CN105829719A - 用于线性致动器的流体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于线性致动器的流体泵，线性致动器包括杆，通过控制流体流动至流体腔的部分或者从所述部分中流出而延伸或缩回杆，流体腔的所述部分位于设置在流体腔内并且支撑杆的活塞的任一侧上。泵是旋转型的、并且可反转、而且包括阀结构，阀结构包括第一止回阀和第二止回阀(98、100)以及第一梭和第二梭(92、102)，这使得泵能够将从流体腔的位于活塞一侧上的一部分处获得的流体再分配至流体腔的位于活塞另一侧上的另一部分，而无需首先将流体返回至流体存储器，由此增大了泵的效率。

Description

用于线性致动器的流体泵
技术领域
本发明涉及一种用于线性致动器的流体泵。特别地，本发明涉及一种流体泵，所述流体泵提高了操作效率、使用和包装的灵活性。
背景技术
在流体控制的线性致动器中，双作用活塞布置在流体腔内并且连接至从流体腔延伸的制动器杆上。流体被输送至位于活塞的相对侧上的流体腔内或者从所述流体腔中移除，以在流体腔内移动活塞以及延伸或缩回杆。使用流体泵将流体输送至流体腔或从流体腔中移除。用于线性致动器的常规流体泵具有许多缺点。例如，常规流体泵效率相对较低。从位于活塞一侧上的流体腔内移除的流体返回至流体存储器，通过泵从所述流体存储器中抽取流体以分配至活塞的另一侧。除了流体流动路径长和需要重要阀来控制流体流动之外，打开阀以引导流体返回至存储器所需的流体压力增大了泵背侧上的压力，并且增大了开启泵所需的功率。常规的泵还相对复杂，并且需要大量部件来引导泵内的流体流动，从而增大了泵和致动器的尺寸。最后，由于泵内液面的重力的影响，常规流体泵和线性致动器必须以特定的方式定向。
在此，发明人已经意识到需要一种用于线性致动器的流体泵，所述流体泵将最小化和/或消除一个或多个上述缺陷。
发明内容
提供了一种用于线性致动器的改进的流体泵。特别地，提供了一种流体泵，所述流体泵相对于常规流体泵改进了操作效率、使用和包装的灵活性。
根据本发明的一个实施例的用于线性致动器的流体泵包括壳体，所述壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在设置于流体腔内的活塞的相对两侧上。流体泵还包括设置在壳体内的从动泵元件。流体泵还包括第一梭，所述第一梭设置在从动泵元件的第一轴向侧上并且能够在第一流体流动位置和第二流体流动位置之间移动，在第一流体流动位置中允许流体沿着第一流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动，在第二流体流动位置中允许流体沿着第二流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动。流体泵还包括第一止回阀，所述第一止回阀设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在闭合位置和允许流体在从动泵元件和第一出口端口之间流动的打开位置之间移动。流体泵还包括第二止回阀，第二止回阀设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在闭合位置和允许流体在从动泵元件和第二出口端口之间流动的打开位置之间移动。流体泵还包括第二梭，所述第二梭设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中第二梭致使第一止回阀位于其打开位置中，在第二位置中第二梭致使第二止回阀位于其打开位置中。从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致第一梭移动至第一流体流动位置、第一止回阀移动至其打开位置以及第二梭移动至第二位置。从动泵元件在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转导致第一梭移动至第二流体流动位置、第二止回阀移动至其打开位置以及第二梭移动至第一位置。
根据本发明的另一实施例的用于线性致动器的流体泵包括壳体，壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在设置于流体腔内的活塞的相对两侧上。流体泵还包括设置在壳体内的从动泵元件。流体泵还包括用于控制流体在入口端口和从动泵元件之间流动的器件以及用于控制流体在从动泵元件和第一出口端口以及第二出口端口之间流动的器件。从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致流体沿着第一流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动、流体从从动泵元件流动至第一出口端口以及流体从第二出口端口流动至从动泵元件。从动泵元件在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转使得流体沿着第二流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动、流体从从动泵元件流动至第二出口端口以及流体从第一出口端口流动至从动泵元件。
根据本发明的一个实施例的线性致动器包括限定了流体腔的管、设置在流体腔内的活塞、联接至活塞以用于随着活塞移动的推杆。线性致动器还包括具有壳体的流体泵，壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在活塞的相对两侧上。流体泵还包括设置在壳体内的从动泵元件。流体泵还包括第一梭，第一梭设置在从动泵元件的第一轴向侧上并且能够在第一流体流动位置和第二流体流动位置之间移动，在第一流体流动位置中允许流体沿着第一流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动，在第二流体流动位置中允许流体沿着第二流体流动路径在入口端口和从动泵元件之间流动。流体泵还包括第一止回阀，第一止回阀设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在闭合位置和允许流体在从动泵元件和第一出口端口之间流动的打开位置之间移动。流体泵还包括第二止回阀，第二止回阀设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在闭合位置和允许流体在从动泵元件和第二出口端口之间流动的打开位置之间移动。流体泵还包括第二梭，第二梭设置在从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中第二梭致使第一止回阀位于其打开位置中，在第二位置中第二梭致使第二止回阀位于其打开位置中。从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致第一梭移动至第一流体流动位置、第一止回阀移动至其打开位置以及第二梭移动至第二位置。从动泵元件在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转导致第一梭移动至第二流体流动位置、第二止回阀移动至其打开位置以及第二梭移动至第一位置。线性致动器还包括联接至从动泵元件的发动机。
根据本发明的流体泵相对于用于线性致动器的常规流体泵而言更为有利。首先，流体泵比常规流体泵更有效。当改变致动器的位置时，从致动器内的活塞的一侧处的流体腔中引流的流体通过泵回收，并且被引导至活塞的另一侧，而不是首先通向并且通过流体存储器。除了在泵和致动器中更有效地设置流体流动路径外，本设计还减少或消除了泵背侧上的打开阀通常所需的压力，所述阀将流体引导至存储器。结果，启动泵所需的功率更少。其次，流体泵中的许多元件执行多个功能，从而允许减少泵内的部件数量以及泵和致动器的尺寸。最后，流体泵和致动器不论泵和致动器的定向以及泵内流体的重力影响如何都可以正常行使功能。
在阅读下列说明书和权利要求书并且参看了随附附图之后，本发明的前述和其它方面、特征、细节、效用和优点将变得显然。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的线性致动器的立体图。
图2是图1中的线性致动器的分解视图。
图3是根据本发明的一个实施例的流体泵的截面视图，其示出了流体泵，其中致动器静止不动。
图4是根据本发明的一个实施例的流体泵的一部分的平面视图。
图5是图3的流体泵的截面视图，其示出了当致动器的杆缩回时流体泵的操作。
图6是图3的流体泵的截面视图，其示出了当致动器的杆延伸时流体泵的操作。
具体实施方式
现在参考附图，其中在各视图中使用相同的附图标记来指代相同的部件，图1-2示出了根据本发明的一个实施例的线性致动器10。线性致动器10被设置成在沿着轴线的线路上前后移动物体。线性致动器10可以用于推拉物体或者升降物体，并且可以用于各种应用中，例如包括调节包括座椅和轮椅起落机构的车辆部件的高度、调节包括刷子和割草机刀片的机器部件的高度、以及定位传动机引导件。应当理解的是，所确定的应用仅仅是示意性的。根据本发明，致动器10可以包括致动器壳体12、限定流体腔16的管14、活塞18、杆20、发动机22和泵24。
壳体12向致动器10的其它部件提供结构支撑，并且防止这些部受到外来物体或元件的损害。壳体12还限定了用于在泵24和致动器管14之间确定流体路线的流体歧管。壳体12可以包括主体26、头部28和端盖30。
主体26被设置成支撑致动器管14。参考图2，主体26还限定了流体存储器32，所述流体存储器容纳可以用于缩回和/或延伸致动器10的流体。主体26可以由常规金属或塑料制成。主体26可以被分成两部分34、36。部分34的横截面可以基本上呈D形，并且可以在径向内表面上限定多个周向间隔开的C形容器38，所述容器被构造成用于接收系杆40。系杆40可以由塑料材料制成，并且可以在任一端上具有螺纹，以用于联接至头部28和端盖30。系杆40将管14夹持在头部28和端盖30之间，但是允许头部28和端盖30与管14分离，以在管14内的压力超过预定阈值时释放压力。部分34可以限定流体管道42，所述流体管道沿着所述部分34的长度延伸，并且被构造成用于将流体输送至位于活塞18的杆侧上的流体腔16。管道42可以使用液压联轴节(fluidcoupler)44而联接至流体腔16。主体26的部分36的横截面基本上呈椭圆形，并且与部分34共用公共壁。部分36可以限定流体存储器32。通过将流体存储器32与致动器10的其它部件集成在一起，相对于常规致动器可以减小致动器10的整体尺寸、特别是致动器10的整体长度。根据本发明的一个方面，致动器10可以包括用于改变流体存储器32容积的器件，诸如盖46和弹簧48。
盖46密封流体存储器32的一端。盖46被构造成用以接收在主体26的部分36内，并且因而基本上呈椭圆形。然而，应当理解的是，盖46的形状可以改变并且旨在与由主体26的部分36所限定的流体存储器32的形状互补。参考图1(其中为清楚起见，已经移除了壳体12的部分36的一部分)，盖46可以包括流体密封件50，所述流体密封件围绕盖46设置并且被构造成用于防止流体从盖46泄漏以及防止空气和污染物进入流体中。盖46可以限定贯穿其中延伸的一个或多个孔，所述孔被构造成用于接收延伸穿过存储器32的杆52。盖46被支撑在杆52上，并且可以被构造成沿着杆52线性地滑动，以改变盖46的位置以及流体存储器32的容积。可以将适当的流体密封件围绕杆52布置在盖46的孔内。
弹簧48提供了用于沿着一个方向偏压盖46的器件。弹簧48可以围绕杆52设置并且支撑于其上。每个弹簧48的一端接合盖46的一侧并且抵靠其坐落，而弹簧的相对端部可以在存储器32的端部处接合头部28的表面并且抵靠其坐落。弹簧48向盖46施加相对较小的偏压力，从而足以在存储器32内不存在流体压力或者流体压力减少的情况下使得盖46移动，并且弹簧可以在存储器32内的流体中的流体压力增大时屈服。
使用盖46和弹簧48相对于常规致动器提供了多个优点。例如，盖46和弹簧48允许流体存储器32的容积改变。结果，致动器10能够操控改变流体容器，这是通过在致动器10内延伸和缩回杆20的过程中改变流体的排出以及流体的热膨胀和收缩而引起的。可变容积的存储器32还允许致动器的冲程长度改变，而无需改变存储器壳体的尺寸。弹簧48还通过将压力传递至存储器32中的流体而防止泵空化(cavitation)。此外，由于弹簧装载的盖46不论致动器10的定向如何均使得存储器32中的流体与大气隔绝，所以盖46和弹簧48帮助以比常规致动器更为宽泛的各种定向安装致动器10，包括其中作用在流体上的重力将对常规致动器内的流体造成大气污染的定向。
再次参考图2，头部28封闭了主体26的一个纵向端部并且提供了孔54，致动器杆20可以通过所述孔延伸或缩回。头部28还可以在每个系杆40的一个纵向端部附近处支撑系杆40。系杆40可以延伸穿过头部28内的孔，并且使用螺母56和垫片而固定在合适的位置处。可以在头部28和主体26之间设置衬垫58，以防止液体从壳体12中泄漏以及防止污染物进入。防尘圈60和密封件62可以放置在孔54内，以防止在致动器杆20延伸期间出现流体泄漏。
端盖30封闭主体26相对于头部28的相反纵向端部，并且可以支撑每个系杆40相对于头部28的相对纵向端部。可以通过使用常规紧固件(例如，内六角螺钉64)而将端盖30固定至泵24。端盖30还可以限定至少一部分流体歧管，以用于在泵24和管14之间传送流体。可以在端盖30和主体26之间设置衬垫66，以防止液体从壳体12中泄漏以及防止污染物进入。手动释放机构68可以被接收在端盖30内，并且用于在出现机械故障时释放致动器10。手动释放机构68可以包括螺纹针，所述螺纹针具有围绕螺纹针设置的密封件。在致动器10的正常操作期间，当螺纹针和密封件完全安装在端盖30内时，手动释放机构68阻止在通向流体腔16和存储器32的管道之间流体连通。手动释放机构68的旋转使得针和密封件离开坐落的位置，并且在管道之间建立流体连通，以释放致动器10内的压力并且允许手动地缩回或延伸杆20。
管14被构造成用于容纳活塞18和至少一部分杆20，并且限定了其中布置有活塞18的流体腔16。管14的形状可以呈圆筒形，并且被构造成用于接收在壳体12的主体26内并且支撑在壳体12内的系杆40上。再次参考图1，管14中的流体腔16可以被活塞18分成两部分70、72，其中一部分70位于活塞18的无杆侧，而另一部分72位于活塞18的杆侧。再次参考图2，流体腔16的所述部分70可以与形成在壳体12的端盖30内的端口74流体连通。所述部分72可以与从端盖30中的另一端口76延伸并且贯穿主体26的流体管道42流体连通。可以将流体引入腔16的每个部分70、72内和/或从所述每个部分移除流体(如下所述)，以在腔16内移动活塞18以及延伸或缩回杆20。
活塞18支撑杆20的一个纵向端部，并且响应于流体腔16内的流体压力而在管14的流体腔16内移动，以延伸或缩回杆20。在所示的实施例中，活塞18是圆形的。然而，应当理解的是，活塞18的形状可以改变并且意在与管14互补。一个或多个流体密封件可以围绕活塞18布置，以防止在流体腔16的部分70、72之间出现流体泄漏。
杆20在另一对象(未示出)内引起线性移动。杆20的一个纵向端部联接至活塞18。杆20的相对纵向端部可以构造作为工具78或者可以支撑工具。应当理解的是，工具78的构造可以根据致动器10的应用而改变。
提供发动机22以驱动泵24，从而排出管14内的液体以及延伸或缩回杆20。发动机20可以包括电动机，例如具有定子和转子的交流电动机或者带刷或无刷式直流电动机。发动机22联接至泵24，并且可以沿着平行于致动器壳体12的方向纵向地定向。
泵24被设置成在存储器32和流体腔16的所述部分70、72之间传输和分配流体。参考图3-6，泵24可以包括限定了入口端口82和出口端口84、86的壳体80、以及从动齿轮和空转齿轮88、90。根据本发明的特定实施例和方面，泵24还可以包括用于控制入口端口82和齿轮88、90之间的流体流动的器件(例如，梭(shuttle)92和弹簧94、96)以及用于控制齿轮88、90和出口端口84、86之间的流体流动的器件(例如，止回阀98、100和梭102)。
壳体80向泵24的其它部件提供了结构支撑，并且防止这些部件受到外来物体或元件的损害。壳体80可以包含多个构件，包括齿轮壳体构件104、入口壳体构件106和出口壳体构件108。参考图2，壳体构件104、106、108可以使用常规紧固件110而联接在一起，并且可以包括位于相邻构件104、106、108之间的流体密封件，以防止流体泄漏。
齿轮壳体构件104可以设置在入口壳体构件106和出口壳体构件108之间。齿轮壳体构件104限定了呈两个圆形的腔112，两个圆彼此通向另一个中，以形成基本上花生状的开口。腔112被构造成用于接收从动齿轮和空转齿轮88、90并且允许齿轮88、90上的齿彼此啮合。
入口壳体构件106连同壳体12的端盖30限定了用于在流体存储器32和齿轮88、90之间引导流体的流体歧管。参考图3，入口壳体构件106限定了被构造成与存储器32流体连通的入口端口82以及与齿轮壳体构件104中的腔112流体连通的一对泵端口114、116。入口壳体构件106还限定了跨越构件106延伸的通路118，所述通路被构造成用于接收梭92和弹簧94、96。
出口壳体构件108连同壳体12的端盖30限定了用于在齿轮88、90和管14之间引导流体的流体歧管。出口壳体构件108限定了被构造成与流体腔16的部分70、72流体连通的出口端口84、86以及与齿轮壳体构件104内的腔112流体连通的一对管道120、122。构件108还限定了跨越构件108延伸的通路124，所述通路被构造成用于接收止回阀98、100和梭102。
参考图4，从动齿轮和空转齿轮88、90包括齿轮泵，所述齿轮泵在泵24和致动器10内形成流体压力，以致使活塞18移动以及杆20延伸或缩回。从动齿轮和空转齿轮88、90可以由常规金属和金属合金或塑料制成。齿轮88、90布置在壳体80内，并且特别地位于齿轮壳体构件104中的腔112内。从动齿轮和空转齿轮88、90被构造成围绕平行轴线126、128旋转。从动齿轮88被支撑在从发动机22延伸的轴杆(未示出)上，并且可以由发动机22沿任一旋转方向驱动。空转齿轮90被支撑在平行轴杆(例如，定位销)上、与从动齿轮88啮合、并且响应于从动齿轮88的旋转而旋转。从动齿轮和空转齿轮88、90以相反的旋转方向旋转，并且将流体从泵24的一侧吸取至泵24的另一侧。应当理解的是，从动齿轮和空转齿轮88、90仅仅是示例性的泵元件，并且可以实施其它常规泵形式。因而，虽然泵可以包括具有齿轮88、90的外部齿轮泵(其中齿轮88包括从动泵元件)，但是泵也可以替代性地包括例如其中内部齿轮包括从动泵元件的盖劳特泵或者其中离心驱动轴杆包括从动泵元件的径向球塞泵。
再次参考图3，梭92和弹簧94、96提供了用于控制入口端口82和齿轮88、90之间的流体流动的器件。梭92和弹簧94、96设置在齿轮88、90的一个轴向侧上。梭92能够在允许流体在入口端口82和齿轮88、90之间沿着流体流动路径130(图5)流动的流体流动位置、以及允许流体在入口端口82和齿轮88、90之间沿着流体流动路径132(图6)流动的流体流动位置、以及介于这两个流体流动位置之间的禁止流体沿着两条路径130、132流动的中性位置(图3)之间移动。梭92可以包括形状对称的分离梭(参见图2)。梭92可以包括离梭92的纵向中心相等距离的扩大部分134、136。梭92的每个扩大部分134、136可以限定形成在扩大部分134、136的表面中的曲径式密封，并且被构造成与入口壳体构件106的表面匹配，以在梭92处于中性位置时禁止流体沿着路径130、132流动。弹簧94、96设置在梭92的相对两侧上，并且朝向中性位置偏压梭92。弹簧94、96向梭92施加相等但相反的力。每个弹簧94、96的一端接合梭92的相应端部。每个弹簧94、96的相对端部坐落于凹部中，所述凹部设置在入口壳体构件106的通道118内的相应密封插塞138、140中。
止回阀98、100以及梭102提供了用于控制齿轮88、90和出口端口84、86之间的流体流动的器件。止回阀98、100和梭102设置在齿轮88、90相对于梭92和弹簧94、96的相对轴向侧上。止回阀98、100每个均包括相应的阀壳体142、144、球146、148和弹簧150、152。每个阀壳体142、144可以分别包括其尺寸适于接收在出口壳体构件108的通道124内的两个构件154、156和158、160。构件154、158限定了用于相应弹簧94或96的一端的弹簧座162、164。构件156、160限定了用于球146、148的阀座166、168，所述阀座与构件154、158内的弹簧座162、164相对。构件156、160还在一端处限定了开口，梭102可以延伸通过所述开口以接合球146或148，并且当阀98或100打开时流体可以流动通过所述开口。构件156、160每个均还分别限定了一对流体端口170、172和174、176。球146、148被设置成在没有来自梭102或流体压力的力作用在球146、148上时密封和关闭阀98、100。弹簧150、152设置在构件154、158中的座162、164和球146、148之间，并且偏压球146、148抵靠阀座166、168，以将阀98、100偏压朝向关闭位置。梭102能够在允许流体在出口端口84、86和齿轮88、90之间沿着流体流动路径178、180(图5)流动的流体流动位置、以及允许流体在出口端口84、86和齿轮88、90之间沿着流体流动路径178、180(图6)流动的另一流体流动位置、以及介于两个流体流动位置之间的禁止流体沿着两条路径178、180流动的中性位置(图4)之间移动。梭102的形状可以对称，其中梭102的两个纵向端部被构造成在移动远离梭102的中性位置时接收在相应阀98、100的构件156、160的开口内。
现在参考图3和5-6，将更详细地描述泵24的操作。图3示出了当发动机22和致动器10停止并且致动器10的杆20静止不动(即，未延伸或缩回)时泵24的状态。在这种状态下，由弹簧94、96使梭92维持处于中性位置处，并且入口端口82和出口端口114、116之间的流体流动路径130、132(图5和6)被密封。弹簧94、96不论重力如何都将梭92维持在中性位置中，由此与常规装置相比，允许以更多的定向使用致动器10。由于弹簧150、152偏压球146、148抵靠阀座166、168，梭102同样地维持在中性位置中，以封闭止回阀98、100。
图5示出了当杆20缩回时泵24的操作。发动机22沿着一个旋转方向驱动从动齿轮88，致使空转齿轮90沿着相反的旋转方向旋转。齿轮88、90的移动对管道122和端口116内的流体加压。管道122中增大的流体压力对阀100中的球148和梭102二者均施加力。球148上的流体压力迫使球148抵抗弹簧152的力而远离阀座168，由此形成流体流动路径178。同时，梭102上的流体压力将梭从其中性位置移动至图5中所示的流体流动位置。在这个位置中，梭102迫使球146抵抗弹簧150的力而远离阀座166，由此形成流体流动路径180。流体沿着路径178从齿轮88、90的高压侧流动通过管道122、阀100内的端口174、176并且通过出口端口86而流至腔16的部分72，以作用在活塞18上并且使得杆20缩回。同时，通过活塞18的移动而将流体从腔16的部分70中排出。该流体沿着流体流动路径180行进、在出口端口84处进入泵24中、行进通过阀98的端口172、170并且进入管道120中。由于齿轮88、90的旋转而在端口116中增大的流体压力还在梭92上施加力，其迫使梭92从其中性位置移动至图5中所述的流体流动位置。在这个位置处，梭92防止流体从泵24的高压侧泄漏返回至入口端口82和存储器32中。同时，梭92打开了从端口114至入口端口82的流体流动路径130。由于杆20位于活塞18的一侧上，杆20的缩回导致流体腔16内的流体容积整体减少。从腔16中排出的流体的一部分最终将沿着路径130返回至存储器32。然而，根据本发明的一个方面，流体的其余部分由泵24回收并且从腔16的部分70输送至腔16的部分72。返回至存储器32的流体沿着流体流动路径130从端口114行进至入口端口82。如上文参考图1-2所述，存储器32响应于返回流体的压力而通过移动盖46得以扩张，以适应流体容积的增大。一旦杆20已经到达预定位置，则发动机22停止齿轮88、90的旋转。围绕梭92的扩大部分134的曲径式密封件将缓慢地泄漏流体，以降低腔112、管道120、122和端口114、116内的流体压力。不存在流体压力时，弹簧150、152偏压球146、148抵靠阀座166、168以封闭阀98、100，梭102返回至中性位置(图3)，并且弹簧94、96使梭92返回至其中性位置(图3)。
图6示出了当杆20延伸时泵24的操作。发动机22相对于图5中所示的泵24的操作沿着相反的旋转方向驱动从动齿轮88。从动齿轮88的旋转也使得空转齿轮90相对于从动齿轮88沿着相反的旋转方向旋转。齿轮88、90的移动对位于管道120和端口114内的流体加压。管道120内增大的流体压力在阀98中的球146和梭102上施加力。球146上的流体压力迫使球98抵靠弹簧150的力而远离阀座166，由此形成流体流动路径180。同时，梭102上的流体压力使梭102从其中性位置移动至图6中所示的流体流动位置。在这个位置中，梭102迫使球148抵抗弹簧152的力而远离阀座168，由此形成流体流动路径178。流体沿着路径180从齿轮88、90的高压侧流动通过管道120、阀98上的端口170、172、并且通过出口端口84流至腔16的部分70，以作用在活塞18上并且引起杆20的延伸。同时，通过移动活塞18而从腔16的部分72中排出流体。该流体沿着流体流动路径178行进、在出口端口94处进入泵24、行进通过阀100的端口176、174并且进入管道122中。由于齿轮88、90的旋转而在端口114中增大的流体压力也在梭92上施加力，其迫使梭92从其中性位置移动至图6中所示的流体流动位置。在这个位置中，梭92防止流体从泵24的高压侧泄漏回至入口端口82和存储器32中。同时，梭92打开了从端口116至入口端口82的流体流动路径132。由于杆20位于活塞18的一侧上，杆20的延伸导致了流体腔16中的流体容积的整体增大。根据本发明的一个方面，流体由泵24回收并且从腔16的部分72输送至腔16的部分70。从存储器32中抽取额外的流体，并且所述额外的流体沿着流体流动路径132从入口端口82行进至端口116。如上参考图1-2所讨论的，存储器32通过盖46响应于弹簧48的移动而收缩，其中存储器32中的流体压力减少，以适应流体容积的减少。一旦杆20已经到达预定位置，则发动机22停止齿轮88、90的旋转。围绕梭92的扩大部分136的曲径式密封件将缓慢地泄漏流体，以降低腔112、管道120、122和端口114、116内的流体压力。不存在流体压力时，弹簧150、152偏压球146、148抵靠阀座166、168以封闭阀98、100，梭102返回中性位置(图3)，并且弹簧94、96使梭92返回至其中性位置(图3)。
根据本发明的流体泵24相对于用于线性致动器的常规流体泵而言更为有利。首先，流体泵24比常规流体泵更有效。当改变致动器10的位置时，从致动器10内的活塞18的一侧处的流体腔16中引流的流体通过泵24回收，并且被引导至活塞18的另一侧，而不是首先通向并且通过流体存储器32。除了在泵和致动器中更有效地设置流体流动路径外，本设计还减少或消除了泵背侧上的打开阀通常所需的压力，所述阀将流体引导至存储器。结果，启动泵所需的功率更少。其次，流体泵24中的许多元件执行多个功能，从而允许减少泵24内的部件数量以及泵24和致动器10的尺寸。再次，流体泵24和致动器10可以正常行使功能，而不论泵24和致动器10的定向以及泵24内流体的重力影响如何。
虽然已经参考本发明的一个或多个特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解的是，可以进行多种改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (21)

1.一种用于线性致动器的流体泵，包括：
壳体，所述壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述流体腔的第一部分和第二部分形成在设置于所述流体腔内的活塞的相对两侧上；
从动泵元件，所述从动泵元件设置在所述壳体内；
第一梭，所述第一梭设置在所述从动泵元件的第一轴向侧上并且能够在第一流体流动位置和第二流体流动位置之间移动，在所述第一流体流动位置中允许流体沿着第一流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动，在所述第二流体流动位置中允许流体沿着第二流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动；
第一止回阀，所述第一止回阀设置在所述从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在第一止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第一止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第一出口端口之间流动；
第二止回阀，所述第二止回阀设置在所述从动泵元件的所述第二轴向侧上并且能够在第二止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第二止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第二出口端口之间流动；以及
第二梭，所述第二梭设置在所述从动泵元件的所述第二轴向侧上并且能够在第二梭的第一位置和第二位置之间移动，在所述第二梭的第一位置中所述第二梭致使所述第一止回阀位于所述第一止回阀的打开位置中，在所述第二梭的第二位置中所述第二梭致使所述第二止回阀位于所述第二止回阀的打开位置中；
其中，所述从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致所述第一梭移动至所述第一流体流动位置、所述第一止回阀移动至所述第一止回阀的打开位置以及所述第二梭移动至所述第二梭的第二位置，而所述从动泵元件在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转导致所述第一梭移动至所述第二流体流动位置、所述第二止回阀移动至所述第二止回阀的打开位置以及所述第二梭移动至所述第二梭的第一位置。
2.根据权利要求1所述的流体泵，其中，所述第一止回阀和第二止回阀中每一个均包括：
阀壳体，所述阀壳体限定了第一流体端口和第二流体端口；
球，所述球布置在所述阀壳体内；以及
弹簧，所述弹簧偏压所述球抵靠形成于所述阀壳体中的介于所述第一流体端口和第二流体端口之间的阀座，以防止流体在所述第一流体端口和第二流体端口之间流动。
3.根据权利要求1所述的流体泵，其中，所述第一梭能够移动至介于所述第一流体流动位置和第二流体流动位置之间的中性位置。
4.根据权利要求3所述的流体泵，其中，所述第一梭限定了第一曲径式密封件和第二曲径式密封件，所述第一曲径式密封件和第二曲径式密封件被构造成在所述第一梭处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动路径和第二流体流动路径流动。
5.根据权利要求1所述的流体泵，所述流体泵还包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧设置在所述第一梭的相对两侧上并且将所述第一梭偏压至所述第一流体流动位置和第二流体流动位置不同的中性位置。
6.根据权利要求5所述的流体泵，其中，所述第一梭在处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动路径和第二流体流动路径流动。
7.一种用于线性致动器的流体泵，包括：
壳体，所述壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述流体腔的第一部分和第二部分形成在设置于所述流体腔内的活塞的相对两侧上；
从动泵元件，所述从动泵元件设置在所述壳体内；
用于控制流体在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动的器件；以及
用于控制流体在所述从动泵元件和所述第一出口端口以及第二出口端口之间流动的器件，
其中，所述从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致流体沿着第一流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动、流体从所述从动泵元件流动至所述第一出口端口以及流体从所述第二出口端口流动至所述从动泵元件，而所述从动泵元件在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转使得流体沿着第二流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动、流体从所述从动泵元件流动至所述第二出口端口以及流体从所述第一出口端口流动至所述从动泵元件。
8.根据权利要求7所述的流体泵，其中，用于控制流体在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动的所述器件包括梭，所述梭能够在第一流体流动位置以及第二流体流动位置之间移动，在所述第一流体流动位置中允许流体沿着所述第一流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动，在所述第二流体流动位置中允许流体沿着所述第二流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动。
9.根据权利要求8所述的流体泵，其中，所述梭能够移动至位于所述第一流体流动位置和第二流体流动位置之间的中性位置。
10.根据权利要求9所述的流体泵，其中，所述梭限定了第一曲径式密封件和第二曲径式密封件，所述第一曲径式密封件和第二曲径式密封件被构造成在所述梭处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动路径和第二流体流动路径流动。
11.根据权利要求8所述的流体泵，所述流体泵还包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧设置在所述梭的相对两侧上并且偏压所述梭朝向与所述第一流体流动位置和第二流体流动位置不同的中性位置。
12.根据权利要求11所述的流体泵，其中，所述梭在处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动位置和第二流体流动路径流动。
13.根据权利要求7所述的流体泵，其中，用于控制流体在所述从动泵元件和所述第一出口端口和第二出口端口之间流动的所述器件包括：
第一止回阀，所述第一止回阀设置在所述从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在第一止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第一止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第一出口端口之间流动；
第二止回阀，所述第二止回阀设置在所述从动泵元件的所述第二轴向侧上并且能够在第二止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第二止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第二出口端口之间流动；以及
梭，所述梭设置成能够在梭的第一位置和第二位置之间移动，在所述梭的第一位置中所述梭致使所述第一止回阀位于所述第一止回阀的打开位置中，在所述梭的第二位置中所述梭致使所述第二止回阀位于所述第二止回阀的打开位置中。
14.一种线性致动器，包括：
管，所述管限定了流体腔；
活塞，所述活塞设置在所述流体腔内；
推杆，所述推杆联接至所述活塞以用于随着所述活塞移动；
流体泵，所述流体泵包括：
壳体，所述壳体限定了被构造成与流体存储器流体连通的入口端口以及被构造成与流体腔的第一部分和第二部分流体连通的第一出口端口和第二出口端口，所述流体腔的第一部分和第二部分形成在所述活塞的相对两侧上；
从动泵元件，所述从动泵元件设置在所述壳体内；
第一梭，所述第一梭设置在所述从动泵元件的第一轴向侧上并且能够在第一流体流动位置和第二流体流动位置之间移动，在所述第一流体流动位置中允许流体沿着第一流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动，在所述第二流体流动位置中允许流体沿着第二流体流动路径在所述入口端口和所述从动泵元件之间流动；
第一止回阀，所述第一止回阀设置在所述从动泵元件的第二轴向侧上并且能够在第一止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第一止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第一出口端口之间流动；
第二止回阀，所述第二止回阀设置在所述从动泵元件的所述第二轴向侧上并且能够在第二止回阀的闭合位置和打开位置之间移动，在所述第二止回阀的打开位置中允许流体在所述从动泵元件和所述第二出口端口之间流动；以及
第二梭，所述第二梭设置在所述从动泵元件的所述第二轴向侧上并且能够在第二梭的第一位置和第二位置之间移动，在所述第二梭的第一位置中所述第二梭致使所述第一止回阀位于所述第一止回阀的打开位置中，在所述第二梭的第二位置中所述第二梭致使所述第二止回阀位于所述第二止回阀的打开位置中；
其中，所述从动泵元件在第一旋转方向上的旋转导致所述第一梭移动至所述第一流体流动位置、所述第一止回阀移动至所述第一止回阀的打开位置以及所述第二梭移动至所述第二梭的第二位置，而所述从动泵元件在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转导致所述第一梭移动至所述第二流体流动位置、所述第二止回阀移动至所述第二止回阀的打开位置以及所述第二梭移动至所述第二梭的第一位置；以及
发动机，所述发动机联接至所述从动泵元件。
15.根据权利要求14所述的线性致动器，其中，所述第一止回阀和第二止回阀每个均包括：
阀壳体，所述阀壳体限定了第一流体端口和第二流体端口；
球，所述球布置在所述阀壳体内；以及
弹簧，所述弹簧偏压所述球抵靠形成于所述阀壳体中的介于所述第一流体端口和第二流体端口之间的阀座，以防止流体在所述第一流体端口和第二流体端口之间流动。
16.根据权利要求14所述的线性致动器，其中，所述第一梭能够移动至介于所述第一流体流动位置和第二流体流动位置之间的中性位置。
17.根据权利要求16所述的线性致动器，其中，所述第一梭限定了第一曲径式密封件和第二曲径式密封件，所述第一曲径式密封件和第二曲径式密封件被构造成在所述第一梭处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动路径和第二流体流动路径流动。
18.根据权利要求14所述的线性致动器，所述线性致动器还包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧设置在所述第一梭的相对两侧上并且将所述第一梭偏压至与所述第一流体流动位置和第二流体流动位置不同的中性位置。
19.根据权利要求18所述的线性致动器，其中，所述第一梭在处于所述中性位置时禁止流体沿着所述第一流体流动路径和第二流体流动路径流动。
20.根据权利要求14所述的线性致动器，其中，所述从动泵元件在所述第一旋转方向上的旋转导致流体从所述从动泵元件流回至所述流体存储器，而所述从动泵元件在所述第二旋转方向上的旋转导致流体从所述流体存储器流动至所述从动泵元件。
21.根据权利要求14所述的线性致动器，还包括：
盖，所述盖设置在所述流体存储器中；以及
用于沿着第一方向偏压所述盖的器件，
其中，所述盖能够响应于沿着与所述第一方向相反的第二方向作用的流体压力而在所述流体存储器内移动，以改变所述流体存储器的流体体积。
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