CN105121867A - 具有缓冲装置的模块化驱动器 - Google Patents

Abstract

描述了一种用在航空应用中的模块化线性驱动器，包含：活塞壳体，该活塞壳体具有封闭端和开口端；活塞杆，该活塞杆能够在活塞壳体的内部、在伸展位置和压缩位置之间滑动，活塞杆具有靠近活塞壳体的封闭端的第一端和远离活塞壳体的封闭端的第二端；附接机构，该附接机构用于将接头端可移除地附接到活塞壳体的封闭端，接头端用于将驱动器附接到第一组件；附接机构，该附接机构用于将杆端可移除地附接到活塞杆的第二端，杆端用于将活塞杆附接到第二组件；和活塞头，该活塞头可移除地附接到活塞杆的第一端，活塞头与活塞壳体的封闭端缓冲接合。

Description

具有缓冲装置的模块化驱动器

技术领域

本发明涉及一种线性驱动器，更具体地涉及一种模块化线性驱动器，其具有在驱动器的冲程移动结束时减弱负载的缓冲装置。

背景技术

线性驱动器通常用于推动或摆动机械组件，例如用在航空应用中的组件。用在航空工业中的驱动器，包括线性驱动器，通常由许多相互作用的零件制成。当一个相互作用的零件断裂或损坏时，就需要替换整个驱动器。类似地，每个驱动器的整体可能需要为每个应用定制设计。这种驱动器的装配成本通过原材料的选择以及便于制造的零件几何形状的增量简化来控制。

在非航空应用中，驱动器可由大的连接部件或组件制成，其在操作中引起相邻的组件之间的自由活动(或者相对运动)。在这些非航空应用中，这种类型的自由活动通常不会损害驱动器的功能。因此，非航空驱动器不需要用于补偿自由活动的机构。

航空应用的驱动器的常规设计是在多个相互作用的部件之间使用螺纹的或另外的预载机械连接，并且不是模块化的。因此，这些驱动器操作的部件和组件不会遭受自由活动。因此，在航空驱动器中就不需要机构来补偿自由活动。

用在非航空应用中的驱动器通常使用缓冲装置，其包括进入空腔的柱塞以在距冲程结束预定的距离创建环形孔。窄化地，环形孔用作渐进地限制流体从未加压的腔室排出，直到冲程结束。环形的尺寸被选择以提供活塞速度的期望减少量。

用在非航空应用中的驱动器的缓冲方案取决于流体通过通道的阻力。因为流体的阻力对许多因素敏感，这成为问题。为确保缓冲作用一致，包含驱动器的杆和气缸组件必须通过以非常高的精确度控制配合物(matingfeatures)的制造公差仔细对准，这提高了成本。然而，流体流动的阻力量极高地依赖由柱塞形成的环形的面积，环形的形状(可能由于位置未对准而不规则)和由于温度变化导致的流体速度的变化。

用在航空应用中的驱动器的缓冲方案通常需要在驱动器的气缸中产生疲劳问题的高应力集中区钻孔，尤其在需要高压力(例如，5000psi)的应用中。图11图示了没有(blanked)通道缓冲布置的现有技术。无限制流动，直到活塞圈穿过第一钻孔，在该点，唯一的流体路径穿过限流器。限流器中有效孔的尺寸被选择以提供活塞速度的期望减少量。钻的孔靠近气缸主体和头部的连接处，能导致高压力应用失败。其他设计可要求接头端的重叠在外气缸，其要求流体穿过两个分离的组将，这样需要复杂和昂贵的密封装置。

本发明解决以上问题中的至少一个。

发明内容

因此，提供了一种模块化线性驱动器，包含：活塞壳体，该活塞壳体具有封闭端和开口端；活塞杆，该活塞杆能够在活塞壳体的内部、在伸展位置和压缩位置之间滑动，活塞杆具有靠近活塞壳体的封闭端的第一端和远离活塞壳体的封闭端的第二端；保持线，该保持线用于将接头端可移除地附接到活塞壳体的闭端；和活塞头，该活塞头附接到活塞杆的第一端，活塞头可操作以提供与接头端的缓冲接合。在一些方面，接头端的内表面上的第一外周凹口与活塞壳体的封闭端的外表面上的第二外周凹口对齐，以接收保持线。在另外的方面，接头端限定切向槽，该切向槽连接接头端的外表面和接头端的第一外周凹口，切向槽用于插入和移除保持线，以将接头端附接到活塞壳体的封闭端或从活塞壳体的封闭端分离。在又一方面，保持线进一步包含钩状物，以卡扣在活塞壳体的封闭端的外表面上。

在一些方面，利用第二保持线，接头端可移除地附接到活塞壳体。在另外的方面，利用第二保持线，活塞头可移除地附接到活塞杆的第一端。在另外的方面，第一保持线和第二保持线中的任一个具有螺旋形状，以在活塞杆的纵向轴线方向上提供轴向力，用于补偿活塞杆和杆端之间的自由活动。在其他方面，第一保持线和第二保持线中的任一个包含至少一个波形，用于在活塞杆和杆端之间提供力，以补偿活塞杆和杆端之间的自由活动。

在一些另外的方面，活塞头和活塞壳体的封闭端限定第一腔室，该第一腔室用于在活塞头和封闭端之间保持液压流体，并且活塞头和活塞壳体的开口端限定第二腔室，该第二腔室用于在活塞头和开口端之间保持液压流体，活塞头包含流量控制装置，通过控制进入第一腔室的液压流体的流量以在压缩位置提供缓冲接合，从而相对于第二腔室中的压力控制第一腔室的压力。在一些方面，活塞头进一步包含矛头，该矛头从活塞头延伸进入第一腔室，并且接头端限定空腔，该空腔在压缩位置与矛头密封地接合，引导液压流体通过流量控制装置。矛头可以进一步包含接触密封件，该接触密封件动态地重复接合空腔。矛头可以利用保持板附接到活塞头。模块化线性驱动器可以进一步包含压盖，该压盖可移除地附接到活塞壳体的开口端，压盖限定压盖空腔，该压盖空腔朝向第二腔室开口，活塞头进一步包含活塞头延伸部，该活塞头延伸部在伸展位置与压盖空腔密封地接合，压盖进一步包含第二流量控制装置，该第二流量控制装置联接到压盖空腔，以通过控制来自压盖空腔的液压流体的流量，在伸展位置提供缓冲接合。在一些方面，活塞头延伸部可以进一步包含接触密封件，该接触密封件动态地重复接合压盖空腔。在一些方面，模块化线性驱动器可以进一步包含液压接头，该液压接头在活塞壳体的开口端的附近被附接，并联接到压盖空腔。在一些方面，压盖可以通过第二保持线可移除地附接到活塞壳体的开口端。

在另一方面，提供了一种保持线，用于模块化线性驱动器中，该保持线包含：细长的柔性线，该线具有两个自由端，该线在第一平面中形成实质上的圆形，并且包含沿着线间隔开的一个或多个波形空间，波形在第二平面中延伸。保持线可以具有一个或多个波形，沿着该线形成正弦图案，自由端互相偏移，或者波形在第二平面中形成螺旋图案。

附图说明

为了能够容易地理解本主题，实施例通过附图中举例的方式被图示，其中：

图1是活塞杆处于伸展位置的截面图；

图2是活塞杆处于缩回位置的截面图；

图3是与保持线附接的两个组件的截面图；

图4是活塞处于伸展位置的部分截面图，显示本文描述的保持线的放置；

图5A、5B、5C分别显示保持线的实施例的三种立体图；

图6是根据本说明书的模块化驱动器的截面图；

图7是模块化驱动器的部分的截面图，显示活塞的缓冲接合；

图8是本文描述的模块化驱动器的可选实施例的截面图；

图9A-E分别显示内部和外部组件的立体截面图，图示保持线被安装和未被安装的凹槽和切向槽；

图10A-C是显示保持线的安装顺序的立体截面图；和

图11是图示没有通道缓冲装置的现有技术。

具体实施方式

公开了一种驱动器，其由模块化组件形成，至少两个模块化组件利用一个或多个附接机构互相连接，本文也称作保持线。保持线在驱动器内在组件之间形成机械连接。通过保持线的使用，组件的连接可以在紧固的组件之间引入弹性负载，其足够抵抗预期的应用负载，阻止可能会出现的自由活动。

公开了一种模块化线性驱动器，用于液压或气动驱动。模块化驱动器包含活塞壳体，其可滑动地容纳活塞杆。活塞杆在伸展位置和压缩位置之间滑动，从而限定来回运动。模块化驱动器在来回动期间在活塞杆的伸展和压缩冲程中的一个或两个结束时提供精确的缓冲(即活塞速度的减少)。术语“精确的”用于指使用流量控制装置保持流量恒定。恒定的流量可以不管温度变化。通过使用附接机构，在操作期间，模块化驱动器进一步补偿活塞杆的任意端的自由活动。根据本发明的实施例，附接机构是用于将不同组件连接或联结在一起的保持线。精确的缓冲可以利用包含精确的流量控制装置及接合-脱离密封件的浮动柱塞和空腔方案来实现。

优选实施例可以包括下列特征中任意一个或任意两个以上的组合：

在一个实施例中，活塞壳体的封闭端包含接头端，其中接头端利用保持线附接到活塞壳体。在一个实施例中，利用一个以上的保持线连接组件。

在另外的实施例中，活塞头利用保持线可移除地附接到活塞的第一端。

在一个实施例中，连接活塞杆和杆端的保持线具有螺旋形状，以在活塞杆的纵向轴线方向上提供轴向力，并且保持线可操作以补偿活塞杆和杆端之间的自由活动。在另一实施例中，保持线的形状包含至少一个波形，用于在活塞杆和杆端之间提供力，以补偿活塞杆和杆端之间的自由活动。自由活动是两个组件之间的相对运动，其在装置的操作中是不需要的；它是额外的，不必要的移动。轴向力帮助消除或限制自由活动。由于没有移动，因此没有提供阻尼。同样，连接接头端和活塞壳体的保持线优选地具有螺旋形状，以在活塞壳体的纵向方向上提供轴向力，用于补偿接头端和活塞壳体之间的自由活动。在另一实施例中，保持线的形状包含至少一个波形，用于在接头端和活塞壳体之间提供力，用于补偿接头端和活塞壳体之间的自由活动。

在一个实施例中，活塞头利用保持线可移除地附接活塞杆的第一端。保持线具有螺旋形状，以在活塞杆的方向上提供轴向力，用于补偿活塞杆和活塞头之间的自由活动。保持线的形状包含至少一个波形，以在活塞杆和活塞头之间提供力，用于补偿活塞杆和活塞头之间的自由活动。

在一个可选的实施例中，设置橡胶罩，附接到第一附接机构和第二附接机构中的至少一个上，用于防止腐蚀和磨损。

在一个实施例中，活塞杆的第一端和活塞壳体的封闭端限定用于保持液压流体的第一腔室，并且活塞杆的第一端的相对侧和活塞壳体的开口端限定用于保持液压流体的第二腔室。活塞壳体的封闭端限定排出口，以允许流体进入或退出第一腔室。活塞壳体的开口端限定通道，以允许流体进入和退出第二腔室。活塞壳体可以进一步包含传输管，该传输管连接限定在活塞壳体的开口端中的通道和限定在活塞壳体的封闭端的排出口。

在一个实施例中，第一腔室中的液压力和第二腔室中的液压力利用液压泵控制。

在一个实施例中，活塞头包含流量控制装置，用于允许进入或退出第一腔室的液压流体的精确量，以相对于第二腔室中的压力控制第一腔室中的压力。

如本文描述的，还提供了模块化线性驱动器用在航空应用中。

在一些实施例中，线性模块化驱动器可以进一步包含在开口端的具有液压力的第二腔室，第二腔室具有允许流体流进和流出第二腔室的孔，其中活塞杆的移动通过相对于第二腔室中的液压力的第一腔室中的液压力被控制。线性驱动器进一步包含传输管，其连接阀和孔，用于允许流体在第一腔室和第二腔室之间通过。线性驱动器是利用附接机构将每个组件连接在一起的模块化线性驱动器。在一种实施例中，附接机构是保持线。

在一个实施例中，活塞头可以利用保持板附接到活塞杆的第一端。

在一个实施例中，流量控制装置可以是粘性喷嘴(viscojet)流量控制装置或尖孔流量控制装置。

为了方便，描述中相同的数字在附图中表示相同的结构。

驱动器

驱动器是机械装置，用于移动或控制机构或系统的组件。驱动器接收能量和将该能量转换成驱动器构件的机械运动。驱动器构件能够在伸展位置和缩回位置之间移动。能量可以通过加压流体(即液压)传递到驱动器构件，使得驱动器构件响应于流体中压力变化而移动。可选地，或附加地，能量可以电动地或者通过其他已知的传递能量方法传递到驱动器构件。能量传递和造成驱动器的机构的移动(例如，驱动器构件的移动)可以被远程或就地控制并且可以手动或自动操作。

驱动器能够用于操作各种大型系统的组件。例如，驱动器能够用于操控(即伸展和/或缩回)飞机的起落架或底架。作为另外的实例，驱动器可以用在马达中，以传递能量使装置(例如，车辆、飞机、钻头等等)移动。

尽管术语“驱动器”此处被使用，应该认识到其他的线性移动零件可以替换驱动器，而不脱离本发明。

活塞

活塞组件是驱动器的一个实例。活塞组件包括活塞，其可以在第二构件的内部中移动，以将通过流体进入第二构件或在第二构件膨胀赋予的能量转换为直线运动。例如第二构件可以是圆筒形。例如，流体可以是压缩空气、易爆气体或蒸汽。

将参考本文描述的驱动器组件100的组件，而不参考将在下文进一步详细描述的浮动柱塞。图1和图2中所示的驱动器组件100包括圆柱形的活塞杆组件102，其在圆柱形的壳体组件104的内部106内在伸展位置和缩回位置之间移动。圆柱形的壳体组件104具有封闭端154和开口端152。圆柱形的活塞杆组件102在第一端112和第二端120之间具有中间部分140。当活塞杆组件102位于圆柱形的壳体组件104内时，活塞杆组件102的第一端112接近圆柱形的壳体组件104的封闭端154，而第二端120远离圆柱形的壳体组件104的封闭端154。当活塞杆组件102处于伸展位置时，活塞杆组件102部分地延伸到圆柱形的壳体组件104的开口端152的外部。

当圆柱形的活塞杆组件102在圆柱形的壳体组件104中时，第一流体腔室110在圆柱形的壳体组件104的内部106中，通过活塞杆组件102的第一端112的顶面180和圆柱形的壳体组件104限定。第二流体腔室111在圆柱形的壳体组件104的内部106中，限定在圆柱形的活塞杆组件102的中间部分140的外表面141和圆柱形的壳体组件104之间。歧管108被连接到圆柱形的壳体组件104，并且流体地连接到位于圆柱形的壳体组件104的内部106中的流体腔室110、111，用于允许流体和/或气体进入和/或离开内部106。

歧管108提供了流体进入或离开第一流体腔室110的路线(例如，通过管道、管或其他通道)。当第一流体腔室110中的压力增加时，相应的力被施加在圆柱形的活塞杆组件102的第一端112上，因此活塞杆组件102从圆柱形的壳体组件104向外延伸进入伸展位置。例如，伸展位置如图1所示。当第二流体腔室111中的压力增加时，活塞杆组件102朝向圆柱形的壳体组件104的封闭端154被推动，因此活塞杆组件102移动进入缩回位置。例如，缩回位置如图2所示。

活塞杆组件102与圆柱形的壳体组件104一起形成密封，从而第一流体腔室110中的压力不会通过活塞杆组件102和圆柱形的壳体组件104之间的气体或流体泄漏而损失。这个密封通过一个以上的活塞环114协助形成，活塞环114环绕活塞杆组件102并与圆柱形的壳体组件104接合，从而与圆柱形的壳体组件104形成密封。

其他活塞杆组件102的机构可被本领域的普通技术人员熟悉。应该理解的是上述描述仅作为一个实例被提供。

保持线

如上描述，附接机构，此处称为保持线350，用于将两个组件可移除地附接在一起。图3是内组件304的截面图，其利用保持线350可移除地附接到外组件306。进一步的细节如图9A-E所示。外组件306具有内表面305。内组件304具有适配到外组件306的内部的尺寸，从而内组件304的外表面302靠紧外组件306的内表面305。半圆形的凹口绕着外组件306的纵向轴线环绕外组件306的内表面305，该纵向轴线在图4中由420表示。类似的半圆形的凹口环绕内组件304的外表面302。在外组件306中的切向槽308连接外组件306的凹槽和外组件306的外表面310。可选择地，切向槽308可从内组件304的外表面302上的凹口穿过内组件304到内组件304的内部空腔。

当内组件304在外组件306的内部时，内组件304的外表面302紧靠外组件306的内表面305。内组件304中的凹口与外组件306中的凹口对齐以形成圆形凹槽。当内组件304在外组件306的内部时，两个凹口对齐以形成圆形凹槽，其具有接收保持线350的尺寸。

当内组件304在外组件306的内部并且保持线350在它们之间的凹槽内部时，内组件304被限制在纵向方向上相对于外组件306移动。更具体地，保持线350阻止内组件304相对于外组件306的纵向移动。图3图示了保持线350的一端可具有钩状端307。

图1图示了保持线350在活塞组件中的使用实例。在该图中，内组件可以是圆柱形的壳体组件104，并且外组件可以是圆柱形的壳体的封闭端154。保持线350的额外使用将参考本文描述的模块化活塞和图6图7在下文中进一步描述。

图5A、5B和5C分别显示保持线350的不同的实施例。保持线350具有第一端502A和第二端502B，并且被弯曲成大概的环形。该环形使得在第一端502A和第二端502B之间具有间隙。例如，保持线350可以形成为螺旋环，例如偏移环形(图5A)，具有波浪形或正弦曲线轮廓的环(图5B-C)，或者具有多于一个周期的多正弦曲线轮廓的环形(图5C)。

为了逐步增大的负载，图5包括三种阻止自由活动的保持线。也有一种保持线不能阻止自由活动，轮廓无偏移的环形线，即平面环。平面环优选地用在低负载应用中，并且该负载总是在一个方向上，如在接头端和壳体之间(其中该负载是径向向外的)。保持线350优选地具有环形截面。在背靠背的凹槽中还可以安装两个平面环，以减少自由活动并在两个环之间分配负载。

不同形状的保持线350，例如图5A-C中所示的那些，可提供沿组件304和306的图4所示的纵向轴线420的轴向力或阻力。图5A-C中所示的保持线350可被描述为大致环形。图5A-C中所示的保持线350可提供弹性缓冲作用，以沿纵向轴线420推动。如此，保持线350在负载作用下限制或阻止连接的组件304、306的自由活动(或相对移动)。无偏移的环形线允许自由活动(例如，类似5A但轮廓上没有偏移的平面)。允许自由活动的这些线用在不严格要求消除自由活动的情况中，比如接头端和壳体之间，因为不论驱动器被压缩或伸展，力总是作用在一个方向上。由于这可能不理想，在紧固的组件304、306之间的由具有如图5A、5B和5C中形状的保持线350引起的弹力可以抵抗沿纵向轴线420的预期施加的负载，从而阻止其他方面会出现的自由活动。保持线350由弹性材料形成。

为了将保持线350插入切向槽308，保持线350的第一端502A被接收在外组件306中的切向槽308中。保持线350被推压抵靠内组件304。内组件304然后绕纵向轴线420旋转，从而将保持线350拉入内组件304和外组件306之间的凹槽。当保持线350在凹口内部时，内组件304被禁止在纵向方向420上相对于外组件306移动。保持线350还可通过切向槽308被移除，以分离内组件304和外组件306。可选择地，切向槽308可在内组件304而不是外组件306中，从而保持线350的钩状端307通过内组件304而不是通过外组件306被插入切向槽308。

图10A-C图示了保持线350的安装步骤。为了将保持线350插入由外组件的内表面和内组件的外表面中的圆周凹槽形成的环形空腔，保持线350通过外组件中的切向槽308被引导。图10A图示了钩状端307通过切向槽308放入内组件中的插槽。接着，如图10B所示，保持线350可被推入或拉入由内组件和外组件中的半个凹槽形成的空腔。内组件可旋转以将保持线拉入空腔。然后保持线被拉/推入空腔，直到该线在内组件中完全地沿着圆周凹槽放置。图10C图示了已安装的保持线350。当保持线被完全地接合在空腔中时，内组件和外组件之间的轴向相对运动被限制。在一些实施例中，保持线350可包括第二钩状端309，其可用于移除保持线350。

钩状端307可位于保持线350的第一端502A。当保持线350被插入槽308以确保保持线350在内组件304相对于外组件306旋转时移入凹槽时，该钩状被设计成卡扣在内组件304上。

可选择地，接收保持线350的凹槽可以是非圆形。

本文描述的保持线连接的使用可允许大的、复杂的组件被分成几个小的、简单的组件，从而允许本文描述的模块化驱动器，并在下文进一步讨论。应该理解，对于使用其的应用中，即在驱动器且优选地在航空应用中的驱动器的应用中，保持线可由合适的具有高弹簧性能的材料形成。这种材料的实例包括，但不限于钢和钛。

模块化驱动器

图6和7显示根据本发明的一个实施的模块化线性驱动器600的内部。

参考图6，模块化线性驱动器600包含具有封闭端154和开口端152的圆柱形的壳体组件104。圆柱形的壳体组件104容纳活塞杆组件102。活塞杆组件102在圆柱形的壳体组件104的内部在伸展位置和压缩位置之间可线性滑动。

当活塞杆组件102位于圆柱形的壳体组件104内时，活塞杆组件102的第一端112接近圆柱形的壳体组件104的封闭端154，而活塞杆组件102的第二端120远离圆柱形的壳体组件104的封闭端154。

活塞头649可移除地附接到活塞杆102的第一端112。活塞头649具有延伸部641，其接收在活塞杆组件102的第一端112的一部分上并包围活塞杆组件102的第一端112的一部分。接触密封件650从延伸部641径向向外延伸并与压盖空腔630形成密封。

当活塞杆组件102分别处于压缩位置和伸展位置时，活塞头649与圆柱形的壳体组件104的封闭端154和开口端152中的每个缓冲接合。活塞头649从活塞杆组件102的端部延伸并紧靠圆柱形的壳体组件104的内侧壁，从而分离出两个密封的压力容器：第一腔室110和第二腔室111。第一腔室110至少由活塞头649和圆柱形的壳体组件104的封闭端154限定。第二腔室111至少由活塞杆组件102、活塞头649和位于圆柱形的壳体组件104的开口端的压盖632限定。

第一附接机构350将驱动器中的几个组件可移除地附接在一起。例如，至少一个附接机构350将接头端602可移除地连接到圆柱形的壳体组件104的外部。接头端602将驱动器600附接到第一组件。类似地，至少一个附接机构350将杆端604可移除地附接到活塞杆组件102的第二端120。如图6的实施例所示，显示两个附接机构350连接两两组件。杆端604用于将活塞杆组件102附接到第二组件。驱动器600的操作使活塞杆组件102在压缩位置和伸展位置之间移动，从而使杆端604相对于接头端602来回动，引起第二组件(其附接到杆端604)相对于第一组件(其附接到接头端602)移动。附接机构或保持线的使用，允许这些组件移动，同时减少或阻止这些附接的组件之间的自由活动。

接头端602进一步限定空腔633，用于接收活塞头649。活塞头649和空腔633的相互作用将在下文参考图7进一步描述。

液压接头614被附接到接头端602。液压管接头612附接到圆柱形的壳体组件104，在圆柱形的壳体组件104的开口端152附近。液压接头614和液压管接头612经由管610流体地连接。传输管610包括允许流体从液压接头614流到液压管接头612的通道。通道109将空腔633流体地连接到液压接头614和传输管610。

在可选的实施例中，没有传输管610，且液压接头614没有流体地连接液压管接头612。在另一个实施例中，液压管接头612是分离的螺栓紧固的液压接头。类似地，液压接头614可以是分离的螺栓紧固的液压接头。

橡胶罩606被附接在每个机械连接处，以防止该机械连接腐蚀和磨损。例如，橡胶罩606能阻止或抑制灰尘、污垢或其他的环镜污染物进入机械连接(例如，保持线350)，从而防止驱动器600的位于附接位置处的部分的内表面腐蚀和磨损。作为另外的实例，每个橡胶罩606在对应的机械连接处形成气密封。橡胶罩606覆盖圆柱形的壳体组件104的封闭端154和接头端602之间的连接。另一个橡胶罩606覆盖圆柱形的壳体组件104的开口端152的一部分。橡胶罩606也覆盖活塞杆组件102和杆端604之间的连接。

压盖632附接到圆柱形的壳体组件104的内部106，接近圆柱形的壳体组件104的开口端152。压盖632具有中心开口，其具有允许活塞杆102通过该中心开口的尺寸。压盖632紧靠圆柱形的壳体组件104和活塞杆组件102形成密封。压盖632的面向圆柱形的壳体组件104的内部106的一部分与活塞杆组件102一起限定压盖空腔630。孔或压盖通道690通过液压管接头612将压盖空腔630流体地连接到传输管610。压盖通道690也通过液压管接头612将腔室110连接到传输管610。在压盖632中还具有流量控制装置620，以控制从腔室110通过液压管接头612到传输管610的流体的流量。

如上所述，活塞头649可移除地附接到活塞杆组件102。保持板670将矛头(spear)640固定到活塞头649，如图7清楚地显示。流量控制装置620被收纳在矛头640内部的内部沟槽623内部。容纳流量控制装置620的矛头也被称为浮动柱塞。矛头640从活塞头649延伸到远端682。通道622将第一流体腔室110流体地连接到矛头640内容纳流量控制装置620的内部沟槽623。内部沟槽623也流体地连接到空腔633。流动通过内部沟槽623的流体经过第一流体腔室110和空腔633之间的流量控制装置620。矛头640在解除位置和初始位置之间与接头端602可滑动地且密封地接合。

当活塞头649被接收在空腔633中时，接触密封件650在通道622和远端682之间环绕矛头640，与接头端602形成密封。

将矛头640连接到活塞头649的保持板670可以利用例如螺母和螺栓或其他的诸如螺纹连接、模锻、环形夹等机构固定到活塞头649。可选择地，矛头640可以与活塞头649为一体的，从而矛头640形成活塞头649的一部分。活塞头649与矛头640一起形成浮动柱塞。

当活塞杆组件102处于伸展位置时，活塞头649的延伸部641紧密地适配到压盖空腔630，从而延伸部641上的接触密封件650紧靠压盖空腔630的壁而形成密封，未显示。进一步，当处于伸展位置时，矛头640与接头端602分开并脱离，从而空腔633和腔室110直接流体地连接。例如，液压流体可以流动通过通道109，通过空腔633并进入腔室110，而不用经过矛头640，反之亦然。

当活塞杆组件102处于压缩位置时，如图6和7所示，延伸部641与压盖空腔630和压盖632分离，从而压盖空腔630和压盖632流体地连接，从而液压流体可以从内部106流动通过空腔630并进入压盖632，反之亦然。

当活塞杆组件102处于压缩位置时，矛头640与接头端602接合，并且矛头640的远端682在接头端602的远端，如图7所示。当矛头640处于该位置时，接触密封件650与接头端602形成密封，从而流体密封腔室110和空腔633。但是，流体(例如液压流体)可从腔室110经过通道622，通过通道623并通过流量控制装置620，进入空腔633。由于矛头640在空腔633内移动，接触密封件650与接头端602维持密封。流量控制装置620和接触密封件650的使用允许缓冲性能的更好控制，不需要以高精度公差制造矛头640和空腔633。具有模块化保持线设计的缓冲布置在使用保持线时允许更小精度/更大公差。这也避免在气缸上钻孔，因为钻孔经受的压力太高(～5000psi范围)。

流量控制装置620控制在通道622和流量控制装置620所在的通道623之间流动的流体的流量。因此，当矛头640与接头端602可滑动地且密封地接合时(例如，当在初始位置和解除位置之间滑动时)，流出腔室110的流体的流量完全由流量控制装置620控制。

可选地，延伸的流量控制装置620位于活塞头649的内部，如图8所示，并且通过活塞头649，通道将腔室110流体地连接到空腔633。在本实施例中，矛头640可以包括流体通道623，其与活塞头649内的通道流体连通，其中流量控制装置620位于活塞头649的通道中且没有通道622。额外的流体通道将位于活塞头649内，以允许流体从腔室110流入活塞头649，且通过流量控制装置620。这种流体通道的位置的实例由822标示，但是应该理解该通道的位置并不局限在这个位置。

如上文所述，在图示的实施例中，保持线350形成机械连接，其中在负载作用下，被紧固的组件存在自由活动或相对移动。在需要的地方(例如在活塞头和活塞杆之间，因为负载沿着活塞头改变方向，这可能导致其移动。在别的地方不需要，因为在其他区域，负载总是向外的，径向的)，保持线350连接可以在被紧固的组件之间引入足够抵抗预期施加的负载的弹性负载或轴向阻力，阻止可能会出现的自由活动。

在5A至5C中所示的保持线因为由线中的波形(或者图5A情况中的偏移)提供的轴向力而阻止自由活动。依据那个区域中经受的负载，为了驱动器中的逐步增大的负载而设计了三种线以阻止自由活动。这取决于应用和需求。

这些保持线350采用补偿驱动器600的连接元件之间和驱动器600操控的组件内(例如，第一组件和第二组件)自由活动的布置。这种补偿防止驱动器600运动中(即当驱动器在压缩位置和伸展位置之间来回动时)反冲。没有这种形式的补偿，驱动器600中的反冲可能导致由驱动器600控制的组件无缓冲地，损坏性地来回运动。

为补偿该自由活动，保持线350形成为这样的形状：沿着活塞杆组件102的纵向轴线提供轴向力。例如，保持线350是螺旋形(如图5A所示)或具有与线350的平面偏移的一个或多个波形(如图5B-C所示)。可旋转螺距以提供所需的轴向力并限制安装扭矩。进一步，两个保持线350可以被共同定位，以将延伸部641附接到活塞杆组件102。类似地，两个保持线350可以被共同定位，以将杆端604附接到活塞杆组件102。

可选地，活塞头649和压盖632中的一个或两个由常规的保持环和螺母装置附接。进一步，杆端604可与活塞杆组件102为一体的或利用螺纹连接附接。

模块化线性驱动器的操作

在操作中，腔室110中的液压力相对于圆柱形的壳体组件104的内部106的液压力的变化导致活塞杆组件102移动。液压流体通过传输管610在腔室110和圆柱形的壳体组件104的内部106之间的移动导致腔室110中的压力相对于圆柱形的壳体组件104的内部106中的压力发生变化。活塞杆组件102可以例如通过腔室110和圆柱形的壳体组件104的内部106之间的相对压力变化，在伸展位置和压缩位置之间来回动。

当活塞杆组件102从伸展位置向压缩位置移动时，活塞头649和矛头640推动液压流体从腔室110和空腔633进入通道109，该通道109流体地连接到传输管610，从而朝向液压管接头612推动液压流体。当活塞杆组件102继续向压缩位置移动时，矛头640将与接头端602接合，并具体地将被接收在空腔633内，并且环绕矛头640的接触密封件650与接头端602形成密封，从而限定了矛头640的初始位置。然后，液压流体只能从腔室110通过通道622、流量控制装置620和排出通道623进入空腔633。活塞杆组件102和矛头640继续向接头端602移动，直到到达压缩位置(也被定义为矛头640的解除位置)，并且流体从腔室110只经过流量控制装置620。流量控制装置620控制流体的速量。例如，流量控制装置620控制流体在通道622和排出通道623之间的流量。因此，当矛头640从初始位置向解除位置移动时，从腔室110流出的流体(由此引起的腔室110中的流体的液压力)由流量控制装置620精确地控制，获得精确的缓冲操作。

流量控制装置620在伸展和压缩的缓冲阶段放慢流体的流动，以确保精确的时机和缓冲。根据本实施例，流量控制装置620是尖孔或粘性喷嘴流量控制装置。孔的尺寸被选定以期望地减小活塞杆组件102的速率。流量控制装置620可以是例如商用的流量控制装置。

接触密封件650确保没有在矛头640(或者活塞头649)周围无二次流动。

从上文中应该理解，本文讨论的活塞头和矛头内的流量控制装置的使用允许精确控制驱动器内的液压流体的流量，如航空领域中所要求的。另外，本文描述的缓冲实施例不需要在驱动器中钻孔，从而相比于每个已知的可选缓冲装置，减少可能发生疲劳的位置的高应力集中。

当前的一种或多种优选实施例已通过举例的方式被描述。在不脱离权利要求书所限定的本发明的范围内，可以进行各种变换和修改，这些对本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (20)

1.一种模块化线性驱动器，其特征在于，包含：

活塞壳体，所述活塞壳体具有封闭端和开口端；

活塞杆，所述活塞杆能够在所述活塞壳体的内部、在伸展位置和压缩位置之间滑动，所述活塞杆具有靠近所述活塞壳体的所述封闭端的第一端和远离所述活塞壳体的所述封闭端的第二端；

保持线，所述保持线用于将接头端可移除地附接到所述活塞壳体的所述封闭端；和

活塞头，所述活塞头附接到所述活塞杆的所述第一端，所述活塞头可操作以提供与所述接头端的缓冲接合。

2.如权利要求1所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述接头端的内表面上的第一外周凹口与所述活塞壳体的所述封闭端的外表面上的第二外周凹口对齐，以接收保持线。

3.如权利要求2所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述接头端限定切向槽，所述切向槽连接所述接头端的外表面和所述接头端的所述第一外周凹口，所述切向槽用于插入和移除所述保持线，以将所述接头端附接到所述活塞壳体的所述封闭端或从所述活塞壳体的所述封闭端分离。

4.如权利要求3所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述保持线进一步包含钩状物，以卡扣在所述活塞壳体的所述封闭端的所述外表面上。

5.如权利要求1所述的模块化线性驱动器，其特征在于，利用第二保持线，所述接头端可移除地附接到所述活塞壳体。

6.如权利要求1所述的模块化线性驱动器，其特征在于，利用第二保持线，所述活塞头可移除地附接到所述活塞杆的所述第一端。

7.如权利要求6所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述第一保持线和所述第二保持线中的任一个具有螺旋形状，以在所述活塞杆的纵向轴线方向上提供轴向力，用于补偿所述活塞杆和所述杆端之间的自由活动。

8.如权利要求6所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述第一保持线和所述第二保持线中的任一个包含至少一个波形，用于在所述活塞杆和所述杆端之间提供力，以补偿所述活塞杆和所述杆端之间的自由活动。

9.如权利要求1所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述活塞头和所述活塞壳体的所述封闭端限定第一腔室，用于在所述活塞头和所述封闭端之间保持液压流体；并且所述活塞头和所述活塞壳体的所述开口端限定第二腔室，用于在所述活塞头和所述开口端之间保持液压流体；所述活塞头包含流量控制装置，通过控制进入所述第一腔室的液压流体的流量以在所述压缩位置提供所述缓冲接合，从而相对于所述第二腔室中的压力控制所述第一腔室的压力。

10.如权利要求9所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述活塞头进一步包含矛头，所述矛头从所述活塞头延伸进入所述第一腔室，并且所述接头端限定空腔，所述空腔在压缩位置与所述矛头密封地接合，引导液压流体通过所述流量控制装置。

11.如权利要求10所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述矛头进一步包含接触密封件，所述接触密封件动态地重复接合所述空腔。

12.如权利要求11所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述矛头利用保持板附接到所述活塞头。

13.如权利要求9所述的模块化线性驱动器，其特征在于，进一步包含压盖，所述压盖可移除地附接到所述活塞壳体的所述开口端，所述压盖限定压盖空腔，所述压盖空腔朝向所述第二腔室开口，所述活塞头进一步包含活塞头延伸部，所述活塞头延伸部在所述伸展位置与所述压盖空腔密封地接合，所述压盖进一步包含第二流量控制装置，所述第二流量控制装置联接到所述压盖空腔，以通过控制来自所述压盖空腔的液压流体的流量，在所述伸展位置提供所述缓冲接合。

14.如权利要求13所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述活塞头延伸部进一步包含接触密封件，所述接触密封件动态地重复接合所述压盖空腔。

15.如权利要求13所述的模块化线性驱动器，其特征在于，进一步包含液压接头，所述液压接头在所述活塞壳体的所述开口端附近被附接，并联接到所述压盖空腔。

16.如权利要求13所述的模块化线性驱动器，其特征在于，所述压盖通过第二保持线可移除地附接到所述活塞壳体的所述开口端。

17.一种保持线，用于模块化线性驱动器中，其特征在于，包含：细长的柔性线，所述线具有两个自由端，所述线在第一平面中形成实质上的圆形，并且包含沿着所述线间隔开的一个或多个波形，所述波形在第二平面中延伸。

18.如权利要求17所述的保持线，其特征在于，所述一个或多个波形沿着所述线形成正弦图案。

19.如权利要求17所述的保持线，其特征在于，所述自由端互相偏移。

20.如权利要求17所述的保持线，其特征在于，所述波形在所述第二平面中形成螺旋图案。