CN108474393B - 流体致动器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流体致动器设备(101),其包括第一缸壳体(103)和可滑动地设置在第一缸壳体中的第一活塞体(109),该第一缸壳体包括第一头部构件(105)和第二头部构件(107),第一活塞体(109)将第一缸壳体的内部分隔成第一缸室(111)和第二缸室(113),至少第一缸室(111)联接至流体供给装置(126)。第一活塞体(109)具有沿轴向方向(X)延伸穿过第一活塞体的第一通孔(115)和第二通孔(117);第一活塞杆(119)可滑动地设置在第一通孔(115)中并且第二活塞杆(121)可滑动地设置在第二通孔(117)中;以及第一通孔(115)包括第一接合及断开接合装置(123)并且第二通孔(117)包括第二接合及断开接合装置(125),第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置设置成用于提供与相应的第一活塞杆和第二活塞杆的单独的接合或断开接合。本发明还涉及用于对至少第一活塞杆(119)和第二活塞杆(121)的运动进行控制的方法。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的流体致动器设备。本发明还涉及用于操作流体致动器设备的方法。本发明可以涉及使用用于不同应用类型的液压致动器和/或气动致动器的行业并且还可以涉及生产多活塞杆式致动器设备的制造行业。
本发明可以用于人形机器人、机器手、全地形机器人、所谓的飞行中的变形机翼、运动补偿器、机器鱼、多升降机设备、在手术应用领域领先的机械臂、材料处理装置(所谓的背负式缸)等。
背景技术
具有带至少两个活塞杆的缸壳体的当前的流体致动器设备依赖于大缸室容积来提供较长冲程。
WO 2012/152253公开了具有多个活塞杆的流体致动器设备,每个活塞杆都依赖于相对的活塞杆的运动而被致动。
发明内容
存在提供一种在引言中限定的类型的紧凑且轻量的(例如,多活塞杆式致动器)且具成本效益的流体致动器设备的目的。
存在提供一种与快速运动相结合的能够执行较大力且精确运动的流体致动器设备的目的。
还存在提供一种能够对多个线性运动产生高能效驱动的紧凑型流体致动器设备的目的。
在某些应用中存在用所述流体致动器设备代替电动致动器的目的,因为电动致动器在将活塞杆长时间保持在相同位置时将不利地变热并且将消耗大量电力。
存在更有效地控制流体致动器设备的速度和力的目的。
又一目的在于减少联接至流体致动器设备的流体供给装置的功率输出。
还存在减少能量损失的目的。
另一目的在于改进各种工业应用中的当前的多活塞杆式致动器设备。
目的在于提供一种仅通过少量的输入力来完成工作的流体致动器设备。
存在设计一种具有更小体积的贮存器罐的流体致动器设备的目的。
存在实现一种髙效率的流体致动器设备的目的。
该目的或所述目的中的至少一个目的由下述流体致动器设备实现,该流体致动器设备包括第一缸壳体和可滑动地设置在所述第一缸壳体中的第一活塞体,该第一缸壳体包括第一头部构件和第二头部构件;第一活塞体将第一缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,至少第一缸室联接至流体供给装置;第一活塞体具有沿轴向方向延伸穿过第一活塞体的第一通孔和第二通孔;第一活塞杆可滑动地设置在第一通孔中,并且第二活塞杆可滑动地设置在第二通孔中;以及第一通孔包括第一接合及断开接合装置并且第二通孔包括第二接合及断开接合装置,第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置中的每一者均设置成用于提供与相应的第一活塞杆和第二活塞杆的单独的接合或断开接合。
由此实现了非常小的流体供给装置并且该流体供给装置具有更小体积的流体贮存器,因为该流体致动器设备不需要任何特定的体积变化,而当前的多杆式致动器需要特定的体积变化。
由此实现了紧凑、轻量且具成本效益的多伺服驱动器、特别是在使用高液压压力的情况下更是如此。
由此实现了有效地产生并分配机械线性运动的紧凑型流体致动器设备。
由此实现了适合于拉伸载荷的紧凑型流体致动器设备,因为用于压缩载荷的较粗的杆使现有技术的设备庞大。
由此借助于较少数目的部件实现了活塞杆的脉冲式推进,从而提供了具成本效益且节省空间的设备。
由此实现了:该设备可以在不需要连续运动的应用、例如在飞行器中的辅助致动中使用。
优选地,第一接合及断开接合装置设置在第一活塞体中,以用于对第一活塞杆提供单独的交替(例如,瞬时)夹持动作。
适当地,第二接合及断开接合装置设置在第一活塞体中,以用于对第二活塞杆提供单独的交替(例如,瞬时)夹持动作。
优选地,至少三个活塞杆设置成通过共用的第一活塞体单独移动。
由此实现了可以使用与实际总载荷对应的经优化的系统压力水平的设备。
由此实现了:可以实现在两个方向上同时进行的杆的运动,这将提供多用途应用并且意味着高效率。
由此实现了:由于所产生的热能被流动的油带走而使流体致动器设备过热的风险最小化,即使该设备包括多个杆也是如此。
由此实现了具有不同直径、冲程和载荷需求的较大数目的活塞杆可以由共用的活塞来控制。
适当地,流体致动器设备包括与相应的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置相关联以用于单独提供所述接合或断开接合的启用装置。
优选地,轴向方向与相应的第一活塞杆和第二活塞杆的延伸对应。
适当地,相应的活塞杆延伸穿过至少第一活塞体和第二活塞体。
优选地,轴向方向与相应的活塞杆的运动方向对应。
适当地,轴向方向与第一活塞体的延伸对应。
优选地,第一通孔包括具有第一接合及断开接合装置的第一夹持部段,并且第二通孔包括具有第二接合及断开接合装置的第二夹持部段,各个接合及断开接合装置设置成用于提供与相应的第一活塞杆和第二活塞杆的单独的接合或断开接合。
适当地,流体致动器设备包括与相应的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置相关联以用于单独提供所述接合或断开接合的启用装置。
启用装置可以包括电磁式活塞杆接合及断开接合装置或流体受控式活塞杆接合及断开接合装置。
优选地,启用装置联接至控制单元。
由此实现了:相应的活塞杆可以单独联接至活塞体,以用于实现单独的受控运动。
适当地,流体致动器设备包括联接至相应的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置并联接至流体供给装置的阀装置。
由此实现了:阀装置联接至流体供给装置和控制单元,以用于提供对启用装置的控制并且进而提供对彼此独立的相应的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置的控制。
优选地,第一接合及断开接合装置包括联接至流体供给装置的第一中空空间,由此,第一活塞体的第一柔性夹持壁被限定在第一中空空间与第一活塞体的第一内夹持表面之间。
由此实现了具有较少数目的可移动部件的接合及断开接合装置,以用于以有效的方式提供活塞体与活塞杆的单独的接合或断开接合。
优选地,第一活塞体的第一内夹持表面设计成在第一中空空间增压时对第一活塞杆的包络面的任何部分提供夹持动作。
适当地,第一中空空间的增压使第一柔性夹持壁沿径向向内的方向扩张。
优选地,第一活塞体包括从第一缸壳体的内部沿轴向方向延伸穿过至少第一头部构件的第一延伸套筒部。
由此实现了:第一接合及断开接合装置的第一中空空间可以经由第一活塞体直接连接至流体供给装置。
优选地,第一延伸套筒部从第一活塞体的第一主体部延伸,该第一主体部至少在第一缸壳体内形成第一活塞力区域。
适当地,第一延伸套筒部的直径比第一活塞体的在第一缸壳体内形成的活塞力区域的第一主体部的直径更小。
优选地,第二活塞体的第二延伸套筒部的直径比第二活塞体的在第二缸壳体内形成活塞力区域的第二主体部的直径更小。
由此实现了:活塞体可以设计成使得每个接合及断开接合装置具有较大的夹持表面,从而通过确定第一延伸套筒部的直径与被包围在第一缸壳体内的第一主体部的直径之间的适当比率来对相应活塞杆的包络面提供适当的夹持动作。
优选地,第一活塞体设计为下述筒形块体:该筒形块体具有中间部分(该中间部分限定第一主体部)以及从中间部分沿轴向方向延伸的第一延伸套筒部和沿相反方向延伸的第二延伸套筒部。
适当地,第一延伸套筒部的直径和第二延伸套筒部的直径小于中间部分的直径。
优选地,第一延伸套筒部的直径与第二延伸套筒部的直径对应。
适当地,第一延伸套筒部的直径小于第二延伸套筒部的直径。
适当地,第一活塞力区域和第二活塞力区域具有横向于轴向方向的延伸部。
优选地,第一接合及断开接合装置联接至控制阀,其中,控制单元适于控制所述控制阀。
由此实现了:相应的活塞杆可以被单独控制,以进行特定的运动。
适当地,第一缸室和第二缸室各自经由阀构件联接至流体供给装置,以用于对第一活塞体的往复运动进行控制。
由此实现了:相应的活塞杆可以在载荷下沿着轴向方向在两个方向上移动。
优选地,流体供给装置经由第一活塞体的第一延伸套筒部的第一流体通道联接至第一接合及断开接合装置,其中,第一延伸套筒部从第一缸壳体沿轴向方向延伸。
适当地,流体供给装置经由第一活塞体的第一延伸套筒部的第二流体通道联接至第二接合及断开接合装置,其中,第一延伸套筒部从第一缸壳体沿轴向方向延伸。
优选地,至少第一流体通道和第二流体通道分别结合至同一位置或者至少结合到同一软管中。
由此实现了:该设备能够是较可靠的并且在相应的接合及断开接合装置与流体供给装置之间具有简单且节省空间的联接部。
适当地,延伸穿过第一活塞体的活塞杆的数目为三个或更多个。
由此实现了:流体致动器设备可以利用在对应的缸中适用的、串联且适用于不同速度的多个活塞体,由此,可以选择单个杆的速度。
由此实现了紧凑且轻量并且同时对三个或更多个活塞杆的控制进行管理的流体致动器设备。
由此实现了:该装置可以在飞行期间改变飞行器的外部形状的飞行器中使用。
由此实现了:可以在两个方向上执行同时进行的杆运动,这意味着高效率。
优选地,第一活塞杆的直径比第二活塞杆的直径大。
由此实现了:可以使用直径更大的活塞杆来推动载荷并且可以使用直径更小的活塞杆来拉动载荷。
适当地,第一传感器构件与第一活塞杆相关联。
优选地,第一缸壳体设置有第二传感器构件。
适当地,第三传感器构件联接至接合及断开接合装置的中空空间。
优选地,至少第一传感器构件、第二传感器构件和第三传感器构件包括位置传感器、线性运动传感器和/或压力传感器等。
由此实现了:每个活塞杆的单个载荷或压力需求可以在算法中针对所需的实际压力进行总结。
由此实现了用流体致动器设备感测载荷的有效方法。
适当地,传感器构件(第一传感器构件和/或第二传感器构件和/或第三传感器构件)联接至控制单元,该控制单元适于控制第一活塞体和第二活塞体的运动并且控制第一活塞体和第二活塞体与相应的第一活塞杆和第二活塞杆的接合及断开接合。
由此实现了:可以在实际性能或运动值方面对相应活塞杆的运动进行控制。
优选地,固定主杆关于全局坐标系是固定的,该固定主杆构成第一活塞杆,并且至少一个第二活塞杆能够相对于第一活塞杆局部地移动。
由此,该设备可以用于不同的夹具装置。
适当地,该设备还包括第二缸壳体和可滑动地设置在所述第二缸壳体中的第二活塞体,该第二缸壳体包括第一头部构件和第二头部构件;第二活塞体将第二缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,至少第一缸室联接至流体供给装置;第二活塞体具有沿轴向方向延伸穿过第二活塞体的第一通孔和第二通孔;第一活塞杆可滑动地设置在第一通孔中并且第二活塞杆可滑动地设置在第二通孔中;以及第一通孔包括第一接合及断开接合装置并且第二通孔包括第二接合及断开接合装置,第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置用于提供第二活塞体与相应的活塞杆的单独的接合或断开接合。
由此实现了至少两个全时相反工作的活塞。通过对每个接合及断开接合装置(夹持元件)单独地增压实现了快速夹持,并且通过简单的阀切换提供了在两个方向上同时进行的杆运动。
由此实现了可以提供快速运动并且还使应用变紧凑的流体致动器设备。
由此通过交替地启用相应的第一活塞杆和第二活塞体来实现活塞杆的连续的单独的运动。
通过使用至少两个活塞体、其中每个活塞体包括至少两个接合及断开接合装置,实现了可以利用少量流体来长距离驱动活塞杆。当前现有技术的长形缸使用大体积且大量的流体来长距离驱动活塞杆。在第一缸室和第二缸室中所使用的少量流体意味着操作中较大的刚度。
优选地,在第一缸壳体与第一活塞体之间设置有支承构件。
如此以来实现了:由于活塞杆相对于活塞体不对称地使用而在第一活塞体上产生了侧向载荷。
适当地,支承构件包括青铜或者包括青铜合金和/或锡青铜和/或无铅青铜和/或铜和/或铝青铜和/或碳石墨或其他低摩擦材料。
所述目的或所述目的中的至少一个目的已经通过一种用于借助于可滑动地设置在流体致动器设备的第一缸壳体中的第一活塞体来控制第一活塞杆和第二活塞杆的运动的方法实现,第一活塞体将第一缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第一活塞体具有各自分别围绕第一活塞杆和第二活塞杆的第一通孔和第二通孔,第一活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置;该方法包括下述步骤:对第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的往复运动的第一冲程和第二冲程;将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆;将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆。
由此可以实现:一组至少两个活塞杆中的单个活塞杆可以被单独控制并且无论缸壳体的冲程长度如何都可以被驱动可选的距离,而不需要为每个活塞杆设置缸壳体和活塞。
优选地,该方法还包括使第一活塞体与第一活塞杆和第二活塞杆断开接合的步骤。
适当地,高液压压力由流体供给装置产生,以用于对缸室进行增压。
由此实现了紧凑、轻量、刚性且具成本效益的多伺服驱动器。
适当地,低液压压力由流体供给装置产生,以用于对缸室进行增压。
优选地,流体致动器设备还包括第二活塞体,第二活塞体可滑动地设置在第二缸壳体中并将第二缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第二活塞体具有围绕第一活塞杆和第二活塞杆的第一通孔和第二通孔,第二活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置;该方法包括下述步骤:对第一缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的第一往复运动的第一冲程和第二冲程;对第二缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第二活塞体的第二往复运动的第一冲程和第二冲程,第一往复运动与第二往复运动是反向的;将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆并将第二活塞体与第一活塞杆断开接合;将第二活塞体在第一冲程中接合至第二活塞杆并将第一活塞体与第二活塞杆断开接合;将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆并且将第一活塞体与第一活塞杆断开接合;以及将第二活塞体在第二冲程中接合至第一活塞杆并将第二活塞体与第二活塞杆断开接合。
适当地,流体致动器设备还包括第一静态夹持单元,该第一静态夹持单元通过借助于所述流体供给装置或其他流体供给装置对第一静态夹持单元的内部可扩张腔进行增压而被启用,以用于夹持第一活塞杆,该方法包括下述步骤:将第一静态夹持单元接合至第一活塞杆,由此,至少第一活塞体与第一活塞杆断开接合。
由此实现了:由流体致动器设备提供的活塞杆的较大的力且精确的运动。
由此还实现了活塞杆的快速运动。
由此实现了:一个或多于两个的活塞杆的较大载荷能够在流体致动器设备的操作期间被长时间保持在一个位置。
由此实现了:相应活塞杆的推进可以与一个或至少两个活塞杆的静态锁定相结合。
由此实现了:提供了静摩擦接合,而当静摩擦接合与两个动态活塞体(各个动态活塞体设置在相应的缸壳体中)结合时,在低载荷与为静摩擦接合提供的高载荷结合的情况下,可以以较高的速度长时间进行线性轴线运动而不产生热量。
由此实现了:流体致动器设备可以构造成具有带低夹持力的至少两个快速移动的活塞和带高夹持力的第一静态夹持单元。
优选地,流体致动器设备还包括第三活塞体,该第三活塞体可滑动地设置在第三缸壳体中并将第三缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第三活塞体具有围绕第一活塞杆和第二活塞的第一通孔和第二通孔,第三活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置;所述方法包括下述步骤:交替地对第三缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第三活塞体的第三往复运动的第一冲程和第二冲程,第三往复运动的第一冲程与第一活塞体的第一冲程的起始点重叠。
适当地,所述方法包括交替地对第三缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压的步骤,这意味着单个活塞杆的连续运动。
由此实现了活塞杆的非脉冲式运动。
优选地,该方法包括对彼此具有不同速度的成对活塞体进行控制的步骤。
由此实现了可以提供不同速度的线性运动。
优选地,脉冲宽度调制(PWM)技术被应用于流体致动器设备,以控制活塞杆运动的速度。
适当地,第一活塞体和第二活塞体反相地工作。
由此实现了:活塞体改变方向时的可能的振动被消除。
优选地,流体供给装置(例如,构成高压流体供给装置的流体供给装置)产生系统压力和增压流体,其中,在接合及断开接合装置的中空空间中实现了具有较高压力的流体,并且在对应于流体供给装置的系统压力的经增压缸室中实现了具有较低压力的流体。
由此实现了:可以使限定在活塞体与被致动的(被接合的)活塞杆之间的接合及断开接合装置的接合区域的尺寸与活塞体的活塞力区域的尺寸相比较小。
由此,接合及断开接合装置可以镜像相反地定位,即,交替地设置成在活塞体中背向彼此。
由此,由于较大数目的活塞杆可以延伸穿过活塞体,因而流体致动器设备可以被制得更紧凑。
适当地,中空空间中的流体的较高压力为10Mpa至80MPa、优选地为30Mpa至60MPa或约45MPa,从而实现相应的活塞杆与活塞体之间的摩擦接合。
优选地,控制单元适于执行活塞杆运动之间的“分时”,即,一次移动一个活塞杆(其他活塞杆暂时处于静止位置),使得共用的活塞力区域可以被保持得尽可能小,从而单个活塞杆的力的需求表示共用的活塞区域。
由此,流体致动器设备可以被制得甚至更紧凑且更轻量。
由此,流体供给装置也可以设计成具有较低的动力需求。
如此以来实现了:流体致动器设备的特定数目的活塞可以以不同的速度被串联地驱动,并且还可以选择单个杆的速度。
优选地,若干个活塞杆至少单独地被同一活塞体控制。
适当地,共用的活塞体使至少两个活塞杆执行同时进行的运动。
优选地,每个活塞杆借助于活塞体的单个夹持元件(接合及断开接合装置)单独联接(接合)至活塞体并由联接至夹持元件的单个逻辑阀控制。
盖端部的定义可以被解释为基板,缸盖端部包括各自设置成用于相应的活塞杆的至少两个通孔。
中空空间的定义可以被解释为腔、狭缝、间隙、室或其他合适的措辞。
优选地,中空空间被限定为可扩张的中空空间。
适当地,中空空间可以包括一个柔性空间或至少两个柔性空间。
适当地,第一活塞体的第一接合及断开接合装置的第一中空空间或中空空间置于下述位置:在对第一中空空间/中空空间进行增压时,在所述位置处产生朝向第一活塞杆的相邻包络面夹持力(力)(该夹持力沿径向方向向内并且例如绕第一活塞杆的圆形横截面均匀分布)。在对中空空间进行增压时,第一柔性夹持壁向内扩张,夹持力借助于第一接合及断开接合装置的第一柔性夹持壁产生。第一柔性夹持壁定位在第一中空空间/中空空间与第一活塞杆包络面之间。
优选地,第一接合及断开接合装置的第一中空空间和/或中空空间绕第一柔性夹持壁周向均匀地定位。
适当地,第一中空空间或中空空间经由第一阀装置联接成与流体供给装置流体连通。
优选地,第一活塞体的第二接合及断开接合装置的第二中空空间或中空空间置于下述位置:在对第二中空空间/中空空间进行增压时,在所述位置处产生朝向第二活塞杆的相邻包络面的夹持力(力)(该夹持力沿径向方向向内并且例如绕第二活塞杆的圆形横截面均匀分布)。在对第二中空空间/中空空间进行增压时,第一柔性夹持壁向内扩张,夹持力借助于第二接合及断开接合装置的第二柔性夹持壁产生。第二柔性夹持壁定位在第二中空空间/中空空间与第二活塞杆包络面之间。
优选地,第二接合及断开接合装置的第二中空空间和/或中空空间绕第二柔性夹持壁周向均匀地定位。
适当地,第二中空空间或中空空间经由第二阀装置联接成与流体供给装置流体连通。
优选地,流体致动器设备包括第二活塞体,第二活塞体包括如上限定的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置。
适当地,流体致动器设备包括第三接合及断开接合装置和/或第四接合及断开接合装置,第三接合及断开接合装置和第四接合及断开接合装置中的每一者均包括如上限定的属于第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置的特征。
替代地,传感器构件与活塞杆相关联,以用于以下述方式测量第一活塞杆(第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆等)的位置:使传感器构件对第一活塞体相对于第一缸壳体的位置进行测量。
优选地,传感器构件与第一活塞杆和第二活塞杆相关联,以用于以下述方式测量第一活塞杆(第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆等)的位置:使传感器构件对第二活塞体相对于第二缸壳体的位置进行测量。
适当地,传感器构件联接至适于记录相应的活塞杆的实际位置的控制单元。
优选地,控制单元适于通过考虑第一活塞体和/或第二活塞体的先前执行且被记录的位置来计算相应的活塞杆的实际位置。
适当地,控制单元适于将所记录的位置存储在存储器单元中。
优选地,控制单元适于借助于将先前所存储的记录位置与新记录的实际位置相加来计算第一活塞杆和第二活塞杆的实际位置。
适当地,传感器装置适于测量相应的第一活塞杆和第二活塞杆的实际位置。
优选地,传感器装置联接至控制单元。
适当地,流体致动器设备包括联接至控制单元的传感器装置,其中,控制单元适于根据反馈回路来控制第一活塞杆的运动并且适于将第一活塞杆相对于第一缸壳体的位置的期望位置值与实际位置值进行比较。
适当地,控制单元适于记录关于相应的第一接合及断开接合装置(第二接合及断开接合装置、第三接合及断开接合装置、第四接合及断开接合装置等)的实际接合及断开接合的数据并且适于记录关于相应的第一活塞体和/或第二活塞体的实际位置的数据。
优选地,控制单元适于通过下述方式来计算第一活塞杆(第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆等)的实际位置:该方式为考虑关于相应的第一接合及断开接合装置(第二接合及断开接合装、第三接合及断开接合装置、第四接合及断开接合装置等)的实际接合及断开接合的记录数据并且通过考虑关于相应的第一活塞体和/或第二活塞体的实际位置的记录数据。
优选地,传感器构件安装在第一缸室和第二缸室中或者安装在第一缸壳体的外部和/或第二缸壳体的外部。
优选地,传感器构件检测第一活塞体和/或第二活塞体在线性运动中的位置并且将该运动转换成输出信号,该输出信号适于根据应用来处理、传输或控制并且被馈送至控制单元。
优选地,传感器构件读取第一活塞体的位置和/或第二活塞体的位置以便将编码位置转换成模拟信号和/或数字信号,所述信号通过数字读出器和/或运动控制器被解码成第一活塞体的实际位置和/或第二活塞体的实际位置。第一活塞体的位置和/或第二活塞体的位置可以通过第一活塞体和/或第二活塞体随时间的位置变化来确定。
适当地,线性编码器传感器可以包括光学器件、磁性器件、电感器件、电容器件和涡流器件。
这通过下述数据介质存储程序来解决:所述数据介质存储程序适于借助于可滑动地设置在流体致动器设备的第一缸壳体中的第一活塞体来控制第一活塞杆和第二活塞杆的运动,第一活塞体将第一缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第一活塞体具有各自分别围绕第一活塞杆和第二活塞杆的第一通孔和第二通孔,第一活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置,其中,所述数据介质存储程序包括存储在介质上的程序代码,所述程序代码是计算机可读取的以用于使控制单元执行下述方法步骤:对第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的往复运动的第一冲程和第二冲程;将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆;并且将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆。
这通过包括存储在介质上的程序代码的数据介质存储程序产品来解决,所述程序代码是计算机可读取的以用于当在控制单元上运行根据权利要求21所述的数据介质存储程序时执行根据权利要求15至19所述的方法的步骤。
优选地,由传感器构件测得的第一活塞体相对于第一缸壳体的每个新位置的值借助于控制单元而存储在控制单元的存储器单元中。
适当地,每个新位置的值都与参考值有关。
优选地,参考值是第一活塞体相对于第一缸壳体的明确限定且已知的位置。
适当地,所述明确限定且已知的位置与第一活塞杆相对于第一缸壳体的下述位置相对应:在该位置中,第一活塞杆相对于第一缸壳体移动至终点位置。
附图说明
现在将参照附图通过示例来描述本发明,在附图中:
图1a至图1d图示了根据第一示例的流体致动器设备;
图1e至图1g图示了夹持装置的其他示例;
图2图示了根据第二示例的流体致动器设备;
图3图示了根据第三示例的流体致动器设备的横截面视图;
图4a至图4b各自分别图示了根据第四示例和第五示例的流体致动器设备的活塞体的前视图;
图5图示了根据第六示例的流体致动器设备;
图6图示了根据第七示例的流体致动器设备;
图7a图示了根据第八示例的流体致动器设备的活塞体的横截面图;
图7b图示了包括图7a中的活塞体的流体致动器设备;
图8a至图8d图示了根据第九示例的流体致动器设备;
图9图示了根据第十示例的流体致动器设备;
图10a至图10d图示了根据第十一示例的并且在可选的应用中投入使用的流体致动器设备;
图11a至图11b图示了根据第十二示例的流体致动器设备的活塞;
图12a和图12b分别图示了根据第十三示例和第十四示例的另外的流体致动器设备;
图13图示了另一应用的流体致动器设备;
图14a和图14b图示了示出根据流体致动器设备的不同方面的示例性方法的流程图;
图15图示了根据另一示例的流体致动器设备;
图16a至图16d图示了根据又一示例的流体致动器设备;
图17a至图17d图示了根据另一示例的流体致动器设备;
图18示出了判定活塞杆实际位置的示例的表;以及
图19图示了根据本发明的示例的CPU装置。
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述本发明的示例性实施方式,其中,为了清楚起见并且为了理解本发明,会从附图中删除一些不重要的细节。
图1a至图1d示出了流体致动器设备101的第一示例性实施方式。在图1a中示出了流体致动器设备101,该流体致动器设备101包括具有第一头部构件105和第二头部构件107的缸壳体103。活塞体109可滑动地设置在缸壳体103中。活塞体109将缸壳体103的内部分隔成第一缸室111和第二缸室113。第一缸室111和第二缸室113经由流体端口114’、114”联接至流体供给装置126。活塞体109具有第一通孔115和第二通孔117。第一通孔115和第二通孔117各自以与沿着活塞体109延伸的轴向方向X平行的方式在分开的位置中彼此平行地延伸穿过活塞体109。第一活塞杆119可滑动地设置在第一通孔115中。第二活塞杆121可滑动地设置在第二通孔117中。第一通孔115包括具有第一接合及断开接合装置123的第一夹持部段116。第二通孔117包括具有第二接合及断开接合装置125的第二夹持部段118。相应的第一接合及断开接合装置123和第二接合及断开接合装置125各自提供与相应的第一活塞杆119和第二活塞杆121的单独的接合或断开接合。流体致动器设备101包括联接至相应的第一接合及断开接合装置123和第二接合及断开接合装置125的阀装置124(例如,包括一个或多于两个的阀)。阀装置124还联接至流体供给装置126。借助于联接至阀装置124的控制单元120,提供了:阀装置124可以被控制成以单独的方式对相应的第一接合及断开接合装置123和第二接合及断开接合装置125进行控制,以分别用于夹持动作和/或释放动作。如此以来,相应的第一接合及断开接合装置123和第二接合及断开接合装置125可以与相应的第一活塞杆119和第二活塞杆121单独地接合及断开接合。第一接合及断开接合装置123包括联接至流体供给装置的第一中空空间127。活塞体109的第一柔性夹持壁129限定在第一中空空间127与活塞体109的第一内夹持表面131之间。活塞体109的第一内夹持表面131设计成在对第一中空空间127增压时对第一活塞杆119的包络面的任一部分提供夹持动作。对第一中空空间127的增压由控制单元120控制。对第一中空空间127的增压被控制单元120控制成使得第一柔性夹持壁129沿径向向内的方向扩张。活塞体109包括从缸壳体103的内部沿轴向方向X(平行于第一活塞杆和第二活塞杆各自的延伸部)延伸穿过第一头部构件105的第一延伸套筒部133。活塞体109包括从缸壳体103的内部沿轴向方向X延伸穿过第二头部构件107的第二延伸套筒部135。第一接合及断开接合装置123的第一中空空间127经由活塞体109的第一延伸套筒部133借助于第一流体联接件137联接至流体供给装置126。第一逻辑阀130联接至第一流体联接件137和流体供给装置126。第一流体通道100在第一接合及断开接合装置123与第一逻辑阀130之间延伸。控制单元120联接至第一逻辑阀130,以用于对活塞体109与第一活塞杆119之间的接合及断开接合进行控制。第二接合及断开接合装置125的第二中空空间128经由活塞体109的第一延伸套筒部133借助于第二流体联接件139联接至流体供给装置126。联接至控制单元120的第二逻辑阀132设置在第二流体联接件139与流体供给装置126之间。第一延伸套筒部133从活塞体109的主体部141延伸。主体部141至少在缸壳体103内形成活塞力区域FA1。第一延伸套筒部133的直径比活塞体109的主体部141的直径小。主体部141在缸壳体103内形成活塞力区域FA1。活塞力区域FA1具有横向于轴向方向X的延伸部。第一接合及断开接合装置123联接至控制阀124。控制单元120适于控制所述控制阀124。由此实现了相应的活塞杆可以被单独地控制以进行特定的运动。
在图1b中示出了执行第一活塞杆119的运动的流体致动器设备101。控制单元、控制阀和流体供给装置未被示出。第一缸室111以第一压力增压,以沿着如图1c中所示的轴向方向在方向D1上推进活塞体109。第一中空空间127经由第一流体联接件137通过夹持力压力增压,以实现活塞体109与第一活塞杆119之间的接合,由此,第一活塞杆119沿如图1c中所示的方向D1移动。在图1中所示的下一步骤中,通过对第二缸室113进行增压,活塞体109沿相反方向移动。通过对第二中空空间128进行增压,第二活塞杆121沿相反方向D2移动。通过以交替的方式交替地对第一缸室111和第二缸室113进行增压,实现了活塞体109的第一冲程和第二冲程(例如,以往复运动的方式)。通过使活塞体109在第一冲程中接合至第一活塞杆119,提供了第一活塞杆119的单独的受控运动。通过使活塞体109在第二冲程中接合至第二活塞杆121,提供了第二活塞杆121的单独的受控运动。可以如图1a中所示的那样使活塞体109与第一活塞杆119和第二活塞杆121断开接合来提供活塞体109的与第一活塞杆119和第二活塞杆121断开接合的运动。由此实现了一组至少两个活塞杆119、121中的每个单独的活塞杆可以被单独地控制。因此,每个单独的活塞杆无论缸壳体的冲程长度如何都可以被驱动可选距离,而不需要为每个杆设置缸。控制单元120被设定成控制第一逻辑阀130和第二逻辑阀132(参见图1a)。第二逻辑阀132联接至第二流体联接件139以用于流体连通(第二逻辑阀132可以被定义为启用装置)。控制单元120联接至第二逻辑阀132以用于对活塞体109与第二活塞杆121之间的接合及断开接合进行控制。此外,控制单元120联接至邻近第一活塞杆119设置的第一传感器S1。控制单元120还联接至邻近第二活塞杆121设置的第二传感器S2。缸壳体103设置有第三传感器S3并且第三传感器S3联接至控制单元120。借助于由第一传感器S1、第二传感器S2和第三传感器S3检测到的并且由控制单元120执行的实际运动/位置/加速度值,产生用于对阀装置124以及第一逻辑阀130和第二逻辑阀132进行控制以获得相应的第一活塞杆119和第二活塞杆121的期望的运动性能的控制信号。第一传感器S1、第二传感器S2和第三传感器S3可以包括位置传感器、线性运动传感器和/或压力传感器等。流体致动器设备101包括支承装置98。支承装置98设置在第一缸壳体103与第一活塞体109之间。
图1e以更近的视图图示了第一活塞体的横截面。第一中空空间127设置成围绕第一活塞杆119。在第一中空空间127与第一活塞杆119的包络面之间限定有夹持(可扩张)壁部199。
图1f图示了根据另一实施方式的适于使用活塞体的夹持表面夹持至第一活塞杆119的第一可扩张中空空间127。图1g图示了根据另一实施方式的适于使用活塞体的夹持表面夹持至第一活塞杆119的第一可扩张中空空间127。
图2示出了流体致动器设备201的第二示例性实施方式。流体致动器设备201包括具有第一头部构件205’和第二头部构件207’的第一缸壳体203’。第一活塞体209’可滑动地设置在第一缸壳体203’中。第一活塞体209’将第一缸壳体203’的内部分隔成第一缸室211’和第二缸室213’。第一缸室211’和第二缸室213’经由第一流体端口214’、214”和第一阀装置224’联接至流体供给装置226。第一活塞体209’具有第一通孔215’和第二通孔217’。通孔215’、217’中的每一者以与沿着第一活塞体209’的滑动方向延伸的轴向方向X平行的方式延伸穿过第一活塞体209’。流体致动器设备201还包括具有第一盖205”和第二盖207”的第二缸壳体203”。第二活塞体209”可滑动地设置在第二缸壳体203”中。第二活塞体209”将第二缸壳体203”的内部分隔成第一室211”和第二室213”。第一室211”和第二室213”经由第二流体端口214”’、214””和第二阀装置224”联接至流体供给装置226。第二活塞体209”具有第一通孔215”和第二通孔217”。每个通孔以与沿着第一活塞体209”的滑动方向延伸的轴向方向X平行的方式延伸穿过第二活塞体209”。第一通孔215”和第二通孔217”两者以与轴向方向X’平行的方式延伸穿过第一活塞体209’和第二活塞体209”。第一活塞杆219可滑动地设置在第一通孔215’中。第二活塞杆221可滑动地设置在第二通孔217’中。第一通孔215’包括具有第一活塞杆接合及断开接合装置223’的第一夹持部段216。第二通孔217’包括第二夹持部段218,第二夹持部段218包括用于提供与相应的第一活塞杆219和第二活塞杆221的单独的接合或断开接合的第二活塞杆接合及断开接合装置225’。相应的第三活塞杆218和第四活塞杆220可滑动地设置在第一活塞体209’中并且设置成通过相应的第三活塞杆接合及断开接合装置230’和第四活塞杆接合及断开接合装置232’单独接合至第一活塞体209’。流体致动器设备201包括第一阀单元250’,第一阀单元250’经由第一延伸套筒部233’联接至第一活塞体209’的相应第一活塞杆接合及断开接合装置223’、第二活塞杆接合及断开接合装置225’、第三活塞杆接合及断开接合装置230’和第四活塞杆接合及断开接合装置232’,以用于提供相应的活塞杆接合及断开接合装置与第一阀单元250’之间的流体连通并且用于提供相应的第一活塞杆219、第二活塞杆221、第三活塞杆218和第四活塞杆220与第一活塞体209’的单独接合。第一阀单元250’还联接至单独的流体供给装置(未示出)或流体供给装置226。在第一活塞杆接合及断开接合装置223’与第一阀单元250’之间设置有单独的第一流体通道200。在第二活塞杆接合及断开接合装置225’与第一阀单元250’等之间设置有单独的第二流体通道。第二阀单元250”联接至第二活塞体209”的相应的第一活塞杆接合及断开接合构件223”、第二活塞杆接合及断开接合构件225”、第三活塞杆接合及断开接合构件230”和第四活塞杆接合及断开接合构件232”,从而提供相应的活塞杆接合及断开接合构件与第二阀单元250”之间的流体连通并且用于提供相应的第一活塞杆219、第二活塞杆221、第三活塞杆218和第四活塞杆220与第二活塞体209”的单独接合。第二阀单元250”还联接至单独的流体供给装置(未示出)或流体供给装置226。在第一活塞杆接合及断开接合装置223”与第二阀单元250”之间设置有单独的第一流体通道。在第二活塞杆接合及断开接合装置225”与第二阀单元250”等之间设置有单独的第二流体通道。借助于联接至第一阀装置224’和第二阀装置224”的控制单元220,提供了:相应的第一活塞体209’和第二活塞体209”可以被控制成提供适当的运动性能例如反向往复运动或其他相互运动。借助于联接至相应的第一阀单元250’和第二阀单元250”的控制单元220——其中,第一阀单元250’和第二阀单元250”中的每个阀单元又联接至相应的活塞杆接合及断开接合装置和活塞杆接合及断开接合构件——提供了:相应的第一活塞杆219、第二活塞杆221、第三活塞杆218和第四活塞杆220与相应的第一活塞体209’和第二活塞体209”的单独的受控的接合及断开接合。相应的活塞杆分别延伸穿过第一活塞体和第二活塞体。
图3图示了根据第三示例的流体致动器设备301的横截面图。流体致动器设备301包括具有第一头部构件305和第二头部构件307的缸壳体303。活塞体309可滑动地设置在缸壳体303中。活塞体309将缸壳体303的内部分隔成第一缸室311和第二缸室313。第一缸室311联接至流体供给装置(未示出)。活塞体309具有沿轴向方向X延伸穿过活塞体309的第一通孔315和第二通孔317。第一活塞杆319可滑动地设置在第一通孔315中,并且第二活塞杆321可滑动地设置在第二通孔317中。第一通孔315包括第一活塞杆接合及断开接合装置323。第二通孔317包括第二活塞杆接合及断开接合装置325。相应的第一活塞杆接合及断开接合装置323和第二活塞杆接合及断开接合装置325各自设置在活塞体309中,以用于提供活塞体309与相应的第一活塞杆319和第二活塞杆321的单独的接合或断开接合。在该图示的示例中,在第二缸室313中设置有用于使活塞体309缩回的弹簧构件333。
图4a图示了根据第四示例的流体致动器设备401的活塞体409的第一延伸套筒部433的前视图和横截面部分。五个通孔415’、415”、415”’、415””、415””’设置成穿过活塞体409,所述五个通孔中的每个通孔的壁部包括单独的活塞杆接合及断开接合装置(示出了423和425)。每个活塞杆接合及断开接合装置423、425均经由由控制单元(未示出)控制的控制装置联接至流体供给装置(未示出),以用于提供活塞体409与相应的活塞杆(未示出)之间的单独的夹持动作。第一延伸套筒部433具有比第一活塞体409的形成活塞力区域FA的较宽本体428的直径更小的直径。活塞体409设置有用于对相应的活塞杆的相应的包络面提供单独的夹持动作的延伸的接合及断开接合装置。活塞力区域FA1具有横向于轴向方向(参见例如图1a中的附图标记X)的延伸部。图4b图示了根据第五示例的流体致动器设备501的活塞体的第一延伸套筒部533的前视图和横截面部分。活塞体包括设置成用于与第一活塞杆519接合及断开接合的第一通孔515’。第二活塞杆521延伸穿过活塞体。第一活塞杆519的直径大于第二活塞杆521的直径。流体致动器设备501还包括第三活塞杆、第四活塞杆、第五活塞杆、第六活塞杆、第七活塞杆、第八活塞杆和第九活塞杆。具有较大直径的第一活塞杆519可以用于推动载荷,并且具有较小直径的第二活塞杆至第九活塞杆可以用于拉动载荷。每个通孔均设置有相应的活塞杆接合及断开接合装置,以用于单独地控制及推进相应的活塞杆。由此实现了紧凑且重量轻并且同时对多个活塞杆的控制进行管理的流体致动器设备。可以在两个方向上同时执行杆的运动,这意味着较高的效率。相应的流体管线599联接至流体供给装置和相应的活塞杆接合及断开接合装置。
图5图示了根据第六示例的流体致动器设备601。流体致动器设备601包括第一缸壳体603’。第一活塞体609’可滑动地设置在第一缸壳体603’中。第一活塞体609’将第一缸壳体603’的内部分隔成第一缸室611’和第二缸室613’。相应的第一缸室611’和第二缸室613’联接至流体供给装置(未示出)。第一活塞体609’具有沿轴向方向X延伸穿过第一活塞体609’的第一通孔615’和第二通孔617’。第一活塞杆619可滑动地设置在第一通孔615’中,并且第二活塞杆621可滑动地设置在第二通孔617’中。第一通孔615’包括第一活塞杆接合及断开接合装置623’,并且第二通孔617’包括第二活塞杆接合及断开接合装置625’,第一活塞杆接合及断开接合装置623’和第二活塞杆接合及断开接合装置625’两者设置成用于提供第一活塞体309’与相应的第一活塞杆619和第二活塞杆621的单独的接合或断开接合。此外,流体致动器设备601包括第二缸壳体603”。第二活塞体609”可滑动地设置在第二缸壳体603”中。第二活塞体609”将第二缸壳体603”的内部分隔成第一室611”和第二室613”。相应的第一室611”和第二室613”联接至流体供给装置(未示出)。第二活塞体609”具有沿轴向方向X延伸穿过第二活塞体609”的第一孔615”和第二孔617”。第一活塞杆619还可滑动地设置在第一孔615”中,并且第二活塞杆621可滑动地设置在第二孔617”中。第一孔615”包括第一接合及断开接合装置623”并且第二孔617”包括第二接合及断开接合装置625”,第一接合及断开接合装置623”和第二接合及断开接合装置625”两者设置成用于提供第二活塞体609”与相应的第一活塞杆619、621的单独的接合或断开接合。第一活塞杆接合及断开接合装置623’包括联接至流体供给装置的第一中空空间627’,而第一活塞体609’的第一柔性夹持壁限定在第一中空空间627’与第一活塞体609’的第一内夹持表面之间。第一活塞体609’的表面的第一凹槽640’设置成对于所有活塞冲程位置而言都联接至流体供给装置。第一凹槽640’经由设置在第一活塞体609’中的第一通道642’联接至第一中空空间627’。此外,第二活塞杆接合及断开接合装置625’包括联接至流体供给装置的第二中空空间627”,而第一活塞体609’的第二柔性夹持壁限定在第二中空空间627”与第一活塞体609’的第二内夹持表面之间。第一活塞体609’的表面的第二凹槽640”设置成对于所有活塞冲程位置而言都联接至流体供给装置。第二凹槽640”经由设置在第一活塞体609’中的第二通道642”联接至第二中空空间627”。相应的第一接合及断开接合装置623”和第二接合及断开接合装置625”与流体供给装置之间类似的布置或联接设置用于第二活塞体609”,以用于提供对相应的第一活塞杆619和第二活塞杆621的单独的夹持动作。
图6图示了根据第七示例的流体致动器设备701。流体致动器设备701包括第一活塞杆接合及断开接合装置723’、第二活塞杆接合及断开接合装置723”和第三活塞杆接合及断开接合装置723”’。三个活塞杆719’、719”、719”’通过共用的活塞体709被单独移动。控制单元(未示出)联接有第一逻辑阀726’、第二逻辑阀726”、第三逻辑阀726”’以用于单独控制逻辑阀726’、726”、726”’中的每一者。第一活塞杆接合及断开接合装置723’经由第一逻辑阀726’联接至流体供给装置726。第二活塞杆接合及断开接合装置723”经由第二逻辑阀726”联接至流体供给装置726。第三活塞杆接合及断开接合装置723”’经由第三逻辑阀726”’联接至流体供给装置726。
图7a图示了根据第八示例的包括缸壳体803、第一活塞杆819和第二活塞杆821以及活塞体809的流体致动器设备801的横截面图。活塞体809包括内夹持套筒890。内夹持套筒890的外表面与外壳体891的内表面形成中空空间827。内夹持套筒890在其端部处是敞开的,从而形成通孔815。内夹持套筒890被外壳体891围绕,外壳体891绕内夹持套筒890同轴地设置并且围绕形成夹持壁的所述内夹持套筒890。中空空间827联接至通道系统892,通道系统892包括进入中空空间827的第一开口和进入活塞体809的从缸壳体803延伸的外包络面的第二开口。通道系统892经由逻辑阀830联接至流体供给装置826,逻辑阀830又联接至适于对活塞体809与第一活塞杆819的单独的接合及断开接合进行控制的控制单元820。图7b图示了包括两个图7a中所示类型的活塞体809的流体致动器设备801。缸形壳880形成两个缸壳体803,相应的活塞体809可滑动地设置在所述两个缸壳体803中的各个缸壳体内。图7a中所示的通道系统892联接至设置在共用软管870中的流体管线,共用软管870包括联接至活塞体809的相应的中空空间的其他流体管线。
图8a至图8d图示了根据第九示例的流体致动器设备901。流体致动器设备901包括第一活塞909’、第二活塞909”和第三活塞909”’,第一活塞909’、第二活塞909”和第三活塞909”中的相应的活塞可滑动地设置在相应的第一缸903’、第二缸903”和第三缸903”’中。第一活塞杆919和第二活塞杆921通过相应的彼此独立的第一活塞909’、第二活塞909”和第三活塞909”’分别单独地移动。相应的活塞909’、909”、909”’各自将相应的缸903’、903”、903”’的内部分隔成第一缸室911和第二缸室913。相应的活塞909’、909”、909”’各自均包括第一接合及断开接合装置923’和第二接合及断开接合装置923”,各个接合及断开接合装置923’、923”设置成用于与相应的第一活塞杆919和第二活塞杆921接合或断开接合。在图8a中,启用第一活塞909’的第一接合及断开接合装置923’以实现与第一活塞杆919接合中的夹持动作,对第一缸903’的第二缸室913进行增压以使第一活塞909’与第一活塞杆919一起沿第一箭头A1的方向移动。另外,启用第二活塞909”的第一接合及断开接合装置923’以实现与第一活塞杆919接合中的夹持动作,对第二缸903”的第二缸室913进行增压以使第二活塞909”与第一活塞杆919一起沿箭头A1的方向移动。对第三缸903”’的第一缸室911进行增压以使第三活塞909”’缩回,其中,第三活塞909”’的第一接合及断开接合装置923’未被致动(即,与第一活塞杆919断开接合)。在图8b中示出了:对第一缸903’的第一缸室911进行增压以实现缩回冲程,其中,第一活塞909’的第一接合及断开接合装置923’未被致动。当启用第一活塞909’的第二接合及断开接合装置923”以将第一活塞909’接合至第二活塞杆921进而使第二活塞杆921沿根据第二箭头A2的方向移动时,缩回冲程也被认为是工作冲程。如图8c中所示,第三活塞909”’与第一活塞杆919接合,以在第二活塞909”与第一活塞杆919的接合将结束并且第二活塞909”的缩回将发生时使第一活塞杆901沿第一箭头A1的方向平滑地运动。在图8c中还示出了启用第二活塞909”的第二接合及断开接合装置923”以用于使第二活塞杆921沿第二箭头A2的方向进一步运动。同时,第一活塞杆919通过第一活塞909’和第三活塞909”’的相应的第一接合及断开接合装置923’和第三接合及断开接合装置923”’的启用而沿第一箭头A1的方向进一步移动。在图8d中示出了对第三缸903”’的第一缸室911进行增压以使第三活塞909”’缩回。不启用第三活塞909”’的第一接合及断开接合装置923’和第二接合及断开接合装置923”来实现夹持动作,由此,第二活塞杆921被控制成不移动。在图8d中还示出了:对第一缸903’的第二缸室913和第二缸903”的第二缸室913进行增压以使相应的第一活塞909’和第二活塞909”沿第一方向箭头Al的方向移动。图8c中所示的第三活塞909”’的运动与图8d中所示的第一活塞909’的运动重叠,并且图8c中所示的第三活塞909”’的运动提供第三活塞909”’的第三往复运动,而该第三往复运动与第一活塞体909’的第一冲程开始点SP1重叠。对第一缸903’、第二缸903”和第三缸903”’的第一缸室911和第二缸室913进行交替增压意味着已经提供了下述设备:该设备可以分别对相应的第一活塞杆919和第二活塞杆921的连续运动以及第一活塞杆919和第二活塞杆921的期望的单独运动方向进行控制。由此还实现了相应的活塞杆的非脉冲式运动。由此实现了一组至少两个活塞杆中的各个活塞杆可以被单独控制并且无论缸壳体的冲程长度如何都可以被驱动可选距离,而不需要为每个活塞杆设置缸壳体。
图9图示了根据第十示例的流体致动器设备1。流体致动器设备1包括位于第一缸4内的第一活塞3、位于第二缸6内的第二活塞5、以及静态保持单元7。第一固定主杆9关于全局坐标系是固定的。第二杆11和第三杆13设置成能够相对于第一固定主杆9局部地移动。流体致动器设备1设置在夹具15中。
图10a示出了根据第十一示例性实施方式的流体致动器设备1001。流体致动器设备1001包括第一活塞1003、第二活塞1005、第三活塞1007和第四活塞1009,第一活塞1003、第二活塞1005、第三活塞1007和第四活塞1009中的每一者设置在相应的第一缸1004、第二缸1006、第三缸1008和第四缸1010中。可单独控制的第一活塞杆1011、第二活塞杆1013、第三活塞杆1015、第四活塞杆1017、第五活塞杆1019和第六活塞杆1021中的每一者均设置成能够单独滑动并且能够借助于设置在相应的第一活塞、第二活塞、第三活塞和第四活塞中的第一接合及断开接合装置1023、第二接合及断开接合装置1025、第三接合及断开接合装置1027、第四接合及断开接合装置、第五接合及断开接合装置和第六接合及断开接合装置(部分地标记并示出)的判定及受控启用(由未示出的控制单元控制)而被相应的第一活塞1003、第二活塞1005、第三活塞1007和第四活塞1009接合。图10b图示了离岸平台1030。流体致动器设备1001可以应用于离岸平台1030并且用作运动补偿器以降低离岸平台与海床之间的相对运动的不期望的效果。流体致动器设备1001联接至锚索1031并且用作阻尼器,以阻尼由于波浪的起伏运动而引起的力和应力的变化。借助于流体致动器设备1001,实现了多个活塞杆可以与共用的活塞配合使用并且可以使用至少两个全时相反工作的活塞。通过对每个接合及断开接合装置分别增压,通过瞬时(例如,逻辑)阀装置切换实现了瞬时夹持。借助于流体致动器设备1001,实现了在两个方向上同时进行的活塞杆的运动。图10c和图10d图示了设置在变形机翼1050(以横截面示出)中的流体致动器设备1001。变形机翼1050设置成下述高性能飞行器:该高性能飞行器可以改变其外部形状以适应飞行期间改变的任务环境进而优化升力和阻力参数以降低燃料消耗。
图11a至图11b图示了根据第十二示例的流体致动器设备2001的活塞2003。图11a以前视图示出了活塞2003。活塞2003包括八个接合及断开接合装置2004’、2004”等(仅两个接合及断开接合用附图标记标记)和八个活塞杆2005’、2005”等(仅两个活塞杆用附图标记标记),所述八个活塞杆中的每一者设置成能够被单独控制成借助于与其相应的接合及断开接合装置接合至共用的活塞2003。图11b以图11a中标记的横截面A-A图示了活塞2003。第一接合及断开接合装置2004’具有沿着轴向方向X的一长度,该长度具有下述尺寸:该尺寸使得相邻的第二接合及断开接合装置2004”能够定位成以相对于第一接合及断开接合装置2004”重叠的方式沿轴向方向X移位,从而使得对第一接合及断开接合装置2004’的增压将不会对第二接合及断开接合装置2004”造成影响、并且因此将不会对与第二接合及断开接合装置2004”相关联的第二活塞杆2005”造成影响。这意味着共用活塞2003可以被制造得节省空间并且因此流体致动器设备2001本身可以制造得更小。优选地,第一接合及断开接合装置2004’的长度与第二接合及断开接合装置2004”的长度相对应并且第一接合及断开接合装置2004’的长度的尺寸小于整个共用活塞2003的在轴向方向上的长度的一半。
图12a图示了根据第十三示例的流体致动器设备3001。流体致动器设备3001包括静态保持单元3007、位于第一缸3004内的第一活塞3003以及位于第二缸3006内的第二活塞3005。第一杆3009沿着轴向方向X设置并且设置成穿过第一活塞3003的第一接合及断开接合装置3023’。第二杆3011沿着轴向方向X设置并且设置成穿过第一活塞3003的第二接合及断开接合装置3023’。第一杆3009设置成穿过第二活塞3005的第三接合及断开接合装置3023”’。第二杆3011设置成穿过第二活塞3005的第四接合及断开接合装置3023””。静态保持单元3007包括第五接合及断开接合装置3023””’,第一杆3007沿轴向方向X延伸穿过该第五接合及断开接合装置3023””’。静态保持单元3007还包括第六接合及断开接合装置3023”””,第二杆3011沿轴向方向X延伸穿过该第六接合及断开接合装置3023”””。用于每个单独的杆3009、3011的静态夹持单元3007的夹持表面区域CA沿轴向方向观察时具有下述延伸部:该延伸部比第一活塞3003(或第二活塞)的接合及断开接合装置的沿轴向方向X观察的接合及断开接合区域EDA(该接合及断开接合区域EDA被定义为相应的活塞杆的接合区域或相应的活塞的夹持表面,该夹持表面可以被启用以绕每个单独的杆执行夹持动作)的延伸部的长度长。由此实现了至少两个全时相反工作的活塞。通过对每个接合及断开接合装置(夹持元件)单独地进行增压实现了快速夹持,并且通过简单的阀切换提供了在两个方向上同时进行的杆的运动。可选地,可以为中空空间3027设置相应的压力传感器PS,中空空间3027中的每个中空空间设置在相应的接合及断开接合装置3023’、3023”、3023”’、3023””、3023””’、3023”””。每个压力传感器PS又联接至控制单元(未示出)。图12b图示了根据第十四示例的流体致动器设备。该实施方式与图12b中所示出的实施方式类似,但呈现了下述差异:该流体致动器设备仅包括位于第一缸CY内的单个活塞Pl。第一杆沿着轴向方向设置并且设置成穿过活塞Pl的第一接合及断开接合装置。第二杆沿着轴向方向设置并且设置成穿过活塞Pl的第二接合及断开接合装置。静态保持单元SHU包括第三接合及断开接合装置,第一杆沿轴向方向延伸穿过该第三接合及断开接合装置。静态保持单元SHU还包括第四接合及断开接合装置,第二杆沿轴向方向延伸穿过该第四接合及断开接合装置。
图13图示了多升降机设备6000的流体致动器设备6001。流体致动器设备6001使用四个活塞杆6009’、6009”、6009”’、6009””(第一活塞杆、第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆)来提升相应的载荷6010’、6010”、6010”’、6010””,其中,所述四个活塞杆中的每一者联接至相应的升降机绳索。第一活塞杆6009’在其上端部处联接至第一升降机绳索6012’。第一升降机绳索6012’被第一滑轮6014’和第二滑轮6014”引导至第三下滑轮6014”’,该第三下滑轮6014”’引导另外的绳索6012”并且被设置为齿轮滑轮。以这种方式实现了高效率的系统,这是因为压力水平可以针对实际的总载荷而被优化。借助于位于共用活塞中的多个杆,实现了非常紧凑且轻量的设计。流体致动器设备6001也可以用于在升降机降落时重新产生动力。
图14a和图14b图示了示出根据流体致动器设备的不同方面的示例性方法的流程图。图14a图示了借助于可滑动地设置在流体致动器设备的第一缸壳体中的第一活塞体来控制第一活塞杆和第二活塞杆的运动的示例性方法的流程图,第一活塞体将第一缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第一活塞体具有围绕第一活塞杆和第二活塞杆的第一通孔和第二通孔,第一活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置。该方法在步骤7001开始。在步骤7002中提供了:对第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的往复运动的第一冲程和第二冲程;将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆;将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆;以及将第一活塞体与第一活塞杆和第二活塞杆断开接合。在步骤7003中,该方法停止。
图14b图示了下述流体致动器设备的另一示例性方法的流程图,该流体致动器设备还包括第二活塞体,第二活塞体可滑动地设置在第二缸壳体中并将第二缸壳体的内部分隔成第一缸室和第二缸室,第二活塞体具有围绕第一活塞杆和第二活塞杆的第一通孔和第二通孔,第二活塞体包括设置成用于与相应的第一活塞杆和第二活塞杆接合的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置。该方法在步骤8001开始。在步骤8002中提供了:对第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的往复运动的第一冲程和第二冲程。在步骤8003中提供了将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆。在步骤8004中提供了将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆。在步骤8005中提供了将第一活塞体与第一活塞杆和第二活塞杆断开接合。在步骤8006中提供了:对第一缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体的第一往复运动的第一冲程和第二冲程。在步骤8007中提供了对第二缸壳体的第一缸室和第二缸室进行增压,从而交替地提供用于实现第二活塞体的第二往复运动的第一冲程和第二冲程,第一往复运动相对于第二往复运动是反向的。在步骤8008中提供了将第一活塞体在第一冲程中接合至第一活塞杆并且将第二活塞体与第一活塞杆断开接合。在步骤8009中提供将第二活塞体在第一冲程中接合至第二活塞杆并且将第一活塞体与第二活塞杆断开接合。在步骤8009中提供将第一活塞体在第二冲程中接合至第二活塞杆并且将第一活塞体与第一活塞杆断开接合。在步骤8010中提供将第二活塞体在第二冲程中接合至第一活塞杆并且将第二活塞体与第二活塞杆断开接合。在步骤8011中,该方法停止。一种选择是向流体致动器设备的所有缸室提供第二压力以使所有活塞杆接合及断开接合装置与共用活塞杆断开接合。
图15图示了根据另一示例的流体致动器设备1501。图15中所示的流体致动器设备1501包括具有第一缸盖端部1505和第二缸盖端部1507的缸1503。活塞1509可滑动地设置在缸1503中。活塞1509将缸1503的内部分隔成第一缸室1511和第二缸室1513。第一缸室1511和第二缸室1513经由阀装置1524联接至流体供给装置1526。活塞1509具有各自沿轴向方向X延伸穿过活塞1509的第一通孔1515和第二通孔1517。第一活塞杆1519可滑动地设置在第一通孔1515中,并且第二活塞杆1521可滑动地设置在第二通孔1517中。第一通孔1515包括第一接合及断开接合装置(夹持构件)1523并且第二通孔1517包括第二接合及断开接合装置1525(夹持构件)。相应的夹持构件设置成用于提供与相应的第一活塞杆1519和第二活塞杆1519的单独的接合或断开接合。流体致动器设备1501包括联接至第一接合及断开接合装置1523和第二接合及断开接合装置1525并联接至流体供给装置1526的阀装置1524。活塞1509包括第一延伸套筒部1533和第二延伸套筒部1533,第一延伸套筒部1533和第二延伸套筒部1533各自从缸1503内部沿轴向方向X延伸穿过相应的缸盖端部1505、1507。第一延伸套筒部1533和第二延伸套筒部1533各自具有比活塞1509的在缸1503内形成活塞力区域FA1(该活塞力区域FA1横向于轴向方向X延伸)的第一本体1541的直径小的直径。相应的第一接合及断开接合装置1523、1525各自联接至阀装置1524和适于控制阀装置1524的控制单元1520。阀装置1524设置成被控制成用于通过对相应的第一缸室1511和第二缸室1513进行增压来操作活塞1509的运动。阀装置1524还设置成用于通过对相应的第一接合及断开接合装置1523、第二接合及断开接合装置1525和第三接合及断开接合装置1524进行增压来控制活塞1509与相应的第一活塞杆1519、第二活塞杆1521和第三活塞杆1520的接合。
替代地,传感器构件1591与活塞杆相关联,以用于以下述方式测量第一活塞杆1519、第二活塞杆1521、第三活塞杆1520的运动模式和位置:使传感器构件1591对活塞1509相对于缸1503的位置进行测量,并将活塞位置数据馈送至控制单元1520,控制单元1520还记录活塞1509与相应的第一活塞杆1519、第二活塞杆1521、第三活塞杆1520的接合历史,其中,每个接合与关于活塞1509的运动的每个测量数据相关并且对于所述每个测量数据而言考虑了每个接合。
优选地,传感器构件包括线性位置传感器和/或线性接触电位计和/或线性可变差动变压器(LVDT)和/或磁致伸缩传感器和/或位移传感器和/或磁致伸缩电位计和/或绝对线性编码器和/或增量式线性编码器和/或线性位移传感器和/或非接触式缸内(In-cylinder)线性传感器和/或其他线性电位计。
流体致动器设备1501包括联接至控制单元1520的传感器装置S,控制单元1520适于根据反馈回路来控制第一活塞杆1519的运动并且适于将第一活塞杆1519相对于缸1503的位置的期望位置值与实际位置值进行比较。
适当地,磁致伸缩传感器使用感测磁体(未示出)、波导器、拾取线圈、电子器件来测量活塞1509的位置,其中,磁体附接至活塞1509。波导器的线附接至缸1503的固定部分。
图16a至图16d图示了根据又一示例的流体致动器设备。图16a示出了根据另一示例的流体致动器设备1601。流体致动器设备1601包括缸1603。活塞1609可滑动地设置在缸1603中。第一活塞杆1619和第二活塞杆1621可滑动地设置成沿轴向方向X穿过活塞1609。活塞1609包括第一接合及断开接合装置1623和第二接合及断开接合装置1625。相应的第一接合及断开接合装置和第二接合及断开接合装置设置成用于提供与相应的第一活塞杆1619和第二活塞杆1621的单独的接合或断开接合。传感器构件1691与第一活塞杆1619和第二活塞杆1621相关联以用于测量第一活塞杆1619和第二活塞杆1621的位置。这通过下述方式执行:使传感器构件1691对活塞1609相对于缸1603的位置进行测量并将活塞运动数据馈送至控制单元1620。控制单元1620又记录活塞1609与相应的第一活塞杆1619和第二活塞杆1621的接合历史。因此,借助于控制单元1620,每个接合与关于活塞1609的新位置的每个测量数据相关并且对于所述每个测量数据而言都考虑了每个接合。图16b示出了第二接合及断开接合装置1625被控制成使活塞1609与第二活塞杆1621接合。运动b1由传感器构件1691记录,传感器构件1691将关于活塞1609的位置的测量数据值馈送至控制单元1620。控制单元1620可以将该测量数据值存储在第二存储单元(未示出),该测量数据对应于由第二活塞杆1621执行的实际距离B1。图16c中示出了由传感器构件1691测量的位置a1。活塞的位置的值由其中记录了由第一活塞杆1619执行的实际距离A1的控制单元1620存储。在图16d中示出了活塞1609的位置移动了标记为ab2的冲程长度。第一活塞杆1619移动了距离A2。活塞行进的距离ab2由控制单元1620记录,控制单元1620执行第一活塞杆1619相对于起始位置SP的实际距离A的计算:A=A1-A2(ab2)。冲程长度ab2的值也用于计算第二活塞杆1621已经从其起始点SP移动的实际距离:B=B1+B2(ab2)。优选地,由传感器构件测得的活塞相对于缸壳体的每个新位置的值借助于控制单元存储在控制单元的存储器单元中。适当地,每个新位置的值都与参考值相关。优选地,参考值是活塞相对于缸壳体的明确限定且已知的位置。适当地,明确限定且已知的位置与活塞杆相对于缸壳体的下述位置相对应:在该位置中,活塞杆相对于缸壳体移动至端部位置。
图17a至图17d示意性地示出了根据另一示例的流体致动器设备1701。
优选地,图17a至图17中的流体致动器设备包括多个活塞杆以及/或者包括具有相应活塞的三个或更多个缸,所述活塞包括专用于如本文中所述的特定活塞杆的这种接合及断开接合装置。
图17a示出了包括第一缸1703’和第二缸1703”的流体致动器设备1701。第一活塞1709’可滑动地设置在第一缸1703’中。第二活塞1709”可滑动地设置在第二缸1703”中。第一活塞杆1719和第二活塞杆1721可滑动地设置成沿轴向方向X穿过相应的第一活塞1709’和第二活塞1709”。第一活塞1709’类似地包括第一接合及断开接合装置1723’和第二接合及断开接合装置1725’。第二活塞1709”包括第一接合及断开接合装置1723”和第二接合及断开接合装置1725”,第一传感器构件1791’和第二传感器构件1791”与第一活塞杆1719和第二活塞杆1721相关联以用于测量第一活塞杆1719和第二活塞杆1721的模式和位置。这通过下述方式执行:使第一传感器构件1791’对第一活塞1709’相对于第一缸1703’的位置进行测量并且将活塞位置数据馈送至控制单元(未示出)。该控制单元记录第一活塞1709’与相应的第一活塞杆1719和第二活塞杆1721的接合历史。第二传感器构件1791”测量第二活塞1709”相对于第二缸1703”的位置并且将活塞位置数据馈送至控制单元。控制单元记录第二活塞1709”与相应的第一活塞杆1719和第二活塞杆1721的接合历史。因此,借助于控制单元,每个接合与关于第一活塞1709’和第二活塞1709”的位置的每个测量数据相关并且对于所述每个测量数据而言都考虑了每个接合。图17b图示了:第一活塞1709’的第二接合及断开接合装置1725’被操作成接合第二活塞杆1721并且第二活塞1709”的第一接合及断开接合装置1723”被操作成接合第一活塞杆1719,以使活塞杆移动相应的距离a1和a2。图17c示出了第一活塞1709’已经移动了距离a3,同时第一活塞1709’的第一接合及断开接合装置1723’被控制单元启用以用于将第一活塞1709’接合至第一活塞杆1719。第一传感器构件1791’检测到此位置并且控制单元记录第一活塞杆1719已经移动了(通过将第一活塞1709’的第一接合及断开接合装置1723’接合至第一活塞杆1719)距离a3。图17d示出了第二活塞夹持第一活塞杆1719并使第一活塞杆1719向后移动了距离a4,该距离a4由控制单元借助于第二传感器构件1791”记录。控制单元将通过使用存储(在控制单元的存储单元)的测量值a2、a3、a4来计算第一活塞杆1719相对于图17a中的起始点的实际位置:A=+a2+a3-a4。
图18示出了说明下述原理的表格:根据可选实施方式的流体致动器设备的控制单元将如何执行第一活塞杆a、第二活塞杆b、第三活塞杆c、第四活塞杆d(未示出)的实际位置的判定。P1指示第一活塞(未示出)的第一活塞特征件。P2指示第二活塞(未示出)的第二活塞特征件。第一活塞的相应的第一接合及断开接合装置a1、第二接合及断开接合装置b1、第三接合及断开接合装置c1、第四接合及断开接合装置d1设置成用于与相应的第一活塞杆、第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆接合。第二活塞的相应的第一接合及断开接合装置a2、第二接合及断开接合装置b2、第三接合及断开接合装置c2、第四接合及断开接合装置d2设置成用于与相应的第一活塞杆、第二活塞杆、第三活塞杆、第四活塞杆接合。第一活塞特征件的第一传感器构件S1-P1设置成用以测量第一活塞相对于第一缸(未示出)行进的实际距离。第二活塞特征的第二传感器构件S2-P2设置成用以测量第二活塞相对于第一缸(未示出)行进的实际距离。
在表格的关于活塞杆的操作的第一行中、即在S1-P1/S2-P2的下方示出了第一活塞已经从起始点行进的距离为零(零位)(由第一传感器构件S1至P1测量),以及第二活塞已经(从起始点)行进的距离为-12mm。当第二活塞的第二接合及断开接合装置b2接合至第二活塞杆时,第二活塞杆将移动-12mm的距离。在第二活塞行进-12mm的距离的同时第二接合及断开接合装置b2接合至第二活塞杆将意味着第二活塞杆从起始点移动了-12mm。在下一步骤中,第一活塞将移动+7mm,并且第二活塞移动+10mm。第一活塞的第二接合及断开接合装置b1被控制成接合至第二活塞杆。控制单元已经存储了第二活塞已经移动了-12mm。第一活塞与第二活塞杆的接合将意味着所记录的距离为+7mm。控制单元通过将记录的+7mm加上先前记录的-12mm来计算第二活塞杆的位置的实际值(第二活塞杆的从起始点行进的距离的实际值将为-5,该值-5也被控制单元记录)。第二活塞的第三接合及断开接合装置c2被控制成接合至第三活塞杆,其中,第三活塞杆将从起始点移动+10mm。在下一步骤中,第二接合及断开接合装置b1保持与第二活塞杆接合,并且第一活塞的第四接合及断开接合装置d1与第四活塞杆接合。第一活塞将移动-15mm并且第二活塞将移动+12mm至新的位置。第二活塞杆将移动-15mm并且第四活塞杆将移动-15mm。这些值也将被控制单元记录。控制单元计算第二活塞杆和第四活塞杆行进距离的实际值(距离起始点的位置),即,对于第二活塞杆而言该实际值为:-5-15=-20,并且对于第四活塞杆而言该实际值为:0-15=-15。距离起始点的实际位置CPFS的计算在图18中的右列中示出。
图19图示了根据本发明的一个方面的CPU装置1900。该CPU装置1900可以在流体致动器设备的控制单元(例如,标记为1520、1620的控制单元)中使用。控制单元配置成控制活塞杆的线性运动。因此,控制单元包括计算机的CPU装置1900。CPU装置1900包括非易失性存储器NVM 1920,该非易失性存储器NVM 1920为甚至在计算机未被供电时也能保留所存储的信息的计算机存储器。CPU装置1900还包括处理单元1910和读/写存储器1950。NVM 1920包括第一存储器单元1930。在第一存储器单元1930存储计算机程序(该计算机程序可以是适用于任何操作数据的任何类型)以用于控制CPU装置1900的功能。此外,CPU装置1900包括总线控制器(未示出)、提供物理接口的串行通信接口(未示出),信息通过该串行通信接口在两个方向上单独传输。CPU装置1900可以包括提供输入/输出信号传输的任何适合类型的I/O模块(未示出)以及下述A/D转换器:该A/D转换器用于将来自流体致动器设备的检测器(未示出)和来自用于检测活塞杆的位置和共用活塞体(第一活塞体和/或第二活塞体)的位置的其他监测单元(未示出)的连续变化的信号转换成适合于计算机的二进制代码。其他操作数据可以是实际载荷、活塞杆速度等。
CPU装置1900还包括用于调整时间和日期的输入/输出单元(未示出)。CPU装置1900包括用于对流体致动器设备的操作中的独立事件发生的事件倍数进行计数的事件计数器(未示出)。此外,CPU装置1900包括中断单元(未示出),该中断单元与计算机相关联以用于提供多任务性能和实时计算从而根据程序化数据自动调整第一活塞杆、第二活塞杆、第三活塞杆的速度和其他特征。
NVM 1920还包括用于外部控制操作的第二存储器单元1940。数据介质存储程序P可以包括用于根据实际流体压力自动调整共用活塞体的速度的程序并且设置成用于使CPU装置1900进行操作以执行该方法。
数据介质存储程序P包括存储在介质上的程序代码,该程序代码是计算机可读的以用于使控制单元执行控制活塞杆运动的方法。
数据介质存储程序P还可以被存储在单独的存储器1960和/或读/写存储器1950中。在本实施方式中,数据介质存储程序P以可执行或可压缩的数据格式存储。
应理解的是,当处理单元1910被描述为执行具体功能时,是指处理单元1910可以执行存储在单独的存储器1960中的程序的特定部分或存储在读/写存储器1950中的程序的特定部分。
处理单元1910与用于经由第一数据总线1915进行通信的数据端口999相关联。非易失性存储器NVM 1920适于经由第二数据总线1912与处理单元1910进行通信。单独的存储器1960适于经由第三数据总线1911与处理单元1910进行通信。读/写存储器1950适于经由第四数据总线1914与处理单元1910进行通信。数据端口999优选地能够连接至自动机械装置的数据链路。当数据端口999接收到数据时,数据将被临时存储在第二存储单元1940中。在接收到的数据被临时存储之后,处理单元1910将根据上述方法准备执冲程序代码。
优选地,(由数据端口999接收到的)信号包括关于流体致动器设备的操作状态的信息,比如,关于相应的第一活塞体和第二活塞体相对于彼此以及相对于缸壳体的位置和/或第一活塞杆和第二活塞杆的实际位置和/或第一活塞杆和第二活塞杆的先前位置的存储数据。
信号还可以包括关于例如流体压力数据和/或载荷数据和/或流体温度等的操作数据的信息。
根据一个方面,由数据端口999借助于传感器构件接收到的信号可以包含关于活塞杆的实际位置和第一基部构件的实际位置的信息。CPU装置1900可以使用在数据端口999处接收到的信号,以根据预定值对活塞体的速度和/或运动和/或位置的自动调整进行控制及监控。
由数据端口999接收到的信号可以用于使活塞体在两个端部位置之间自动移动。信号可以用于流体致动器设备的不同操作,比如操作每个单独的夹持元件和/或夹持构件和/或夹持单元的增压。信息优选地借助于流体致动器设备的适合的传感器构件来测量。信息也可以经由适合的通信设备比如计算机显示器或触摸屏被手动馈送至控制单元。该方法也可以部分地由CPU装置1900借助于处理单元1910来执行,处理单元1910运行存储在单独的存储器1960或读/写存储器1950中的数据介质存储程序P。当CPU装置1900运行数据介质存储程序P时,将执行本文中所公开的适合的方法步骤。还提供了包括存储在介质上的程序代码的数据介质存储程序产品,该产品是计算机可读取的以提供用于借助于第一活塞体109、209’对第一活塞杆119和第二活塞杆121的运动进行控制的方法,其中,第一活塞体109、209’可滑动地设置在流体致动器设备101、201的第一缸壳体103、203’中,第一活塞体109、209’将第一缸壳体103、203’的内部分隔成第一缸室111、211’和第二缸室113、213’,第一活塞体109、209’具有各自分别围绕第一活塞杆119、219和第二活塞杆121、221的第一通孔115、215’和第二通孔117、217’,第一活塞体109、209’包括设置成用于与相应的第一活塞杆119、219和第二活塞杆121、221接合的第一接合及断开接合装置123、223’和第二接合及断开接合装置125、225’,其中,该方法当在控制单元上运行根据权利要求22所述的数据介质存储程序P时包括下述步骤:对第一缸室和第二缸室113、213’进行增压,从而交替地提供用于实现第一活塞体109、209’的往复运动的第一冲程和第二冲程;将第一活塞体109、209’在第一冲程中接合至第一活塞杆119、219;以及将第一活塞体109、209’在第二冲程中接合至第二活塞杆121、221。
本发明当然不以任何方式限于上述优选实施方式,而是在不背离如所附权利要求限定的本发明的基本构思的情况下,对本发明的所描述的实施方式进行的许多可能性的修改或组合对于本领域普通技术人员而言将是明显的。
一个方面可以涉及的是,流体致动器设备适于利用质量块的动能使所有活塞杆与活塞体瞬间断开接合(以提醒飞轮离合器的方式)来推进单个活塞杆的质量块。一个方面可以涉及的是,静态夹持单元可以围绕特定的单个活塞杆夹持(接合)。
一方面可以涉及的是,根据下述公式,第一活塞体的联接至相应活塞杆的每个接合及断开接合装置的活塞杆接合及断开接合区域(Aeng)是有效活塞力面积(Apis)的至少十倍大,其中,“Psys”是系统压力,“Pclamp”是所述接合及断开接合装置的夹持压力,并且“fc”是值为10或更大的摩擦系数:
Psys*Apis<fc*Pclamp*Aeng。
一方面可以涉及的是,静态夹持单元的沿轴向方向观察到的夹持表面可以具有下述延伸部,该延伸部比活塞体的沿轴向方向观察到的接合及断开接合区域的延伸部的长度更长。
流体可以是气体或液压油。
Claims (22)
1.一种流体致动器设备(101、201、301、401、501、601、701、801、901),包括:
-第一缸壳体(103、203’、303、603’),所述第一缸壳体(103、203’、303、603’)包括第一头部构件(105、205’、305)和第二头部构件(107、207’、307);
-第一活塞体(109、209’、309、609’),所述第一活塞体(109、209’、309、609’)可滑动地设置在所述第一缸壳体中;
-所述第一活塞体(109、209’、309、609’)将所述第一缸壳体的内部分隔成第一缸室(111、211’、311、611’)和第二缸室(113、213’、313、613’),至少所述第一缸室(111、211’、311、613’)联接至流体供给装置(126、226);
其特征在于;
-所述第一活塞体(109、209’、309、609’)具有沿轴向方向X延伸穿过所述第一活塞体的第一通孔(115、215、315、415’、615’)和第二通孔(117、217、317、415”、617’);
-第一活塞杆(119、219、319、519、719’、819、919)可滑动地设置在所述第一通孔(115、215、315、415’、615’)中,并且第二活塞杆(121、221、321、521、719”、821、921)可滑动地设置在所述第二通孔(117、217、317、415”、617’)中;以及
-所述第一通孔(115、215、315、415’、615’)包括第一接合及断开接合装置(123、223’、323、423、623’、723’、923’),并且所述第二通孔(117、217、317、415”、617’)包括第二接合及断开接合装置(125、225’、325、425、625’、723”、923”),所述第一接合及断开接合装置(123、223’、323、423、623’、723’、923’)和所述第二接合及断开接合装置(125、225’、325、425、625’、723”、923”)设置成用于提供与相应的所述第一活塞杆和所述第二活塞杆的单独的接合或断开接合。
2.根据权利要求1所述的流体致动器设备,其中,所述流体致动器设备(101、201、301、401、501、601、701、801、901)包括阀装置(124、130、132、250’、726’、726”、830),所述阀装置(124、130、132、250’、726’、726”、830)联接至所述第一接合及断开接合装置(123、223’、323、423、623’、723’、923’)和所述第二接合及断开接合装置(125、225’、325、425、625’、723”、923”)并联接至流体供给装置(126、226、726、826)。
3.根据权利要求1所述的流体致动器设备,其中,所述第一接合及断开接合装置(123、223’、323、423、623’、723’、923’)包括联接至所述流体供给装置(126、826)的第一中空空间(127、827),而所述第一活塞体(109、809)的第一柔性夹持壁(129、890)被限定在所述第一中空空间(127、827)与所述第一活塞体的第一内夹持表面(131、EDA)之间。
4.根据权利要求1所述的流体致动器设备,其中,所述第一活塞体(109、809)包括第一延伸套筒部(133、433、533),所述第一延伸套筒部(133、433、533)从所述第一缸壳体(103、203’、603’)的内部沿所述轴向方向X延伸穿过至少所述第一头部构件(105、205’)。
5.根据权利要求4所述的流体致动器设备,其中,所述第一延伸套筒部(133、433、533)的直径比所述第一活塞体(109)的在所述第一缸壳体(103)内形成活塞力区域(FA1)的第一本体(1541)的直径小。
6.根据权利要求1所述的流体致动器设备,其中,所述第一接合及断开接合装置(123、223’、323、423、623’、723’、923’)联接至控制阀(130),其中,控制单元(120)适于控制所述控制阀(130)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的流体致动器设备,其中,所述第一缸室(111)和所述第二缸室(113)各自经由阀构件(124)联接至所述流体供给装置(126),以用于控制所述第一活塞体(109)的往复运动。
8.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,所述流体供给装置(126、226)经由所述第一活塞体(109、209’)的从所述第一缸壳体(103、203’)沿所述轴向方向X延伸的第一延伸套筒部(133、233’)的第一流体通道(100、200)联接至所述第一接合及断开接合装置(123、223’)。
9.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,延伸穿过所述第一活塞体(209’)的活塞杆(218、219、220、221)的数目为三个或更多个。
10.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,所述第一活塞杆(519)的直径大于所述第二活塞杆(521)的直径。
11.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,第一传感器构件(S1)与所述第一活塞杆(119)相关联。
12.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,固定主杆(9)关于全局坐标系是固定的,所述固定主杆(9)构成所述第一活塞杆并且至少一个第二活塞杆(11、13)能够相对于所述固定主杆(9)局部地移动。
13.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,所述流体致动器设备(201、401、501、601、701、801、901)还包括第二缸壳体(203”)和可滑动地设置在所述第二缸壳体(203”)中的第二活塞体(209”),所述第二缸壳体(203”)包括第一头部构件(205”)和第二头部构件(207”);所述第二活塞体(209”)将所述第二缸壳体(203”)的内部分隔成第一缸室(211”)和第二缸室(213”),至少所述第二缸壳体(203”)的所述第一缸室(211”)联接至流体供给装置(226);所述第二活塞体(209”)具有沿轴向方向X延伸穿过所述第二活塞体(209”)的第一通孔(215”)和第二通孔(217”);所述第一活塞杆(219)可滑动地设置在所述第二活塞体(209”)的第一通孔(215”)中并且所述第二活塞杆(221)可滑动地设置在所述第二活塞体(209”)的第二通孔(217”)中;以及所述第二活塞体(209”)的第一通孔(215”)包括第一接合及断开接合装置(223”)并且所述第二活塞体(209”)的第二通孔(217”)包括第二接合及断开接合装置(225”),所述第二活塞体(209”)的第一接合及断开接合装置(223”)和所述第二活塞体(209”)的第二接合及断开接合装置(225”)用于提供所述第二活塞体(209”)与相应的活塞杆的单独的接合或断开接合。
14.根据前述权利要求1-6中的任一项所述的流体致动器设备,其中,在所述第一缸壳体(103)与所述第一活塞体(109)之间设置有支承构件(98)。
15.一种用于借助于可滑动地设置在流体致动器设备(101、201)的第一缸壳体(103、203’)中的第一活塞体(109、209’)来控制第一活塞杆(119)和第二活塞杆(121)的运动的方法,所述第一活塞体(109、209’)将所述第一缸壳体(103、203’)的内部分隔成第一缸室(111、211’)和第二缸室(113、213’),所述第一活塞体(109、209’)具有各自分别围绕所述第一活塞杆(119、219)和所述第二活塞杆(121、221)的第一通孔(115、215’)和第二通孔(117、217’),所述第一活塞体(109、209’)包括设置成用于与相应的所述第一活塞杆(119、219)和所述第二活塞杆(121、221)接合的第一接合及断开接合装置(123、223’)和第二接合及断开接合装置(125、225’);其特征在于,所述方法包括下述步骤:
-对所述第一缸室和所述第二缸室(113、213’)进行增压,从而交替地提供用于实现所述第一活塞体(109、209’)的往复运动的第一冲程和第二冲程;
-将所述第一活塞体(109、209’)在所述第一冲程中接合至所述第一活塞杆(119、219);以及
-将所述第一活塞体(109、209’)在所述第二冲程中接合至所述第二活塞杆(121、221)。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述流体致动器设备(101、201)还包括第二活塞体(209”),所述第二活塞体(209”)可滑动地设置在第二缸壳体(203”)中并将所述第二缸壳体(203”)的内部分隔成第一缸室(211”)和第二缸室(213”),所述第二活塞体(209”)具有围绕所述第一活塞杆(219)和所述第二活塞杆(221)的第一通孔(215”)和第二通孔(217”),所述第二活塞体(209”)包括设置成用于与相应的所述第一活塞杆(219)和所述第二活塞杆(221)接合的第一接合及断开接合装置(223”)和第二接合及断开接合装置(225”);所述方法包括下述步骤:
-对所述第一缸壳体(203’)的所述第一缸室(211’)和所述第二缸室(213’)进行增压,从而交替地提供用于实现所述第一活塞体(209’)的第一往复运动的第一冲程和第二冲程;
-对所述第二缸壳体(203”)的所述第一缸室(211”)和所述第二缸室(213”)进行增压,从而交替地提供用于实现所述第二活塞体(209”)的第二往复运动的第一冲程和第二冲程,所述第一往复运动相对于所述第二往复运动是反向的;
-将所述第一活塞体(209’)在所述第一往复运动的第一冲程中接合至所述第一活塞杆(219)并将所述第二活塞体(209”)与所述第一活塞杆(219)断开接合;
-将所述第二活塞体(209”)在所述第二往复运动的第一冲程中接合至所述第二活塞杆(221)并将所述第一活塞体(209’)与所述第二活塞杆(221)断开接合;
-将所述第一活塞体(209’)在所述第一往复运动的第二冲程中接合至所述第二活塞杆(221)并将所述第一活塞体(209’)与所述第一活塞杆(219)断开接合。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,所述流体致动器设备(101、201)还包括第一静态夹持单元(3007),所述第一静态夹持单元(3007)通过借助于所述流体供给装置(126)或其他流体供给装置对所述第一静态夹持单元(3007)的内部可扩张腔(3027)进行增压而被启用,以用于夹持所述第一活塞杆(3009),所述方法包括下述步骤:
-将所述第一静态夹持单元(3007)接合至所述第一活塞杆(3009),由此,至少所述第一活塞体(109、3003)与所述第一活塞杆(119、3009)和所述第二活塞杆(121、3011)断开接合。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法,其中,所述流体致动器设备(901)还包括第三活塞体(909”’),所述第三活塞体(909”’)可滑动地设置在第三缸壳体(903”’)中并将所述第三缸壳体的内部分隔成第一缸室(911)和第二缸室(913),所述第三活塞体(909”’)具有围绕所述第一活塞杆(919)和所述第二活塞杆(921)的第一通孔和第二通孔,所述第三活塞体(909”’)包括设置成用于与相应的所述第一活塞杆(910)和所述第二活塞杆(921)接合的第一接合及断开接合装置(923’)和第二接合及断开接合装置(923”);所述方法包括下述步骤:
-交替地对所述第三缸壳体(903”’)的所述第一缸室(911)和所述第二缸室(913)进行增压,从而交替地提供用于实现所述第三活塞体(909”’)的第三往复运动的第一冲程和第二冲程,所述第三往复运动的第一冲程与所述第一活塞体(109、209’、909’)的第一冲程的起始点重叠,
将第一活塞体(109、3003)与所述第一活塞杆(119、3009)和所述第二活塞杆(121、3011)断开接合。
19.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法,其中,所述方法还包括将所述第一活塞体(109、209’)与所述第一活塞杆(119、219)和所述第二活塞杆(121、221)断开接合的步骤。
20.一种流体致动器设备(1501),包括:
-第一缸壳体(1503),所述第一缸壳体(1503)包括第一头部构件(1505)和第二头部构件(1507);
-第一活塞体(1509),所述第一活塞体(1509)可滑动地设置在所述第一缸壳体中;
-所述第一活塞体(1509)将所述第一缸壳体的内部分隔成第一缸室(1511)和第二缸室(1513),至少所述第一缸室(1511)联接至流体供给装置(1526);
其特征在于;
-所述第一活塞体(1509)具有沿轴向方向X延伸穿过所述第一活塞体(1509)的第一通孔(1515)和第二通孔(1517);
-第一活塞杆(1519)可滑动地设置在所述第一通孔(1515)中并且第二活塞杆(1521)可滑动地设置在所述第二通孔(1517)中;以及
-所述第一通孔(1515)包括第一接合及断开接合装置(1523),并且所述第二通孔(1517)包括第二接合及断开接合装置(1525),所述第一接合及断开接合装置(1523)和所述第二接合及断开接合装置(1525)设置成用于提供与相应的所述第一活塞杆和所述第二活塞杆的单独的接合或断开接合,并且其特征在于,传感器构件(1591、1791’)与所述第一活塞杆(1519、1719)相关联,以用于以下述方式测量第一活塞杆(1519、1719)的位置:使所述传感器构件(1591、1791’)对所述第一活塞体(1509、1709’)相对于所述第一缸壳体(1503、1703’)的位置进行测量。
21.根据权利要求20所述的流体致动器设备(1501),其中,所述流体致动器设备(1501)包括联接至控制单元(1520)的传感器装置(S),其中,所述控制单元(1520)适于根据反馈回路控制所述第一活塞杆(1519)的运动并且适于将所述第一活塞杆(1519)相对于所述第一缸壳体(1503)的位置的期望位置值与实际位置值进行比较。
22.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序适于借助于第一活塞体(109、209’)来控制第一活塞杆(119)和第二活塞杆(121)的运动,所述第一活塞体(109、209’)可滑动地设置在流体致动器设备(101、201)的第一缸壳体(103、203’)中,所述第一活塞体(109、209’)将所述第一缸壳体(103、203’)的内部分隔成第一缸室(111、211’)和第二缸室(113、213’),所述第一活塞体(109、209’)具有各自分别围绕所述第一活塞杆(119、219)和所述第二活塞杆(121、221)的第一通孔(115、215’)和第二通孔(117、217’),所述第一活塞体(109、209’)包括设置成用于与相应的所述第一活塞杆(119、219)和所述第二活塞杆(121、221)接合的第一接合及断开接合装置(123、223’)和第二接合及断开接合装置(125、225’),其特征在于,所述计算机程序(P)在被包括中央处理器的控制单元(120、1520、1620)执行时实现根据权利要求15至19中的任一项所述的方法步骤。
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