CN117905752A - 限位执行器及其驱动方法、支承装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种限位执行器，包括：驱动机构、传动组件、锁紧机构；所述传动组件包括扭矩施加部，所述传动组件能够通过手动操作所述扭矩施加部而轴向移动，也能够通过所述驱动机构驱动而轴向移动；所述传动组件能够带动所述锁紧机构轴向移动。本公开还提供一种限位执行器的驱动方法、一种应用限位执行器的支承装置。本公开能够提高限位装置的自动化程度、简化操作、提升操作的准确性和可靠性，还能消除安全隐患。

Description

限位执行器及其驱动方法、支承装置

技术领域

本公开涉及机械设备技术领域，特别涉及一种限位执行器、一种限位执行器的驱动方法、一种应用该限位执行器的支承装置。

背景技术

限位装置是一种用于对被限位物进行固定的装置，在相关领域中得到广泛应用。例如，浮式生产储油轮（FPSO，Floating Production Storage and Offloading）应用在海洋石油天然气相关领域，是一种具有油气处理、储卸油等功能的海上石油生产设施。FPSO舷侧通常具有两种支承系统：用于支承隔水管（riser）的支承管、用于支承柔性管线的弯曲加强器负载的承口。由于隔水管悬浮于水下，会收到海水涌动的影响，需要通过限位装置进行固定。

但是，限位装置通常需要依赖人工操作，操作复杂、可靠性差，还存在安全隐患。如何实现自动化的限位装置，目前行业内还没有相应的解决方案，属于行业空白。

发明内容

本公开实施例提供一种限位执行器、一种限位执行器的驱动方法、一种应用该限位执行器的支承装置。

第一方面，本公开实施例提供一种限位执行器，包括：驱动机构、传动组件、锁紧机构；所述传动组件包括扭矩施加部，所述传动组件能够通过手动操作所述扭矩施加部而轴向移动，也能够通过所述驱动机构驱动而轴向移动；所述传动组件带动所述锁紧机构轴向移动。

第二方面，本公开实施例提供一种限位执行器的驱动方法，包括：通过控制所述驱动机构，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动；或通过手动操作，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动。

第三方面，本公开实施例提供一种支承装置，所述支承装置包括至少一个根据本公开实施例第一方面所述的限位执行器；所述限位执行器安装在所述支承装置的管壁上；所述限位执行器用于对所述支承装置支承的被限位物进行限位并锁紧。

本公开实施例提供的限位执行器，集成手动和自动两种驱动模式，能够实现远程控制，提高了自动化程度，提升操作效率；手动+自动的冗余设计，提高了产品安全性、可靠性；不再单纯依靠人工，即使应用于水下也无需潜水员进行水下操作，消除了人员安全隐患；锁紧过程中，推头与被限位物接触（即，到达预定位置）后，芯轴在驱动力的作用下继续轴向移动，在芯轴轴向移动过程中，撑靴受到挤压而径向移动，撑靴外径在保持环的约束下变形，从而产生锁紧力，故驱动锁紧机构的力不直接作用在被限位物表面，降低了对被限位物的伤害；芯轴、撑靴和保持环能够实现自锁紧，锁紧可靠性更高；核心部件在密封圈的包庇和保护的作用下，可以实现水下长期的工作，延长了使用寿命，降低了对零部件的防腐要求；提高了集成度，结构小巧、重量轻，适用于水下悬浮装置的限位或锁紧。

附图说明

图1是根据本公开实施例的双模限位执行器的正视半剖视图。

图2是根据本公开实施例的双模限位执行器的左视图，示出了止动组件。

图3是根据本公开实施例的双模限位执行器的俯视图。

图4是根据本公开实施例的双模限位执行器的正视半剖视图，其中第一缸体和第二缸体处于分离状态。

图5是根据本公开实施例的双模限位执行器的俯视图，其中第一缸体和第二缸体处于分离状态。

图6是根据本公开实施例的内套管的正视剖视图。

图7是根据本公开实施例的内套管的左视图。

图8是根据本公开实施例的轴向套的正视剖视图。

图9是根据本公开实施例的轴向套的俯视图。

图10是根据本公开实施例的轴向套的左视图。

图11是根据本公开实施例的轴向套的立体图。

图12是根据本公开实施例的驱动螺栓的正视图。

图13是根据本公开实施例的驱动螺栓的左视图。

图14是根据本公开实施例的止动扳手的正视图。

图15是根据本公开实施例的止动扳手的左视图。

图16是根据本公开另一实施例的双模限位执行器的正视剖视图。

图17a~图17b是支承装置的示意图，其中图17a是支承装置的侧视图，图17b是支承装置横截面的示意图。

图18a~图18f是根据本公开实施例的锁紧机构的视图，其中图18a和图18b是沿纵轴线的剖视图，图18c是沿剖切线F2-F2的剖视图，图18d是沿剖切线F1-F1的剖视图，图18e是区域F2-1的放大图，图18f是区域F1-1的放大图。

图19a~图19e是根据本公开实施例的锁紧机构的视图，示出锁紧机构的工作原理，其中图19a示出起始位置，图19b示出锁紧机构到达预定位置，图19c示出锁紧机构到达最大锁紧力的位置，图19d是与图19a对应的另一剖视图，图19e是与图19c对应的另一剖视图。

图20a~图20f是根据本公开实施例的推头的视图，其中图20a是沿剖切线G-G的剖视图，图20b是沿剖切线Q-Q的剖视图，图20c是沿纵轴线的剖视图，图20d是沿剖切线J-J的剖视图，图20e是沿剖切线H-H的剖视图，图20f是立体图。

图21a~图21c是根据本公开实施例的推头的视图，其中图21a是正视图，图21b是沿剖切线X-X的剖视图，图21c是左视图。

图22a~图22d是根据本公开实施例的芯轴的视图，其中图22a是正视剖视图，图22b是俯视图，图22c是左视图，图22d是立体图。

图23a~图23d是根据本公开实施例的四个撑靴的视图，其中图23a是沿剖切线X-X的剖视图，图23b是正视图，图23c是左视图，图23d是立体图。

图24a~图24d是根据本公开实施例的保持环的视图，其中图24a是正视图，图24b是沿剖切线X-X的剖视图，图24c是左视图，图24d是立体图。

图25a~图25e是根据本公开实施例的限位销的视图，其中图25a是限位销的位置示意图，图25b是沿剖切线C-C的剖视图，图25c是限位销的正视图，图25d是限位销的左视图，图25e是限位销的立体图。

图26a~图26c是根据本公开实施例的V型弹簧的视图，其中图26a是沿剖切线A-A的剖视图，图26b是正视图，图26c是区域A的放大图。

图27a~图27d是根据本公开实施例的端件的视图，其中图27a是正视剖视图，图27b是俯视图，图27c是左视图，图27d是立体图。

图28a~图28e是根据本公开实施例的驱动螺栓的视图，其中图28a是正视图，图28b是俯视剖视图，图28c是左视图，图28d和图28e是立体图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开的技术方案进行详细描述。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。

在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

本文所述实施例可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。因此，实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不旨在是限制性的。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

在下文的描述中，将会用到一些方位词，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“远侧”、“近侧”等，这仅仅是为了方便起见，并不限制本公开的保护范围。

本公开实施例提供一种双模限位执行器，包括驱动机构、传动组件、锁紧机构；所述传动组件包括扭矩施加部，所述传动组件能够通过手动操作所述扭矩施加部而轴向移动，也能够通过所述驱动机构驱动而轴向移动；所述传动组件能够带动所述锁紧机构轴向移动。

在本公开实施例中，驱动机构为支持自动化控制的机构。例如，可以是液压驱动机构、气动机构、电动机构中的任意一种。本公开实施例对此不做特殊限定。

在本公开实施例中，由驱动机构驱动锁紧机构移动的驱动模式为自动驱动模式，由手动操作驱动锁紧机构移动的驱动模式为手动驱动模式，整体构成双模限位执行器。在一些实施例中，本公开实施例提供的限位指示器为一种应用于水中或水下的双模限位执行器。

本公开实施例提供的限位执行器，集成手动和自动两种驱动模式，能够实现远程控制，提高了自动化程度，提升操作效率；手动+自动的冗余设计，提高了产品安全性、可靠性；不再单纯依靠人工，即使应用于水下也无需潜水员进行水下操作，消除人员安全隐患；锁紧过程中，推头与被限位物接触（即，到达预定位置）后，芯轴在驱动力的作用下继续轴向移动，在芯轴轴向移动过程中，撑靴受到挤压而径向移动，撑靴外径在保持环的约束下变形，从而产生锁紧力，故驱动锁紧机构的力不直接作用在被限位物（例如，隔水管）表面，降低了对被限位物的伤害；芯轴、撑靴和保持环能够实现自锁紧，锁紧可靠性更高；核心部件在密封圈的包庇和保护的作用下，可以实现水下长期的工作，延长了使用寿命，降低了对零部件的防腐要求；提高了集成度，结构小巧、重量轻，适用于水下悬浮装置。

图1是根据本公开实施例的双模限位执行器1的正视半剖视图，示出了双模限位执行器1的基本构造。双模限位执行器1以液压驱动模式和手动驱动模式为例进行说明。在图1中，双模限位执行器1的纵轴线A的上半部分显示为剖视图，示出双模限位执行器1的内部结构。

如图1所示，双模限位执行器1主要包括油缸组件10、驱动螺栓1000、锁紧机构20和止动组件30，安装法兰400可拆卸地安装在双模限位执行器1的一端，双模限位执行器1通过安装法兰400固定在支承装置上；双模限位执行器1安装于支承装置的一侧（即图1中的右侧）称为近侧或近端，双模限位执行器1的远离支承装置的一侧（即图1中的左侧）称为远侧或远端。本公开的双模限位执行器1包括手动及自动两种驱动模式，下文中将详细说明。

在一些实施例中，双模限位执行器1的缸体由第一缸体100、第二缸体200、第三缸体300组成。

在一些实施例中，第三缸体300实现为固定法兰500。图1中安装法兰400安装在固定法兰500上仅为一种示例。在本公开实施例中，安装法兰400可以安装在缸体的其他位置，例如，在缸体的中部设置固定法兰，用于与安装法兰400连接，从而将双模限位执行器安装在支承装置上。

油缸组件10 是自动驱动机构的一个实施例，在图1所示的实施例中是提供密闭腔体并实现将油压转换为动力的执行元件。双模限位执行器1包括第一缸体100、内套管150等；油缸组件10主要包括由第一缸体100和内套管150围合形成的介质腔室、活塞111、端盖112、螺钉950、轴向套900；双模限位执行器1还包括内套管150等。

本公开实施例中，油缸包括用于支承油缸组件10的其它零部件并限定用于容纳液压油的腔室。在第一缸体100的侧壁设有用于外接油压源的孔口a、b，通过在孔口a、b外接油压来控制活塞111的移动。

内套管150（见图6和7）与第一缸体100例如通过螺栓固定地连接，为活塞111等移动部件提供一个密闭的安装空间。活塞111在介质腔室内左右移动。在该实施例中，活塞111为整体件，通过螺钉950与轴向套900（见图4）固定在一起。在一个实施例中，活塞111可以实施为两个分立的零件，即活塞本体、活塞杆。端盖112与第一缸体100例如通过螺纹连接，实现介质腔室的密闭和活塞的限位。

在一些实施例中，活塞111包括管状部、设置在活塞111的管状部背离端盖112一端的凸缘部；活塞111套设在内套管150上，活塞111的凸缘部与第一缸体100的内壁形成紧密接触，活塞111的管状部内壁与内套管150外壁形成紧密接触；即，活塞111的截面呈“L”型。端盖112安装在活塞111的管状部外壁与第一缸体100内壁之间；活塞111的管状部靠近端盖112的一端与轴向套900的凸缘部连接。

活塞111的连接结构可分为整体式和装配式。如上所述，在该实施例中，活塞111的连接结构为整体式。在活塞111的与内套管150的凸缘部152接触的一端（图1中的左侧或远侧）内孔上形成有倒角部。在活塞111未移动而锁紧机构20处于缩回状态的起始位置，倒角部抵靠内套管150的斜面部156（见图6）。装配式连接结构包括螺纹连接、半环连接、弹簧挡圈连接和锥销连接等类型。如果油缸处于一般工作条件下，活塞可以采用螺纹连接。但在工作压力较高或载荷较大、活塞杆直径又较小的情况下，活塞杆的螺纹可能过载。另外，当工作机械振动较大时，固定活塞的螺母有可能振动，因此需要采用非螺纹连接。

活塞杆的主体结构包括实心和空心两种。在杆径较小的场合采用实心活塞杆，当杆径较大时，为了减轻重量，通常将活塞杆做成空心的。空心活塞杆的一端留有气孔，使焊接和热处理时能排出热气。根据不同的使用要求，活塞杆端部与工作机械的连接结构主要有以下几种形式：焊接式单耳环、整体式单耳环、光滑端部、双耳环、球头、外螺纹连接、内螺纹连接等。

在该实施例中，第一缸体100、活塞111和内套管150形成位于活塞一侧（图1中的左侧或远侧）的容纳有液压油的一个密闭腔室，称为第一腔室113，该腔室通过孔口a与外部连接。第一缸体100、活塞111和端盖112形成位于活塞另一侧（图1中的右侧）的容纳有液压油的一个密闭腔室，称为第二腔室114，该腔室通过孔口b与外部连接。

当液压油从孔口a流入第一腔室113而液压油从孔口b流出第二腔室114时，活塞111沿轴向朝图1中的右侧（或称近侧）移动，因为活塞111通过螺钉950与轴向套900固定地连接，轴向套900也沿轴向朝图1中的右侧或近侧移动。

当液压油从孔口a流出第一腔室113而液压油从孔口b流入第二腔室114时，活塞111沿轴向朝图1中的左侧（或称远侧）移动，相应地轴向套900也沿轴向朝图1中的左侧或远侧移动。

在另一个实施例中，可以只利用一个孔口和一个腔室来推动活塞移动，另外设置复位机构实现活塞111的复位。例如，在第一腔室113中容纳有液压油，在第二腔室114中没有液压油，而是容纳有空气或其它气体，孔口a用于供第一腔室113内的液压油进出，孔口b用于供第二腔室114内的气体进出。例如在第二腔室114中设置复位机构，例如弹簧。当液压油从孔口a流入第一腔室113而气体从孔口b流出第二腔室114时，弹簧被压缩，活塞111沿轴向朝图1中的右侧移动。当液压油从孔口a流出第一腔室113时，压缩的弹簧推动活塞111沿轴向朝图1中的左侧（或称远侧）移动，相应地轴向套900也沿轴向朝图1中的左侧或远侧移动，此时，气体从孔口b流入第二腔室114。在另一实施例中，可以在另一侧设置拉伸弹簧。

在另一实施例中，在第一腔室113中没有液压油，而是容纳有空气或其它气体，在第二腔室114中容纳有液压油，孔口a用于供第一腔室113内的气体进出，孔口b用于供第二腔室114内的液压油进出。类似地，还设置有复位机构。因为结构与工作原理与上述实施例类似，这里不再赘述。

在本公开实施例中，内套管150的内孔设置有限位结构，轴向套900的外表面上设置有限位结构；轴向套900设置在内套管150的内表面上，内套管150的限位结构与轴向套900的限位结构配合，使轴向套900能够轴向移动、并限制轴向套900绕轴旋转。

在一些实施例中，内套管150的限位结构包括至少一个第一凸起部和至少一个第一凹槽部，第一凸起部沿轴向延伸，第一凹槽部沿轴向延伸，第一凸起部和第一凹槽部在内套管150内表面上交替分布；轴向套900的限位结构包括至少一个第二凸起部和至少一个第二凹槽部，第二凸起部沿轴向延伸，第二凹槽部沿轴向延伸，第二凸起部和第二凹槽部在轴向套900的外表面上交替分布；第一凸起部与第二凹槽部匹配、第一凹槽部于第二凸起部匹配，使轴向套900能够轴向移动、并限制轴向套绕轴旋转。

例如，在内套管150的内表面与轴向套900的外表面上分别设置有直线状的轮齿（即花键），内套管150与轴向套900（见图8-11）之间通过轮齿啮合，且轴向套900与油缸组件10的活塞111通过螺钉950固定地连接。当轴向套900发生绕轴转动趋势时，会受到内套管150的轮齿的约束，因此轴向套900无法旋转。但是在轴向方向上，因为螺钉950将轴向套900和活塞111固定地连接，轴向套900会与油缸组件10的活塞111整体地轴向移动。也就是说，内套管150 的内孔提供轮齿，限制了轴向套900的旋转运动，但是轴向套900的轴向运动不受约束。本公开实施例对轮齿的数量不做特殊限定。例如，轮齿数量可以是2个、4个、6个、8个、10个等。

也就是说，轴向套900 通过螺钉950与油缸组件10的活塞111固定，轴向套900的外周轮齿与内套管150的内周轮齿配合，轴向套900与内套管150不发生相对旋转运动。此外，轴向套900的内螺纹与驱动螺栓1000的外螺纹啮合。

当第一缸体100的孔口a、b外接油压时，活塞111会沿着内套管150的外柱面轴向移动，实现了轴向套900的轴向移动，又因轴向套900与驱动螺栓1000（见图12）通过螺纹啮合，进而实现了驱动螺栓1000的轴向移动。该工作模式即为液压模式，该液压模式是自动驱动模式的一个实施例。

驱动螺栓1000是手动驱动机构的一个实施例。在该实施例中，驱动螺栓1000的推动部1004（见图12）作用于锁紧机构20，以实现锁紧机构20的锁紧或解锁。在该实施例中，驱动螺栓1000的外端部为外六角头型设计，便于诸如液压扭矩扳手等扭转工具夹持住该外端部。

如图2所示，止动组件30包括螺柱301、螺母302与止动扳手303等。螺柱301连接螺母302与止动扳手303。螺母302与螺柱301共同作用，锁定止动扳手303，防止因意外松动导致驱动螺栓1000退回解锁状态。止动扳手303通过位于其中心的六边形内孔3034，与驱动螺栓1000的头部相配，可以在手动模式下以小的扭矩驱动锁紧机构20。螺柱301、螺母302共同作用以实现驱动螺栓1000的锁止。

在手动驱动模式下，先移除螺柱301、螺母302及止动扳手303，然后将扭矩扳手绕着轴心旋转，如此将扭矩扳手的旋转运动转换为驱动螺栓1000的轴向移动，轴向移动的驱动螺栓1000进而作用于锁紧机构20，实现锁紧机构20的夹紧或解锁，从而实现手动驱动模式。

在本公开实施例中，通过将驱动螺栓1000的外螺纹与轴向套900的内螺纹配合，在液压模式下，油缸组件10的活塞111可以推动驱动螺栓1000轴向移动；在手动模式下，通过扭矩扳手驱动驱动螺栓1000旋转而轴向移动。

无论是液压模式还是手动模式，在锁紧机构20到达预定的锁紧长度后，需将止动扳手303、螺柱301、螺母302安装到位，以实现对驱动螺栓1000的机械锁止，即，限制驱动螺栓绕轴旋转或轴向移动。

另外，在双模限位执行器1用于水下的情况下，为了实现该装置的防水性能，如图1所示，对整个结构间隙处增加密封圈1110、1120、1130、1140、1150、1160，以满足水下使用的要求，降低了核心零部件的防腐要求。具体地说，在第一缸体100与内套管150之间设置有密封圈1110，在第一缸体100与第二缸体200之间设置有密封圈1120，在第二缸体200与第三缸体300之间设置有密封圈1130，在第三缸体300与锁紧机构2之间设置有密封圈1140；限位执行器1的远端还设置有端头115，在端头115与驱动螺栓1000之间设置有密封圈1150，在端头115与内套管150之间设置有密封圈1160，在第一缸体100与内套管150之间设置有密封圈1170，在活塞111与内套管150之间设置有密封圈1180，在活塞111与端盖112之间设置有密封圈1190。本领域技术人员可以根据实际需要应用更多的密封圈。

在一些实施例中，第二缸体200实现为安装法兰，其中，安装法兰是一种安装固定的设计形式，连接锁紧机构20及第一缸体100的法兰部分。第二缸体200在一端（图1中的左端或远端）经由螺钉600连接至第一缸体100的法兰部分。第二缸体200在另一端（图1中的右端或近端）经由螺钉700连接至锁紧机构20的第三缸体300。

安装法兰400是为双模限位执行器1提供固定的法兰。在一些实施例中，第三缸体300实现为固定法兰500，固定法兰500为锁紧机构20提供安装固定的空间。

在该实施例中，螺钉600用于将第一缸体100和第二缸体200连接和固定在一起，螺钉700用于将第二缸体200和第三缸体300连接和固定在一起。当然，本领域技术人员可以想到的其它固定方式均在本公开的保护范围内。

本实施例的双模限位执行器1包括自动驱动机构和手动驱动机构。自动驱动机构包括油缸组件10等，通过液压推动活塞111运动，实现锁紧机构20的锁紧和解锁。

手动驱动机构包括驱动螺栓1000等，当应用于水下时，可以通过水下机器人（ROV）转动驱动螺栓1000，实现锁紧机构20的锁紧和解锁。

本公开实施例的锁紧机构20包括推头201、芯轴202、撑靴203。

本公开的双模限位执行器1可以手动及自动两种驱动模式工作。首先描述手动驱动模式下的锁紧过程。

在起始位置，锁紧机构20处于缩回状态。

接下来是推头201空载伸出的步骤：先移除螺柱301、螺母302及止动扳手303，通过转动驱动螺栓1000使驱动螺栓1000轴向移动，推动锁紧机构20整体伸出，推头201接触到被限位物，即到达预定位置。

接下来是锁紧的步骤：推头201接触到被限位物后停止运动，驱动螺栓1000继续推动芯轴202轴向移动；芯轴202轴向移动过程中，撑靴203受到挤压而径向移动，撑靴203在保持环206的约束下变形并与保持环206接触，产生锁紧力，将推头201锁紧在预定位置，从而达到对被限位物进行限位的目的。

在一个实施例中，推头201产生的最大锁紧力为约1800KN，但是该锁紧力可以根据具体应用选择不同的数值。

图2是根据本公开实施例的双模限位执行器1的左视图，示出了锁止状态下的止动组件30。在锁止状态下，螺母302被旋入螺柱301并固定住止动扳手303，从而锁止驱动螺栓1000。

图3是根据本公开实施例的双模限位执行器1的俯视图。

图4是根据本公开实施例的双模限位执行器1的正视半剖视图，其中第一缸体100和第二缸体200处于分离状态，锁紧机构20的推头201、芯轴202、撑靴203处于与第二缸体200和第三缸体300分离的状态。

图5是根据本公开实施例的双模限位执行器1的俯视图，其中第一缸体100和第二缸体200处于分离状态，锁紧机构20的推头201、芯轴202、撑靴203处于与第二缸体200和第三缸体300分离的状态。

接下来描述液压模式下的锁紧过程。

在起始位置，锁紧机构20处于缩回状态。

接下来是推头201空载伸出的步骤：先移除螺柱301、螺母302及止动扳手303，第一缸体100的第一腔室113进油，推动活塞111及驱动螺栓1000向图1中的右侧或近侧移动，推动锁紧机构20整体伸出，推头201接触到被限位物，即到达预定位置。

接下来是锁紧的步骤：推头201接触到被限位物后停止运动，活塞111继续推动芯轴202轴向移动，芯轴202轴向移动过程中，撑靴203受到挤压而径向移动，撑靴203在保持环206的约束下变形并与保持环206接触，产生锁紧力，将推头201锁紧在预定位置，从而达到对被限位物进行限位的目的。

在一个实施例中，活塞111推动芯轴202的推力为约1200KN，但是该推力可以根据具体应用选择不同的数值。

在一个实施例中，将推头201锁紧在预定位置后，推头201能够承受来自被限位物最大约1800KN的反作用力，即，芯轴202挤压撑靴203与保持环206接触产生的锁紧力最大可达约1800KN。但是该锁紧力可以根据具体应用选择不同的数值。

在本公开实施例中，芯轴202的表面有一定锥度，芯轴202、撑靴203与保持环206配合能够形成自锁。在本公开实施例中，撑靴203的内周面上设置有变径部，变径部的开口半径沿靠近推头201端面的方向逐渐减小；撑靴203被芯轴202挤压变形，在保持环206的约束下产生径向压力，从而产生锁紧力。例如，在无外力驱动的情况下，推头201可以承受被限位物1800KN的反作用力。在一些实施例中，撑靴203内周面变径部的开口半径沿靠近推头201端面的方向非线性减小，其减小幅度逐渐增大，随着芯轴202靠近推头201端面移动，其挤压撑靴203使撑靴203在保持环206约束下产生的径向压力逐渐增大，从而产生逐渐增大的锁紧力。

本公开实施例对推头201用于与被限位物接触的端面的形状不做特殊限定。例如，推头201用于与被限位物接触的端面为平面、弧面、球面、齿面等形状。在本公开实施例中，当推头201用于与被限位物接触的端面为平面时，具体的形状可以是平面圆形、矩形、三角形等；当推头201用于与被限位物接触的端面为弧面时，弧面可以是向外弯曲（背离芯轴的方向），也可以是向内弯曲（朝向芯轴的方向）；当推头201用于与被限位物接触的端面为球面时，球面可以是向外凸（背离芯轴的方向），也可以是向内凹（朝向芯轴的方向）。在本公开实施例中，齿面是指表面具有多个齿的结构，例如，表面具有阵列排布的尖齿结构。

在另一个实施例中，自动驱动机构可以实施为气缸组件，工作介质为气体，气缸壁上设置气孔，气缸、活塞111和内套管150形成第一气腔，气缸、活塞111和端盖112形成第二气腔。在此情况下，双模限位执行器的工作模式以及各部件的动作顺序与图1所示实施例相同，这里不再赘述。

在另一个实施例中，自动驱动机构可以实施为电驱动组件，该电驱动组件驱动轴向套900沿轴向左右移动，从而实现驱动螺栓1000沿轴向左右移动。电驱动组件可以采用步进电机、直线电机或电动直线推杆等本领域公知的直线驱动机构。其中，电动直线推杆又称作电动线性传动器、电动线性推杆，是将电动马达的旋转运作转换为物理机械性直线移动的电动驱动装置，使应用对象可以达到线性移动的功能。

图6是根据本公开实施例的内套管150的正视剖视图。图7是根据本公开实施例的内套管150的左视图。

内套管150大致为圆筒形，包括本体部153、凸缘部152和突出部151。内套管150具有从端部开始延伸的中心孔。本体部153的外周面与活塞111的内周面形成配合，活塞111在本体部153外周沿轴向移动。本体部153的内周面（即中心孔处）形成有直线状的轮齿155，该轮齿与轴向套900的外表面上形成的直线状轮齿905相啮合，从而限制内套管150相对于轴向套900的旋转。在该实施例中，轮齿155的数量为10个，但是该数量不受限制，可以是例如4个、6个、8个、12个等。本领域技术人员可以根据具体应用设定轮齿的尺寸。在本体部153的一端（图6中的右端或近端）设置有用于安装密封圈1180的一个或多个凹槽157。

凸缘部152位于本体部153的另一端（图6中的左端或远端），即与凹槽157相反的一端。凸缘部152的外径大于本体部153的外径。凸缘部152的外周面与第一缸体100的内周面形成配合。在凸缘部152的外周面上形成有用于安装密封圈1170的凹槽154。在凸缘部152与本体部153之间的拐角处形成有斜面部156。

突出部151位于凸缘部152的另一侧（图6中的左侧或远侧），即与本体部153相反的一侧。突出部151的外径小于凸缘部152的外径。突出部151的外周面与第一缸体100的内周面形成配合。在内套管150的左端或远端形成有凹部，该凹部为中心孔的形式并且与中心孔连通。凹部的直径大于中心孔的直径，在两者交接处形成台阶。端头115抵靠该台阶而安装。在台阶中形成有螺纹孔。突出部151的内周面与位于凹部中的端头115的外周面形成配合。

图6和7示出根据本公开实施例的内套管150，但是内套管150的结构不限于该实施例，本领域技术人员可以根据具体应用改变其结构，该结构及其变化也落入本公开的保护范围。例如，在一个实施例中，在凸缘部152与本体部153之间的拐角处可以形成有内凹弧形的倒圆部，相应地，在活塞111的与内套管150的凸缘部152接触的一端（图1中的左侧或远侧）内孔上形成有弧形的圆角部。在起始位置，圆角部贴合抵靠内套管150的倒圆部。在另一个实施例中，凸缘部152与本体部153之间的拐角处为直角过渡，相应地，在活塞111的与内套管150的凸缘部152接触的一端（图1中的左侧或远侧）内孔边缘为直角过渡。

例如，在一个实施例中，突出部151的外径大于凸缘部152的外径。

图8是根据本公开实施例的轴向套900的正视剖视图。图9是根据本公开实施例的轴向套900的俯视图。图10是根据本公开实施例的轴向套900的左视图。图11是根据本公开实施例的轴向套900的立体图。

轴向套900包括管状部901和凸缘部902。在管状部901的外周面上形成有直线状轮齿905，该轮齿与本体部153的内周面上形成的直线状轮齿155（如图6和7所示）相啮合，从而限制轴向套900相对于内套管150旋转。在管状部901的内周面上形成有螺纹904。该螺纹与驱动螺栓1000（见图12）外周面上的螺纹啮合。

凸缘部902位于管状部901的一端（图8中的右端或近端）。在凸缘部902中围绕中心形成有多个螺栓孔903，螺钉950穿过螺栓孔903将活塞111与轴向套900固定地连接。

图8至11示出根据本公开实施例的轴向套900，但是轴向套900的结构不限于该实施例，本领域技术人员可以根据具体应用改变其结构，该结构及其变化也落入本公开的保护范围。

图12是根据本公开实施例的驱动螺栓1000的正视图。图13是根据本公开实施例的驱动螺栓1000的左视图。

驱动螺栓1000主要包括扭矩施加部1001、支承部1002、螺纹部1003和推动部1004（在图12中从左至右或从远侧到近侧分布）。在该实施例中，扭矩施加部1001是悬伸于第一缸体100外部以便于液压扭矩扳手夹持的外六角头型外端部。在另一实施例中，扭矩施加部1001具有多边形的形状，包括三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等。边的数量不受限制。

在另一实施例中，扭矩施加部1001是悬伸于第一缸体100外部且带有内六角头型凹部的外端部，以便于外六角头型扳手施加扭矩使驱动螺栓1000旋转。在另一实施例中，扭矩施加部1001的凹部具有多边形的形状，包括三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等。边的数量不受限制。

在另一实施例中，扭矩施加部1001是圆盘形手轮，用于手动地对驱动螺栓1000施加扭矩使驱动螺栓1000旋转。

在另一实施例中，扭矩施加部1001是径向延伸的把手（或称手柄），用于手动地对驱动螺栓1000施加扭矩使驱动螺栓1000旋转。

在另一实施例中，扭矩施加部1001带有横向贯穿孔，可以利用穿过该横向贯穿孔的工具对驱动螺栓1000施加扭矩。本领域技术人员很容易想到用于对驱动螺栓1000施加扭矩的扭矩施加部的其它实施例，这些实施例都位于本公开的范围内。

支承部1002用于支承端头115。推动部1004与芯轴202通过端件207连接固定，用于推动芯轴202左右运动，以实现锁紧机构20的锁紧或解锁。

螺纹部1003外周面上形成的螺纹与轴向套900的管状部901内周面上形成的螺纹904啮合，当扭矩扳手绕着轴心旋转时，活塞111、内套管150和轴向套900均保持不动，驱动螺栓1000沿轴向移动，以实现锁紧机构20的锁紧或解锁。

图12和13示出根据本公开实施例的驱动螺栓1000，但是驱动螺栓1000的结构不限于该实施例，本领域技术人员可以根据具体应用改变其结构，该结构及其变化也落入本公开的保护范围。

图14是根据本公开实施例的止动扳手303的正视图。图15是根据本公开实施例的止动扳手303的左视图。止动扳手303包括大致为板状的主体部分3031和两个手柄3032。在主体部分3031的两端形成有两个弧形的通槽3033，该通槽供螺柱301穿过。在主体部分3031的中心形成有六边形的内孔3034，供驱动螺栓1000穿过。在一些实施例中，内孔3034的尺寸略大于驱动螺栓1000，允许驱动螺栓1000穿过，但是不允许驱动螺栓1000相对于止动扳手303旋转。

在该实施例中，内孔3034以及驱动螺栓1000的端头形状均为六边形，但是该形状可以根据实际应用进行选择，例如可以为四边形、五边形等或其它不规则形状，这不限制本公开的保护范围。只要内孔3034允许驱动螺栓1000穿过，但是不允许驱动螺栓1000相对于止动扳手303旋转，就能起到锁止驱动螺栓1000的功能。

在锁止状态下，螺柱301固定在第一缸体100上，螺母302被旋入螺柱301，固定住止动扳手303，从而锁止驱动螺栓1000。

当需要解除锁止时，拧松并取下螺母302，然后取下止动扳手303，从而解除对驱动螺栓1000的锁止。

图14和15示出根据本公开实施例的止动扳手303，但是止动扳手303的结构不限于该实施例，本领域技术人员可以根据具体应用改变其结构，该结构及其变化也落入本公开的保护范围。

图16是根据本公开另一实施例的双模限位执行器2的正视剖视图。

在该实施例中，在第二缸体200的侧壁上开设有通孔205，将缸体内部与外部连通；当限位执行器用于水下时，通孔205的作用是将第二缸体200的内部与外部连通。例如，当双模限位执行器应用于海水中时，通孔205将第二缸体200内部与海水连通。

在一种可选的实施方式中，部分或全部通孔205上可以套设铜套，用于在水下释放铜离子，阻止水生生物进入缸体内部。

在一些实施例中，双模限位执行器中还设置有防腐蚀板，用于增强内部组件的防腐蚀能力。

在一些实施例中，第二缸体200的侧壁上没有通孔，为全封闭设计，在推动入锁的过程中，需要压缩空气做功；虽然会有一定的功率损耗，但相比于液压来说，空气压力较小，可以忽略。

在一些实施例中，活塞111包括管状部、设置在活塞111的管状部背离端盖一端的外凸缘部和内凸缘部；活塞111的管状部套设在内套管150上，活塞111的外凸缘部与第一缸体100的内壁形成紧密接触，活塞111的内凸缘部与内套管150的外壁形成紧密接触；即，活塞111的截面呈“T”型。端盖包括第一端盖116和第二端盖117，第一端盖116安装在活塞111的管状部外壁与第一缸体100内壁之间；第二端盖117安装在活塞111的管状部内壁与内套管150外壁之间；活塞111的管状部靠近端盖的一端与轴向套900的凸缘部连接。

在一些实施例中，第一端盖116通过外壁螺纹与缸体100的内壁螺纹连接，第二端盖117通过内壁螺纹与内套管150的外壁螺纹连接。

在一些实施例中，活塞111的管状部靠近端盖的一端设置有第一支承槽，轴向套900的凸缘部上设置有与第一支承槽配合的凸台；驱动机构还包括第一支承件14，第一支承件14与活塞111的管状部靠近端盖的一端连接，将凸台限位在第一支承槽中。

在一些实施例中，活塞111通过固定销21与轴向套900连接，能够防止活塞111和轴向套900发生相对转动。

在一些实施例中，限位执行器还包括定位组件，用于限定活塞111的初始位置。

在一些实施例中，限位执行器还包括第二支承件15、定位弹簧16、设置在第一缸体100内壁上的定位环17；第一支承件14背离活塞111的一侧设置有第二支承槽，定位弹簧16设置在第二支承槽中；第二支承件15位于定位弹簧16背离第一支承件14的一侧，与第一支承件14固定连接，将定位弹簧16限位在第二支承槽中；定位弹簧16与定位环17配合。初始时，孔口a和孔口b可能存在液位差而推动活塞111向图中右侧移动而偏离初始位置，通过设置定位弹簧16和定位环17，只有活塞111的推力大于一定值，才能将定位弹簧16推到定位环17内部，并进一步推动驱动螺栓1000轴向移动，可见，定位弹簧16和定位17配合限定了活塞111的初始位置。

在本公开实施例中，锁紧机构20是一种独特设计的楔形锁紧装置，主要包括推头201、芯轴202、撑靴203、保持环206。在锁紧机构20中，通过芯轴202挤压撑靴203，撑靴203在受到挤压而径向移动，撑靴203外径在保持环206的约束下变形，从而产生锁紧力，并能够实现自锁，使得推头201能够承受被限位物的反作用力。推头201是对被限位物产生作用力的部件。

图18a~图18f是根据本公开实施例的锁紧机构20的视图。其中图18a和图18b是沿纵轴线的剖视图，图18c是沿剖切线F2-F2的剖视图，图18d是沿剖切线F1-F1的剖视图，图18e是区域F2-1的放大图，图18f是区域F1-1的放大图。

锁紧机构20主要包括端件207、推头201、撑靴203、芯轴202、保持环206。端件207、推头201、撑靴203、芯轴202、保持环206均设置在第二缸体200和缸体210内部。在一些实施例中，锁紧机构20应用于图1或图16所示的双模限位执行器中，缸体210对应第三缸体300。

在一些实施例中，端件207上设置有内孔；传动组件包括驱动螺栓1000，驱动螺栓1000包括本体和设置在靠近芯轴202的一端的凸缘部；驱动螺栓1000的本体沿背离所述芯轴202的方向穿过端件207的内孔，驱动螺栓1000的凸缘部卡接在端件207的内孔中；端件207与芯轴202固定连接。

端件207与驱动螺栓1000和芯轴202均固定地连接，在端件207与驱动螺栓1000之间设置有密封圈1210，在端件207与缸体210之间设置有密封圈1200。在一些实施例中，密封圈1210、密封圈1200实现为导向圈。

推头201为一端封闭另一端敞口的圆筒形，封闭端位于近端，抵靠被限位物并对被限位物产生作用力。芯轴202位于推头201内部，外周面为圆锥形，其外径朝向推头201的封闭端（即近端）缩小。

安装时，先将驱动螺栓1000穿过端件207的内孔，然后将端件207与芯轴202固定地连接。在推头201的敞口处设置有限位结构（见图20a~图20d），芯轴202上也有与之配合的限位结构（图22a~图22d），在两者的限位结构对齐之后，可以将芯轴202安装到推头201的圆筒状空腔中，然后在通过限位结构之后旋转芯轴202，将芯轴202限定在推头201中。推头201内壁上设置有台阶，该台阶与芯轴202上的限位结构配合，限定了芯轴202相对于推头201向右运动的最大距离。推头201敞口处的限位结构与芯轴202上的限位结构配合，限定了芯轴202相对于推头201向左运动的最大距离。

芯轴202与端件207之间设置有V型弹簧208，V型弹簧208的外径与推头201敞口处的限位结构的内径配合，需要一定的初始推力使V型弹簧208产生形变，才能将芯轴202进一步向推头201内部推。在推头201接触到被限位物之前，作用在V型弹簧208上的力小于该初始推力，V型弹簧208不会产生形变、或形变较小，无法进入推头201敞口内部，使得驱动螺栓1000既能推动推头201向右运动，又能使芯轴202不会进入推头内部而入锁，避免推头201在到达目标位置之前就锁紧。当推头201接触到被限位物时，作用在V型弹簧208上的力变得大于该初始推力，V型弹簧208被挤压变形，芯轴202相对于推头201继续向右运动，直至锁紧。

推头201的侧壁上设置有多个贯穿侧壁的窗口2011，撑靴203安装在窗口2011中。撑靴203包括主体部2031和两个安装部2032（见图23a~图23c），在安装时，主体部2031与窗口2011对应地置入窗口2011中。在推头201的侧壁上，通过弹性压片212压住撑靴203的两个安装部2032，从而利用螺钉211将撑靴203固定在推头201上。

撑靴203的内壁为变径结构，且越靠近锁紧方向，变径部开口的半径越小，也就是说，撑靴203的内径朝向推头201的封闭端（即近端）缩小，如此与芯轴202的锥状结构配合，达到逐渐锁紧的效果。在一些实施例中，变径部开口的半径非线性减小。芯轴202、撑靴203的锥度满足自锁角度范围，当芯轴202挤压撑靴203时，撑靴203在受到挤压而径向移动，撑靴203外径在保持环206的约束下变形，从而产生锁紧力，并能够实现自锁。

保持环206在径向上位于推头201与缸体210之间并固定于缸体210。在一些实施例中，保持环206为防腐蚀材料制成。在一些实施例中，保持环206与撑靴接触的表面还设置有覆盖物，能够增大保持环206表面与撑靴203的摩擦，从而提升锁紧力。撑靴203在径向上抵靠保持环206。保持环206通过螺纹、螺钉、过盈配合等方式固定在缸体210的内壁上，也可以做成与缸体210内壁一体的结构（如图1所示）。

限位销209插入位于缸体210侧壁的孔中，抵靠推头201的外壁。解锁时，推头201跟随芯轴202远离被限位物轴向移动；当推头201外壁上设置的限位台阶接触到限位销209时，推头201停止轴向移动，芯轴202继续远离被限位物轴向移动时，推头201保持静止，从而使芯轴202与推头201分离而解锁，还能确保推头201不会进入缸体内部而在下一次入锁过程中未接触到被限位物就锁紧。在一些实施例中，限位销209与推头201外壁上的限位台阶接触时，推头201用于与被限位物接触的端面与限位执行器的一端平齐。

图19a~图19e是根据本公开实施例的锁紧机构20的视图，示出锁紧机构20的工作原理和各个位置，其中图19a示出起始位置，图19b示出锁紧机构20到达预定位置，图19c示出锁紧机构20到达最大锁紧力的位置，图19d是与图19a对应的另一剖视图，图19e是与图19c对应的另一剖视图。

在图19a所示的起始位置，推头201尚未接触到被限位物3。驱动螺栓1000沿轴向向右移动，在推头201接触到被限位物3之前，作用在V型弹簧208上的力小于预设的初始推力，V型弹簧208不会产生形变、或形变较小，无法进入推头201敞口内部，使得驱动螺栓1000推动推头201、芯轴202、撑靴203整体地向右运动。在此过程中，芯轴202不会入锁，避免推头201在到达目标位置之前就锁紧。该过程持续到图19b所示位置，此时推头201接触到被限位物3。

当推头201接触到被限位物3时，推头201停止移动，作用在V型弹簧208上的力变得大于预设的初始推力，V型弹簧208被挤压变形，芯轴202相对于推头201继续向右运动，挤压撑靴203，直至锁紧，此即图19c所示位置。

图20a~图20f是根据本公开实施例的推头201的视图。其中图20a是沿剖切线G-G的剖视图，图20b是沿剖切线Q-Q的剖视图，图20c是沿纵轴线的剖视图，图20d是沿剖切线J-J的剖视图，图20e是沿剖切线H-H的剖视图，图20f是立体图。

图21a~图21c是根据本公开实施例的推头201的视图，其中图21a是正视图，图21b是沿剖切线X-X的剖视图，图21c是左视图。

推头201大致为一端敞口的有底圆筒形，包括筒体部2013、筒底部2017和位于两者之间的连接部2012。连接部2012的外径小于筒体部2013和筒底部2017的外径。在连接部2012中，围绕中心轴线形成有多个窗口2011，在图示实施例中开口数量为四个，但是该数量不受限制。由于设置有四个窗口2011，因此该连接部2012包括四个撑靴支承部2019。当撑靴203被安置在窗口2011中时，撑靴203的两个安装部2032就抵靠在撑靴支承部2019的边缘上。在每个撑靴支承部2019中形成有多个螺纹孔2014，在图示实施例中螺纹孔数量为两个，但是该数量不受限制。当撑靴203被安置在窗口2011中后，利用弹性压片212压住撑靴203的两个安装部2032，从而利用螺钉211将撑靴203固定在推头201上。

在筒体部2013的敞开端的内周面上形成有限位结构，该限位结构包括围绕中心轴线均匀交替分布的多个突起部2016和多个凹部2018。在图示实施例中突起部2016和凹部2018的数量均为四个，但是该数量不受限制。

在每个凹部2018中设置有一个贯穿筒体部2013侧壁的沉头螺纹孔2015。螺钉213旋入沉头螺纹孔2015中，用于防止芯轴202相对于推头201绕轴线旋转。

图22a~图22d是根据本公开实施例的芯轴202的视图，其中图22a是正视剖视图，图22b是俯视图，图22c是左视图，图22d是立体图。

芯轴202大致为圆柱体，主要包括圆锥部2021、限位部2026、圆柱部2022和螺纹部2023。圆锥部2021具有外径朝向推头201的封闭端（即近端）缩小的圆锥形的外周面，该外周面抵靠撑靴203，使撑靴203在受到挤压而径向移动，撑靴203外径在保持环206的约束下变形，从而产生锁紧力，并能够实现自锁。

限位部2026包括围绕中心轴线均匀交替分布的多个突起部2024和多个凹部2025。在图示实施例中突起部2024和凹部2025的数量均为四个，但是该数量不受限制。

推头201的突起部2016和凹部2018与芯轴202的突起部2024和凹部2025的尺寸设定为，两者的限位结构对齐之后，可以将芯轴202安装到推头201的圆筒状空腔中，然后在通过限位结构之后旋转芯轴202，将芯轴202限定在推头201中。

螺纹部2023的外螺纹与端件207的内螺纹啮合。螺纹部2023的外径小于圆柱部2022，从而在两者之间形成台阶2027，V型弹簧208设置在该台阶2027处。

图23a~图23d是根据本公开实施例的四个撑靴203的视图，其中图23a是沿剖切线X-X的剖视图，图23b是沿轴线方向看的正视图，图23c是左视图，图23d是立体图。

在图示实施例中撑靴203的数量为四个，但是该数量不受限制。撑靴203主要包括呈弧形的主体部2031和位于周向两侧的两个安装部2032。在每个安装部2032的中心设置有凹口部2033。

撑靴203的外周面为圆柱面，与保持环的内周面相配合，而内周面为朝向近侧（图23a中的右侧）直径减缩的变径部，从而与芯轴202的圆锥部2021配合。

图24a~图24d是根据本公开实施例的保持环206的视图，其中图24a是正视图，图24b是沿剖切线X-X的剖视图，图24c是左视图，图24d是立体图。

保持环206大致为圆筒形，在其侧壁上设置有沉头螺纹孔2061。

图25a~图25e是根据本公开实施例的限位销209的视图，其中图25a是限位销的位置示意图，图25b是沿剖切线C-C的剖视图，图25c是限位销209的正视图，图25d是限位销209的左视图，图25e是限位销209的立体图。

限位销209包括头部2091和销体部2092，头部2091的直径大于销体部2092的直径。限位销209插入位于缸体210侧壁的孔中，抵靠推头201的左端面。解锁时，推头201跟随芯轴202远离被限位物轴向移动；当推头201外壁上设置的限位台阶接触到限位销209时，推头201停止轴向移动，芯轴202继续远离被限位物轴向移动时，推头201保持静止，从而使芯轴202与推头201分离而解锁，还能确保推头201不会进入缸体内部而在下一次入锁过程中未接触到被限位物就锁紧。在一些实施例中，限位销209与推头201外壁上的限位台阶接触时，推头201用于与被限位物接触的端面与限位执行器的一端平齐。

图26a~图26c是根据本公开实施例的V型弹簧208的视图，其中图26a是沿剖切线A-A的剖视图，图26b是正视图，图26c是区域A的放大图。

V型弹簧208是横截面为V形的圆盘形弹簧。在V形截面的外端，V型弹簧208具有多个均匀分布的裂口部2081，裂口部2081的数量不受限制，裂口部2081的尺寸和数量可以用于调节上述初始推力的大小。在相邻的裂口部2081之间是弹性爪部2082，相应地，弹性爪部2082的数量不受限制。

如图19d所示，在起始位置，V型弹簧208的外端的弹性爪部2082抵靠推头201敞口处的限位结构，即突起部2016。当作用在V型弹簧208上的力变得大于预设的初始推力时，V型弹簧208被挤压变形，芯轴202才能相对于推头201继续向右运动，如图19e所示。

图27a~图27d是根据本公开实施例的端件207的视图，其中图27a是正视剖视图，图27b是俯视图，图27c是左视图，图27d是立体图。

端件207大致为圆筒形，主要包括端件本体2071和突出部2072。端件本体2071的外周面与缸体210的内周面配合，在端件本体2071的外周面上设置有用于安装密封圈1200的凹槽2073。端件本体2071的内周面与驱动螺栓1000的外周面配合，在端件本体2071的内周面上设置有用于安装密封圈1210的凹槽2074。在端件本体2071的内周面上形成有台阶。在端件本体2071的端面上形成有多个螺钉孔2075。

在突出部2072的内周面上设置有用于与芯轴202的螺纹部2023的外螺纹配合的内螺纹。

图28a~图28e是根据本公开实施例的驱动螺栓1000的一部分的视图，其中图28a是正视图，图28b是俯视剖视图，图28c是左视图，图28d和图28e是立体图。

驱动螺栓1000主要包括主体部1005和推动部1004，主体部1005只示出一部分，推动部1004与端件207配合地安装。

本公开第三实施例提供一种限位执行器的驱动方法，包括：通过控制所述驱动机构，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动；或通过手动操作，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动。

本公开第四实施例提供一种支承装置，所述支承装置包括至少一个根据本公开实施例第一方面所述的限位执行器；所述限位执行器安装在所述支承装置的管壁上；多个所述限位执行器用于对所述支承装置支承的被限位物进行限位并锁紧。

本公开实施例对支承装置不做特殊限定。例如，支承装置可以是管状，也可以是平面状，还可以是其他形态。

例如，如图17a和图17b所示支承装置为管状，双模限位执行器1绕所述支承装置的中心轴线分布安装在管壁上，多个双模限位执行器1对支承装置支承的被限位物3进行限位并锁紧。

本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (40)

1.一种限位执行器，其特征在于，包括：

驱动机构、传动组件、锁紧机构；

所述传动组件包括扭矩施加部，所述传动组件能够通过手动操作所述扭矩施加部而轴向移动，也能够通过所述驱动机构驱动而轴向移动；

所述传动组件带动所述锁紧机构轴向移动。

2.根据权利要求1所述的限位执行器，其特征在于，所述驱动机构包括驱动组件、与所述驱动组件耦接的轴向套（900）；

所述轴向套（900）与所述传动组件耦接，所述驱动组件驱动所述轴向套（900）轴向移动，所述轴向套（900）带动所述传动组件轴向移动；

所述传动组件能够通过手动操作相对于所述轴向套（900）轴向移动。

3.根据权利要求2所述的限位执行器，其特征在于，所述传动组件包括驱动螺栓（1000）；

所述轴向套（900）包括管状部（901）、设置在所述轴向套的管状部一端向外侧延伸的凸缘部（902），所述驱动组件与所述轴向套（900）的凸缘部（902）连接；所述轴向套（900）的管状部（901）内孔中设置有螺纹；所述驱动螺栓（1000）的螺纹与所述轴向套（900）的管状部（901）内孔中的螺纹啮合。

4.根据权利要求3所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括内套管（150）；

所述内套管（150）的内孔设置有限位结构，所述轴向套（900）的外壁设置有限位结构；所述轴向套（900）设置在所述内套管（150）的内孔中，所述内套管（150）的限位结构与所述轴向套（900）的限位结构配合，使所述轴向套（900）能够轴向移动、并限制所述轴向套（900）绕轴旋转。

5.根据权利要求4所述的限位执行器，其特征在于，所述内套管（150）的限位结构包括至少一个第一凸起部和至少一个第一凹槽部，所述第一凸起部沿轴向延伸，所述第一凹槽部沿轴向延伸，所述第一凸起部和所述第一凹槽部在所述内套管（150）的内孔壁上交替分布；

所述轴向套（900）的限位结构包括至少一个第二凸起部和至少一个第二凹槽部，所述第二凸起部沿轴向延伸，所述第二凹槽部沿轴向延伸，所述第二凸起部和所述第二凹槽部在所述轴向套（900）的外壁上交替分布；

所述第一凸起部与所述第二凹槽部匹配、所述第一凹槽部于所述第二凸起部匹配，使所述轴向套能够轴向移动、并限制所述轴向套绕轴旋转。

6.根据权利要求4所述的限位执行器，其特征在于，所述驱动组件包括油缸组件，所述油缸组件包括活塞和至少一个端盖；

所述限位执行器还包括缸体（100），所述内套管（150）设置在所述缸体（100）内部；所述内套管（150）的一端与所述缸体（100）固定连接，所述端盖设置在所述内套管（150）的另一端；所述内套管（150）外壁与所述缸体（100）内壁、所述端盖围合形成介质腔室；所述活塞设置在所述介质腔室内部，并能够轴向移动；

所述活塞与所述轴向套（900）连接。

7.根据权利要求6所述的限位执行器，其特征在于，所述活塞（111）包括管状部、设置在所述活塞的管状部背离所述端盖一端的外凸缘部和内凸缘部；所述活塞（111）套设在所述内套管（150）上，所述活塞（111）的外凸缘部与所述缸体（100）的内壁形成紧密接触，所述活塞（111）的内凸缘部与所述内套管（150）的外壁形成紧密接触；

所述端盖包括第一端盖（116）和第二端盖（117），所述第一端盖（116）安装在所述活塞（111）的管状部外壁与所述缸体（100）内壁之间；所述第二端盖（117）安装在所述活塞（111）的管状部内壁与所述内套管（150）外壁之间；

所述活塞（111）的管状部靠近所述端盖的一端与所述轴向套（900）的凸缘部（902）连接。

8.根据权利要求7所述的限位执行器，其特征在于，所述活塞（111）的管状部靠近所述端盖的一端设置有第一支承槽，所述轴向套（900）的凸缘部上设置有与所述第一支承槽配合的凸台；

所述驱动机构还包括第一支承件（14），所述第一支承件（14）与所述活塞（111）的管状部靠近所述端盖的一端连接，将所述凸台限位在所述第一支承槽中。

9.根据权利要求8所述的限位执行器，其特征在于，所述活塞（111）通过固定销（21）与所述轴向套（900）连接。

10.根据权利要求6所述的限位执行器，其特征在于，所述活塞（111）包括管状部、设置在所述活塞的管状部背离所述端盖一端的凸缘部；所述活塞（111）套设在所述内套管（150）上，所述活塞（111）的凸缘部与所述缸体（100）的内壁形成紧密接触，所述活塞（111）的管状部内壁与所述内套管（150）外壁形成紧密接触；

所述端盖（112）安装在所述活塞（111）的管状部外壁与所述缸体（100）内壁之间；

所述活塞（111）的管状部靠近所述端盖（112）的一端与所述轴向套（900）的凸缘部（902）连接。

11.根据权利要求6至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括定位组件，用于限定所述活塞的初始位置。

12.根据权利要求11所述的限位执行器，其特征在于，所述轴向套（900）通过第一支承件（14）与所述活塞（111）连接；

所述定位组件包括第二支承件（15）、定位弹簧（16）、设置在所述缸体（100）内壁上的定位环（17）；所述第一支承件（14）背离所述活塞（111）的一侧设置有第二支承槽，所述定位弹簧（16）设置在所述第二支承槽中；所述第二支承件（15）位于所述定位弹簧（16）背离所述第一支承件（14）的一侧，与所述第一支承件（14）连接，将所述定位弹簧（16）限位在所述第二支承槽中；

所述定位弹簧（16）与所述定位环（17）配合，限定所述活塞（111）的初始位置。

13.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器包括缸体，所述传动组件与所述锁紧机构在所述缸体内沿轴向分布；

所述传动组件包括驱动螺栓；

所述驱动螺栓的一端与所述锁紧机构耦接，另一端设置有所述扭矩施加部。

14.根据权利要求13所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括止动组件，所述止动组件与所述扭矩施加部配合，用于对所述驱动螺栓进行锁止。

15.根据权利要求14所述的限位执行器，其特征在于，

所述止动组件（30）包括止动扳手（303）、止动螺柱（301）、止动螺母（302）；

所述止动扳手（303）上设置有与所述扭矩施加部匹配的内孔（3034）、至少一个固定通槽（3033）；

所述止动扳手（303）通过所述内孔（3034）与所述扭矩施加部配合安装，所述止动螺柱（301）穿过所述固定通槽（3033）安装在所述缸体上，所述止动螺母（302）与所述止动螺柱（301）配合固定所述止动扳手（303），以对所述驱动螺栓（1000）进行锁止。

16.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述锁紧机构包括推头和自锁组件；

所述推头用于与被限位物接触；

所述自锁组件与所述传动组件耦接，用于在所述传动组件的带动下轴向移动，带动所述推头轴向移动；所述自锁组件还用于在所述推头与被限位物接触后对所述推头进行锁定。

17.根据权利要求16所述的限位执行器，其特征在于，所述自锁组件包括芯轴（202）、撑靴（203）、保持环（206）；所述芯轴（202）沿径向挤压所述撑靴（203），使所述撑靴（203）与所述保持环（206）接触，产生锁紧力。

18.根据权利要求17所述的限位执行器，其特征在于，所述推头（201）包括侧壁和用于与被限位物接触的端面，所述端面和所述侧壁围合成空腔；所述芯轴（202）设置在所述空腔内，所述芯轴（202）的外周面为圆锥形；

所述推头（201）的侧壁上开设有多个贯穿所述侧壁的窗口，所述撑靴（203）安装在所述窗口中，所述撑靴（203）的内周面上设置有变径部；所述变径部的开口半径沿靠近所述端面的方向逐渐减小。

19.根据权利要求18所述的限位执行器，其特征在于，所述撑靴包括主体部和分别位于所述本体两侧的安装部，所述主体部位于所述窗口中，所述安装部通过弹性压片压紧在所述推头侧壁的外侧。

20.根据权利要求18所述的限位执行器，其特征在于，所述推头（201）的敞口处设置有限位结构，所述芯轴（202）上设置有限位结构；所述推头（201）的限位结构与所述芯轴（202）的限位结构配合，将所述芯轴（202）限定在所述空腔内。

21.根据权利要求20所述的限位执行器，其特征在于，所述推头的限位结构包括围绕中心轴线均匀交替分布的多个凸部和多个凹部；所述芯轴的限位结构包括围绕中心轴线均匀交替分布的多个凸部和多个凹部。

22.根据权利要求16所述的限位执行器，其特征在于，所述推头用于与被限位物接触的端面为平面、弧面、球面、齿面中的任意一种。

23.根据权利要求16所述的限位执行器，其特征在于，所述锁紧机构还包括限位装置，用于限定所述推头的活动范围。

24.根据权利要求23所述的限位执行器，其特征在于，所述推头的外壁上设置有限位台阶，所述限位执行器的缸体上设置有通孔；限位销穿过所述通孔卡接在所述限位台阶上，限定所述推头的活动范围。

25.根据权利要求18所述的限位执行器，其特征在于，所述自锁组件包括端件（207）和芯轴（202），所述端件（207）上设置有内孔；

所述传动组件包括驱动螺栓（1000），所述驱动螺栓（1000）包括本体和设置在靠近所述芯轴（202）的一端的凸缘部；

所述驱动螺栓（1000）的本体沿背离所述芯轴（202）的方向穿过所述端件（207）的内孔，所述驱动螺栓（1000）的凸缘部卡接在与所述端件（207）的内孔中；

所述端件（207）与所述芯轴（202）固定连接。

26.根据权利要求25所述的限位执行器，其特征在于，所述自锁组件还包括助推组件，所述助推组件用于在所述推头接触被限位物之前，使所述芯轴与所述推头保持初始的相对位置。

27.根据权利要求26所述的限位执行器，其特征在于，所述芯轴靠近所述端件的一端设置有第三支承槽；

所述助推组件包括助推弹簧（208），所述端件与所述芯轴固定连接，将所述助推弹簧限位在所述第三支承槽中；

所述助推弹簧的外径与所述推头的空腔敞口的内径配合，用于在所述推头接触被限位物之前，使所述芯轴与所述推头保持初始的相对位置。

28.根据权利要求27所述的限位执行器，其特征在于，所述助推弹簧为横截面为V形的V型弹簧；所述V型弹簧具有多个均匀分布的裂口部，在相邻的所述裂口部之间设置有弹性爪部，所述弹性爪部抵靠所述推头空腔敞口处的凸起。

29.根据权利要求16所述的限位执行器，其特征在于，所述保持环与所述撑靴接触的表面上设置有覆盖物。

30.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括设置在所述限位执行器的缸体内部的防腐蚀板。

31.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器的缸体内部为开放式结构。

32.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括多个密封组件，所述限位执行器的缸体通过多个所述密封组件形成全密封结构。

33.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器的缸体包括第一缸体、第二缸体、第三缸体；所述第一缸体与所述第二缸体固定连接，所述第二缸体与所述第三缸体固定连接；所述第三缸体背离所述第二缸体的一侧设置有安装法兰，所述安装法兰用于将所述限位执行器安装在支承装置的管壁上。

34.根据权利要求33所述的限位执行器，其特征在于，所述第二缸体包括第一固定法兰，用于连接所述驱动机构和所述锁紧机构；

所述第三缸体包括第二固定法兰，其内部形成所述锁紧机构的安装空间。

35.根据权利要求33所述的限位执行器，其特征在于，所述第二缸体的侧壁上围绕中心轴线开设有多个通孔。

36.根据权利要求29所述的限位执行器，其特征在于，至少部分所述通孔上设置有铜套。

37.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述限位执行器还包括接近开关，所述接近开关用于检测所述锁紧机构的状态。

38.根据权利要求1至10中任意一项所述的限位执行器，其特征在于，所述驱动机构为液压驱动机构、气动机构、电动机构中的任意一种。

39.一种限位执行器的驱动方法，其特征在于，包括：

通过控制所述驱动机构，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动；

或

通过手动操作，驱动所述传动组件轴向移动，使所述锁紧机构轴向移动。

40.一种支承装置，其特征在于，所述支承装置包括至少一个根据权利要求1至38中任意一项所述的限位执行器；所述限位执行器安装在所述支承装置的管壁上；所述限位执行器用于对所述支承装置支承的被限位物进行限位并锁紧。