CN110023633A - 扭矩输出增强器 - Google Patents

Abstract

本说明书的主题可以具体体现在旋转致动器中，该旋转致动器包括限定弓形腔室的壳体，该弓形腔室包括腔、与腔流体连通的流体端口以及开口端，弓形腔室遵循第一端与紧邻开口端的第二端之间的第一弧的一部分，弓形活塞设置在所述壳体中，用于通过开口端在弓形腔室中往复移动，弓形活塞遵循具有曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、腔和活塞限定压力腔室，以及第一轴承，该第一轴承在超过第一弧的接触点处相对于曲率半径与活塞的第一径向侧接触。

Description

扭矩输出增强器

优先权声明

本申请要求于2016年10月5日提交美国专利申请No. 15/286,262的优先权，其全部内容通过引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及一种致动器装置，并且更具体地说，涉及一种旋转活塞型致动器装置，其中转子的活塞由压力下的流体移动。

背景技术

各种形式的旋转液压致动器目前用于工业机械动力转换应用。这种工业用途通常用于需要连续惯性加载而不需要负载保持很长持续时间例如几个小时的应用，而不需要使用外部流体动力供应。飞机飞行控制应用通常实现加载位置保持，例如，在故障缓解模式下，基本上仅使用堵塞的流体柱来保持位置。

在某些应用中，诸如用于飞机操作的主飞行控制，需要旋转致动器对负载保持的位置精度。通过最小化旋转致动器设计固有的内部泄漏特性，可以提高位置精度。然而，在典型的旋转液压致动器中，例如旋转“叶片”或旋转“活塞”型配置中，很难提供无泄漏性能。

发明内容

一般来说，本文涉及旋转活塞型致动器。

在第一方面，旋转致动器包括：壳体，其限定弓形腔室，弓形腔室包括腔、与腔流体连通的流体端口以及开口端，弓形腔室遵循第一端与紧邻开口端的第二端之间的第一弧的一部分；设置在所述壳体中的弓形活塞，用于通过开口端在弓形腔室中进行往复移动，弓形活塞遵循具有曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、腔和活塞限定压力腔室；和，第一轴承，其在超过第一弧的接触点处相对于该曲率半径与活塞的第一径向侧接触。

各种实施例可以包括以下特征中的一些、全部或不包括以下任何特征。旋转致动器可以包括第二轴承，第二轴承与活塞的与第一径向侧相对的第二径向侧接触。第一径向侧可以是径向上侧。第一径向侧可以是径向下侧。第一轴承可以是滚柱轴承。滚柱轴承可以包括主体部分和至少一个端部，主体部分被配置成至少部分地符合第一径向侧的形状，至少一个端部被配置成相对于该曲率半径至少部分地符合活塞的轴向侧的形状。第一壳体可以形成为单件式壳体。

在第二方面，一种旋转致动方法包括：提供一种旋转致动器，旋转致动器包括壳体、设置在所述壳体中的弓形活塞和第一轴承，壳体限定弓形腔室，弓形腔室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开口端，弓形腔室遵循第一端与紧邻开口端的第二端之间的第一弧的一部分，弓形活塞用于通过开口端在弓形腔室中进行往复移动，弓形活塞遵循具有曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、腔和活塞限定压力腔室，第一轴承在超过第一弧的接触点处相对于该曲率半径与活塞的第一径向侧接触；通过第一轴承向活塞的第一径向侧施加第一径向力；施加从流体端口出来的加压流体以从第一压力腔室部分地向外推动活塞；以及，将活塞部分地推入压力腔室中，以将加压流体推出流体端口。

各种实施方式可以包括以下特征中的一些、全部或不包括以下任何特征。旋转致动器可以包括第二轴承，第二轴承与活塞的与第一径向侧相对的第二径向侧接触，并且该方法包括通过第二轴承向活塞的第一径向侧施加第二径向力。第一径向侧可以是径向上侧，并且其中向活塞的第一径向侧施加第一径向力可以包括限制活塞的径向向外的力。第一径向侧可以是径向下侧，并且其中向活塞的第一径向侧施加第一径向力可以包括限制活塞的径向向内的力。第一轴承可以是滚柱轴承。滚柱轴承可以是被配置为至少部分符合第一径向侧的形状的主体部分，以及被配置为相对于该曲率半径至少部分符合活塞的轴向侧的形状的至少一个端部。该方法可以包括向活塞的轴向侧施加第一轴向力。施加第一轴向力可以包括限制活塞的轴向力。第一壳体可以形成为单件式壳体。

这里描述的系统和技术可以提供以下优点中的一个或多个优点。首先，系统可以为旋转活塞致动器提供增加的扭矩输出。第二，该系统可以增加可提供可用扭矩的致动范围。第三，该系统可以减少活塞密封件的磨损量。第四，该系统可以延长活塞密封件和其它接触部件的寿命。第五，该系统可以减少旋转活塞致动器内摩擦产生的热量。第六，该系统可以提高旋转活塞致动器的耐用性。

一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中阐述。从说明书和附图以及权利要求中，其它特征和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是示出旋转活塞致动器和扭矩增强器的示例的透视图。

图2A是示出旋转活塞致动器和扭矩增强器的示例的侧视图。

图2B是示出旋转活塞致动器和扭矩增强器的示例的剖视图。

图3A和3B是示出了旋转活塞致动器和扭矩增强器的示例的透视图。

图3C和3D是示出了旋转活塞致动器和扭矩增强器的示例的侧剖视图和透视剖视图。

图4是示出旋转活塞致动器的一个示例和扭矩增强器的另一个示例的剖视图。

图5是示出旋转活塞致动器的一个示例和扭矩增强器的另一个示例的剖视图。

图6是使用具有扭矩输出增强器的旋转活塞致动器的示例过程的流程图。

具体实施方式

本文描述了产生旋转运动的装置。特别地，本文描述了通过使用更常用于产生线性运动的部件，例如液压或气动线性气缸，能够将流体位移转换成旋转运动的装置。叶片型旋转致动器是用于将流体运动转换成旋转运动的相对紧凑的装置。然而，旋转叶片致动器(RVA)通常使用表现出驱动流体的跨叶片泄漏的密封件和部件配置。这种泄漏会影响可使用这种设计的应用范围。一些应用可能需要在致动器的流体端口被阻塞时旋转致动器将旋转负载保持在选定的位置持续预定的时间长度，基本上没有旋转移动。例如，一些飞机应用可能要求当致动器的流体端口被堵塞时，致动器将处于负载(例如，通过风阻力、重力或地球引力)下的襟翼或其它控制表面保持在选定位置。然而，跨叶片泄漏可允许从选定位置移动。

线性活塞使用相对成熟的密封技术，这种技术表现出易于理解的动态操作和泄漏特性，这通常优于旋转叶片致动器型密封。然而，线性活塞需要额外的机械部件来使其线性运动适应旋转运动。这种线性至旋转机构通常比能够提供类似旋转动作的旋转叶片致动器更大和更重，例如占据更大的工作罩壳。这种线性至旋转机构通常也可以安装在不同于它们要驱动的负载的定向上，并且因此可以间接提供它们的扭矩输出，例如安装成推动或拉动杠杆臂，杠杆臂与杠杆臂的旋转轴的轴线成大致直角。因此，这种线性至旋转机构可能需要太大或太重而不能用于某些应用，诸如飞机控制，在这些应用中，空间和重量的限制可能使这种机构无法使用。

通常，旋转活塞组件使用弯曲的压力腔室和弯曲的活塞来可控地围绕轴线推拉转子组件的转子臂。在使用中，本文描述的旋转活塞组件的某些实施例可以提供通常与线性活塞型流体致动器相关联的位置保持特性，用于旋转应用，并且也可以使用通常与旋转叶片致动器相关联的相对更紧凑和轻重量的罩壳来这样做。

通常，旋转活塞组件可以提供的扭矩量可以沿着组件的运动范围变化。例如，旋转活塞可以在完全缩回位置附近提供大约最大的扭矩量，并且随着活塞朝向其延伸行程极限被致动，该扭矩量可以减小。在一些实施例中，扭矩能力的这种降低可能由在与活塞的行进弧未对准的方向上作用在活塞上的力引起。例如，径向或纵向作用在活塞上的力，而不是活塞的设计的致动路径切向的力，会导致活塞束缚在其缸内，这会增加摩擦力和磨损，并可能降低可用扭矩。如下所述，通过使用扭矩增强器来重定向这种未对准的力，可以至少部分地减少扭矩的损失。

图1、图2A和图2B示出了示例旋转活塞型致动器100的部件的各种视图。参考图1，示出了示例旋转活塞型致动器100的透视图。致动器100包括旋转活塞组件110和压力腔室组件120。致动器100包括第一旋转活塞112a和第二旋转活塞112b (在图1中不可见)。在致动器100的示例中，第一旋转活塞112a被配置成沿第一方向(例如顺时针方向)旋转该旋转活塞组件110，并且第二旋转活塞112b被配置成沿与第一方向基本相反的第二方向(例如逆时针方向)旋转该旋转活塞组件110。

现在参考图2B，图2B是沿着图2A的截面A-A截取的示例旋转活塞型致动器100的侧剖视图，旋转活塞组件110包括转子轴114。转子臂116从转子轴114径向延伸，转子臂116的远端包括内孔(未示出)，该内孔基本上与转子轴114的轴线对准，并且尺寸适于容纳连接器销118。

虽然示例致动器100包括一对旋转活塞112a和112b，但是其它实施例可以包括更多和/或更少数量的协作和对置的旋转活塞。图2B的示例致动器100中的旋转活塞112a、112b在相反的旋转方向上基本上彼此相对定向。在一些实施例中，致动器100可以将转子轴114总共旋转近180度。

在图2B所示的示例旋转活塞组件中，旋转活塞112a、112b中的每一个包括活塞端113和一个或多个连接器臂115。活塞端113形成为具有基本平滑的表面。连接器臂115中的每一个包括基本平行于相应的旋转活塞112a、112b的半圆形弧的轴线对准的内孔，并且其尺寸适于容纳连接器销118。

图2B的示例组件的旋转活塞112a、112b中的每一个可以通过将连接器臂115与转子臂116对准而组装到转子轴114，使得转子臂116的内孔(未示出)与所述内孔对准。然后，连接器销118可以穿过对准的内孔插入，以在活塞112a、112b与转子轴114之间形成铰接连接。连接器销118比对准的内孔稍长。在示例致动器100中，围绕延伸超过对准的内孔的连接器销118的每个端部的周向外围是周向凹部(未示出)，该凹部可以容纳保持紧固件(未示出)，例如卡环或螺旋环。

在一些实施方式中，转子轴114可以连接到外部机构，诸如输出轴，以便将致动器100的旋转运动传递到其它机构。在一些实施例中，衬套或轴承(未示出)可以装配在转子轴114与压力腔室组件120的轴向内孔之间。

图示的示例示出了旋转活塞112b插入到在压力腔室组件120中形成为弓形腔的相应的压力腔室122中。旋转活塞122a也插入相应的压力腔室122中，在该视图中不可见。

在示例致动器100中，每个压力腔室122包括在开口端126围绕压力腔室122的内表面的密封组件124。在一些实施方式中，密封组件124可以是保持在标准密封凹槽中的所有侧部上的圆形或半圆形密封几何形状。在一些实施方式中，可以使用市售的往复式活塞或缸型密封件。例如，可能已经用于在当前飞机上飞行的线性液压致动器的市售密封件类型可以证明有足够的能力用于线性负载和位置保持应用。在一些实施方式中，致动器100的密封复杂性可以通过使用通常在线性液压致动器中使用的标准的（例如市售的）半圆形单向密封件设计来降低。在一些实施例中，密封组件124可以是单件式密封件。

在示例致动器100的一些实施例中，密封组件124可以被包括为旋转活塞112a、112b的一部分。例如，密封组件124可以位于活塞端113附近，与连接器臂115相对，并且随着旋转活塞112a或112b移入和移出压力腔室122，沿着压力腔室122的内表面滑动以形成流体密封。在一些实施例中，密封组件124可以充当轴承。例如，随着活塞112a、112b移入和移出压力腔室122，密封组件124可以为活塞112a、112b提供支撑。

在一些实施例中，致动器100可以包括活塞112a、112b与压力腔室122之间的磨损构件。例如，可以在密封组件124附近包括磨损环。磨损环可以充当活塞112a、112b的导向器，和/或充当为活塞112a、112b提供支撑的轴承。

在示例致动器100中，当旋转活塞112a、112b通过开口端126插入时，密封组件124中的每一个接触压力腔室122的内表面和活塞端113的基本平滑的表面，以在压力腔室122内形成基本压力密封的区域。压力腔室122中的每一个可以包括穿过压力腔室组件120形成的流体端口(未示出)，加压流体可以流过该流体端口。当加压流体(例如液压油、水、空气或气体)引入压力腔室122中时，压力腔室122的内部与压力腔室122的外部的环境状况之间的压差导致活塞端113被从压力腔室122向外推动。随着活塞端113被向外推动，活塞112a、112b推动旋转活塞组件110旋转。

在一些实施例中，旋转活塞112a、112b可以通过接触转子臂116来推动转子轴114旋转。例如，连接器臂115可以不联接到转子臂116。而是随着旋转活塞112a、112b被从压力腔室122向外推动，连接器臂115可以接触转子臂116以推动转子轴114旋转。相反，转子臂116可以接触连接器臂115，以将旋转活塞112a、112b推回到压力腔室122中。

在使用中，示例致动器100中的加压流体可以被施加到压力腔室122。流体压力推动旋转活塞112a离开压力腔室122，并且该移动推动旋转活塞组件110顺时针旋转。加压流体可以被施加到对应于旋转活塞122b的压力腔室122，并且流体压力将旋转活塞112b推出压力腔室122，从而推动旋转活塞组件110逆时针旋转。

在示例致动器100的一些实施例中，压力腔室组件120可以由单片材料形成。例如，压力腔室122和开口126可以通过模制、机加工或形成整件材料的其它方式形成，以形成没有额外接缝的压力腔室。

现在参考图1、2A和2B，致动器100包括一对壳体端板134。壳体端板134通过紧固件集合(未示出)可移除地附连到压力腔室组件120的轴向端。

轴承支撑组件130通过紧固件135的集合可移除地附连到壳体端板134。轴承支撑组件130包括一对轴承支撑板131a和131b，它们径向延伸超过壳体端板134和旋转活塞122a、122b。轴承支撑板131a、131b包括轴承132的集合，轴承132的集合围绕与致动器100的轴线和转子轴114的轴线基本对准的轴线旋转。在一些实施例中，轴承支撑板131a和/或131b可以与壳体端板134一体形成(即，成为壳体端板134的一部分)。

扭矩输出增强器(TOI)150a和扭矩输出增强器(TOI)150b跨轴承支撑板131a与131b之间的间隙136延伸。TOI 150a和150b各自包括圆柱形滚柱部分151，滚柱部分151在长度方向端由轴部分152支撑。每个轴部分152的每个端部153由轴承132中的相应的一个轴承132旋转支撑。在图示的配置中，TOI 150a和150b绕基本平行于致动器100的轴线和转子轴114的轴线的轴线旋转，并且基本垂直于旋转活塞112a和112b的运动路径旋转。

TOI 150a和150b被布置成使得它们的滚柱部分151接触旋转活塞112a和112b的活塞端113。在图示的配置中，TOI 150a和150b可以至少部分地限制旋转活塞112a和112b的径向移动。例如，参考图2B，旋转活塞组件110被示出旋转到其旋转运动范围的一端附近的顺时针位置。在旋转活塞112b的这种定向，在连接器销118 (例如，第一接触点)与压力腔室122的密封组件124 (例如，第二接触点)之间延伸的活塞端113的长度相对较短，并且提供相对较小的力矩臂。在这种定向，力沿除了运动的轨道式旋转路径以外的方向作用在旋转活塞112b上的机会相对较小。

但是随着活塞组件110和旋转活塞112b逆时针旋转，在连接器销118与密封组件124之间延伸的活塞端113的长度变得相对较长，并且提供了相对较长的力矩臂。随着旋转活塞112b延伸(例如，超过大约80度的旋转)，力沿除了轨道式旋转路径以外的方向(例如，径向力)作用在旋转活塞112b上的机会会增加。在组件100的示例中，TOI 150a和150b向外重定向作用在旋转活塞112a、112b上的径向力，以至少部分地将这些力转变成基本上沿着旋转活塞112a、112b的径向运动路径作用的力。

图3A-3D是示出图1-图2B的示例旋转活塞致动器100的一些另外不同视图的图。在图3A-3D中，致动器100被示出为移除了轴承支撑组件130，以提供TOI 150a、150b与旋转活塞112a、112b之间的机械相互作用的更清晰视图。

TOI 150a和150b相对于旋转活塞112a和112b定位，使得它们的滚柱部分151接触活塞端113。如图3C和3D所示，TOI 150a的滚柱部分151在点301处接触旋转活塞112a的活塞端113。在活塞112a受到径向向外(例如，远离转子轴114)作用的径向力（由箭头302所示）的示例中，活塞端113可以被径向向外推动。在这样的示例中，径向力302和活塞端113的径向移动将遇到基本相等且相反的阻力，由箭头303所示，阻力通过在点301处与滚柱部分151接触来提供。这样，径向力302和旋转活塞112a的径向移动至少部分受到TOI 150a的限制。

图4是示出旋转活塞型致动器400的示例和扭矩增强器450的另一示例的剖视图。在图1-图3D的旋转活塞型致动器100的示例中，扭矩输出增强器150a和150b紧邻旋转活塞112a和112b的径向外侧定位。然而，在致动器400的示例中，扭矩输出增强器450被布置成接触旋转活塞的径向内侧。

致动器400包括第一旋转活塞412a和第二旋转活塞412b。在致动器400的示例中，第一旋转活塞412a被配置成沿第一方向(例如顺时针方向)旋转转子轴414，并且第二旋转活塞412b被配置成沿与第一方向基本相反的第二方向(例如逆时针方向)旋转转子轴414。

旋转活塞412a、412b中的每一个包括活塞端413和一个或多个连接器臂(未示出)。活塞端413形成为具有基本平滑的表面。旋转活塞412a和412b被插入到在压力腔室组件420中形成为弓形腔的相应的压力腔室中。

轴承支撑组件430包括一对轴承支撑板431a和431b，它们径向延伸超过壳体端板434和旋转活塞422a、422b。轴承支撑板431a、431b包括轴承432的集合，轴承432的集合围绕与致动器400的轴线和转子轴414的轴线基本对准的轴线旋转。

扭矩输出增强器（TOI）450跨轴承支撑板431a和431b之间的间隙436延伸。TOI 450包括从轴部分452径向延伸的圆柱形滚柱部分451。轴部分452具有由相应轴承432旋转支撑的一对端部453。在图示的配置中，TOI 450围绕基本平行于致动器400轴线和转子轴414轴线的轴线旋转，并且基本垂直于旋转活塞412a和412b的运动路径旋转。

TOI 450被布置成使得滚柱部分451接触旋转活塞412a的活塞端413。在图示的配置中，TOI 450可以至少部分地限制旋转活塞412a和412b的向内径向移动。TOI 450的滚柱部分451在点401处接触旋转活塞412a的活塞端413。在活塞412a受到径向向内(例如，朝向转子轴414)作用的径向力（由箭头402所示）的示例中，活塞端413可以被径向向内推动。在这样的示例中，径向力402和活塞端413的径向移动将遇到由箭头403表示的基本相等且相反的阻力，该阻力是通过在点401处与滚柱部分451接触而提供的。这样，径向力402和旋转活塞412a的径向移动至少部分受到TOI 450的限制。

在一些实施例中，径向内侧和/或外侧扭矩输出增强器(例如，TOI 150a、150b、450)的各种组合可用于至少部分地限制和/或重定向与旋转活塞112a、112b、412a和/或412b的旋转运动路径未对准的力。

图5是示出旋转活塞致动器500的示例和扭矩增强器的另一示例的剖视图。在图1-3D的旋转活塞型致动器100和图4的旋转活塞型致动器400的示例中，扭矩输出增强器150a、150b和450具有大致圆柱形的滚柱部分151和451。然而，在致动器500的示例中，扭矩输出增强器550包括滚柱部分551，滚柱部分551的轮廓形成为(例如，带圆齿、带凹槽)类似于线筒。

致动器500包括第一旋转活塞512a和第二旋转活塞512b。旋转活塞512a、512b中的每一个包括活塞端513和一个或多个连接器臂(未示出)。活塞端513形成为具有基本平滑的表面和卵形横截面。

TOI 550包括从轴部分552径向延伸的圆柱形滚柱部分551。轴部分552具有由相应的轴承532旋转支撑的一对端部553。在图示的配置中，TOI 550围绕基本平行于致动器500轴线和转子轴514的轴线的轴线旋转，并且基本垂直于旋转活塞512a和512b的运动路径旋转。

TOI 550包括形成在滚柱部分551的表面中的径向凹槽555。凹槽555形成为与活塞端513的横截面的一部分互补。TOI 550被布置成使得旋转活塞512a的活塞端513部分地延伸到凹槽555中。在图示的配置中，TOI 550可以至少部分地限制旋转活塞512a和512b的向内径向移动以及轴向侧向移动。凹槽555包括径向端556、形成凹槽555的一个轴向侧壁的轴向端557a、以及形成凹槽555的另一个轴向侧壁的轴向端557b，在径向端556的相对侧上轴向端557b与轴向端557a相对。TOI 550的凹槽555沿着表面501接触旋转活塞512a的活塞端513。在活塞512a受到径向向内(例如，朝向转子轴514)和/或轴向地作用的力（由箭头502所示）的示例中，活塞端513可以被径向向内和/或轴向地推动。在这样的示例中，力502和活塞端513的径向和/或轴向移动将遇到基本相等且相反的阻力，由箭头503所示，阻力是通过沿着表面501与凹槽555接触而提供的。这样，力502和旋转活塞512a的径向和/或轴向移动至少部分受到TOI 550的限制。

在一些实施例中，径向内侧和/或外侧扭矩输出增强器(例如，TOI 550)的各种组合可用于至少部分地限制和/或重定向与旋转活塞512a、512b的旋转运动路径未对准的力。例如，TOI 550可以相对于旋转活塞512a在径向内侧布置，使得凹槽555接触活塞端513的径向内侧。

图6是使用具有扭矩输出增强器(TOI)的旋转活塞致动器的示例过程600的流程图。在一些实施方式中，过程600可以与图1-图5的示例旋转活塞型致动器100、400和500一起使用。

在610，提供旋转致动器。示例过程600的旋转致动器包括限定弓形腔室的壳体，该弓形腔室包括腔、与腔流体连通的流体端口和开口端，弓形腔室遵循第一端与紧邻开口端的第二端之间的第一弧的一部分。旋转致动器还包括设置在所述壳体中的弓形活塞，用于通过开口端在弓形腔室中进行往复移动，弓形活塞遵循具有一定曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、腔和活塞限定压力腔室。旋转致动器还包括第一轴承，该第一轴承在超过第一弧的接触点处相对于该曲率半径与活塞的第一径向侧接触。例如，旋转致动器100包括与旋转活塞112a和112b的径向外侧接触的TOI 150a和150b。

在620，轴承向活塞的第一径向侧施加第一径向力。例如，TOI 150a接触旋转活塞112a，以在点301处向活塞端113施加力303。

在630，在流体端口处施加加压流体，以将活塞从第一压力腔室部分地向外推动。例如，流体可以被泵入压力腔室122中，以将活塞112a推出压力腔室122。

在640，活塞被部分推入压力腔室中，以将加压流体推出流体端口。例如，可以向转子轴114施加扭矩，以将旋转活塞112a推入压力腔室122中。

在一些实施方式中，第一径向侧可以是径向上侧。例如，TOI 150a被布置成接触旋转活塞112a的径向外侧。在一些实施方式中，向活塞的第一径向侧施加第一径向力可以包括限制活塞的径向向外的力。例如，TOI 150a可以至少部分地限制旋转活塞112a的活塞端113的径向向外移动。

在一些实施方式中，第一径向侧可以是径向下侧。例如，图4的示例致动器400的TOI 450被布置成接触旋转活塞412a的径向下侧。在一些实施方式中，向活塞的第一径向侧施加第一径向力可以包括限制活塞的径向向内的力。例如，TOI 450可以在旋转活塞412的径向内侧或底侧接触旋转活塞412，以至少部分地限制作用在旋转活塞412上的径向向内的力。

在一些实施方式中，旋转致动器还可以包括与活塞的与第一径向侧相对的第二径向侧接触的第二轴承。在一些实施方式中，该方法还可以包括通过第二轴承向活塞的第一径向侧施加第二径向力。例如，旋转活塞型致动器(例如，致动器100)可以包括在旋转活塞112a的径向外侧或顶侧接触旋转活塞112a以限制作用在旋转活塞112a上的径向向外的力的TOI 150a，以及在旋转活塞112a的径向内侧或底侧接触旋转活塞112a以限制作用在旋转活塞112a上的径向向内的力的TOI 450。

在一些实施方式中，第一轴承可以是滚柱轴承。例如，TOI 150a、150b、450和550可以是具有大致圆柱形形状的滚柱轴承。

在一些实施方式中，滚柱轴承可以包括主体部分和至少一个端部，主体部分被配置成至少部分地符合第一径向侧的形状，至少一个端部被配置成相对于该曲率半径至少部分地符合活塞的轴向侧的形状。例如，示例旋转活塞型致动器500的TOI 550包括凹槽555。滚柱部分551中的凹槽555的径向端556的两侧是轴向端557a和轴向端557b，使得凹槽555部分地符合旋转活塞512a的活塞端513的形状。

在一些实施方式中，第一轴向力可以施加到活塞的轴向侧。例如，重力、惯性或其它力可以引起跨活塞端513轴向导向的力(例如，相对于旋转活塞512的轨道沿轴向和/或基本平行于TOI 550的轴线)。在一些实施方式中，施加第一轴向力可以包括至少部分限制活塞的轴向力。例如，凹槽555包括为活塞端513提供径向支撑和限制的径向端556，凹槽555包括在活塞端513的一个轴向侧提供轴向支撑和限制的轴向端557a，以及凹槽555包括在活塞端513的另一个轴向侧提供轴向支撑和限制的轴向端557b。

在一些实施例中，第一壳体可以形成为单件式壳体。例如，示例旋转活塞型致动器100的压力腔室组件120可以是单件整体式材料(例如，金属、塑料、陶瓷)，并且压力腔室122可以在单件整体式材料内加工、模制或以其它方式形成，使得压力腔室122基本无缝。

尽管上面已经详细描述了一些实施方式，但是其它修改也是可能的。例如，图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定次序或先后顺序来实现期望的结果。此外，可以向所描述的流程提供其它步骤，或者可以从所描述的流程中删除步骤，并且可以向所描述的系统添加其它部件或从所描述的系统中移除其它部件。因此，其它实施方式也在以下权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种旋转致动器，包括：

壳体，其限定弓形腔室，所述弓形腔室包括腔、与所述腔流体连通的流体端口以及开口端，所述弓形腔室遵循第一端与紧邻所述开口端的第二端之间的第一弧的一部分；

设置在所述壳体中的弓形活塞，用于通过所述开口端在所述弓形腔室中进行往复移动，所述弓形活塞遵循具有曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、所述腔和所述活塞限定压力腔室；和

第一轴承，其在超过所述第一弧的接触点处相对于所述曲率半径与所述活塞的第一径向侧接触。

2.根据权利要求1所述的旋转致动器，还包括与所述活塞的与所述第一径向侧相对的第二径向侧接触的第二轴承。

3.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，所述第一径向侧是径向上侧。

4.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，所述第一径向侧是径向下侧。

5.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，所述第一轴承是滚柱轴承。

6.根据权利要求5所述的旋转致动器，其中，所述滚柱轴承包括：主体部分，所述主体部分被配置为至少部分地符合所述第一径向侧的形状；以及，至少一个端部，其被配置为相对于所述曲率半径至少部分地符合所述活塞的轴向侧的形状。

7.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，第一壳体形成为单件式壳体。

8.一种旋转致动方法，包括：

提供一种旋转致动器，所述旋转致动器包括：

壳体，其限定弓形腔室，所述弓形腔室包括腔、与所述腔流体连通的流体端口以及开口端，所述弓形腔室遵循第一端与紧邻所述开口端的第二端之间的第一弧的一部分；

设置在所述壳体中的弓形活塞，用于通过所述开口端在所述弓形腔室中往复移动，所述弓形活塞遵循具有曲率半径的第二弧的一部分，其中密封件、所述腔和所述活塞限定压力腔室；和

第一轴承，其在超过所述第一弧的接触点处相对于所述曲率半径与所述活塞的第一径向侧接触；

通过所述第一轴承向所述活塞的第一径向侧施加第一径向力；

施加从所述流体端口出来的加压流体以从第一压力腔室部分地向外推动所述活塞；以及

将所述活塞部分地推入所述压力腔室中，以将加压流体推出所述流体端口。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述旋转致动器还包括与所述活塞的与所述第一径向侧相对的第二径向侧接触的第二轴承，并且所述方法还包括通过所述第二轴承向所述活塞的第一径向侧施加第二径向力。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一径向侧是径向上侧，并且其中向所述活塞的第一径向侧施加第一径向力包括限制所述活塞的径向向外的力。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一径向侧是径向下侧，并且其中向所述活塞的第一径向侧施加第一径向力包括限制所述活塞的径向向内的力。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一轴承是滚柱轴承。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述滚柱轴承包括：主体部分，其被配置为至少部分地符合所述第一径向侧的形状；以及，至少一个端部，其被配置为相对于所述曲率半径至少部分地符合所述活塞的轴向侧的形状。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括向所述活塞的轴向侧施加第一轴向力。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，施加第一轴向力包括限制所述活塞的轴向力。

16.根据权利要求8所述的方法，其中，第一壳体形成为单件式壳体。