CN107532749B - 气动致动系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种装置包括多个气动线性致动器模块、动态致动器连接件、与静态致动器连接件。多个气动线性致动器模块中的每个包括静态部分与动态部分。动态部分相对于静态部分能够以线性方式移动。动态致动器连接件将多个气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到设备的可移动部分。静态致动器连接件将多个气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到设备的不可移动部分。比多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块能够向此设备提供线性致动。多个致动器模块中的每个都构造为与动态致动器连接件和静态致动器连接件选择性地联接与脱开。

Description

气动致动系统与方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年2月20日提交的临时申请No.62/118,623的优先权，其通过整体引用的方式包含于此。

技术领域

本发明涉及气动致动系统。更具体地说，本发明涉及用于工业设备的线性致动的系统与方法。

背景技术

工业控制系统通常用于提供工业设施与过程的控制与监控，比如炼油过程、油与气运输设施、化学处理、制药处理、以及发电设施。工业控制系统依靠于致动器来定位诸如阀的控制元件，以实现控制动作。出于安全与效率的原因，一些工业控制系统依赖于气动驱动致动器来定位控制元件。许多工业设施与过程长时间地连续操作，因为关闭与启动设施与过程可能是昂贵的。计划外关闭设施或过程可能是具有特别破坏性且昂贵的。由此，高度可靠的气动致动控制元件对于防止昂贵的设施或过程停工期来说是理想的。

发明内容

在实例1中，用于向具有可移动部分与不可移动部分的设备提供线性致动的装置包括多个气动线性致动器模块、动态致动器连接件、以及静态致动器连接件。多个气动线性致动器模块中的每个都包括静态部分与动态部分，其中动态部分相对于静态部分能够以线性方式移动。动态致动器连接件构造为将多个气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到设备的可移动部分。静态致动器连接件构造为将多个气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到设备的不可移动部分。比多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块构造为向此设备提供线性致动。多个致动器模块中的每个都构造为与动态致动器连接件和静态致动器连接件选择性地联接与脱开。

在实例2中，实例1的装置，其中此设备是控制阀，此设备的可移动部分是阀杆，并且不可移动部分是阀盖。

在实例3中，实例2的装置，其中静态致动器连接件与阀盖是一体的。

在实例4中，实例2-3中任一个的装置，其中动态致动器连接件与阀杆是一体的。

在实例5中，实例1-4中任一个的装置，其中多个致动器模块中的每个都包括第一构件、第二构件、将第一构件连接到第二构件的多个线性引导件、构造为沿着多个线性引导件移动的多个线性支承件、连接到多个线性支承件的平移构件、将平移构件连接到第一构件的流体致动器、以及连接到流体致动器的气动配件。气动配件构造为将流体致动器连接到气动管线。平移构件是气动线性致动器模块的动态部分并且第二构件是气动线性致动器模块的静态部分。

在实例6中，实例5的装置，还包括气动控制器，此气动控制器构造为与所述多个气动线性致动器模块中的每个联接和脱开。控制器构造为控制多个气动线性致动器模块的致动。

在实例7中，实例6的装置，其中气动控制器包括构造为接收控制输入的处理器、电连接到处理器的位置传感器、以及电连接到处理器的气动控制机构。位置传感器构造为感测设备的可移动部分相对于设备的不可移动部分的位置。气动控制机构构造为将压缩气体供给连接到多个气动线性致动器，并且构造为响应于来自处理器的电信号调节供给到多个气动线性致动器的压缩气体的压力。来自处理器的电信号是至少控制输入和此设备的可移动部分相对于此设备的不可移动部分的感测位置的函数。

在实例8中，实例7的装置，其中气动控制器还包括压力传感器，此压力传感器电连接到处理器并且构造为感测供给到多个气动线性致动器的压缩气体的压力，并且其中来自所述处理器的电信号另外地是供给到所述多个气动线性致动器的压缩气体的感测压力的函数。

在实例9中，实例6的装置，其中第一构件是第一板，第二构件是第二板，并且平移构件是平移板，并且其中多个致动器模块中的每个还包括偏置构件，此偏置构件构造为施加抵抗通过流体致动器施加在第一板与平移板之间的力的偏置力。

在实例10中，实例9的装置，其中多个致动器模块中的每个还包括螺纹圆柱与螺母。螺纹柱在一端连接到平移板并且朝向第一板突出。此柱包括中空内部以及外部，其中所述中空内部延伸柱的长度，所述外部包括延伸柱的长度的至少一部分的螺纹。螺母构造为与柱的螺纹螺纹地接合。偏置构件布置在螺母与第一板之间，使得通过使所述螺母沿着此柱行进而使所述偏置力是可调节的。

在实例11中，实例9-10中任一个的装置，其中多个致动器模块中的每个还包括位置传感器，其电连接到气动控制器并且构造为感测平移板的位置。

在实例12中，实例11的装置，其中气动控制器包括处理器与气动控制机构。此处理器构造为接收控制输入并且电连接到多个致动器模块中的每个的位置传感器。气动控制机构电连接到处理器。气动控制机构构造为将压缩气体供给连接到多个气动线性致动器，并且构造为响应于来自处理器的电信号调节供给到多个气动线性致动器的压缩气体的压力。来自处理器的电信号是至少控制输入和多个气动线性致动器模块中的每个的平移板的感测位置的函数。

在实例13中，实例12的装置，其中多个致动器模块中的每个还包括压力传感器，此压力传感器电连接到处理器并且构造为感测供给到气动线性致动器的压缩气体的压力，并且其中来自处理器的电信号另外地是供给到多个气动线性致动器中的每个的压缩气体的感测压力的函数。

在实例14中，实例1的装置，其中多个致动器模块中的每个都包括第一构件、第二构件、将第一构件连接到第二构件的多个线性引导件、构造为沿着多个线性引导件移动的多个线性支承件、连接到多个线性支承件的平移构件、将平移构件连接到第一构件的流体致动器、连接到流体致动器的第一气动配件、以及气动控制器。第一气动配件构造为将气动线性致动器模块选择性地联接到压缩气体供给。气动控制器构造为将气动线性致动器模块选择性地联接到控制输入。气动控制器包括构造为接收控制输入的处理器、电连接到处理器并且构造为感测平移构件的位置的位置传感器、以及电连接到此处理器的气动控制机构。气动控制机构构造为将压缩气体供给从气动管线连接到多个气动线性致动器。气动控制机构还构造为响应于来自处理器的电信号调节供给到气动线性致动器的压缩气体的压力。来自处理器的电信号是至少控制输入和平移构件的感测位置的函数。

在实例15中，实例14的装置，其中第一构件是第一板，第二构件是第二板，并且平移构件是平移板，并且其中多个致动器模块中的每个还包括偏置构件，此偏置构件构造为施加抵抗通过流体致动器施加在第一板与平移板之间的力的偏置力。

在实例16中，实例15的装置，其中多个致动器模块中的每个还包括螺纹圆柱与螺母。螺纹圆柱在一端连接到平移板并且朝向第一板突出。此柱包括中空内部与外部，所述中空内部延伸所述柱的长度，所述外部包括延伸所述柱的长度的至少一部分的螺纹。螺母构造为与柱的螺纹螺纹地接合。偏置构件布置在螺母与第一板之间，使得通过使螺母沿着所述柱行进而使得所述偏置力是可调节的。

在实例17中，实例14-16中任一个的装置，其中多个气动线性致动器模块中的每个还包括压力传感器，此压力传感器电连接到处理器并且构造为感测供给到流体致动器的压缩气体的压力，并且其中来自所述处理器的电信号另外地是供给到所述流体致动器的压缩气体的感测压力的函数。

在实例18中，实例14-17中任一个的装置，其中多个气动线性致动器模块中的每个的处理器电连接到局部控制环以接收控制输入。

在实例19中，实例18的装置，其中多个气动线性致动器模块中的一个向其余的多个气动线性致动器模块中的每个提供控制输入。

在实例20中，实例14-19中任一个的装置，还包括构造为气动地连接到多个致动器模块中的每个的流体致动器的共同头部。多个致动器模块中的每个还包括连接到流体致动器的第二气动配件，此第二气动配件构造为将气动线性致动器模块选择性地联接到共同头部。气动控制器还包括将流体致动器选择性地连接到压缩气体供给的第一气动阀，以及用于将流体致动器选择性地连接到共同头部的第二气动阀。

实例21是用于提供具有可移动部分与不可移动部分的设备的线性致动的方法，其包括将多个气动线性致动模块联接到此设备、将压缩气体供给连接到多个气动线性致动模块中的每个、以及调节供给到多个气动线性致动器的压缩气体的压力以提供此设备的线性致动。将多个气动线性致动模块联接到所述设备包括将气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到设备的可移动部分，以及将气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到设备的不可移动部分。比多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块能够提供此设备的线性致动。

在实例22中，实例21的方法，还包括替换多个气动线性致动模块中的一个同时调节多个气动线性致动模块的其余部分的压力以提供设备的连续线性致动。

在实例23中，实例22的方法，其中多个气动线性致动模块中的一个包括多个气动线性致动模块中的故障或失效的一个，并且其中替换包括：识别多个气动线性致动模块中的待替换的故障或失效的一个、将压缩气体供给与被识别的气动线性致动模块断开、使被识别的气动线性致动模块与设备脱开、将替换气动线性致动模块联接到此设备、以及将压缩气体供给连接到替换气动线性致动模块。使被识别的气动线性致动模块与此设备脱开包括使气动线性致动器模块的动态部分与设备的可移动部分断开，以及使气动线性致动器模块的静态部分与设备的不可移动部分断开。将替换气动线性致动模块联接到此设备包括将替换气动线性致动器模块的动态部分连接到设备的可移动部分，以及将替换气动线性致动器模块的静态部分连接到设备的不可移动部分。

尽管公开了多个实施方式，通过下面示出并且描述本发明的示例性实施方式的详细描述，对于本领域中的技术人员来说本发明的此外其它实施方式将会变得显而易见。因此，附图与详细描述在性质上将被视为描述性的而不是限定性的。

附图说明

图1A和图1B是根据本发明的实施方式的装置的示意性横截面视图。

图2是根据本发明的实施方式的另一个装置的示意性横截面视图。

图3是根据本发明的实施方式的另一个装置的示意性横截面视图。

图4是根据本发明的实施方式的装置的示意图。

图5是根据本发明的实施方式的另一个装置的示意性横截面视图。

尽管本发明服从于多种修改与另选形式，在附图中通过实例的方式示出了特定实施方式并且特定实施方式在下面被进行了详细地描述。然而，意图不是使本发明限于所述的特定实施方式。相反地，本发明旨在覆盖落入如由所附权利要求限定的本发明的范围内的全部修改、等效物、以及另选物。

具体实施方式

通过参照下面本发明的多个方面与实施方式的详细描述可获得本发明的更加完全的理解。接下来本发明的详细描述旨在描述而不是限定本发明。

图1A和图1B是根据本发明的实施方式的连接到用于给设备提供线性致动设备的示例性线性致动装置的示意性横截面视图。图1A示出了连接到设备12的线性致动装置10。线性致动装置10可以包括多个气动线性致动器模块14(图1A中示出两个)、动态致动器连接件16、静态致动器连接件18、以及气动控制器20。设备12可以是常闭控制阀并且可以包括阀体22、阀盖24、阀杆26、以及阀弹簧28。阀盖24连接到阀体22以引导阀杆26并且密封阀体22的内部。阀弹簧28构造为在对由线性致动装置10施加的力没有任何抵抗的情况下施加一偏置力以将阀杆26保持在闭合位置中。如此，阀杆26可以是设备12的可移动部分，并且阀盖24可以是设备12的不可移动部分，术语“不可移动”不是旨在表示绝对地不可移动而是基本上不可移动或者与可移动部分的可移动方面相比是不可移动的。此外如图1A中所示，动态致动器连接件16构造为将多个气动线性致动器模块14中的每个连接到设备12的可移动部分、即阀杆26；并且静态致动器连接件18构造为将多个气动线性致动器模块14中的每个连接到设备12的不可移动部分、即阀盖24。术语“静态”不是旨在表示绝对地缺乏移动或不发生改变，而是基本上是静态的或与动态致动器连接件16的动态方面相比是静态的。在图1A中示出的实施方式中，动态致动器连接件16通过螺母与螺栓或其它紧固设备连接到阀杆26。在其它实施方式中，动态致动器连接件16可以与阀杆26一体地形成。在图1A中示出的实施方式中，静态致动器连接件18与阀盖24一体地形成。在其它实施方式中，静态致动器连接件18可以通过螺母与螺栓或其它紧固设备或方式连接到阀盖24。

如在图1A和图1B的实施方式中示出的，每个气动线性致动器模块14可以是基本上相同的。每个气动线性致动器模块14可以包括第一构件或板30、第二构件或板32、多个线性引导件34(针对每个气动线性致动器模块14示出两个)、多个线性支承件36(针对每个线性致动器模块14示出两个)、平移构件或板38、流体致动器40、气动配件42与排放阀44。多个线性引导件34可以将第一构件30连接到第二构件32。在一些实施方式中，三个线性引导件34可以将第一构件30连接到第二构件32。多个线性支承件36中的每个都构造为沿着多个线性引导件34中的一个移动。在一些实施方式中，可以具有三个线性支承件36。平移构件38可以连接到多个线性支承件36。第二构件32可以是气动线性致动模块14的静态部分。平移构件38可以是气动线性致动模块14的动态部分。当连接到平移构件38的多个线性支承件36沿着联接到第二构件32的多个线性引导件34移动时，平移构件38或动态部分相对于第二构件32或静态部分能够以直线方式移动。

此外如图1A中所示，动态致动器连接件16可以构造为将多个线性致动器模块14中的每个的平移构件38连接到设备12的阀杆26。静态致动器连接件18可以构造为将多个线性致动器模块14中的每个的第二构件32连接到设备12的阀盖24。

流体致动器40可以将平移构件38连接到第一构件30。如下所述，气动配件42可以将流体致动器40选择性地连接到一受控压力。气动配件42可以是适于使气动线性致动器模块14气动线性致动器模块14与气动管线可靠地连接和断开的任意类型的配件，例如，快速断开配件或螺纹配件。排放阀44可以将流体致动器40选择性地连接到周围环境。流体致动器40可以是拉伸致动器，诸如从美国福禄克公司(Festo Corporation)可获得的流体肌肉(Fluidic Muscle)。流体致动器40还可以称作为空气肌肉。流体致动器40可以是中空管状结构，其具有柔性但基本上是无弹性的壁。当流体致动器40的柔性壁内的压力增加时，该柔性壁被向外推动。当柔性壁被向外推动时，在流体致动器40的相对端之间产生张力。流体致动器40能够以形状因数形式提供显著的张力，其在沿着与张力垂直的方向上具有相对小的横截面积。

此外如图1A中所示，气动控制器20可以包括处理器46、位置传感器48、气动控制机构50、多个头部隔离阀52(在图1A中示出两个)、以及气动控制管线或头部54。气动控制器20可以可选地包括压力传感器56。处理器46可以电连接到控制输入C、位置传感器48、气动控制机构50、以及压力传感器56。控制输入C可以电连接到工业控制系统(未示出)以接收来自工业控制系统的控制信号。处理器46可以是电子微处理器。气动控制机构50可以将压缩气体供给S气动地连接到气动控制管线54。压缩气体供给S可以以足够高的压力供给任意类型的气体以操作线性致动装置10。气动控制管线54可以气动地连接到气动配件42。多个头部隔离阀52中的每个都布置在气动控制管线54与气动线性致动器模块14中每个的相应一个的气动配件42之间。通过选择性地打开或闭合多个头部隔离阀52中的一个，多个气动线性致动器模块14中的相应一个可以选择性地连接到气动控制管线54或者与气动控制管线54隔离。

在一些实施方式中，气动控制机构50可以包括电流到压力(I/P)传感器58以及增压器60。I/P传感器58电连接到处理器46并且将压缩气体供给S气动地连接到增压器60。增压器60还直接气动地连接到压缩气体供给S以及直接气动地连接到气动控制管线54。

在一些实施方式中，位置传感器48例如可以是线性电位计，其物理地连接到动态致动器连接件16与静态致动器连接件18，以产生指示动态致动器连接件16相对于静态致动器连接件18的位置的电信号。在其它实施方式中，位置传感器48例如可以是电容感测设备或电磁通量感测设备(霍尔效应传感器)，其物理地连接到动态致动器连接件16与静态致动器连接件18中的一个，并且构造为电容性地感测动态致动器连接件16与静态致动器连接件18中另一个的相对位置。

在包括可选的压力传感器56的一些实施方式中，压力传感器56可以利用多种已知压力感测技术中的任一种，例如包括压阻式应变计技术、电容技术、或电磁技术。压力传感器56可以气动地连接到气动控制管线54以产生指示在气动控制管线54中的压力的电信号。在一些实施方式中，压力传感器56可以是绝对压力传感器并且此电信号可以指示在气动控制管线54中的绝对压力。在其它实施方式中，压力传感器56可以是表压传感器，并且电信号可以指示气动控制管线54中的压力与周围环境的压力之间的差值。

在操作中，气动控制器120的处理器46可以接收来自控制输入C的控制信号，该控制信号表示设备12的期望的致动水平，例如通过使阀杆26远离完全闭合位置移动来增加致动水平。处理器46将电信号发送到气动控制机构50的I/P传感器58。电信号可以是来自控制输入C的信号、来自位置传感器48的电信号、以及可选地地来自压力传感器56的信号的函数。I/P传感器58响应于来自处理器46的电信号调节来自压缩气体供给S的压力以将气动控制信号提供到增压器60。来自I/P传感器58的气动控制信号增加了从压缩气体供给S通过增压器60供给到气动控制管线54的压力。

多个头部隔离阀52中的每个都可以位于打开位置，使得来自气动控制机构50的增加的压力通过气动配件42从气动控制管线54供给到每个气动线性致动器模块14的流体致动器40。在每个气动线性致动器模块14内，从气动控制管线54供给的增加的压力使流体致动器40内的压力增加，从而在流体致动器40的相对端之间产生张力。如上面指出的，流体致动器40可以将平移构件38连接到第一构件30。由此，由流体致动器40产生的张力朝向第一构件30且远离第二构件32拉动平移构件38。针对多个气动线性致动器模块14中的每个而言，平移构件38朝向第一构件30且远离第二构件32的移动还使得动态致动器连接件16远离静态致动器连接件18移动。通过多个气动线性致动器模块14产生的张力足以克服阀弹簧28的偏置力并且使阀杆26远离完全闭合位置移动。

可以通过来自位置传感器48的电信号实现阀杆26位置的微调。这是指示动态致动器连接件16相对于静态致动器连接件18的位置的反馈信号。处理器46可以调节发送到I/P传感器58的电信号以增加或减小供给到多个气动线性致动器模块14的压力，从而相应地调节阀杆26的位置。

可选地，可以通过来自压力传感器56的电信号实现供给到流体致动器40的压力的附加精细控制。这是指示气动控制管线54中的压力的反馈信号。处理器46可以调节发送到I/P传感器58的电信号以进一步调节从压缩气体供给S通过增压器60供给到气动控制管线54的压力。

在图1A中示出的线性致动装置10的实施方式包括两个气动线性致动器模块14，两个气动线性致动器模块在阀杆26的可操作运动范围内一起提供设备12的线性致动，使得通过阀体22的流量可以从完全闭合到完全打开的范围变化。在一些实施方式中，线性致动装置10构造为使得比多个气动线性致动器模块14少一个的数个气动线性致动器模块14能够对设备12提供线性致动。此“热调换(hot swap)”的能力是非常有利的在于，如果多个气动线性致动器模块14中的一个故障，可以在线性致动装置10的操作及其设备12的控制没有任何停机的情况下将它替换。例如，一旦气动线性致动器模块14中的一个被识别为故障或失效，那么就通过使气动线性致动器模块14与通过气动控制器20供给的压缩气体断开或隔离而开始进行替换。这可以通过闭合头部隔离阀52使气动线性致动器模块14被替换来实现。排放阀44然后可以打开以释放内部的任何压力并且待替换的气动线性致动器模块14的气动配件42可以与气动控制管线54断开。一旦头部隔离阀52闭合并且排放阀44打开，则线性致动装置10可以在来自现在气动断开的气动线性致动器14的干扰很小(如果有的话)的情况下进行操作。待替换的气动线性致动器模块14然后可以通过使平移构件38与动态致动器连接件16断开，以及通过使第二构件32与静态致动器连接件18断开，而与线性致动装置10物理地脱开。在图1B中示出了此结果，其示出了多个气动线性致动器模块14中的一个被移除，并且对应的头部隔离阀52闭合，从而气动控制器20可以继续控制其余的气动线性致动器模块14与设备12。

通过将第二构件32连接到静态致动器连接件18以及将平移构件38连接到动态致动器连接件16以物理地联接替换气动线性致动器模块14来实现替换气动线性致动器模块14的安装。然后，替换气动线性致动器模块14的气动配件42可以连接到气动控制管线54并且排放阀44闭合。接下来，用于替换气动线性致动器模块14的头部隔离阀52可以打开以将替换气动线性致动器模块14连接到由气动控制器20供给的压缩气体。此结果如图1A中所示。通过此种方式，故障或失效的气动线性致动器模块14可以在设备12的操作没有停机的情况下被替换。

在图1A和图1B的实施方式中，这个单个气动线性致动器模块14，其在此实施方式中比两个气动线性致动器模块14少一个，能够提供设备12的线性致动。在多个气动线性致动器模块14例如是三个气动线性致动器模块14的其它实施方式中，仅两个气动线性致动器模块14对于提供设备12的线性致动来说是必要的。在多个气动线性致动器模块14例如是n个气动线性致动器模块14的又一些其它实施方式中，比n少一个的数个气动线性致动器模块14足以对设备12提供线性致动，其中n可以是大于1的任意数字。

在一些实施方式中，通过比n少一个的数个气动线性致动器模块14长时间地操作线性致动装置10可能不是有利的。然而，对于相对短的时段来说，例如，足以探测多个气动线性致动器模块14中的一个的故障并且如上所述地替换它的时间，以比n少一个的数个气动线性致动器模块14进行操作也许在气动线性致动器模块14上不引起显著应力。

图2是根据本发明的实施方式的连接到设备以向设备提供线性致动的另一个示例性线性致动装置的示意性横截面视图。图2示出了连接到设备112的线性致动装置110。线性致动装置110可以包括多个气动线性致动器模块114(在图2中示出两个)、动态致动器连接件16、静态致动器连接件18、以及气动控制器120。除了不包括阀弹簧28以外，设备112可以与上面参照图1A描述的设备12相同。动态致动器连接件16与静态致动器连接件18可以是如上面参照图1A中描述的。

每个气动线性致动器模块114可以基本上是相同的。除了每个气动线性致动器模块114可以进一步包括偏置元件128、位置传感器148、压力传感器156、螺柱170与螺母172以外，气动线性致动器模块114可以与上述气动线性致动器模块14相同。

除了位置传感器148可以物理地连接到平移构件38以及多个线性引导件34中的一个以产生指示动态致动器连接件16相对于静态致动器连接件18的位置的电信号以外，位置传感器148可以与上面参照图1A描述的位置传感器48相同。在多个气动线性致动器模块114的每个中的位置传感器148可以电连接到处理器46。

除了压力传感器156可以构造为产生指示气动配件42与流体致动器40之间的压力的电信号以外，压力传感器156可以与上面参照图1A描述的压力传感器56相同。在多个气动线性致动器模块114的每个中的压力传感器156可以电连接到处理器46。

偏置元件128可以是弹簧(诸如盘簧)或弹性设备。偏置元件128可以构造为在平移构件38与第一构件30之间施加与由流体致动器40产生的张力相反的偏置力。

如图2中所示，在一些实施方式中，螺柱170可以是在两端处敞开的中空管状结构。螺柱170可以包括延伸螺柱170的全部长度的中空内部，以及包括沿着螺柱170的全部长度的至少一部分延伸的螺纹的外部。在一些实施方式中，螺柱可以在一端连接到平移构件38并且朝向第一构件30突出。螺母172可以构造为与螺柱170外部上的螺纹螺纹地接合。偏置元件128可以布置在螺母172与第一构件38之间以便在平移构件38与第一构件30之间施加与由流体致动器40产生的张力相反的偏置力。通过使螺母172沿着螺柱170行进而使得偏置力在大小上是可以调节的。

由于位置传感器148与压力传感器156可以包括在每个气动线性致动器114中，因此除了气动控制器120不包括位置传感器48或压力传感器56以外，气动控制器120可以与上面参照图1A描述的气动控制器20相同。

在操作中，气动控制器120的处理器46可以接收来自于控制输入C的指示设备12的期望的致动水平的信号，例如通过使阀杆26远离完全闭合位置移动来增加致动水平。处理器46将电信号发送到气动控制机构50的I/P传感器58。此电信号可以是来自控制输入C的信号、来自每个位置传感器148的电信号、以及来自每个压力传感器156的电信号的函数。I/P传感器58响应于来自处理器46的电信号以调节来自于压缩气体供给S的压力，从而将气动控制信号提供到增压器60。来自I/P传感器58的气动控制信号增加了通过增压器60从压缩气体供给S供给到气动控制管线54的压力。

多个头部隔离阀52中的每个可以处于打开位置，使得来自气动控制机构50的增加的压力从气动控制管线54通过气动配件42供给到每个气动线性致动器模块114的流体致动器40。在每个气动线性致动器模块114内，从气动控制管线54供给的增加的压力增加了流体致动器40内的压力，从而在流体致动器40的相对端之间产生张力。由流体致动器40产生的张力朝向第一构件30且远离第二构件32拉动平移构件38。针对多个气动线性致动器模块114中的每个而言，平移构件38朝向第一构件30且远离第二构件32的移动还使得动态致动器连接件16远离静态致动器连接件18移动。通过多个气动线性致动器模块114产生的张力足以克服在每个气动线性致动器模块114中的偏置元件128的偏置力并且使阀杆26远离完全闭合位置移动。

可以通过从每个位置传感器148到处理器46的电信号实现阀杆26的位置的微调。可以通过从每个压力传感器156到处理器46的电信号实现供给到流体致动器40的压力的精细控制。

如通过上面参照图1A和图1B描述的线性致动装置10的实施方式，线性致动装置110构造为使得比多个气动线性致动器模块114少一个的数个气动线性致动器模块114能够向设备112提供线性致动。如果多个气动线性致动器模块114中的一个故障，则其可以在线性致动装置110的操作及其设备112的控制没有任何停机的情形下被替换。

此线性致动装置110可以比上面参照图1A描述的线性致动装置10更加可靠，因为如果位置传感器148中的一个或压力传感器156中的一个故障的话，信息仍通过在其它气动线性致动器模块114上的起作用的位置传感器148与压力传感器156提供到处理器46。此外，与线性致动装置10不同，替换发生故障的位置传感器148或发生故障的压力传感器156不需要停机，因为它们是气动线性致动器模块114的一部分，如上所述的，其可以在无需任何系统停机的情况下被替换。

图3是根据本发明的实施方式的连接到设备以向设备提供线性致动的另一个示例性线性致动装置的示意性横截面视图。图3示出了连接到设备112的线性致动装置210。设备112可以是如上面参照图2所描述的。线性致动装置210可以包括多个气动线性致动器模块214(在图3中示出两个)、多个隔离阀252(在图3中示出两个)、动态致动器连接件16、与静态致动器连接件18。动态致动器连接件16与静态致动器连接件18可以是如上面参照图1A中所描述的。

多个隔离阀252中的每个布置在压缩气体供给S与每个气动线性致动器模块214的对应的一个之间。通过选择性地打开或闭合多个头部隔离阀252中的一个，多个气动线性致动器模块214中的对应一个可以选择性地连接到压缩气体供给S或者与压缩气体供给S隔离。

每个气动线性致动器模块214可以基本上相同。除了每个气动线性致动器模块214可以进一步包括偏置元件128、螺柱170、螺母172、气动控制器220、与气动配件242以外，气动线性致动器模块214可以与上面参照图1A和图1B描述的气动线性致动器模块14相同。偏置元件128、螺柱170、与螺母172可以是如上面参照图2描述的。除了气动配件242可以通过多个隔离阀252中的一个将气动线性致动器模块214连接到压缩气体供给S以外，气动配件242可以是如上参照图1A所述的气动配件42。

如图3中所示，气动控制器220可以包括处理器246、位置传感器148、气动控制机构50、与气动控制管线或头部254。气动控制器220可以可选地包括压力传感器156。气动控制机构50可以是如上面参照图1A所描述的。位置传感器148与压力传感器156可以是如上面参照图2描述的。处理器246可以电连接到控制输入C、位置传感器148、气动控制机构50、以及压力传感器156。处理器246可以是电子微处理器。气动控制机构50可以将压缩气体供给S从气动配件242气动地联接到气动控制管线254。气动控制管线254可以气动地连接到流体致动器40。在一些实施方式中，如图3中所示，气动控制机构50可以包括电流到压力(I/P)传感器58与增压器60。I/P传感器58电连接到处理器246并且将压缩气体供给S气动地连接到增压器60。增压器60还通过气动配件242直接气动地连接到压缩气体供给S并且连接到气动控制管线254。

在操作中，对于多个气动线性致动器模块214中的每个来说，气动控制器220的处理器246可以接收来自控制输入C的指示设备212的期望的致动水平的的信号，例如通过使阀杆26远离完全闭合位置移动来增加致动的水平。处理器246将电信号发送到气动控制机构50的I/P传感器58。电信号可以是来自控制输入C的信号、来自位置传感器148的电信号、以及来自压力传感器156的电信号的函数。I/P传感器58响应于来自处理器246的电信号调节来自压缩气体供给S的压力以将气动控制信号提供到增压器60。来自I/P传感器58的气动控制信号增加了从压缩气体供给S通过增压器60供给到气动控制管线254的压力。从气动控制管线254供给的增加的压力增加了流体致动器40内的压力，从而在流体致动器40的相对端之间产生张力。由流体致动器40产生的张力朝向第一构件30且远离第二构件32拉动平移构件38。针对多个气动线性致动器模块214中的每个而言，平移构件38朝向第一构件30且远离第二构件32的移动还使得动态致动器连接件16远离静态致动器连接件18移动。由多个气动线性致动器模块214产生的张力足以克服在每个气动线性致动器模块214中的偏置元件128的偏置力并且使阀杆26远离完全闭合位置移动。

可以通过从位置传感器148到处理器246的电信号实现阀杆26的位置的微调。可以通过从压力传感器156到处理器246的电信号实现供给到流体致动器40的压力的精细控制。

如同上面描述的线性致动装置10与线性致动装置110的实施方式，线性致动装置210构造为使得比多个气动线性致动器模块214少一个的数个气动线性致动器模块214能够向设备112提供线性致动。如果多个气动线性致动器模块214中的一个发生故障，则其可以在线性致动装置210的操作及其设备112的控制没有任何停机的情况下被替换。例如，一旦气动线性致动器模块214中的一个被识别为故障或失效，那么就通过闭合对应于待替换的气动线性致动器模块214的隔离阀252，通过使气动线性致动器模块214与压缩气体供给S断开或隔离而开始替换。随后可以打开排放阀44以释放内部的任何压力，并且气动配件242可以与隔离阀252断开。气动控制器220还可以与控制输入C电气地断开。然后可以通过使平移构件38与动态致动器连接件16断开连接，以及使第二构件32与静态致动器连接件18断开连接而使待替换的气动线性致动器模块214与线性致动装置210物理地脱开。

通过将第二构件32连接到静态致动器连接件18，以及将平移构件38连接到动态致动器连接件16以物理地联接替换气动线性致动器模块214，实现替换气动线性致动器模块214的安装。然后，替换气动线性致动器模块214的气动配件242可以连接到隔离阀252并且排放阀44闭合。接下来，头部隔离阀252可以打开以将替换气动线性致动器模块214连接到压缩气体供给S。通过此种方式，故障或失效的气动线性致动器模块214可以在设备112的操作没有停机的情况下被替换。

线性致动装置210可以比上述线性致动装置10或线性致动装置110更加可靠，因为如果气动控制器220中的一个故障的话，其功能在其余的多个气动线性致动器214的每个中被复制。此外，如上所述，替换故障的气动控制器220不需要停机，因为它们是气动线性致动器模块214的一部分，因此其可以在没有任何系统停机的情况下被替换。

图4是根据本发明的实施方式的装置的示意图。图4示出了用于通过动态致动器连接件与静态致动器连接件(比如上面参照图1A描述的动态致动器连接件16与静态致动器连接件18)向设备(比如上面参照图2描述的设备112)提供线性致动。为了清楚起见省略此设备。动态致动器连接件与静态致动器连接件是线性致动装置310的一部分并且为了清楚也省略了。如图4中所示，线性致动装置310还可以包括多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d以及局部控制环380。气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d可以与上面参照图3描述的气动线性致动器模块214相同。局部控制环380电连接到多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d中的每个的处理器246，并且可以向它们中的每个提供指示期望的致动水平的控制输入C。局部控制环380还可以在多个线性致动器模块214a、214b、214c、和214d的每个之间提供通信。

在一些实施方式中，多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d中的每个可以通过局部控制环380接收来自控制输入C的相同控制信号。多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d中的一个，例如气动线性致动器模块214a，可以被指定为主控制模块，并且其余的气动线性致动器模块214b、214c、和214d可以被指定为辅助控制模块。如此构造，气动线性致动器模块214a可以用作为主控制模块并且可以响应于来自控制输入C的控制信号将环控制信号发送到每个辅助控制模块、即气动线性致动器模块214b、214c和214d。作为辅助控制模块，气动线性致动器模块214b、214c、和214d可以响应于环控制信号致动并且可以忽略来自控制输入C的控制信号。通过此种方式，多个气动线性致动器模块中的一个，即气动线性致动器模块214a，可以控制与协调线性致动装置310的全部气动线性致动器模块的致动。

如同上述线性致动装置210的实施方式，线性致动装置310构造为使得比多个气动线性致动器模块214少一个的数个气动线性致动器模块214能够向设备112提供线性致动。如在图4中所示，这意味着如果多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d中的一个故障的话，其可以在线性致动装置310的操作没有任何停机的情形下被替换。如果辅助致动器模块中的任一个故障，那么参照图3进行如上所述的针对气动线性致动器模块214的替换。如果主致动器模块故障的话，除了一旦气动线性致动器模块214a故障，或者从线性致动装置310移除以外，替换仍如上面参照图3描述的，其余气动线性致动器模块中的一个，例如，气动线性致动器模块214b，可以自动地变为主模块并且可以响应于来自控制输入C的控制信号将环控制信号发送到每个其余的辅助控制模块、即气动线性致动器模块214c和214d。一旦安装针对故障的气动线性致动器模块214a的替换，则其可以变为主致动器模块并且气动线性致动器模块214b可以返回成为辅助致动器模块中的一个。另选地，针对故障的气动线性致动器模块214a的替换可以是辅助致动器模块，并且气动线性致动器214b可以继续是主致动器模块直到其被替换。

通过此种方式，多个气动线性致动器模块214a、214b、214c、和214d中的一个可以控制与协调线性致动装置310的全部气动线性致动器模块的致动，同时可以在线性致动装置310的操作没有任何停机情况下替换故障或失效的气动线性致动器模块。

图5是根据本发明的实施方式的连接到设备以向设备提供线性致动的另一个示例性线性致动装置的示意性横截面视图。图5示出了连接到设备112的线性致动装置410。设备112可以是如上面参照图2所描述的。线性致动装置410可以包括多个气动线性致动器模块414(在图5中示出两个)、多个隔离阀252(在图5中示出两个)、共同头部462、动态致动器连接件16、与静态致动器连接件18。动态致动器连接件16与静态致动器连接件18可以是如上面参照图1A中描述的。如下所述，通常头部462可以气动地连接到多个线性致动器模块414的全部以使全部流体致动器40中的压力相等。

多个隔离阀252中的每个都布置在压缩气体供给S与每个气动线性致动器模块414的对应一个之间。通过选择性地打开或闭合多个头部隔离阀252中的一个，多个气动线性致动器模块414中的对应一个可以选择性地连接到压缩气体供给S或者与压缩气体供给S隔离。

的每个气动线性致动器模块414可以基本上相同。除了气动控制器420替换气动控制器220以外，气动线性致动器模块414可以与上面参照图3描述的气动线性致动器模块214相同，并且每个气动线性致动器模块414可以进一步包括气动配件464。如图5中所示，除了气动配件464可以将气动线性致动器模块414连接到共同头部462以外，气动配件464可以是参照图3的如上面针对气动配件242所描述的。

如图5中所示，气动控制器420可以包括处理器446、位置传感器148、气动控制机构50、气动控制管线或头部454、控制管线气动阀466、以及共同头部气动阀468。气动控制器420可以可选地包括压力传感器156。气动控制机构50可以是如上面参照图1A所描述的。位置传感器148与压力传感器156可以是如上面参照图2所描述的。控制管线气动阀466与共同头部气动阀468例如可以是螺线管致动阀。处理器446可以电连接到控制输入C、位置传感器148、气动控制机构50、压力传感器156、控制管线气动阀466、与头部气动阀468。处理器446可以是电子微处理器。

如图5中所示，气动控制管线454可以通过控制管线气动阀466将流体致动器40选择性地气动连接到气动控制机构50，并且通过头部气动阀468将流体致动器40气动连接到共同头部464。在一些实施方式中，气动控制机构50可以包括电流到压力(I/P)传感器58与增压器60。I/P传感器58电连接到处理器446并且将压缩气体供给S气动地连接到增压器60。增压器60还通过气动配件242直接气动地连接到压缩气体供给S并且通过控制管线气动阀466连接到气动控制管线454。

在操作中，对于多个气动线性致动器模块414中的每个来说，气动控制器420的处理器446可以接收来自控制输入C的指示设备112的期望的致动水平的的信号，例如通过使阀杆26远离完全闭合位置移动来增加致动水平。气动控制器420还可以接收来自控制输入C的指示用于控制每个气动线性致动器模块414的四个另选状态中的一个的信号。在第一状态中，气动线性致动器模块414定向地操作为独立单元，如上参照图3针对气动线性致动器模块214所述进行操作以使阀杆26远离完全闭合位置移动。在第一状态中，处理器446发送电信号以打开控制管线气动阀466并且闭合共同头部气动阀468，以便匹配气动线性致动器模块214的构造。

在第二状态中，气动线性致动器模块414定向地控制其它气动线性致动器模块414。在第二状态中，处理器446发送电信号以打开控制管线气动阀466与共同头部气动阀468。处理器446将电信号发送到气动控制机构50的I/P传感器58。电信号可以是来自控制输入C的信号、来自位置传感器148的电信号、以及来自压力传感器156的电信号的函数。I/P传感器58响应于来自处理器446的电信号调节来自压缩气体供给S的压力以将气动控制信号提供到增压器60。通过它们至共同头部462的连接，来自I/P传感器58的气动控制信号增加了从压缩气体供给S通过增加器60供给到气动控制管线454以及供给到其它气动线性致动器模块414的压力。从气动控制管线454供给的增加的压力增加了多个气动线性致动器模块414中的每个的流体致动器40内的压力，从而在流体致动器40的相对端之间产生张力。通过多个气动线性致动器模块414产生的张力足以克服在每个气动线性致动器模块414中的偏置元件128的偏置力并且使阀杆26远离完全闭合位置移动。

在第三状态中，气动线性致动器模块414通过其它气动线性致动器模块414中的一个被定向地控制。在第三状态中，处理器446发送电信号以关闭控制管线气动阀466并且打开共同头部气动阀468。在此状态中，增加的压力唯一地从共同头部462供给到气动控制管线454，该共同头部由其它气动线性致动器模块414中的一个控制。从气动控制管线454供给的增加的压力增加了多个气动线性致动器模块414中的每个的流体致动器40内的压力，从而在流体致动器40的相对端之间产生张力。通过多个气动线性致动器模块414产生的张力足以克服在每个气动线性致动器模块414中的偏置元件128的偏置力并且使阀杆26远离完全闭合位置移动。

在第四状态中，气动线性致动器模块414定向地使气动控制管线454与气动控制机构50的输出以及共同头部462隔离。在第四状态中，处理器446发送电信号以关闭控制管线气动阀466与共同头部气动阀468。例如，当期望流体致动器40内的压力没有变化时，此“保持”状态可以被利用，或者作为进入第一状态、第二状态或第三状态的任一个之前的中间状态。

如同上面描述的线性致动装置10、线性致动装置110、与线性致动装置210的实施方式，线性致动装置410构造为使得比多个气动线性致动器模块414少一个的数个气动线性致动器模块414能够向设备112提供线性致动。如果多个气动线性致动器模块414中的一个故障，则其可以在线性致动装置410的操作及其设备112的控制没有任何停机的情形下被替换。例如，如果多个气动致动器模块414中的一个处于状态二中并且被识别为故障或失效，那么多个气动线性致动器模块414中的另一个可以接收来自控制输入C的信号以转到状态二从而接管气动线性致动器模块414中的另一个的控制。一旦故障的气动线性致动器模块414不受控制，那么其就可以被替换并且如上参照图3所述通过断开与再连接气动配件242和464来安装新的气动线性致动器模块414。通过此种方式，故障或失效的气动线性致动器模块414可以在设备112的操作没有停机的情形下被替换。

在不偏离本发明的范围的情况下可以对所讨论的示例性实施方式做出多种修改和增加。例如，尽管上述实施方式涉及特定的特征，本发明的范围还包括具有不同特征的组合的实施方式以及未包括上述全部特征的实施方式。并且此外，在多个实施方式的描述内的术语“可以”的使用用于表示如与必须、仅可以、仅能、必须地或另一个绝对术语相对的可以。

Claims (21)

1.一种用于向具有可移动部分与不可移动部分的设备提供线性致动的装置，所述装置包括：

多个气动线性致动器模块，所述多个气动线性致动器模块中的每个包括静态部分与动态部分，其中所述动态部分相对于所述静态部分能够以线性方式移动；

动态致动器连接件，其构造为将所述多个气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到所述设备的可移动部分；以及

静态致动器连接件，其构造为将所述多个气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到所述设备的不可移动部分；

其中，比所述多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块构造为向所述设备提供线性致动，并且所述多个气动线性致动器模块中的每个构造为与所述动态致动器连接件和所述静态致动器连接件选择性地联接和脱开，所述多个气动线性致动器模块中的每个包括：

第一构件；

第二构件；

多个线性引导件，其将所述第一构件连接到所述第二构件；

多个线性支承件，其构造为沿着所述多个线性引导件移动；

平移构件，其连接到所述多个线性支承件；

流体致动器，其将所述平移构件连接到所述第一构件；以及

气动配件，其连接到所述流体致动器，所述气动配件构造为将所述流体致动器连接到气动管线；

其中，所述平移构件是所述气动线性致动器模块的动态部分，并且所述第二构件是所述气动线性致动器模块的静态部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述设备是控制阀，所述设备的可移动部分是阀杆，并且所述不可移动部分是阀盖。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述静态致动器连接件与所述阀盖是一体的。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述动态致动器连接件与所述阀杆是一体的。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括：

气动控制器，其构造为与所述多个气动线性致动器模块中的每个选择性地联接和脱开，所述控制器构造为控制所述多个气动线性致动器模块的致动。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述气动控制器包括：

处理器，其构造为接收控制输入；

位置传感器，其电连接到所述处理器并且构造为感测所述设备的可移动部分相对于所述设备的不可移动部分的位置；以及

电连接到所述处理器的气动控制机构，所述气动控制机构构造为将压缩气体供给连接到所述多个气动线性致动器模块，并且构造为响应于来自所述处理器的电信号调节供给到所述多个气动线性致动器模块的压缩气体的压力，其中来自所述处理器的电信号是至少所述控制输入和所述设备的可移动部分相对于所述设备的不可移动部分的感测位置的函数。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述气动控制器还包括压力传感器，所述压力传感器电连接到所述处理器并且构造为感测供给到多个气动线性致动器模块的压缩气体的压力，并且其中来自所述处理器的电信号另外地是供给到所述多个气动线性致动器模块的压缩气体的感测压力的函数。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一构件是第一板，第二构件是第二板，并且所述平移构件是平移板，并且其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括偏置构件，所述偏置构件构造为施加抵抗通过所述流体致动器施加在所述第一板与所述平移板之间的力的偏置力。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括：

螺纹圆柱，其在一端连接到所述平移板并且朝向所述第一板突出，其中所述柱包括中空内部以及外部，其中，所述中空内部延伸所述柱的长度，所述外部包括延伸所述柱的长度的至少一部分的螺纹；以及

螺母，其构造为与所述柱的螺纹螺纹地接合，其中所述偏置构件布置在所述螺母与所述第一板之间，使得通过使所述螺母沿着所述柱行进而使所述偏置力是可调节的。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括电连接到所述气动控制器并且构造为感测所述平移板的位置的位置传感器。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述气动控制器包括：

处理器，其构造为接收控制输入并且电连接到所述多个气动线性致动器模块中的每个的位置传感器；以及

气动控制机构，其电连接到所述处理器，所述气动控制机构构造为将压缩气体供给连接到所述多个气动线性致动器模块，并且构造为响应于来自所述处理器的电信号调节供给到所述多个气动线性致动器模块的压缩气体的压力，其中来自所述处理器的电信号是至少所述控制输入和所述多个气动线性致动器模块中的每个的平移板的感测位置的函数。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括压力传感器，所述压力传感器电连接到所述处理器并且构造为感测供给到所述气动线性致动器模块的压缩气体的压力，并且其中来自所述处理器的电信号另外地是供给到所述多个气动线性致动器模块中的每个的压缩气体的感测压力的函数。

13.一种用于向具有可移动部分与不可移动部分的设备提供线性致动的装置，所述装置包括：

多个气动线性致动器模块，所述多个气动线性致动器模块中的每个包括静态部分与动态部分，其中所述动态部分相对于所述静态部分能够以线性方式移动；

动态致动器连接件，其构造为将所述多个气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到所述设备的可移动部分；以及

静态致动器连接件，其构造为将所述多个气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到所述设备的不可移动部分；

其中，比所述多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块构造为向所述设备提供线性致动，并且所述多个气动线性致动器模块中的每个构造为与所述动态致动器连接件和所述静态致动器连接件选择性地联接和脱开，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个包括：

第一构件；

第二构件；

多个线性引导件，其将所述第一构件连接到所述第二构件；

多个线性支承件，其构造为沿着所述多个线性引导件移动；

平移构件，其连接到所述多个线性支承件；

流体致动器，其将所述平移构件连接到所述第一构件；

连接到所述流体致动器的第一气动配件，所述第一气动配件构造为将所述气动线性致动器模块选择性地联接到压缩气体供给；以及

气动控制器，其构造为将所述气动线性致动器模块选择性地联接到控制输入，所述气动控制器包括：

处理器，其构造为接收所述控制输入；

位置传感器，其电连接到所述处理器并且构造为感测所述平移构件的位置；以及

气动控制机构，其电连接到所述处理器，所述气动控制机构将压缩气体供给从气动管线连接到所述多个气动线性致动器模块，并且构造为响应于来自所述处理器的电信号调节供给到所述气动线性致动器模块的压缩气体的压力，其中来自所述处理器的电信号是至少所述控制输入和所述平移构件的感测位置的函数。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一构件是第一板，第二构件是第二板，并且所述平移构件是平移板，并且其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括偏置构件，所述偏置构件构造为施加抵抗通过所述流体致动器施加在所述第一板与所述平移板之间的力的偏置力。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括：

螺纹圆柱，其在一端连接到所述平移板并且朝向所述第一板突出，其中所述柱包括中空内部以及外部，其中所述中空内部延伸所述柱的长度，所述外部包括延伸所述柱的长度的至少一部分的螺纹；以及

螺母，其构造为与所述柱的螺纹螺纹地接合，其中所述偏置构件布置在所述螺母与所述第一板之间，使得通过使所述螺母沿着所述柱行进而使得所述偏置力是可调节的。

16.根据权利要求13所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括压力传感器，所述压力传感器电连接到所述处理器并且构造为感测供给到所述流体致动器的压缩气体的压力，并且其中来自所述处理器的电信号另外地是供给到所述流体致动器的压缩气体的感测压力的函数。

17.根据权利要求13所述的装置，还包括局部控制环，其中所述多个气动线性致动器模块中的每个的处理器电连接到所述局部控制环以接收所述控制输入。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述多个气动线性致动器模块中的一个向其余的多个气动线性致动器模块中的每个提供所述控制输入。

19.根据权利要求13所述的装置，还包括：

共同头部，其构造为气动地联接到所述多个气动线性致动器模块中的每个的流体致动器；

其中所述多个气动线性致动器模块中的每个还包括连接到所述流体致动器的第二气动配件，所述第二气动配件构造为将所述气动线性致动器模块选择性地联接到所述共同头部；并且

其中所述气动控制器还包括用于将所述流体致动器选择性地连接到所述压缩气体供给的第一气动阀及用于将所述流体致动器选择性地连接到所述共同头部的第二气动阀。

20.一种用于提供具有可移动部分与不可移动部分的设备的线性致动的方法，所述方法包括：

通过将气动线性致动器模块中的每个的动态部分连接到所述设备的可移动部分以及将所述气动线性致动器模块中的每个的静态部分连接到所述设备的不可移动部分，使多个气动线性致动器模块联接到所述设备；

将压缩气体供给连接到所述多个气动线性致动器模块中的每个；

调节供给到所述多个气动线性致动器模块的压缩气体的压力以提供所述设备的线性致动，其中比所述多个气动线性致动器模块少一个的数个气动线性致动器模块能够提供所述设备的线性致动；以及

替换所述多个气动线性致动器模块中的一个同时调节所述多个气动线性致动器模块的其余部分的压力以提供所述设备的连续线性致动。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个气动线性致动器模块中的一个包括多个气动线性致动器模块中的故障或失效的一个，并且其中所述替换包括：

识别所述多个气动线性致动器模块中的待替换的故障或失效的一个；

将所述压缩气体供给与被识别的气动线性致动器模块断开；

通过使所述气动线性致动器模块的动态部分与所述设备的可移动部分断开以及使所述气动线性致动器模块的静态部分与所述设备的不可移动部分断开而使被识别的气动线性致动器模块与所述设备脱开；

通过将替换气动线性致动器模块的动态部分连接到所述设备的可移动部分以及将所述替换气动线性致动器模块的静态部分连接到所述设备的不可移动部分而将替换气动线性致动器模块联接到所述设备；以及

将所述压缩气体供给连接到所述替换气动线性致动器模块。

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