4912与室壳体组件4920的外部边界4922之间。销4930中的各个与外部凹部4926中的一个和内部凹部4916中的对应的一个匹配,以维持室壳体组件4920相对于外壳体4910的定向。在一些实施例中,各外部凹部4926和对应的内部凹部4916可限定销插孔,且销4930中的各个可从安装表面延伸到相应的销插孔中。例如,作为销4930为组装成组件4900的离散构件(例如,如图49a中所示)的代替,销4930可形成为外壳体4910的一体部分、压力室壳体组件4920的一体部分和/或锁紧板(其中销4930形成为可移除盘的突起)的部分。在一些实施例中,内部凹部4916可由在外壳体4910的安装端部4902处和/或在外壳体4910的远侧端部4903处在内部边界4912中的内部凹陷限定,且外部凹部4926可由在安装端部4928处和/或在室壳体组件4920的远侧端部4929处在外部边界4922中的外部凹陷限定。在一些实施例中,销插孔可限定内半径,该内半径大小设置为与销4930的柱状外边界匹配。

示例促动器4900还包括转子组件(例如,在图49b中部分可见的旋转活塞组件200),该转子组件可旋转地轴颈支撑在室壳体组件4920中且包括旋转输出轴(例如,转子轴210)和从旋转输出轴径向向外延伸的一组转子臂212。转子组件还包括一组弧形形状的活塞250,活塞250配置在室壳体组件4920中以用于通过开放端部4921在弧形室中往复移动,其中,密封件(未示出)、腔和活塞250限定压力室(未示出),且活塞250的一部分连接于转子臂212。

图50a-图50c是示例旋转活塞型促动器5000的另一示例防旋转构造的透视和分解视图。在一些实施例中,促动器5000可为旋转活塞组件200、700、1100、1501、1701、2700和3500、旋转活塞3400中的任一者、促动器800、1200、1500、1750、1900、2200、2300、2600、2900、3000、3200、3300和4900中的任一者和/或系统3700、3900、4100、4300、4500、4600、4700和4800中的任一者的变型。

主要参照图50a和50c,示例促动器5000包括壳体5010,壳体5010具有内部表面5012,内部表面5012限定一组弧形室(未示出)。弧形室中的各个具有腔5014、与腔5014流体连通的流体端口(未示出)和开放端部5016。壳体5010还包括安装突缘5004,安装突缘5004在壳体5010的安装端部5002处从壳体5010的柱状外部部分5006径向向外突出。安装突缘5004提供安装点,以用于将旋转促动器5000可移除地或持久地附连至外部安装表面,诸如飞行器翼的内部。

在一些实施例中,壳体5010可为包括弧形室和安装突缘5004的整体结构。例如,壳体5010、弧形室和安装突缘5004可全部由单件材料挤压、模制、加工或以其它方式形成。

现在参照图50b和50c,示例促动器5000包括转子组件200,转子组件200可旋转地轴颈支撑在壳体5010中且具有旋转输出轴(例如,转子轴210)和从旋转输出轴径向向外延伸的一组转子臂212(未示出)。转子组件包括一组弧形形状的活塞250。活塞250中的各个配置在壳体5010中以用于通过开放端部5016在对应的弧形室中往复移动,其中,密封件(未示出)、腔5014和活塞250限定压力室,且活塞250的一部分连接至转子臂(例如,活塞250可连接至如图2中所示的转子臂210)。

壳体衬套5020形成为缸,该缸具有允许壳体衬套5020在壳体5010上滑动且径向地包围壳体5010的内径。固持环5022可移除地附连至壳体5010(例如通过螺纹件、紧固件、夹具)以将壳体衬套5020固持在其组装位置中。在一些实施例中,壳体衬套5020和/或固持环5022可包括衬套密封件(例如,o形环),使得壳体衬套5020、衬套密封件、活塞250的在压力室外的部分、围绕开放端部的密封件和壳体5010的内部表面形成一个更多个压力室。例如,流体可应用于在腔5014外形成的压力室,以将弧形形状的活塞5016推动到腔5014中。

图51a和图51b是具有支撑环5100的示例旋转活塞型促动器5000的透视图。支撑环5100包括安装突缘5110,安装突缘5110从支撑环5100的柱状外部部分径向向外突出。安装突缘5110提供安装点,以用于在与安装端部5002轴向地相对的端部5102处将旋转促动器5000可移除地或持久地附连至外部安装表面,诸如飞行器翼的内部。

现在参照图51a,支撑环5100具有内部表面5120,该内部表面5120与壳体5010的外部表面5122匹配,以维持支撑环5100相对于壳体5010的定向。内部表面5120包括一个或更多个平坦区5124,平坦区5124与端部5102处的壳体5010的外部表面5122上的一个或更多个对应的平坦区5126匹配。例如,现在参照图51b,当支撑环5100在端部5102处组装至壳体5010时,平坦区5124可至少部分地接触平坦区5126,以相对于壳体5010定向支撑环5100。

在一些实施例中,支撑环5100相对于壳体5010的定向可相对于安装突缘5004定向安装突缘5110。例如,安装突缘5110可定向为与安装突缘5004基本上平行地对准、基本上垂直于安装突缘5004或相对于安装突缘5004以任何适当的角度定向。

现在参照图51a和图51b,支撑环5100包括一组开孔5130。开孔5130与在端部5102中形成的一组开孔5132对准,使得一组紧固件(未示出)(例如,螺栓、螺钉、夹具)可穿过开孔5130且进入开孔5132中,以将支撑环5100可移除地固连至壳体5010。在一些实施例中,开孔5130、5132和紧固件可相对于壳体5010旋转地定向支撑环5100。

图52是用于组装旋转活塞型促动器的示例的防旋转构造的示例过程5200的流程图。在一些实现方式中,过程5200可用于组装图49a-图49c的促动器4900。

在5210处,接收第一组件。第一组件包括室壳体组件,该室壳体组件具有弧形室,该弧形室包括腔、与该腔流体连通的流体端口和开放端部,室壳体组件的外部边界包括外部凹部。例如,壳体组件可为组件4920。第一壳体还包括与室壳体组件的外部凹部匹配的销(例如,销4930、凹部4916),可旋转地轴颈支撑在室壳体组件中且包括旋转输出轴和从旋转输出轴径向向外延伸的转子臂的转子组件(例如,转子组件200),和配置在室壳体组件中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动的弧形形状的活塞。密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂。

在5220处,第一组件定位在壳体的中央开孔中。壳体包括内部边界,该内部边界限定中央开孔且具有内部凹部。例如,壳体可为外壳体4910。将第一组件定位在壳体的中央开孔中将内部凹部中的各个与外部凹部中的对应的一个对准,且将内部凹部与对应的销匹配,以维持室壳体组件相对于壳体的定向。例如,如图49c中所示,组件4920可以以将凹部4916和4926对准的定向插入外壳体4910中,且提供可将销4930插入的空间。在销4930就位的情况下,基本上防止组件4920相对于外壳体4910旋转。

图53是用于组装旋转活塞型促动器的示例的防旋转构造的另一示例过程5300的流程图。在一些实现方式中,过程5300可用于组装图51a和图51b的促动器5000和支撑环5100。

在5310处,接收第一组件。例如,可接收促动器5000。组件包括壳体(例如,壳体5010),该壳体具有限定弧形室的内部表面,该弧形室包括腔、与该腔流体连通的流体端口和开放端部。壳体具有安装突缘(例如突缘5004),安装突缘在壳体的安装端部(例如,安装端部5002)处从壳体的柱状外部部分径向向外突出。安装突缘提供安装点,以用于将旋转促动器可移除地附连至外部安装表面。组件还包括转子组件,该转子组件可旋转地轴颈支撑在壳体中且具有旋转输出轴和从该旋转输出轴径向向外延伸的转子臂。该组件还具有弧形形状的活塞,该弧形形状的活塞配置在壳体中以用于通过开放端部在弧形室中往复移动。密封件、腔和活塞限定压力室,且活塞的一部分连接至转子臂。

在5320处,接收支撑环(例如,支撑环5100)。支撑环包括第二安装突缘(例如,突缘5110),第二安装突缘从支撑环的柱状外部部分径向向外突出。

在5330处,支撑环在壳体的与安装端部轴向相对的支撑端部处围绕壳体的柱状外部部分定位。例如,支撑环5100可以可移除地或持久地附连至壳体5010的支撑端部5102。

虽然在上面已详细地描述一些实现方式,但其它变型也是可能的。例如,在图中描绘的逻辑流不要求所示的特定顺序或者顺序次序来实现期望的结果。在一些示例中,用语“大约”、“接近”、“近似”、“大致”或与位置或量相关的其它这样的用语可意味着但不限于所描述的位置或量加或减所描述的位置的主要尺寸的所描述的量或长度的10%,或者与所描述的量或位置的平均值在10%偏差内,除非另外规定。此外,可提供其它步骤,或者可从所描述的流程中消除步骤,且其它构件可添加到所描述的系统或从其移除。因此,其它实现方式在下列权利要求的范围内。

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