CN102648354A - 流体操作致动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流体操作致动器（100）。流体操作致动器（100）包括形成活塞孔（201）的主体（101）。活塞（111）能在活塞孔（201）内运动。流体操作致动器（100）还包括阀单元（105），该阀单元（105）耦连到主体（101）并包括流体入口端口（217）、流体排出端口（220）和阀构件（214），阀构件（214）被配置成选择性地打开流体入口端口（217）与活塞孔（201）之间以及排出端口（220）与活塞孔（201）之间的流体流动路径。流体操作致动器（100）还能包括耦连到主体（101）和阀单元（105）的控制单元（106）。控制单元（106）能够包括与流体入口端口（217）流体连通的先导输入端口（317a）。控制单元（106）还能包括与阀构件（214）流体连通的第一和第二先导输出端口（317b,317c）。进一步地，控制单元（106）能包括导阀（230），该导阀（230）适于打开先导输入端口（317a）与第一和第二先导输出端口（317b，317c）中一个或多个先导输出端口之间的流体流动路径，从而致动阀构件（214）。

Description

流体操作致动器

技术领域

本发明涉及流体操作致动器，更具体地，涉及具有各种可互换部件的流体操作致动器。

背景技术

流体操作致动器部分地因其广泛的适用范围已取得极大成功。流体操作致动器的一个示例是位于汽缸中的活塞。活塞可被附连到工作滑架，该工作滑架延伸穿过汽缸的附连到活塞的密封部分。另一示例包括附连到活塞并延伸穿过汽缸一端的杆。在两种情形下，流体被引入到汽缸的第一侧，以使活塞沿一个方向运动，同时，活塞的第二侧上的流体被排放到周围环境。为了使活塞的方向反向，流体被引入到活塞的第二侧上并从第一侧排放。

部分地，由于流体操作致动器的成功，已尝试增加能够使用致动器的可能环境。例如，希望在卫生环境（例如，食品和饮料厂）中使用流体操作致动器；然而，由于外表面，流体操作致动器的外部在使用之间或使用期间典型地不能够被完全清洗。因此，已尝试为流体操作致动器提供大致平滑的外表面。换言之，外表面通常没有尖锐的变化或突出肋或能够聚集流体和细菌的裂缝。现有技术中的流体操作致动器曾受限于如何制造各个部件。这是因为，在过去，当流体操作致动器通过压力模铸工艺形成时，形成平滑的外表面是有问题的。这是因为，如在压力模铸工艺中所公知的，希望对整个特定零件提供基本相等的壁厚。然而，由于存在各种内部构造和通路，在提供平滑外表面的同时很难获得相等的壁厚。进一步地，典型的模铸零件包括实体结构，从而导致部件相对较为沉重和昂贵。

另外，对流体操作致动器的流体供应/来自流体操作致动器的流体供应典型地由阀控制，该阀与流体操作致动器分离，并且有时远离流体操作致动器。因此，经常需要一系列复杂的外部管道和电气布线。管道典型地需要提供流体连通路径，用于致动流体操作致动器。对于可被提供在流体操作致动器上的各种传感器，典型地需要布线。不仅外部管道和布线昂贵，而且难以保持完全清洁。因此，希望提供包括集成阀的流体操作致动器，该集成阀能够根据特定应用被容易地去除和替换。进一步地，需要提供能够控制不需要过多管道和电气连接的集成阀的导阀。

现有技术致动器的另一问题在于，需要为流体操作致动器中提供的每个流体通路提供单独的密封。每个部件可具有不同端口，这典型地需要单独密封。然而，提供单独密封随着流体操作致动器中提供的部件的数量增大会变得费用昂贵。因此，需要减少与提供流体密封的流体操作致动器相关的费用和复杂性。 

本发明克服了这些问题和其他问题，并实现了该技术的改进。本发明提供了具有集成阀的流体操作致动器。本发明提供了集成的先导控制和传感模块。进一步地，本发明提供了利用模铸工艺形成的、同时包括平滑外表面的端盖。本发明还提供了多重唇形密封，其能够在不同端口之间提供流体密封，从而减少了分离的密封构件的总数量。本发明的各种特征可组合在单个致动器中，或者可独立地使用在现有技术的致动器中。

发明内容

根据本发明一个实施例提供了一种流体操作致动器。所述流体操作致动器能够包括形成活塞孔的主体和能在所述活塞孔内运动的活塞。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器能够包括耦连到所述主体的阀单元。所述阀单元能够包括流体入口端口、流体排出端口和阀构件，所述阀构件被配置成打开所述流体入口端口与所述活塞孔之间的以及所述排出端口与所述活塞孔之间的流体流动路径。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器还能够包括耦连到所述主体和所述阀单元的控制单元。所述控制单元能够包括与所述流体入口端口流体连通的先导输入端口。所述控制单元还能够包括与所述阀构件流体连通的第一和第二先导输出端口。根据本发明的一个实施例，所述控制单元还能够包括导阀，该导阀适于打开所述先导输入端口与所述第一和第二先导输出端口中一个或多个先导输出端口之间的流体流动路径，从而致动所述阀构件。

根据本发明另一实施例提供了一种流体操作致动器。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器包括形成活塞孔的主体和能在所述活塞孔内运动的活塞。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器包括耦连到所述主体的第一和第二端盖。根据本发明的一个实施例，所述第一和第二端盖中的一个或者两者包括两个或更多模铸部分。

根据本发明的一个实施例提供了一种流体操作致动器。所述流体操作致动器包括形成活塞孔的主体和能在所述活塞孔内运动的活塞。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器还包括耦连到所述主体的第一和第二端盖。根据本发明的一个实施例，所述流体操作致动器还包括位于所述主体与端盖之间的一个或多个密封构件，其中每一个密封构件包括两个或更多密封唇。

方案

一种流体操作致动器，包括：

形成活塞孔的主体；

能在所述活塞孔内运动的活塞；

阀单元，该阀单元耦连到所述主体并包括流体入口端口、流体排出端口和阀构件，所述阀构件被配置成选择性地打开所述流体入口端口与所述活塞孔之间的以及所述排出端口与所述活塞孔之间的流体流动路径；

控制单元，所述控制单元耦连到所述主体和所述阀单元，并包括：

        与所述流体入口端口流体连通的先导输入端口；

        与所述阀构件流体连通的第一和第二先导输出端口；以及

        导阀，适于打开所述先导输入端口与所述第一和第二先导输出端口中一个或多个先导输出端口之间的流体流动路径，从而致动所述阀构件。

优选地，所述控制单元进一步包括与耦连到所述主体的一个或多个传感器电连通的控制器。

优选地，所述控制器被配置成基于所述活塞在所述活塞孔中的位置致动所述导阀。

优选地，所述控制器进一步包括一个或多个视觉指示器。

优选地，所述控制单元进一步包括第一供应端口和第二供应端口，所述第一供应端口与所述活塞的第一侧流体连通，所述第二供应端口与所述活塞的第二侧流体连通。

优选地，所述流体操作致动器进一步包括耦连到所述阀单元的第一端盖和耦连到所述主体的第二端盖。

优选地，所述第一和所述第二端盖中的一个或两者包括耦连在一起的两个或更多部分，其中所述两个或更多部分中的每一个包括内腔。

优选地，所述第一和所述第二端盖中的一个或两者包括模铸端盖。

优选地，所述流体操作致动器进一步包括位于所述主体与所述第一或所述第二端盖）中的一个之间的密封构件，其中所述密封构件包括两个或更多密封唇，以便在所述主体与所述第一或所述第二端盖中的一个之间提供两个或更多基本上的流体密封。

优选地，所述密封构包括：

第一密封唇，在从所述端盖延伸的突出部与所述活塞孔之间形成基本上的流体密封；

第二密封唇，在形成于所述主体的流体通道与形成于所述第二端盖的第一端盖端口之间形成基本上的流体密封；以及

第三密封唇，在所述主体的外表面与所述第二端盖的外表面之间形成基本上的流体密封。

根据本发明另一方案，一种流体操作致动器包括：

形成活塞孔的主体；

能在所述活塞孔内运动的活塞；以及

耦连到所述主体的第一和第二端盖；

其中所述第一和第二端盖中的一个或两者包括两个或更多模铸部分。

优选地，所述两个或更多模铸部分中的每一个包括内腔。

优选地，所述两个或更多模铸部分中的每一个包括具有基本相等厚度的壁。

根据本发明另一方案，一种流体操作致动器包括：

形成活塞孔的主体；

能在所述活塞孔内运动的活塞；

耦连到所述主体的第一和第二端盖；以及

位于所述主体与端盖之间的一个或多个密封构件，其中每一个密封构件包括两个或更多密封唇。

优选地，第一密封唇在从所述第二端盖延伸的突出部与所述活塞孔之间形成基本上的流体密封。

优选地，第二密封唇在形成于所述主体的流体通道与形成于所述第二端盖的第一端盖端口之间形成基本上的流体密封。

优选地，第三密封唇在所述主体的外表面与所述第二端盖的外表面之间形成基本上的流体密封。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的流体操作致动器。

图2示出了根据本发明一个实施例的流体操作致动器的分解图。

图3示出了根据本发明一个实施例的具有分成两部分的端盖的流体操作致动器。

具体实施方式

图1-3和以下说明描述了具体示例，以教导本领域技术人员如何实现和使用本发明的最佳方式。为了教导本发明的原理，一些常规内容已被简化或省略。本领域技术人员将认识到根据这些示例落入本发明范围内的变型。本领域技术人员将认识到，下文所描述的特征能够以各种方式进行组合，以形成本发明的多个变型。因此，本发明不限制于下文所描述的具体示例，而是仅仅由权利要求及其等同物限制。

图1示出了根据本发明一个实施例的流体操作致动器100。图1所示的流体操作致动器100包括主体101、活塞杆102、第一端盖103、第二端盖104、阀单元105和控制单元106。根据本发明的一个实施例，流体操作致动器100的部件能够使用粘合剂、铜焊、结合、机械紧固件等被保持在一起。在所示实施例中，使用机械紧固件10。根据一些实施例，活塞杆102例如在无杆汽缸设计中可由滑架（未示出）替代。根据本发明的一个实施例，端盖103、104、阀单元105和控制单元106可包括标准尺寸和紧固特征，以使其能够与类似部件互换，即“模块”部件。进一步地，在一些实施例中，单元的次序可变化。例如，在一些实施例中，控制单元106可位于主体101与第二端盖104之间。在其他实施例中，阀单元105可位于主体101与控制单元106之间。因此，应认识到，附图所示的特定构造仅仅是一个可能示例。

应认识到，活塞杆102典型地被耦连到能在主体101内运动的活塞111。活塞111在图1中由通过主体101的虚线显示。为了有助于理解本发明，活塞111被描述成包括第一侧111a和第二侧111b。如能够认识到的那样，当流体被供应到活塞111的第一侧111a时，活塞111以及活塞杆102从主体101和第二端盖104延伸。相反，当流体被供应到活塞111的第二侧111b时，活塞111以及活塞杆102缩回到主体101中。该方位将在整个说明书中使用。根据本发明的一个实施例，流体操作致动器100能够被操作，以致动活塞以及活塞杆102。工件（未示出）可如本领域中已知那样被耦连到活塞杆102。根据本发明的一个实施例，流体通过形成在第一端盖103中的第一端口109被供应到活塞111的第一侧111a，同时，流体通过形成在第二端盖104中的第二端口110被供应到活塞111的第二侧111b。在这种实施例中，可省略阀单元105。根据本发明的另一实施例，流体能够通过第一端盖103被提供到活塞111的第一侧111a和第二侧111b，如下文中更详细地描述。因此，尽管在附图中示出了第二端口110，应认识到，在一些实施例中，可省略形成在第二端盖104中的第二端口110。在下文中更详细地描述流体操作致动器100的致动。

根据所示实施例，控制单元106能够适于接收控制器107。控制器107可包括例如电子控制器。控制器107能够经由连接器108与外部设备（例如，通用计算机、微处理器或任一其他合适的处理系统）通讯。连接器108可使用根据一个或多个通信协议（例如串行通信、并行通信、现场总线通信等）进行通信。其他通信协议当然也是可以的，所列出的协议决不应限制本发明的范围。 

根据本发明的一个实施例，控制单元106能够控制阀单元105。根据本发明的一个实施例，控制器107能够基于从位置传感器20a、20b接收的信号控制阀单元105。合适的位置传感器（例如在本发明的一个实施例中所使用的位置传感器）公开于美国专利7,263,781，其通过引用合并于此。位置传感器20a、20b可例如被耦连到主体101。在一些实施例中，位置传感器20a、20b可延伸通过主体101进入到活塞孔201中（见图2）。可提供位置传感器20a、20b，从而例如当活塞111在主体101内运动时确定活塞111的位置。在一些实施例中，位置传感器20a、20b能够确定活塞111何时触及到预定的位置传感器20a、20b。换言之，当活塞111位于位置传感器20a、20b之间时，活塞111的精确位置可能不被知晓。在其他实施例中，位置传感器20a、20b可提供基本连续的位置指示。位置传感器20a、20b可包括例如磁性位置传感器。然而，其他位置传感器也是已知的，本发明不应限制于磁性位置传感器。根据本发明的另一实施例，主体101可包括一个或多个压力传感器21a、21b，压力传感器21a、21b可将压力测量发送至控制器107。尽管仅示出了两个压力传感器21a、21b，应认识到，可提供任一数量的压力传感器21a、21b。因此，控制器107可基于从压力传感器21a、21b接收的信号控制阀单元105。根据本发明的又一实施例，控制器107能够例如根据通过连接器108接收的输入控制阀单元105。控制器107例如可从用户或操作者接收用于控制阀单元105的信号。

图2示出了根据本发明一个实施例的流体操作致动器100的分解图。为了简化附图，已从附图中省略活塞杆102。然而，活塞111在主体101内是可见的。活塞111可包括密封构件212，密封构件212适于在活塞111与主体101的内部形成的活塞孔201之间形成基本上的流体密封。如能够认识到的那样，活塞111能在活塞孔201内运动。活塞111可基于例如活塞111的第一侧111a与第二侧111b所历经的压差而运动。

根据本发明的一个实施例，控制单元106位于阀单元105与主体101之间。然而，如上所述，控制单元106并非必须位于阀单元105与主体101之间。然而，有利的是，使控制单元106与阀单元105流体连通，以便减少所需流体管道。如图2所示，控制单元106可包括一个或多个端口317a、317b、317c、218和219。根据本发明的一个实施例，控制单元106包括如上所述的控制器107以及导阀230。根据本发明的一个实施例，控制单元106还可包括一个或多个电触点233和电触点接收器234。根据本发明的一个实施例，电触头233可包括如图所示的印刷电路板（PCB），或可包括一些其他电连通介质，例如电引线。因此，本发明不应限制于需要PCB。电触点233可在控制器107与导阀230之间提供电连通介质。根据本发明的另一实施例，电触点233还可在控制器107与耦连到主体101的各个传感器20a、20b和21a、21b之间提供电连通介质。根据本发明的一个实施例，可提供从主体101延伸的电触点235。电触点235例如能够接合提供在控制单元106中的电触点233。电触点235可例如提供传感器20a、20b、21a、21b与控制单元106之间的电连通。

控制单元106可提供多个功能。根据本发明的一个实施例，控制单元106可被提供为将各个操作状态通信至外部处理系统（未示出）。例如，控制单元106可将活塞111的位置和/或活塞孔201中的压力通信至外部处理系统。外部处理系统可包括通用计算机、微处理器或任一其他合适的处理系统。所使用的特定外部处理系统可取决于流体操作致动器100的特定实施方式，因此决不应限制本发明的范围。

根据本发明的一个实施例，导阀230能够包括一个或多个电磁阀230a、230b。导阀230的至少一部分能够被接收在形成于控制单元106的导阀接收器231中。如上所述，与导阀230通信的控制器107能够控制阀单元105。更具体地，根据本发明的一个实施例，导阀230能够通过控制用于致动阀单元105的先导压力（pilot pressure）来控制阀单元105。根据本发明的一个实施例，导阀230能够选择性地打开形成在控制单元106中的先导输入端口317a与第一或第二先导输出端口317b、317c中的一个或多个之间的流体连通路径。根据本发明的一个实施例，控制单元106可包括形成在控制单元106内部之内的流体路径，该流体路径与先导输入端口317a、导阀接收器231和先导输出端口317b、317c连通。如下文中更详细地描述，在一些实施例中，由导阀230控制的先导压力可根据致动活塞111的相同入口压力被提供。

根据本发明的一个实施例，阀单元105包括阀壳体213和可动阀构件214。阀构件214可通过形成在阀壳体213中的孔口216被接收在阀壳体213中。尽管阀构件214被显示为包括滑阀，但应认识到可使用其他类型的阀。在使用滑阀的实施例中，阀构件214可包括阀芯214，该阀芯214包括多个凹槽或凹部30。当适当对齐时，凹部30能够打开阀壳体214内的流体流动路径（未示出）。滑阀的操作在本领域中通常是已知的，因此为了描述简洁省略详细论述。另外，阀单元105能够包括阀密封件215。根据本发明的一个实施例，阀密封件215能够被提供为将阀构件214保持在阀壳体213内。阀密封件215还能够防止流体通过形成在阀壳体213中的孔口216（其适于接收阀构件214）逃逸。

根据本发明的一个实施例，阀壳体213包括流体入口端口217。当阀单元105被耦连到端盖103时，流体入口端口217能够与形成在第一端盖103中的第一流体端口109流体连通。第一流体端口109可与加压流体源（未示出）连通。在其他实施例中，第一流体端口109可省略，加压流体供应可直接连接到阀单元105。另外，阀壳体213能够包括多个流体端口（未示出），多个流体端口与形成在控制单元106中的多个相应的流体端口317a、317b、317c、218、219对齐并与之连通。根据本发明的一个实施例，阀壳体213能够包括多个在内部形成的流体通道（未示出）。在内部形成的流体通道能够在流体入口端口217或排出端口220与如上所述形成在阀壳体213中的流体端口（其对应于形成在控制单元106中的流体端口）之间选择性地提供流体连通路径。阀构件214的位置能够确定端口是与流体入口端口217还是与排出端口220连通。

根据本发明的一个实施例，阀构件214可例如通过一个或多个偏置构件（未示出）被偏置至退动位置。根据本发明另一实施例，利用导阀230控制的流体压力，阀构件214可被偏置至退动位置。根据本发明的一个实施例，在退动位置，阀构件214可打开流体入口217与形成在控制单元106中的先导入口端口317a之间的流体流动路径。根据本发明的一个实施例，当阀构件214处于退动位置时，第一供应端口218和第二供应端口219可与流体入口217和流体排出部220隔离。因此，活塞111不被致动。可替代地，当阀构件214被偏置至退动位置时，流体压力可被供应至活塞111的两侧111a和111b。

如上文简要论述的，根据本发明的一个实施例，控制器107能够控制导阀230。根据本发明的一个实施例，当导阀230处于退动位置时，先导输入端口317a与先导输出端口317b、317c之间的流体连通闭合。根据本发明另一实施例，当导阀230处于退动位置时，可打开先导输入端口317a与两个先导输出端口317b、317c之间的流体连通路径。在此实施例中，当导阀230未被致动时，先导压力能够被供应到阀构件214的两侧。根据本发明的一个实施例，当导阀230处于第一致动位置时，导阀230的电磁阀230a中的第一个被致动，从而打开先导输入端口317a与第一先导输出端口317b之间的流体流动路径，同时先导输入端口317a与第二先导输出317c之间的流体流动路径闭合。当导阀230处于第一致动位置时，来自第一先导输出端口317b的流体被供应到阀构件214的第一侧，这使阀构件214致动至第一致动位置。随着阀构件214被致动至第一致动位置，阀构件214打开从形成在阀壳体213中的流入入口端口217至形成在控制单元106中的第一供应端口218的流体流动路径。如上所述，阀单元105包括的端口对应于显示为形成在控制单元106中的端口。根据本发明的一个实施例，第一供应端口218包括完全延伸通过控制单元106的孔口。因此，流体能够通过第一供应端口218流动至活塞111的第一侧111a。如上所述，应认识到，阀壳体213包括端口（未示出），当控制单元106被耦连到阀壳体213时，该端口与形成在控制单元中的第一和第二供应端口218、219对齐。因此，当阀构件214处于第一致动位置时，活塞111沿第一方向被致动，这在所示构造中使活塞杆102从主体101延伸。

除了打开从入口109至活塞111的第一侧111a的流体流动路径之外，当阀构件214处于第一致动位置时，形成在控制单元106中的第二供应端口219与形成在阀壳体213中的排出部220之间的流体流动路径被打开。根据本发明的一个实施例，第一供应端口219也与形成在主体101中的流体通道319流体连通。由于流体通道319形成在主体101中，能够避免外部管道。然而，应认识到，可省略流体通道319，并且可如现有技术中那样提供外部流体管道。流体通道319能够与形成在第二端盖104中的第一端盖端口419流体连通。第二端盖104还包括内部通道（未示出），该内部通道提供第一端盖端口419与形成在端盖104中的第二端盖端口519之间的流体连通。根据本发明的一个实施例，第二供应端口519能够形成在从第二端盖104延伸的突出部240中。当第二端盖104被耦连到主体101时，突出部240能够延伸到活塞孔201中。因此，在一些实施例中，第二供应端口519与活塞111的第二侧111b流体连通。因此，当阀构件214处于第一致动位置时，活塞孔201中暴露于活塞111的第二侧111b的流体能够通过端口519、419、通道319、端口219和排出端口220从流体操作致动器100排出。该流体流动路径防止当活塞111沿第一方向致动时流体压力在活塞111的第二侧111a上逐渐增多。

根据本发明的一个实施例，活塞111将沿第一方向致动，直到导阀230被致动远离第一致动位置。根据本发明的一个实施例，导阀230可停留在第一致动位置，直到控制器107向导阀230发送信号。控制器107可例如基于从位置传感器20b接收的信号改变导阀230。根据本发明的一个实施例，导阀230可被致动，以闭合排出部230，其中流体入口端口217仍与活塞的第一侧111a流体连通。因此，暴露于活塞111的第二侧111b的压力将增大，以部分地抵消作用于活塞的第一侧111a的压力并缓冲活塞111的末端冲程。根据本发明的一个实施例，当控制器107接收来自第二位置传感器20b的信号时，控制器107能够将导阀230致动至第二致动位置，以使活塞111缩回。为了使活塞111和活塞杆102（使活塞111沿第二方向运动）缩回，导阀230能够被致动至第二致动位置。

根据本发明的一个实施例，当导阀230处于第二致动位置时，第二电池阀230b能够被致动，并且第一电池阀230a能够被退动。因此，先导输入端口317a与第一先导输出端口317b之间的流体流动路径闭合，并且先导输入端口317a与第二先导输出端口317c之间的流体流动路径打开。因此，先导压力被提供到阀构件214的第二侧，以使阀构件214致动至第二致动位置。应认识到，在其他实施例中，阀构件214并不包括滑阀，来自导阀230的输出压力可不作用于阀的具体侧，但仍能够如本领域中已知的那样将阀致动至各个位置。

根据本发明的一个实施例，当阀构件214处于第二致动位置时，流体入口端口217与形成在控制单元106中的第二供应端口219之间的流体流动路径被打开。因此，加压流体能够通过如上所述的流体路径被提供至活塞111的第二侧111b。相反，当阀构件214处于第二致动位置时，形成在控制单元106中的第一供应端口218与排出端口220之间的流体流动路径被打开。因此，先前作用于活塞111的第一侧111a的加压流体能够随着活塞111和活塞杆102缩回到主体101中而被排出。

根据本发明的一个实施例，活塞111可沿第二方向被致动，直到控制器107接收来自第一位置传感器20a的信号。根据本发明的一个实施例，当控制器107接收来自位置传感器20a的信号时，控制器107可使导阀230退动。使导阀230退动可使例如到达/来自第一和第二供应端口218、219的所有流体流动路径闭合。根据本发明的一个实施例，当控制器107接收来自第一位置传感器20a的信号时，控制器107可将导阀230致动至第一致动位置，从而再次使活塞111和活塞杆102延伸。根据本发明另一实施例，供应端口218可与排出部220隔离，从而在使活塞111和活塞杆102沿第一方向致动时提供如上所述的缓冲。如能够认识到，流体入口端口217仍与导阀230流体连通，并且更具体地，与先导输入端口317a流体连通，而与阀构件214的位置无关。

根据本发明的一个实施例，控制器107可包括一个或多个视觉指示器232。该一个或多个视觉指示器232可包括LED、荧光灯、白炽灯等。该一个或多个视觉指示器232还可包括用户接口显示器。根据本发明的一个实施例，视觉指示器232能够提供活塞位置、导阀的目前致动、活塞孔中的压力等的视觉指示。应认识到，控制单元106能够有利地包用于流体操作致动器100的集成控制。由于控制单元106被耦连到主体101和阀单元105，并位于主体101与阀单元105之间，用于控制流体操作致动器100所需的布线被基本减少。进一步地，所需的流体导管被基本减少。流体导管减少的一个原因是由于控制单元106（其包括多个端口218、219、317a、317b、317c）的流体界面。另外，因为控制单元106对于导阀230利用了用于活塞111的供应压力，流体导管的数量能够被减少。有利地，不需要独立的先导压力供应。该内部空气供应系统明显减少所需的流动路径。

因为相同的压力供应被用于先导压力以及操作压力，根据本发明的一个实施例，阀单元105能够包括压力调节构件250a、250b。压力调节构件250a、250b可包括针状销，针状销能够被插入到在内部形成的通道，以调节例如形成在阀壳体213中的流通通道（其与流体入口端口217和排出部220连通）的尺寸。因此，输出压力能够独立于提供到端口109的供应压力而被控制。

除了如上所述的流体操作致动器100的优点之外，流体操作致动器100包括其他优点，该其他优点能够减少流体操作致动器100的费用以及减少装配时间。

如图2所示，根据本发明的一个实施例，提供了密封构件260。尽管为了简化在图2中仅示出了一个密封构件260，但是应认识到，可在所示部件每一个之间提供类似的密封构件260。根据本发明的一个实施例，密封构件260能够包括多个密封唇（或轮缘）261-263。密封构件260能够密封两个或更多部件。作为示例，密封构件260被示为在第二端盖104与主体101之间提供密封。另外，密封构件260在两个或更多部件的两个或更多端口或孔口之间提供密封。例如，密封构件260在通道319与端口419之间以及在突出部240与活塞孔201之间提供基本上的流体密封，以形成流体密封通路。有利地，单个密封构件260能够替代现有技术系统所需的多个密封件。根据所示实施例，密封构件260包括第一密封唇261、第二密封唇262和第三密封唇263。根据所示实施例，第一密封唇261在活塞孔201与从端盖104延伸的突出部240之间提供基本上的流体密封。根据本发明的一个实施例，第二密封唇262在形成于主体101的流体通道319与形成于第二端盖104的第一端盖端口419之间提供基本上的流体密封。根据本发明的一个实施例，第三密封唇263在主体101的外周界与端盖104的外周界之间提供基本上的流体密封。因此，第三密封唇263能够基本防止流体或其他杂质（例如细菌）进入到端盖104与主体101的界面之间。应认识到，与多个密封唇261-263形成流体密封的如上所述的特定界面仅为示例，并不应限制本发明的范围。相反，多个密封唇261-263可被配置为在各种界面之间形成流体密封。

图3示出了根据本发明另一实施例的流体操作致动器100。为了简化附图，已省略流体操作致动器100的一些部件。根据本发明的一个实施例，端盖103、104中的一个或两者能够包括模铸部件。更具体地，在一些实施例中，第一端盖103和第二端盖104可包括压力模铸部件。本领域中通常已知的是，为了获得合适的端盖，希望端盖在整个端盖包括基本相等壁厚。然而，由于端盖的内部构造，现有技术的方法在保持相等壁厚的同时并不允许连续平滑的外表面。因此，现有技术的流体操作致动器难以清洗。通过连续平滑的外表面，意味着外表面通常没有尖锐变化或尖锐凹槽或突出部。

在图3所示实施例中，第一端盖103已被分成两个部分103a、103b。根据本发明的一个实施例，两个或更多部分103a、103b包括模铸部分，其利用模铸工艺形成。两个或更多分离的端盖部分能够被耦连在一起，以形成单个端盖103。根据本发明的一个实施例，两个或更多分离的端盖部分使用模铸工艺形成。根据本发明的一个实施例，两个或更多分离的端盖部分使用如本领域中通常已知的压力模铸工艺形成。通过利用两个分离的部分形成端盖，端盖能够在整个端盖包括基本相等的壁厚。

由此可知，端盖部分103a、103b中的每一个包括内腔330、331。内腔330、331允许基本所有的壁332a-j包括基本相等的厚度T。在模铸中通常已知的是通常希望相等的壁厚。尽管提供具有相等壁厚的模铸零件有许多原因，但一个原因在于，在模制工艺期间，如果整个零件壁厚基本相等，则模铸零件冷却更均匀。另一原因在于，在使用期间，如果壁基本相等，则模铸零件在遭受温度变化时将基本相等地膨胀和收缩。以上仅为示例，用于例示希望在模铸零件中提供基本相等的壁厚。

本发明提供了被设计成基本减少所需流体管道和电缆的流体操作致动器。根据本发明的一个实施例，流体操作致动器有利地将控制单元106耦连至主体101。控制单元106能够与阀单元105以及主体101流体连通。进一步地，控制单元106能够与耦连到主体的各个传感器20a、20b、21a、21b电连通。有利地，控制单元106能够基于从传感器中的一个或多个传感器接收的一个或多个信号致动阀构件214。控制单元106还能够在阀单元105与活塞孔201之间提供流体界面。有利地，并不像现有技术设计中那样需要独立的先导流体供应，其将导阀定位成远离主体101和阀单元105。

根据本发明的另一实施例，本发明提供了具有两个或更多密封唇261-263的密封构件260。有利地，单个密封构件260能够在两个或更多孔口与界面之间提供流体密封。因此，能够基本减少分离密封构件的总数量。

根据本发明的另一实施例，本发明提供了包括模铸部分103a、103b的一个或多个端盖103、104。模铸部分103a、103b利用本领域通常已知的模铸工艺形成。模铸部分103a、103b能够包括内腔330、331。内腔330、331能够减少形成模铸部件103a、103b所需的总材料以及允许壁332a-332i的基本相等的壁厚。

以上实施例的详细描述并非本发明的范围内的由发明人设想的所有实施例的详尽描述。实际上，本领域技术人员将意识到，上述实施例的某些元件可不同地进行组合或消除，以形成进一步的实施例，并且这些进一步的实施例落入本发明的范围和教示。对于本领域那些普通技术人员还将明显的是，上述实施例可完全或部分地进行组合，以形成本发明范围和教示范围内的额外实施例。

因而，尽管在此为了例示目的对本发明的特定实施例和示例进行了描述，但在本发明的范围内可能有多种等同修改，这是相关领域技术人员将会意识到的。在此提供的教导能够适用于其他流体操作致动器，并非仅仅适用于上文所述和附图所示的实施例。因此，本发明的范围应根据所附权利要求确定。

Claims (17)

1. 一种流体操作致动器（100），包括：

形成活塞孔（201）的主体（101）；

能在所述活塞孔（201）内运动的活塞（111）；

阀单元（105），其耦连到所述主体（101）并包括流体入口端口（217）、流体排出端口（220）和阀构件（214），所述阀构件（214）被配置成选择性地打开所述流体入口端口（217）与所述活塞孔（201）之间的以及所述排出端口（220）与所述活塞孔（201）之间的流体流动路径；

控制单元（106），其耦连到所述主体（101）和所述阀单元（105），并包括：

        与所述流体入口端口（217）流体连通的先导输入端口（317a）；

        与所述阀构件（214）流体连通的第一和第二先导输出端口（317b, 317c）；以及

        导阀（230），其适于打开所述先导输入端口（317a）与所述第一和第二先导输出端口（317b, 317c）中一个或多个先导输出端口之间的流体流动路径，从而致动所述阀构件（214）。

2. 根据权利要求1所述的流体操作致动器（100），其中所述控制单元（106）进一步包括控制器（107），其与耦连到所述主体（101）的一个或多个传感器（20a, 20b, 21a, 21b）电连通。

3. 根据权利要求2所述的流体操作致动器（100），其中所述控制器（107）被配置成基于所述活塞（111）在所述活塞孔（201）中的位置来致动所述导阀（230）。

4. 根据权利要求2所述的流体操作致动器（100），其中所述控制器（107）进一步包括一个或多个视觉指示器（232）。

5. 根据权利要求1所述的流体操作致动器（100），其中所述控制单元（106）进一步包括第一供应端口（218）和第二供应端口（219），所述第一供应端口（218）与所述活塞（111）的第一侧（111a）流体连通，所述第二供应端口（219）与所述活塞（111）的第二侧（111b）流体连通。

6. 根据权利要求1所述的流体操作致动器（100），进一步包括耦连到所述阀单元（105）的第一端盖（103）和耦连到所述主体（101）的第二端盖（104）。

7. 根据权利要求6所述的流体操作致动器（100），其中所述第一和所述第二端盖（103,104）中的一个或两者包括耦连在一起的两个或更多部分（103a,103b），其中所述两个或更多部分（103a,103b）中的每一个包括内腔（330,331）。

8. 根据权利要求7所述的流体操作致动器（100），其中所述第一和所述第二端盖（103,104）中的一个或两者包括模铸端盖。

9. 根据权利要求6所述的流体操作致动器（100），进一步包括位于所述主体（101）与所述第一或所述第二端盖（103,104）中的一个之间的密封构件（260），其中所述密封构件（260）包括两个或更多密封唇（261,262,263），以便在所述主体（101）与所述第一或所述第二端盖（103,104）中的一个之间提供两个或更多基本上的流体密封。

10. 根据权利要求9所述的流体操作致动器（100），其中所述密封构件（260）包括：

第一密封唇（261），在从所述端盖（104）延伸的突出部（240）与所述活塞孔（201）之间形成基本上的流体密封；

第二密封唇（262），在形成于所述主体（101）的流体通道（319）与形成于所述第二端盖（104）的第一端盖端口（419）之间形成基本上的流体密封；以及

第三密封唇（263），在所述主体（101）的外表面与所述第二端盖（104）的外表面之间形成基本上的流体密封。

11. 一种流体操作致动器（100），包括：

形成活塞孔（201）的主体（101）；

能在所述活塞孔（201）内运动的活塞（111）；以及

耦连到所述主体（101）的第一和第二端盖（103,104）；

其中所述第一和第二端盖（103,104）中的一个或两者包括两个或更多模铸部分（103a,103b）。

12. 根据权利要求11所述的流体操作致动器（100），其中所述两个或更多模铸部分（103a,103b）中的每一个包括内腔（330,331）。

13. 根据权利要求11所述的流体操作致动器（100），其中所述两个或更多模铸部分（103a,103b）中的每一个包括具有基本相等厚度的壁（332a-332i）。

14. 一种流体操作致动器（100），包括：

形成活塞孔（201）的主体（101）；

能在所述活塞孔（201）内运动的活塞（111）；

耦连到所述主体（101）的第一和第二端盖（103,104）；以及

位于所述主体（101）与端盖（103,104）之间的一个或多个密封构件（260），其中每一个密封构件（260）包括两个或更多密封唇（261-263）。

15. 根据权利要求14所述的流体操作致动器（100），其中第一密封唇（261）在从所述第二端盖（104）延伸的突出部（240）与所述活塞孔（201）之间形成基本上的流体密封。

16. 根据权利要求14所述的流体操作致动器（100），其中第二密封唇（262）在形成于所述主体（101）的流体通道（319）与形成于所述第二端盖（104）的第一端盖端口（419）之间形成基本上的流体密封。

17. 根据权利要求14所述的流体操作致动器（100），其中第三密封唇（263）在所述主体（101）的外表面与所述第二端盖（104）的外表面之间形成基本上的流体密封。

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