CN111094764A - 具有移动密封件承载件的无支承活塞 - Google Patents

Abstract

本申请文件的主题至少实施为一种旋转致动器，该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中往复运动。

Description

具有移动密封件承载件的无支承活塞

优先权声明

本申请要求于2017年7月14日提交的美国专利申请第62/532,785号的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明涉及致动器装置，并且更具体地涉及恒定扭矩旋转活塞式致动器装置，其中，转子的活塞由处在压力下的流体来移动。

背景技术

各种形式的线性液压致动器目前用在工业机械动力转换应用中。一种常见的工业用途是在建筑器械(例如，挖掘机、反铲挖掘机)中，其中，液压活塞的线性作用转换为围绕接合部(接头)的旋转运动。

在某些应用、诸如用于重型器械操作的致动器中，期望的是增加的致动速度、较大的运动范围、流体动力使用的效率以及易于维护。然而，尽管它们被广泛使用，但是在线性液压致动器的典型重型器械应用中、例如在挖掘机的臂和铲斗上难以提供这样的特征。

各种形式的旋转液压致动器目前也用在其他类型的工业机械动力转换应用中。这种工业用途通常用于需要连续惯性负载而无需长时间保持负载的应用、例如在飞行控制表面上使用旋转叶片致动器的飞行器，以及负载保持不成问题的应用、例如使用液压马达使厢体或吊臂相对于底盘水平枢转的反铲挖掘机。然而，这种致动器的设计不能很好地缩放以提供以下的组合，即，重型器械操作者通常期望的功率/重量比、现场维可维修性特征、刚度、保持能力、扭矩/重量比、摆率、能量效率和/或现场可维修性，以用于其器械中的其他地方、例如挖掘机的铲斗、斗杆和吊臂的致动。

发明内容

总体上，本文描述了旋转活塞式致动器装置。

在第一方面中，旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与第一腔体流体连通的第一流体端口；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与第一壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过第一敞开端、第二敞开端和第三敞开端的在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中的往复运动，其中，第一活塞密封件、第一面部密封件、第一腔体、第二腔体和第一活塞限定了第一压力腔室，并且第一活塞的第一部分接触旋转输出组件。

在第二方面中，根据方面1，第一密封件承载件组件构造成相对于壳体运动。

在第三方面中，根据方面1或2，壳体还限定第三弧形腔室部分，并且包括第三腔体、第四敞开端以及与第三腔体流体连通的第二流体端口，并且旋转致动器还包括：第二密封件承载件组件，该第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与第五敞开端相对的第六敞开端、在第四敞开端和第五敞开端附近与壳体密封接触的第二面部密封件；以及弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过第四敞开端、第五敞开端和第六敞开端的在第三弧形腔室部分和在第四弧形腔室部分中的往复运动，其中，第二活塞密封件、第二面部密封件、第三腔体、第四腔体和第二活塞限定了第二压力腔室，并且第二活塞的第一部分接触旋转输出组件。

在第四方面中，根据方面3，第二活塞沿着与第一活塞相同的旋转方向来定向。

在第五方面中，根据方面3，第二活塞沿着与第一活塞相反的旋转方向来定向。

在第六方面中，根据方面1至5中的任一个，旋转致动器还包括外壳，该外壳设置成围绕壳体并且具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞限定第二压力腔室。

在第七方面中，根据方面1至6中的任一个，第一活塞密封件设置成围绕第三敞开端的内表面。

在第八方面中，根据主张1至7中的任一个，壳体形成为单件的壳体。

在第九方面中，根据方面1至8中的任一个，第一活塞的横截面是至少部分中空的。

在第十方面中，根据方面9，第一活塞内部的结构构件位于第一活塞内部的两个腔体之间。

在第十一方面中，根据方面1至10中的任一个，第一活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。

在第十二方面中，根据方面1至11中的任一个，第一活塞以相对于第一转子臂的预先确定的角度可移除地固附到第一转子臂并从第一转子臂延伸。

在第十三方面，旋转致动的方法包括：提供旋转致动器，该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与第一腔体流体连通的第一流体端口；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过第一敞开端、第二敞开端和第三敞开端的在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中的往复运动，其中，第一活塞密封件、第一面部密封件、第一腔体、第二腔体和第一活塞限定了第一压力腔室，并且第一活塞的第一部分接触旋转输出组件；将受压流体施加到第一压力腔室，将第一活塞从第一压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转；以及将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中，以将受压流体从第一流体端口推动出来。

在第十四方面中，根据方面13，该方法还包括：通过第一活塞促使第一密封件承载件组件相对于壳体运动。

在第十五方面中，根据方面13或14，壳体还限定第三弧形腔室部分，并且包括第三腔体、第四敞开端以及与第三腔体流体连通的第二流体端口，并且旋转致动器还包括：第二密封件承载件组件，该第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与第五敞开端相对的第六敞开端、在第四敞开端和第五敞开端附近与壳体密封接触的第二面部密封件；以及弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过第四敞开端、第五敞开端和第六敞开端的在第三弧形腔室部分和在第四弧形腔室部分中的往复运动，其中，第二活塞密封件、第二面部密封件、第三腔体、第四腔体和第二活塞限定了第二压力腔室，并且第二活塞的第一部分接触旋转输出组件。

在第十六方面中，根据方面15，第二活塞沿着与第一活塞相反的旋转方向来定向。

在第十七方面中，根据方面13至16中的任一个，旋转致动器还包括外壳，该外壳设置成围绕壳体并且具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞限定第二压力腔室。

在第十八方面中，根据方面17，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转包括：将受压流体施加到第二压力腔室，以及将第二活塞从第二压力腔室部分地向外推动，以促使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转。

在第十九方面中，根据方面13至18中的任一个，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转包括：将受压流体施加到第二压力腔室；以及将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中，以推动旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转。

在第二十方面中，根据方面13至19中的任一个，将第一活塞从第一压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转还包括：在整个冲程上以基本恒定的扭矩沿第一方向旋转该输出组件。

在第二十一方面中，根据方面13至20中的任一个，第一密封件设置成围绕第三敞开端的内表面。

在第二十二方面中，根据方面13至21中的任一个，第一活塞相对于旋转输出组件以预先确定的角度可移除地固附到该旋转输出组件并从该旋转输出组件延伸。

在第二十三方面，旋转致动器包括壳体，该壳体限定第一弧形腔室并且包括腔体、与该腔体流体连通的流体端口、以及敞开端；旋转输出组件；弧形活塞，该弧形活塞从固附到旋转输出组件的第一活塞部分延伸到与旋转输出组件间隔开的第二活塞部分，设置在所述壳体中以用于穿过敞开端的在弧形腔室中的往复运动，其中，密封件、腔体和活塞限定压力腔室，其中，第一活塞部分的第一径向向外表面部分构造成用于沿着具有相对于轴线的第一半径的第一弧形部的往复运动，并且第二活塞部分的第二径向向外表面部分能够沿着具有相对于轴线的可变的第二半径的第二弧形部往复运动和径向运动；以及负载承受组件，该负载承受组件包括面向活塞并与该活塞径向地间隔开的径向向内表面，构造成用于沿着与第一弧形部同轴的第三弧形部的往复运动，并且具有相对于轴线的第三半径，该第三半径径向地大于第一半径并且径向地小于可变的第二半径的一部分。

在第二十四方面中，根据方面23，负载承受组件固附到壳体。

在第二十五方面中，根据方面23或24，当第二半径超过第三半径时，活塞布置成接触负载承受组件。

在第二十六方面中，根据方面23至25中的任一个，还包括弹簧构件，该弹簧构件布置成提供抵抗负载承受组件的偏置力并且促使负载承受组件朝向敞开端的往复运动。

在第二十七方面中，根据方面23至26中的任一个，对压力腔室施加受压流体来使活塞从压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转，并且旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向的旋转将活塞部分地推动到压力腔室中，以将受压流体从流体端口推动出来。

在第二十八方面中，根据方面23至27中的任一个，活塞的横截面是实心的。

在第二十九方面中，根据方面23至28中的任一个，活塞的横截面是至少部分中空的。

在第三十方面中，根据方面29，活塞内部的结构构件位于该活塞内部的两个腔体之间。

在第三十一方面中，根据方面23至30中的任一个，活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。

在第三十二方面中，根据方面23至31中的任一个，旋转致动器还包括转子轴，并且负载承受组件还包括在近端处的铰链，该铰链构造成用于在转子轴上的往复运动，其中，旋转输出组件围绕转子轴同心旋转并且限定包括第一径向面的径向孔，并且负载承受组件还包括从铰链穿过径向孔延伸到包括径向向内表面的远端的主体，该主体包括被构造成接触第一径向面的第二径向面。

在第三十三方面，旋转致动的方法包括：提供旋转致动器，该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室并且包括腔体、与该腔体流体连通的流体端口、以及敞开端；旋转输出组件；弧形活塞，该弧形活塞从固附到旋转输出组件的第一活塞部分延伸到从旋转输出组件间隔开的第二活塞部分，设置在所述壳体中，以用于穿过敞开端的在弧形腔室中的往复运动，其中，密封件、腔体和活塞限定压力腔室；以及负载承受载组件，该负载承受载组件包括面向活塞并与该活塞径向地间隔开的径向向内表面，将受压流体施加到压力腔室，将活塞从压力腔室部分地向外推动；通过活塞促使旋转输出组件沿第一方向旋转；将负载承受组件移动成与相对于活塞的预先确定的负载承受位置对齐；使活塞与径向向内表面接触；以及通过负载承受组件并且基于接触来约束第二径向向外部分的径向向外的运动。

在第三十四方面中，根据方面33，该方法还包括通过旋转输出组件来促使负载承受组件以与活塞基本相同的速度和方向来运动。

在第三十五方面中，根据方面34，旋转致动器还包括转子轴，并且负载承受组件还包括在近端处的铰链，该铰链构造成用于在转子轴上往复运动，其中，旋转输出组件围绕转子轴同心旋转并且限定包括第一径向面的径向孔，并且负载承受组件还包括从所述铰链穿过径向孔延伸到具有径向向内表面的远端的主体，该主体包括被构造成接触第一径向面的第二径向面，其中，推动负载承受组件以与活塞基本上相同的速度和方向来运动还包括使第一径向面与第二径向面接触。

在第三十六方面中，根据方面33至35中的任一个，该方法还包括促使活塞的一部分沿径向向外方向的径向运动，其中，活塞与径向向内表面之间的接触基于沿径向向外方向的径向运动。

在第三十七方面中，根据方面33至36中的任一个，该方法还包括促使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转；通过旋转输出组件沿第二方向的旋转将该活塞部分地推动到压力腔室中；以及使活塞从径向向内表面分离。

在第三十八方面中，根据方面37，该方法还包括促使活塞的一部分沿径向向内方向的径向运动，其中，活塞与径向向内表面之间的分离基于沿径向向内方向的径向运动。

在第三十九方面中，根据方面37或38，该方法还包括基于负载承受组件沿第一方向的运动来偏置被布置成的提供抵靠负载承受组件的偏置力的弹簧构件，以及通过偏置力促使负载承受组件沿与第一方向相反的第二方向运动。

在第四十方面中，根据方面33至39中的任一个，通过活塞促使旋转输出组件旋转还包括：在整个冲程上用基本上恒定的扭矩使旋转输出组件旋转。

在此描述的系统和技术可以提供以下优点中的一个或多个。第一，系统可以提供具有线性活塞致动器的许多优点的旋转活塞致动器。第二，该系统可以在其冲程范围内提供具有基本恒定扭矩的致动。第三，与用于重型(例如，高达一千万Nm)应用的其他旋转致动设计相比，该系统能够以显著减少的成本和重量来建立。

一个或多个实施方式的细节由附图和以下的描述所提出。从该描述、附图和权利要求中，其他特征和优势将变得明显。

附图说明

图1是示例性旋转活塞致动器的立体图。

图2是图1的示例性旋转活塞致动器的局部分解图。

图3是另一示例性旋转活塞致动器的立体图。

图4是图3的示例性旋转活塞致动器的侧剖视图。

图5A－5D是示例性密封件承载件组件的立体图、后视图、俯视图和侧视图。

图6是图1的示例性旋转活塞致动器的侧剖视图。

图7A－7D是示例形负载承受组件的立体图、俯视图、正视图和侧视图。

图8A和8B是示例性弹簧构件的立体图和侧视图。

图9A和9B是图1的示例性旋转输出组件的立体图。

图10是用于执行旋转致动的示例性过程的流程图。

图11是用于执行旋转致动的另一示例性过程的流程图。

具体实施方式

本文描述了用于产生旋转运动的装置。特别地，本文描述了旋转活塞致动器装置，其可以通过使用更通常用于产生线性运动的部件，例如液压或气动线性缸而使流体排量转换成旋转运动。特别地，在本文中描述的旋转活塞致动器包括可以帮助旋转活塞致动器在较大范围的角度、负载和流体压力的行程上提供基本恒定的扭矩的特征。叶片式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)通常使用呈现驱动流体的跨叶片泄漏的密封件和部件构造。这种泄漏可能影响可以使用此类设计的应用范围。当致动器的流体端口被阻塞时，某些应用可能需要旋转致动器以预先确定的时间长度保持旋转负载在选定位置中，而基本上没有旋转运动。例如，当致动器的流体端口被阻塞时，某些飞行器应用可能需要致动器(例如，通过风阻、重力或g力)保持襟翼或承受负载的其他控制表面在选定位置处。然而，跨叶片泄漏会允许从选定位置移动。

线性活塞使用相对成熟的密封技术，该技术呈现众所周知的动力学(动态)操作和泄漏特征，这些特征总体上优于旋转叶片致动器型密封。然而，线性活塞需要附加的机械部件以便使其线性运动适用于旋转运动。线性至旋转机构通常会表现出非常显著的扭矩降低。例如，由于线性至旋转机构的力矩臂消失，建筑器械在旋转运动的一端或两端轻易就会损失超过80％至90％的扭矩。除了力矩臂消失这一影响之外，线性至旋转转换器本身也可能是摩擦扭矩损失的主要来源。一个示例性商用致动器的手册中公布了与流体压力成比例的15％摩擦扭矩损失。

另外，线性致动加上线性至旋转机构的组合通常需要相对较大的泵送或受压流体的总体积，以便提供整个范围的旋转运动。受压流体的这种附加流动直接转化为流体系统效率的主要损失以及流体供应系统和驱动该系统的发动机的尺寸过大。

与提供直接来自流体压力的纯旋转致动的致动器相比，线性致动器加上线性至旋转转换器无法为大范围的角运动提供恒定的扭矩进而可能导致效率低下、尺寸过大和较低生产率的旋转运动。线性至旋转机构总体上也可以以与它们旨在驱动的负载的定向不同的定向来安装，并且因此可以间接地提供它们的扭矩输出，例如，安装成推或拉与杠杆臂的旋转轴线大体成直角的杠杆臂。因此，这样的线性至旋转机构可能变得过于大或重而不能用于诸如飞行器控制之类的某些应用中，在飞行器控制中，空间和重量的约束可能使这种机构不实用。

通常，旋转活塞组件使用弯曲的压力腔室和弯曲的活塞来围绕轴线可控制地推动和拉动转子组件的转子臂。在使用中，本文中所描述的旋转活塞组件的某些实施例可以为旋转应用提供总体上与线性活塞型流体致动器相关联的位置保持特征，并且可以使用总体上与旋转叶片致动器相关联的相对更紧凑且轻质的包封件来做到这一点。

然而，某些旋转活塞组件在它们的冲程中会呈现不一致的扭矩输出，特别是在较重负载较大旋转角度情况下。在一些示例中，可能需要较高流体压力以便移动或支承较重的负载，但是当旋转活塞延伸时这些压力和载荷不仅促使活塞的旋转运动，它们还会引起不希望的活塞的径向(例如，向外)挠曲或变形。这种变形会在活塞与压力腔室、压力腔室的嘴部、活塞密封件和其他部件之间引起机械干涉和/或摩擦，从而导致扭矩损失。在本文中描述的旋转活塞致动器包括减小或消除活塞的径向变形的影响的特征，并且可以在较大范围的角度和负载上在整个冲程上提供基本恒定的扭矩。

图1和2示出了示例性旋转活塞致动器100的两个视图。参考图1，示出了示例性旋转活塞型致动器100的立体图。致动器100包括压力腔室组件120(例如，壳体)和旋转输出组件130。现在参考图1和图2两者，其中示出了示例性致动器100的局部分解图。旋转输出组件130包括成对的旋转活塞150。中心轴160布置在旋转输出组件130的中心钻孔162中，使得中心轴160和旋转输出组件130可以相对于彼此独立且同轴地旋转。尽管示例性致动器100包括两个旋转活塞150，但是其他实施例也可以包括更多和/或更少数量的协配且相对的旋转活塞。在图1和2的示例组件中的旋转活塞150在相同的旋转弧中定向成彼此基本上相对。在一些实施例中，致动器100可以使转子旋转输出组件130总共旋转约160度。

旋转活塞致动器100还包括成对的密封件承载件组件105、成对的负载承受组件700(在这些视图中仅可见一个)以及弹簧构件800。压力腔室组件120包括被构造成用作用于旋转活塞150的压力腔室的成对的腔体(未示出)。在一些实施例中，压力腔室组件120可以是如下的壳体，即，形成为由单件材料形成的单件式整体壳体。诸如密封件承载件组件105之类的密封件承载件组件将在对图3－6和10的描述中进一步说明。负载承受组件700、旋转输出组件130和弹簧构件800将在对图6－9B和11的描述中进一步说明。

图3是另一示例性旋转活塞致动器300的立体图，并且图4是示例性旋转活塞致动器300的侧剖视图。在一些实施例中，致动器300可以是图1和2的示例性致动器100的简化型式。致动器300与示例性致动器100的主要不同之处例如在于：使用单个旋转活塞350而不是实施成对的旋转活塞、例如两个旋转活塞150。为了视觉上的简化，负载承受组件700也从示例性致动器300省略了，但是将在对图6－9B和11的描述中进一步论述。

示例性致动器300包括旋转输出组件330和固附到壳体302的压力腔室组件320。旋转输出组件330包括沿着致动器300的中心轴线定位的转子轴332。转子臂334从转子轴332径向地延伸。旋转活塞350在旋转活塞350的第一端352处可移除地固附到转子臂334。第一端352以预先确定的角度(例如，垂直地)固附到转子臂334，并且旋转活塞350以基本上与转子轴332的轴线同轴的曲线朝着第二端354延伸远离转子臂334。第二端354是基本上不被支承的。

现在主要参考图4，致动器300包括密封件承载件组件360。在一些实施例中，密封件承载件组件360可以是图1的密封件承载件组件105。密封件承载件组件360包括可旋转地固附到致动器300的壳体302的枢转构件362。密封件承载件组件360还包括头部363，该头部363具有面部部分364和穿过面部部分364限定的孔366。孔366尺寸设计成允许旋转活塞350穿过。孔366包括密封沟槽368，并且活塞密封件370放置在密封沟槽368中，以在面部部分364与旋转活塞350之间提供密封接触(例如，活塞密封件围绕第三敞开端的内表面设置)。密封件承载件组件360构造成围绕枢转构件362略微枢转，使得面部部分364围绕枢转构件362以弧形区段行进。面部部分364形成有与面部部分364围绕枢转构件362行进的弧形基本上匹配的曲线。

压力腔室包括被限定在压力腔室组件320的面部部分344中的开口342。面部部分344形成为具有与面部部分364基本上互补的曲率，使得面部部分344与面部部分364基本上匹配。密封沟槽322形成为围绕通至形成在面部部分364中的腔体340的开口342，并且面部密封件324放置在密封沟槽322中。面部密封件324在面部部分344与面部部分364之间密封接触。这样，腔体340、孔366、活塞密封件370、面部密封件324、头部363和旋转活塞350在压力腔室组件320中限定了压力腔室。

在一些实施方式中，活塞密封件370和/或面部密封件324可以是保持在标准密封沟槽中的所有侧部上的圆形或半圆形的密封几何形状。在一些实施方式中，可以使用可商购的往复式活塞或气缸型密封件。例如，可能已经用于在当前飞行器上飞行中的线性液压致动器中的可商购的密封件类型可示出用于线性负载和位置保持应用的足够的能力。在一些实施方式中，可以通过通常被用在线性液压致动器中的例如可商购的标准的半圆形、单向密封件设计来降低致动器100的密封复杂性。在一些实施例中，活塞密封件370和/或面部密封件324可以是单件式密封件。

图3和4示出了示例性致动器300，其中，旋转活塞350处于部分延伸的构造。再次主要参考图4，将受压流体施加到流体端口(未示出)，以对形成在压力腔室组件320中的弧形腔体340加压。腔体340中的压力促使旋转活塞350部分地向外，促使转子轴332沿第一方向、例如逆时针方向旋转。转子轴332沿第二方向、例如顺时针的机械旋转促使旋转活塞350部分地向内。由旋转活塞350排出的腔体340中的流体穿过流体端口流出。

在一些实施例中，一个或多个旋转活塞150和/或350的横截面可以是至少部分中空的。在一些实施例中，旋转活塞150和/或350中的一个或多个可以包括位于活塞内部的结构构件，位于活塞内部的两个腔体之间。在一些实施例中，旋转活塞150和/或350中的一个或多个的横截面可以是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。例如，旋转活塞150和350可在较高的压力和/或负载情况下经历径向变形。为了至少部分地抵抗这种变形，旋转活塞150和/或350可以形成为径向厚度大于其轴向宽度。

图5A－5D是示例性密封件承载件组件500的立体图、后视图、俯视图和侧视图。在一些实施例中，密封件承载件组件500可以是图1和2的示例性密封件承载件组件105或图3和图4的示例性密封件承载件组件360。

密封件承载件组件500包括枢转构件502，该枢转构件502构造成可旋转地固附到旋转活塞致动器的壳体，诸如图1的压力腔室组件120或致动器300的壳体302。密封件承载件组件500还包括头部504，该头部504具有面部部分510和穿过面部部分510来限定的孔516。孔516被尺寸设计成允许旋转活塞，诸如示例性旋转活塞150或350穿过。孔516包括密封沟槽518(在图5A和5C中可见)，该密封沟槽518构造成容纳活塞密封件(例如，示例性活塞密封件370)，以在面部部分510与旋转活塞150或350之间提供密封接触。密封件承载件组件500构造成围绕枢转构件502略微枢转，使得面部部分510围绕枢转构件502在弧形区段中行进。面部部分510形成有与面部部分510围绕枢转构件502行进的弧形基本上匹配的曲线。

现在回到图3和4，将更详细地阐述示例性密封件承载件组件360的功能。在理想的操作环境下，腔体340中的流体的加压将促使旋转活塞350以基本上圆弧的形式从该腔体向外运动。在这种理想条件下，旋转活塞350与活塞密封垫370密封接触地滑动穿过开口342。在这种理想条件下，旋转活塞350在活塞密封件370上呈现出很小的侧向力，并且因此，引起的摩擦很小。然而，在非理想的、现实条件下，腔体340中的较高压力和/或施加在转子轴332上的应力可能引起旋转活塞350变形或引起第二端354从转子轴332径向(例如向外)移动以及围绕转子轴332旋转地移动。由于旋转活塞350在第一端352处以预先确定的角度固附到转子臂334，因此这种挠曲在第一端352附近最不明显，但在沿着旋转活塞远离第一端352并朝向第二端354的方向上变得越来越明显，这基本上是不被支承的。

在先前的旋转致动器设计中，压力腔室的嘴部和密封件的位置是机械固定的。这种旋转活塞的挠曲引起这种活塞与密封件之间的错位(未对准)，其中，这种活塞对这种密封件施加越来越大的径向载荷。随着这种旋转活塞的延伸，抵靠它们对应的活塞密封件的负载和摩擦会增加，引起伴随旋转角度而增加的扭矩的对应损失。然而，致动器300包括密封件承载件组件360，该密封件承载件组件360适应旋转活塞350的径向扭曲并且减小所导致的影响。

在操作中，密封件承载件组件360的头部363能够在枢转构件362上略微枢转，允许孔366和活塞密封件370相对于转子轴332径向地移动。当旋转活塞350径向向外扭曲时，密封件承载件组件360枢转以允许孔366跟随旋转活塞350的径向行进。面部部分344形成为具有与面部部分364基本上互补的曲率，使得面部部分344与面部部分364基本上匹配，并且滑动穿过面部密封件324以当密封件承载件组件360相对于压力腔室组件320移动时，在腔体340内保持压力。

由于孔366能够与旋转活塞350一起移动，因此旋转活塞350与活塞密封件370之间的力不显著增加。通过避免旋转活塞350与活塞密封件370之间的力增加，在旋转活塞350与活塞密封件370之间基本上没有附加的摩擦产生。由于当旋转活塞350延伸时基本上没有附加的摩擦产生，因此当旋转输出组件330从低旋转角度旋转到高旋转角度时，基本上没有附加的扭矩损失。这样，致动器300在整个冲程上提供基本上恒定的扭矩递送。

图6是图1的示例性旋转活塞致动器100的侧剖视图。在该视图以及图1中可见压力腔室组件120。在此视图中以及在图1和2中可见的是：旋转输出组件130、旋转活塞150、中心轴162、密封件承载件组件105和负载承受组件700。

图7A－7D是示例性负载承受组件700的立体图、俯视图正视图和侧视图。负载承受组件700包括下端701和上端702。下端701是大致圆筒形的结构。上端702从下端701沿着主体703延伸，其形状从具有下端701的圆筒形状过渡到具有其远端处的平面形状，其中，平面与下端701的圆筒形状的轴线基本上共面。主体703具有后面表面705和与后面表面705相对的前面表面706。钻孔710形成为穿过下端701，并且孔720形成为穿过上端702的平面。孔720被定向成基本上垂直于孔710。孔710形成为用作围绕中心轴160的铰链。孔720被尺寸设计成容纳旋转活塞350并且包括径向向内的表面722。上端702还包括形成为至少部分地保持弹簧构件800的凹部730。在对图8A和8B的描述中进一步论述了凹部730。

图9A和9B是图1的示例性旋转输出组件130的立体图。图9A示出了旋转输出组件130、旋转活塞150中的一个、中心轴160、弹簧构件800和负载承受组件700中的一个，以示出当它们在组装时彼此的相对位置。图9B示出了旋转输出组件130、弹簧构件800和中心轴160。旋转活塞150和负载承受组件700在图9B的视图中被隐藏起来，以更好地观察在旋转输出组件130中形成的孔905。

主要参考图9B，孔905是穿过旋转输出组件130形成的半圆形、楔形的(例如，像馅饼切片形状的)开口。孔从径向向内开口907径向地延伸到中心钻孔162、延伸到旋转输出组件130的圆筒形外表面920中的径向向外的开口909。孔905的一端由径向面930界定，而在旋转相对端由径向面932界定。

再次参考图9A，负载承受组件700构造成用于在径向面930与径向面932之间的孔905内围绕中心轴160往复运动(例如，枢转)。径向面930构造成当负载承受组件700行进至孔905的该端部时接触负载承受组件700的后面表面705。旋转输出组件130构造成独立于负载承受组件700旋转(例如，通过旋转活塞150的运动被推动)，直到后面表面705接触径向面930为止，此时，基于后面表面705与径向面930之间的接触，旋转输出组件130的进一步旋转将促使负载承受组件700以与旋转活塞150基本上相同的旋转速度旋转。

在一些实施例中，径向面930可以布置成具有相对于旋转活塞150具有预先确定的位置的径向对齐。例如，模拟或现场测试可确定旋转活塞150的径向变形可以通过在沿着旋转活塞的长度的一半(例如，+/-10％)的点处使负载承受组件700处于被旋转活塞150接触的位置来最好地约束。这样，孔905可以形成为使得当径向面930与后面表面705接触时，负载承受组件700将与旋转活塞150上的预先确定的位置(例如，沿着旋转活塞150的长度的大约一半)基本上对齐，从而限制旋转活塞150发生径向变形。在其他示例中，可以确定的是，接触点应当在沿着旋转活塞150的任何其他合适的位置处(例如，沿着旋转活塞150的长度的1/3、2/3、1/4、3/4或任何其他合适的位置)。

参考回图6，示出了负载承受组件700被组装到致动器100。中心延伸穿过孔710，使得负载承受组件700相对于、但独立于转子组件130和旋转活塞150可以围绕中心轴162同轴地枢转。如在图1和图6中可见，旋转活塞150穿过孔720，使得径向向内表面722面向旋转活塞150的径向向外表面151。径向向外的表面151限定了具有第一半径的第一弧形部(例如，圆的一部分)的一部分，并且在低载荷或零载荷情况下，在旋转活塞150移入和移出旋转输出组件130时，径向向外表面151将沿着第一弧形部行进。然而，如先前所论述的，在较高压力和/或负载情况下，旋转活塞150可呈现出径向以及轨道运动，其中，在第一端112附近的径向向外表面151的第一径向向外表面部分152更紧密地遵循第一弧形部，而在第二端114附近的的径向向外表面151的第二径向向外表面部分153可以遵循第二弧形部，该第二弧形部具有远离轴线的可变的第二半径(例如，根据压力和/或负载而变化)。

径向向内表面722与旋转活塞150径向地间隔开，并且构造成用于沿着与第一弧形部同轴的第三弧形部往复运动。径向向内表面722和第三弧形部具有相对于轴线的第三半径，该第三半径径向地大于第一半径并且径向地小于可变的第二半径的一部分。在较低压力和/或负载情况下，旋转活塞150可以运动，使得第一端112和第二端114以基本上相同的圆形路径运动，而不与径向向内表面722接触或干涉。然而，在较高的压力和/或负载情况下，第二端114可以径向向外移动，引起第二径向向外表面部分153沿着具有半径大于第一径向向外表面部分152的弧形部移动。

在足够高的压力和/或负载情况下，第二径向向外表面部分153的半径可以等于或超过径向向内表面722的半径。在这种情况下，旋转活塞150的径向向外表面151可以与径向向内表面722接触或机械地干涉。在旋转活塞150与负载承受组件700接触的情况下，负载承受组件700将旋转活塞150的力传递到致动器100的压力腔室组件120或其他壳体部分(或致动器300的壳体302)，并且约束旋转活塞150与负载承受组件700接触的部分以免进一步的径向运动。当旋转活塞150延伸时，其促使旋转输出组件130旋转。当旋转输出组件130旋转时，径向面930与后面表面705接触，并且将促使(例如，拉动、拖拽)负载承受组件700以与旋转活塞150基本上相同的速度和方向枢转并遵循旋转活塞150的轨道。在旋转活塞150的径向运动受约束的情况下，旋转活塞150基本上不施加附加的径向(例如，侧向)力抵靠旋转活塞密封件170(例如，活塞密封件370)，并且因此在旋转活塞150与旋转活塞密封件170之间基本上不会引起附加的摩擦，并且结果将呈现出基本上没有所导致的扭矩损失。这样，旋转输出组件130可以在整个旋转活塞150的冲程里内以基本上恒定的扭矩旋转。

当旋转活塞150移回到压力腔室组件120中时(例如，随着冲程长度缩短)，在压力下降和/或旋转输出组件130上的负载减小时，旋转活塞150可以与径向向内表面722脱离接触。在这样的条件下，负载承受组件700脱离旋转活塞150，并且能够独立于旋转活塞150而围绕下端701枢转。

在一些实施例中，负载承受组件700可以在不使用下端701的情况下连接到压力腔室组件120。例如，上端702或其限定径向向内表面的功能等同物的一部分可以沿在压力腔室组件120或其他壳体构件中限定的轨道滑动，以遵循旋转活塞150的旋转弧形部。

在一些实施例中，如示例性致动器100中所示，负载承受组件700和密封件承载件组件105可以一起使用。在一些实施例中，可以在没有密封件承载件组件105的情况下使用负载承受组件700，或者可以在没有负载承受组件700的情况下使用密封件承载件组件105。

图9A和9B是在图1和2中也可见的示例性弹簧构件800的立体图和侧视图。弹簧构件800包括通过线圈830连接到第二端820的第一端810。

如前所述，在某些情况下，负载承受组件700可以独立于旋转活塞150枢转。例如，在低旋转冲程时，当得到的流体压力作用在活塞上的方向使得旋转活塞几乎不径向变形时，负载承受组件700可独立于旋转活塞150运动(例如，当不需要负载承受组件700将径向力传递离开旋转活塞150时)。参考回图1，第二端820接触压力腔室组件120，并且第一端810搁置在负载承受组件700的凹部730中。弹簧构件800被布置成提供抵抗负载承受组件组件700的偏置力并且促使负载承受组件700朝向旋转输出组件的孔905的径向面930和压力腔室组件120的敞开端(例如，敞开端342)的枢转运动。这样，负载承受组件700保持在开口附近，直到径向面930旋转成与后面表面705接触为止。当旋转输出组件沿相反方向旋转(例如，使旋转活塞150缩回)时，线圈830的偏置将促使负载承受组件700返回与径向面930接触并遵循径向面930的运动，以与旋转活塞150基本上相同的速度和方向，并且朝向压力腔室组件120的开口返回，以就位于用于负载承受组件700的下一次致动的位置。在一些实施例中，前面表面706可抵靠密封件承载件组件150或硬止挡件，这之后旋转输出组件130可以沿相反(例如，缩回)方向继续旋转，将径向面930与后面表面705分离，同时偏置弹簧构件800。此负载承受方案的关键优点在于，当在较高冲程下需要时，无论流体压力波动、旋转运动振荡、由于振动产生的惯性g力等等如何，其提供负载承受功能而不会引起任何扭矩损失。另一个优点是，在较低冲程时，其不会妨碍运动或基本上不会降低旋转致动器的最大冲程。

图10是用于执行旋转致动的示例性过程900的流程图。在一些实施方式中，该过程900可以由图1的示例性旋转致动器100或图3的示例性旋转致动器300执行。

在910处，提供旋转致动器。该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与第一腔体流体连通的第一流体端口；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与第一壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述第一壳体中，用于穿过第一敞开端、第二敞开端和第三敞开端在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中往复运动，其中，第一活塞密封件、第一面部密封件、第一腔体、第二腔体和第一活塞限定了第一压力腔室，并且第一活塞的第一部分接触旋转输出组件。例如，可以提供旋转致动器100或旋转致动器300。

在920处，将受压流体施加到第一压力腔室。例如，可以将受压流体施加到腔体340。

在930处，将第一活塞从第一压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转。例如，腔体340中的流体压力可以将旋转活塞350从压力腔室组件320部分地向外推动，由此使旋转输出组件330旋转。

在940处，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转，并且在950处，将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中以将受压流体从第一流体端口推动出来。例如，旋转输出组件330可以旋转以使旋转活塞350移动到腔体340中，在该处，在腔体340中通过旋转活塞350排出的流体通过流体端口(未示出)流出。

在一些实施方式中，过程900还可以包括通过第一活塞促使第一密封件承载件组件相对于壳体运动。例如，密封件承载件组件360可以相对于壳体302运动(例如，径向枢转)。

在一些实施例中，壳体还可以限定第三弧形腔室部分，该第三弧形腔室部分具有第三腔体、第四敞开端以及与第三腔流体连通的第二流体端口，并且旋转致动器还可以包括：第二密封件承载件组件，该第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分，其具有与第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与第五敞开端相对的第六敞开端、在第四敞开端和第五敞开端附近与第一壳体密封接触的第二面部密封件；并且可以包括弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述第一壳体中，用于穿过第四敞开端、第五敞开端和第六敞开端在第三弧形腔室部分和在第四弧形腔室部分中往复运动，其中，第二活塞密封件、第二面部密封件、第三腔体、第四腔体和第二活塞限定了第二压力腔室，并且第二活塞的第一部分接触旋转输出组件。在一些实施例中，第二活塞可以定向成沿着与第一活塞相反的旋转方向。例如，致动器100包括两个旋转活塞150和对应的压力腔室，其中，一个旋转活塞150构造成使旋转输出组件330沿第一方向(例如，顺时针方向)旋转，而另一个旋转活塞150构造成使旋转输出组件330沿第二、相反方向(例如，逆时针方向)旋转。

在一些实施例中，旋转致动器可以包括外壳，该外壳设置成围绕壳体并且具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞限定第二压力腔室。在一些实施方式中，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转可以包括：将受压流体施加到第二压力腔室，以及将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中，以推动旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转。

在一些实施方式中，将第一活塞从第一压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转还可以包括：在整个冲程上以基本恒定的扭矩沿第一方向旋转该输出组件。例如，密封件承载件组件360可以符合旋转活塞350的径向运动以减小施加到活塞密封件370的力的大小(量)，减小或避免由这样的力引起的扭矩减小摩擦的量。

在一些实施例中，第一密封件可以设置成围绕第三敞开端的内表面。例如，活塞密封件370搁置在孔366内的密封沟槽368中。

在一些实施例中，第一活塞可以以相对于旋转输出组件的预先确定的角度可移除地固附到该旋转输出组件并从该旋转输出组件延伸。例如，旋转活塞350在旋转活塞350的第一端352处以相对于转子臂334的预先确定的角度(例如，垂直)可移除地固附到转子臂334。

图11是用于执行旋转致动的另一示例性过程1100的流程图。在一些实施方式中，过程1100可以由图1的示例性旋转致动器100执行。

在1110处，提供旋转致动器。该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室并且包括腔体、与该腔体流体连通的流体端口、以及敞开端；旋转输出组件；弧形活塞，该弧形活塞从固附到旋转输出组件的第一活塞部分延伸到与旋转输出组件间隔开的第二活塞部分，设置在所述壳体中以用于穿过敞开端在弧形腔室中往复运动，其中，密封件、腔体和活塞限定压力腔室；以及负载承受组件，该负载承受组件包括面向活塞并与该活塞径向地间隔开的径向向内表面。例如，可以提供旋转致动器100。

在1120处，将受压流体施加到压力腔室。例如，可以将受压流体施加到在压力腔室组件120中形成的腔体(未示出，比如图3的腔体340)。

在1130处，将活塞从压力腔室部分地向外推动。在1140处，活塞促使旋转输出组件沿第一方向旋转。例如，在压力腔室组件120中限定的腔室中的流体压力可以将旋转活塞150从压力腔室组件120部分地向外推动，由此使旋转输出组件130旋转。

在1150处，将负载承受组件移动成与相对于活塞的预先确定的负载承受位置对齐。例如，如图9A中所示，孔905可以形成为使得当径向面930旋转成与后面表面705接触时，负载承受组件700将被推动以与旋转输出组件130一起旋转并且与旋转活塞150上的预先确定的位置(例如，在图9A的示例中，沿着旋转活塞150的长度大约一半的位置)对齐，从而当旋转输出组件130、旋转活塞150和负载承受组件700基本上作为一个单体一起移动时来约束旋转活塞150在该预先确定的位置附近可能发生的径向变形，该移动从旋转活塞150的预先确定的延伸点开始(例如，大约延伸一半的位置)并超过。

在1160处，活塞接触径向向内表面。在一些实施方式中，过程1100可以包括：促使活塞的一部分沿径向向外方向的径向运动，其中，活塞与径向向内表面之间的接触基于沿径向向外方向的径向运动。例如，在足够高的压力和/或负载情况下，第二径向向外表面部分153的半径可以等于或超过径向向内表面722的半径，从而引起旋转活塞150的径向向外表面151接触或机械地干涉径向向内表面722。

在1170处，基于接触，负载承受组件约束第二径向向外部分的径向向外的运动。例如，在旋转活塞150与负载承受组件700接触的情况下，负载承受组件700可以将旋转活塞150的力传递到致动器100的压力腔室组件120或其他壳体部分，并且可以约束旋转活塞150与负载承受组件700接触的部分以免进一步的径向运动。

在一些实施方式中，过程1100还可以包括：通过旋转输出组件来促使负载承受组件以与活塞基本相同的速度和方向来运动。例如，负载承受组件700可以与旋转活塞150和旋转输出组件130一起枢转。在一些实施方式中，旋转致动器还可以包括转子轴，并且负载承受组件可以包括在近端处的铰链，该铰链构造成用于在转子轴上的往复运动，其中，旋转输出组件围绕转子轴同心旋转并且可以限定具有第一径向面的径向孔，并且负载承受组件可以包括从所述铰链穿过径向孔延伸到具有径向向内表面的远端的主体，该主体具有被构造成接触第一径向面的第二径向面，其中，推动负载承受组件以与活塞基本上相同的速度和方向来运动可包括使第一径向面与第二径向面接触。例如，旋转输出组件130可以旋转以使径向面930与后面表面705接触，这之后，旋转输出组件130的进一步旋转将促使负载承受组件700与旋转活塞150和旋转输出组件130沿相同的方向和以基本相同的速度运动。

在一些实施方式中，过程1100还可以包括：促使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转，通过旋转输出组件沿第二方向旋转将活塞部分地推动到压力腔室中，并使活塞与径向向内表面分离。在一些实施方式中，过程1100还可以包括：促使活塞的一部分沿径向向内方向的径向运动，其中，活塞与径向向内表面之间的分离基于沿径向向内方向的径向运动。在一些实施方式中，过程1100还可以包括：通过旋转输出组件130促使负载承受组件以与第一方向相反的第二方向并且与活塞150基本相同的速度运动。例如，当旋转活塞150移回压力腔室组件120中时，弹簧构件800推动负载承受组件700朝向与径向端930接触，以遵循旋转输出组件130和旋转活塞150的旋转方向和速度。

在一些实施方式中，过程1100还可以包括：基于负载承受组件沿第一方向的运动来偏置被布置成的提供抵靠负载承受组件的偏置力的弹簧构件，以及通过偏置力促使负载承受组件沿与第一方向相反的第二方向运动。例如，弹簧构件800可以布置成提供抵抗负载承受组件700的偏置力并且促使负载承受组件700朝向压力腔室组件120的敞开端(例如，敞开端342)枢转运动。

在一些实施方式中，通过活塞促使旋转输出组件旋转可以包括：在整个冲程上用基本上恒定的扭矩使旋转输出组件旋转。例如，由于负载承受组件700能够与旋转活塞150一起运动，因此旋转活塞150与活塞密封件370之间的力基本上没有增加。通过避免旋转活塞150与旋转活塞密封件170之间的力增加，在旋转活塞150与旋转活塞密封件170之间基本上没有附加的摩擦产生。由于当旋转活塞150延伸时基本上没有附加的摩擦产生，因此当旋转输出组件130从低旋转角度旋转到高旋转角度时，基本上没有附加的扭矩损失。这样，致动器100可以在整个活塞冲程上提供基本上恒定的扭矩递送。

尽管以上已详细描述了一些实施方式，但其他修改也是可能的。例如，示例性致动器100可包括一个、两个、三个、四个或更多个旋转活塞，这些旋转活塞布置成沿相同方向(例如，协同)、相反方向或两者的组合。在另一个示例中，可以沿着共用轴线布置多个致动器100。在另一个示例中，流体可穿过设置在旋转输出组件330中的流体回路(例如，穿过转子轴332)进入和离开腔体340。在另一个示例中，致动器100和/或300还可包括围绕壳体(例如，压力腔室组件120和/或320)设置的外壳，并且该外壳可以具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞可以限定第二压力腔室。在另一个示例中，附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或连续顺序来实现期望的结果。另外，可以在所描述的流程中提供其他步骤，或者可以省略步骤，并且可以将其他部件添加到所描述的系统中或从所描述的系统中移除。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (40)

1.一种旋转致动器，包括：

壳体，所述壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与所述第一腔体流体连通的第一流体端口；

第一密封件承载件组件，所述第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与所述第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与所述第二敞开端相对的第三敞开端、在所述第一敞开端和所述第二敞开端附近与所述第一壳体密封接触的第一面部密封件；

旋转输出组件；以及

弧形第一活塞，所述弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第一敞开端、所述第二敞开端和所述第三敞开端在所述第一弧形腔室部分和在所述第二弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第一活塞密封件、所述第一面部密封件、所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一活塞限定了第一压力腔室，并且所述第一活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。

2.根据权利要求1所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一密封件承载件组件构造成相对于所述壳体运动。

3.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其特征在于，

所述壳体还限定第三弧形腔室部分并且包括第三腔体、第四敞开端以及与所述第三腔体流体连通的第二流体端口；并且

所述旋转致动器还包括：

第二密封件承载件组件，所述第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与所述第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与所述第五敞开端相对的第六敞开端、在所述第四敞开端和所述第五敞开端附近与所述壳体密封接触的第二面部密封件；以及

弧形第二活塞，所述弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第四敞开端、所述第五敞开端和所述第六敞开端在所述第三弧形腔室部分和在所述第四弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第二活塞密封件、所述第二面部密封件、所述第三腔体、所述第四腔体和所述第二活塞限定了第二压力腔室，并且所述第二活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。

4.根据权利要求3所述的旋转致动器，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相同的旋转方向来定向。

5.根据权利要求3所述的旋转致动器，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相反的旋转方向来定向。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，还包括外壳，所述外壳设置成围绕所述壳体并且具有第二流体端口，其中，所述外壳、所述壳体、所述第一活塞密封件和所述第一活塞限定第二压力腔室。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞密封件设置成围绕所述第三敞开端的内表面。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述壳体形成为单件的壳体。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞的横截面是至少部分中空的。

10.根据权利要求9所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞内部的结构构件位于所述第一活塞内部的两个腔体之间。

11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。

12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞以相对于第一转子臂的预先确定的角度可移除地固附到所述第一转子臂并从所述第一转子臂延伸。

13.一种旋转致动的方法，包括：

提供旋转致动器，所述旋转致动器包括：

壳体，所述壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与是第一腔体流体连通的第一流体端口；

第一密封件承载件组件，所述第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与所述第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与所述第二敞开端相对的第三敞开端、在所述第一敞开端和所述第二敞开端附近与所述壳体密封接触的第一面部密封件；

旋转输出组件；以及

弧形第一活塞，所述弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第一敞开端、所述第二敞开端和所述第三敞开端在所述第一弧形腔室部分和在所述第二弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第一活塞密封件、所述第一面部密封件、所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一活塞限定了第一压力腔室，并且所述第一活塞的第一部分接触所述旋转输出组件；

将受压流体施加到所述第一压力腔室；

将所述第一活塞从所述第一压力腔室部分地向外推动以促使所述旋转输出组件沿第一方向旋转；

使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转；以及

将所述第一活塞部分地推动到所述第一压力腔室中，以促使受压流体从所述第一流体端口出来。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：通过所述第一活塞促使所述第一密封件承载件组件相对于所述壳体运动。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，

所述壳体还限定第三弧形腔室部分并且包括第三腔体、第四敞开端以及与所述第三腔体流体连通的第二流体端口；并且

所述旋转致动器还包括：

第二密封件承载件组件，所述第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与所述第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与所述第五敞开端相对的第六敞开端、在所述第四敞开端和所述第五敞开端附近与所述壳体密封接触的第二面部密封件；以及

弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第四敞开端、所述第五敞开端和所述第六敞开端在所述第三弧形腔室部分和在所述第四弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第二活塞密封件、所述第二面部密封件、所述第三腔体、所述第四腔体和所述第二活塞限定了第二压力腔室，并且所述第二活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相反的旋转方向来定向。

17.根据权利要求13至16中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述旋转致动器还包括外壳，所述外壳设置成围绕所述壳体并且具有第二流体端口，其中，所述外壳、所述壳体、所述第一活塞密封件和所述第一活塞限定第二压力腔室。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转包括：

将受压流体施加到所述第二压力腔室；以及

将所述第二活塞从所述第二压力腔室部分地向外推动，以促使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转。

19.根据权利要求13至18中任一权利要求所述的方法，其特征在于，使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转包括：

将受压流体施加到所述第二压力腔室；以及

将所述第一活塞部分地推动到所述第一压力腔室中，以促使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转。

20.根据权利要求13至19中任一权利要求所述的方法，其特征在于，将所述第一活塞从所述第一压力腔室部分地向外推动，以促使所述旋转输出组件沿第一方向旋转还包括：在整个冲程上以基本恒定的扭矩沿所述第一方向旋转输出组件。

21.根据权利要求13至20中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一密封件设置成围绕所述第三敞开端的内表面。

22.根据权利要求13至21中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一活塞相对于所述旋转输出组件以预先确定的角度可移除地固附到所述旋转输出组件并从所述旋转输出组件延伸。

23.一种旋转致动器，包括：

壳体，所述壳体限定第一弧形腔室并且包括腔体、与所述腔体流体连通的流体端口、以及敞开端；

旋转输出组件；

弧形活塞，所述弧形活塞从固附到所述旋转输出组件的第一活塞部分延伸到与所述旋转输出组件间隔开的第二活塞部分，设置在所述壳体中以用于穿过所述敞开端在所述弧形腔室中往复运动，其中，密封件、所述腔体和所述活塞限定压力腔室，其中，所述第一活塞部分的第一径向向外表面部分构造成用于沿着具有相对于轴线的第一半径的第一弧形部的往复运动，并且所述第二活塞部分的第二径向向外表面部分能够沿着具有相对于所述轴线的可变的第二半径的第二弧形部往复运动和径向运动；以及，

负载承受组件，所述负载承受组件包括面向所述活塞并与所述活塞径向地间隔开的径向向内表面，构造成用于沿着与所述第一弧形部同轴的第三弧形部的往复运动，并且具有相对于所述轴线的第三半径，所述第三半径径向地大于所述第一半径并且径向地小于所述可变的第二半径的一部分。

24.根据权利要求23所述的旋转致动器，其特征在于，所述负载承受组件固附到所述壳体。

25.根据权利要求23或24所述的旋转致动器，其特征在于，当所述第二半径超过所述第三半径时，所述活塞布置成接触所述负载承受组件。

26.根据权利要求23至25中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，还包括弹簧构件，所述弹簧构件布置成提供抵抗所述负载承受组件的偏置力并且促使所述负载承受组件朝向所述敞开端的往复运动。

27.根据权利要求23至26中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，对所述压力腔室施加受压流体使所述活塞从所述压力腔室部分地向外推动，以促使所述旋转输出组件沿第一方向旋转，并且所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向的旋转将所述活塞部分地推动到所述压力腔室中，以将受压流体从所述流体端口推动出来。

28.根据权利要求23至27中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述活塞的横截面是实心的。

29.根据权利要求23至28中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述活塞的横截面是至少部分中空的。

30.根据权利要求29所述的旋转致动器，其特征在于，所述活塞内部的结构构件位于所述活塞内部的两个腔体之间。

31.根据权利要求23至30中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。

32.根据权利要求23至31中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，还包括转子轴，并且所述负载承受组件还包括在近端处的铰链，所述铰链构造成用于在所述转子轴上的往复运动，其中，所述旋转输出组件围绕所述转子轴同心旋转并且限定包括第一径向面的径向孔，并且所述负载承受组件还包括从所述铰链穿过所述径向孔延伸到包括所述径向向内表面的远端的主体，所述主体包括被构造成接触所述第一径向面的第二径向面。

33.一种旋转致动的方法，所述方法包括：

提供旋转致动器，所述旋转致动器包括：

壳体，所述壳体限定第一弧形腔室并且包括腔体、与所述腔体流体连通的流体端口、以及敞开端；

旋转输出组件；

弧形活塞，该弧形活塞从固附到所述旋转输出组件的第一活塞部分延伸到与旋转输出组件间隔开的第二活塞部分，设置在所述壳体中，用于穿过所述敞开端在所述弧形腔室中往复运动，其中，密封件、所述腔体和所述活塞限定压力腔室；以及

负载承受组件，所述负载承受组件包括面向所述活塞并与所述活塞径向地间隔开的径向向内表面；

将受压流体施加到所述压力腔室；

将所述活塞从所述压力腔室部分地向外推动；

通过所述活塞促使所述旋转输出组件沿第一方向旋转；

将所述负载承受组件相对于所述活塞移动成与预先确定的负载承受位置对齐；

使所述活塞与所述径向向内表面接触；以及，

通过所述负载承受组件并且基于所述接触来约束第二径向向外部分的径向向外的运动。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括：通过所述旋转输出组件来促使所述负载承受组件以与所述活塞基本相同的速度和方向来运动。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述旋转致动器还包括转子轴，并且所述负载承受组件还包括在近端处的铰链，所述铰链构造成用于在所述转子轴上往复运动，其中，所述旋转输出组件围绕所述转子轴同心旋转并且限定包括第一径向面的径向孔，并且所述负载承受组件还包括从所述铰链穿过所述径向孔延伸到包括所述径向向内表面的远端的主体，所述主体包括被构造成接触所述第一径向面的第二径向面，其中，推动所述负载承受组件以与所述活塞基本上相同的速度和方向来运动还包括：使所述第一径向面与所述第二径向面接触。

36.根据权利要求33至35中任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：促使所述活塞的一部分沿径向向外方向的径向运动，其中，所述活塞与所述径向向内表面之间的接触基于所述沿径向向外方向的径向运动。

37.根据权利要求33至36中任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括：

促使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转；

通过所述旋转输出组件沿所述第二方向的旋转将所述活塞部分地推动到所述压力腔室中；以及

使所述活塞从所述径向向内表面分离。

38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括：促使所述活塞的一部分沿径向向内方向的径向运动，其中，所述活塞与所述径向向内表面之间的分离基于所述沿径向向内方向的径向运动。

39.根据权利要求37或38所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述负载承受组件沿所述第一方向的运动来偏置被布置成的提供抵靠所述负载承受组件的偏置力的弹簧构件；以及

通过所述偏置力促使所述负载承受组件沿与所述第一方向相反的第二方向运动。

40.根据权利要求33至39中任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过所述活塞促使所述旋转输出组件旋转还包括：在整个冲程上用基本上恒定的扭矩使所述旋转输出组件旋转。

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