JP6538205B2 - 空気圧式作動システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は空気圧式作動システムに関する。より具体的には、本発明は工業用デバイスの線形作動のためのシステムおよび方法に関する。

工業用制御システムは、石油精製プロセス、石油およびガス輸送施設、化学的加工処理、製薬的加工処理ならびに発電施設など、工業施設およびプロセスの制御および監視を提供するために一般に採用されている。工業用制御システムは、制御動作を達成するために、弁などの制御要素を位置決めするためにアクチュエータに依存する。安全性と効率の理由から、一部の工業用制御システムは、制御要素を位置決めするために空気圧駆動型アクチュエータに依存している。多くの工業施設およびプロセスは、長期間にわたって連続的に作動する。設備およびプロセスの停止および始動は費用が掛かる場合があるためである。設備またはプロセスの計画外の停止は、特に混乱を生じ、高額の出費を伴う場合がある。したがって、費用が掛かる施設またはプロセスの停止時間を阻止するために、信頼性の高い空気圧作動式制御要素が望まれている。

実施例１において、可動部分および不動部分を有するデバイスに線形作動を提供するための装置は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールと、動的アクチュエータ連結部と、静的アクチュエータ連結部とを含む。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれは、静的部分および動的部分を含み、動的部分は、静的部分に対して直線的に移動可能である。動的アクチュエータ連結部は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの動的部分を、デバイスの可動部分に接続するように構成される。静的アクチュエータ連結部は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの静的部分をデバイスの不動部分に接続するように構成される。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールよりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュールが、デバイスに線形作動を提供するように構成されている。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれは、動的アクチュエータ連結部および静的アクチュエータ連結部に対して選択的に結合および分離するように構成されている。

実施例２において、デバイスが制御弁であり、デバイスの可動部分が弁ステムであり、不動部分がボンネットである、実施例１の装置。
実施例３において、静的アクチュエータ連結部がボンネットと一体である、実施例２の装置。

実施例４において、動的アクチュエータ連結部が弁ステムと一体である、実施例２〜３のいずれかの装置。
実施例５において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、第１部材と、第２部材と、第１部材を第２部材に接続する複数の線形ガイドと、複数の線形ガイドに沿って移動するように構成された複数の線形ベアリングと、複数の線形ベアリングに接続された平行移動部材と、平行移動部材を第１部材に接続する流体アクチュエータと、流体アクチュエータに接続された空気圧式継手とを含む、実施例１〜４のいずれかの装置。空気圧式継手は、流体アクチュエータを空気圧ラインに接続するように構成される。平行移動部材は、空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分であり、第２部材は、空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分である。

実施例６において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに対して選択的に結合および分離するように構成された空気圧式制御器をさらに含む、実施例５の装置。制御器は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの作動を制御するように構成される。

実施例７において、空気圧式制御器が、制御入力を受信するように構成されたプロセッサと、プロセッサに電気的に接続された位置トランスデューサと、プロセッサに電気的に接続された空気圧式制御機構とを含む、実施例６の装置。位置トランスデューサは、デバイスの不動部分に対するデバイスの可動部分の位置を検出するように構成される。空気圧式制御機構は、圧縮ガス供給源を複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するように構成され、およびプロセッサからの電気信号に応答して複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成される。プロセッサからの電気信号は、少なくとも制御入力と、デバイスの不動部分に対するデバイスの可動部分の検出された位置との相関的要素である。

実施例８において、空気圧式制御器が圧力トランスデューサをさらに含み、圧力トランスデューサはプロセッサに電気的に接続され、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、プロセッサからの信号は、追加的に、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、実施例７の装置。

実施例９において、第１部材が第１のプレートであり、第２部材が第２のプレートであり、平行移動部材が平行移動プレートであり、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、流体アクチュエータによって第１のプレートと平行移動プレートとの間に適用される力に対抗する付勢力を適用するように構成された付勢部材をさらに含む、実施例６の装置。

実施例１０において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、ねじ付き円筒形カラムとナットとをさらに含む、実施例９の装置。ねじ付きカラムは、一方の端部で平行移動プレートに接続され、第１のプレートの方に突出する。カラムは、カラムの長さに延在する中空内側と、カラムの長さの少なくとも一部分に延在するねじ山を含む外側とを含む。ナットはカラムのねじ山に螺合するように構成される。付勢部材は、ナットをカラムに沿って通すことによって付勢力が調節可能であるようにナットと第１のプレートとの間に配置される。

実施例１１において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが位置トランスデューサをさらに含み、位置トランスデューサは空気圧式制御器に電気的に接続され、平行移動プレートの位置を検出するように構成される、実施例９〜１０のいずれかの装置。

実施例１２において、空気圧式制御器がプロセッサおよび空気圧式制御機構を含む、実施例１１の装置。プロセッサは、制御入力を受信するように構成され、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの位置トランスデューサに電気的に接続される。空気圧式制御機構は、プロセッサに電気的に接続されている。空気圧式制御機構は、圧縮ガス供給源を複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するように構成され、プロセッサからの電気信号に応答して複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成される。プロセッサからの電気信号は、少なくとも制御入力と、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの平行移動プレートの検出された位置との相関的要素である。

実施例１３において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが圧力トランスデューサをさらに含み、圧力トランスデューサはプロセッサに電気的に接続され、空気圧式線形アクチュエータに供給された圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、プロセッサからの電気信号は、追加的に、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに供給された圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、実施例１２の装置。

実施例１４において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、第１部材と、第２部材と、第１部材を第２部材に接続する複数の線形ガイドと、複数の線形ガイドに沿って移動するように構成された複数の線形ベアリングと、複数の線形ベアリングに接続された平行移動部材と、平行移動部材を第１部材に接続する流体アクチュエータと、流体アクチュエータに接続された第１の空気圧式継手と、空気圧式制御器とを含む、実施例１の装置。第１の空気圧式継手は、空気圧式線形アクチュエータモジュールを圧縮ガス供給源に選択的に結合するように構成される。空気圧式制御器は、空気圧式線形アクチュエータモジュールを制御入力に選択的に結合するように構成される。空気圧式制御器は、制御入力を受信するように構成されたプロセッサと、プロセッサに電気的に接続され、平行移動部材の位置を検出するように構成された位置トランスデューサと、プロセッサに電気的に接続された空気圧式制御機構とを含む。空気圧式制御機構は、圧縮ガス供給源を空気圧ラインから複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するように構成されている。空気圧式制御機構はまた、プロセッサからの電気信号に応答して空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成される。プロセッサからの電気信号は、少なくとも制御入力と、平行移動部材の検出された位置との相関的要素である。

実施例１５において、第１部材が第１のプレートであり、第２部材が第２のプレートであり、平行移動部材が平行移動プレートであり、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、流体アクチュエータによって第１のプレートと平行移動プレートとの間に適用される力に対抗する付勢力を適用するように構成された付勢部材をさらに含む、実施例１４の装置。

実施例１６において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれがねじ付き円筒形カラムとナットとをさらに含む、実施例１５の装置。ねじ付き円筒形カラムは、一方の端部で平行移動プレートに接続され、第１のプレートの方に突出する。カラムは、カラムの長さに延在する中空の内側と、カラムの長さの少なくとも一部分に延在するねじ山を含む外側とを含む。ナットは、カラムのねじ山に螺合するように構成される。付勢部材は、ナットをコラムに沿って通すことによって付勢力が調節可能であるように、ナットと第１のプレートとの間に配置される。

実施例１７において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが圧力トランスデューサをさらに含み、圧力トランスデューサはプロセッサに電気的に接続され、流体アクチュエータに供給された圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、プロセッサからの電気信号は、追加的に、流体アクチュエータに供給された圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、実施例１４〜１６の装置。

実施例１８において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれのプロセッサが、制御入力を受信するためにローカル制御ループに電気的に接続されている、実施例１４〜１７のいずれかの装置。

実施例１９において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つが、残りの複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに制御入力を提供する、実施例１８の装置。

実施例２０において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの流体アクチュエータに空気圧によって接続するように構成された共通ヘッダをさらに含む、実施例１４〜１９のいずれかの装置。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれは、流体アクチュエータに接続された第２の空気圧式継手をさらに含み、第２の空気圧式継手は空気圧式線形アクチュエータモジュールを共通ヘッダに選択的に結合するように構成される。空気圧式制御器はさらに、流体アクチュエータを圧縮ガス供給源に選択的に接続する第１の空気圧弁と、流体アクチュエータを共通ヘッダに選択的に接続する第２の空気圧弁とを含む。

実施例２１は、可動部分と不動部分とを有するデバイスの線形作動を提供する方法であって、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスに結合するステップと、圧縮ガス供給源を複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに接続するステップと、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整して、デバイスの線形作動を提供するステップとを含む方法である。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスに結合するステップは、空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの動的部分をデバイスの可動部分に接続するステップと、空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの静的部分を、デバイスの不動部分に接続するステップとを含む。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールよりも１つ少ない空気圧式線形アクチュエータモジュールが、デバイスの線形作動を提供することができる。

実施例２２において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つを交換する一方でデバイスの中断されない線形作動を提供するために複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの残りのモジュールの圧力を調整するステップをさらに含む、実施例２１の方法。

実施例２３において、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つが、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの故障したまたは故障しつつあるものを含み、交換が、交換すべき複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの故障したまたは故障しつつあるものを特定するステップと、特定された空気圧式線形アクチュエータモジュールから圧縮ガス供給源を切り離すステップと、特定された空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスから分離するステップと、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスに結合するステップと、圧縮ガス供給源を交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するステップとを含む、実施例２２の方法。特定された空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスから分離することは、空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分をデバイスの可動部分から切り離すステップと、空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分をデバイスの不動部分から切り離すステップとを含む。交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールをデバイスに結合することは、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分をデバイスの可動部分に接続するステップと、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分をデバイスの不動部分に接続するステップとを含む。

複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態が、本発明の例示的な実施形態を示し、記載する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。

本発明の実施形態による装置の概略断面図である。 本発明の実施形態による装置の概略断面図である。 本発明の実施形態による別の装置の概略断面図である。 本発明の実施形態による別の装置の概略断面図である。 本発明の実施形態による装置の概略図である。 本発明の実施形態による別の装置の概略断面図である。

本発明は様々な修正および代替形態が可能である一方、特定の実施形態が、図面に例として示され、以下に詳細に記載されている。しかしながら、本発明は、本発明を記載された特定の実施形態に限定するものではない。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に入る全ての修正、等価物、および代替物を網羅することが意図されている。

本発明のより完全な理解は、本発明の多数の態様および実施形態の以下の詳細な記載を参照することによって利用可能である。以下の本発明の詳細な記載は、本発明を説明することを意図しているが、本発明を限定するものではない。

図１Ａおよび１Ｂは、本発明の実施形態による、デバイスに線形作動を提供するためにデバイスに接続された例示的な線形作動装置の概略断面図である。図１Ａは、デバイス１２に接続された線形作動装置１０を示す。線形作動装置１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４（図１Ａに２つ示されている）、動的アクチュエータ連結部１６、静的アクチュエータ連結部１８、および空気圧式制御器２０を含み得る。デバイス１２は、通常は閉鎖されている制御弁であり得、弁体２２、ボンネット（bonnet）２４、ステム（stem）２６、および弁ばね２８を含み得る。ボンネット２４は、ステム２６を案内するためにおよび弁体２２の内側を封じるために、弁体２２に接続される。弁ばね２８は、線形作動装置１０によって適用される対抗力のない限り、ステム２６を閉鎖位置に維持するための付勢力を適用するように構成されている。したがって、ステム２６は、デバイス１２の可動部分であり得、ボンネット２４はデバイス１２の不動部分であり得る。ここで「不動」という用語は、絶対的に移動できないことを意味するつもりはなく、むしろ、実質的に移動できない、または可動部分の移動できる態様と比較して移動できないことを意味するものである。同じく図１Ａに示されるように、動的アクチュエータ連結部１６は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれをデバイス１２の可動部分であるステム２６に接続するように構成され、静的アクチュエータ連結部１８は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれを、デバイス１２の不動部分であるボンネット２４に接続するように構成されている。「静的」という用語は、絶対的に移動性を欠いている、すなわち変化しないことを意味するものではなく、むしろ、実質的に静的である、または動的アクチュエータ連結部１６の動的な態様と比較して静的であることを意味するものである。図１Ａに示される実施形態において、動的アクチュエータ連結部１６は、ナットおよびボルト、または他の結合デバイスによって弁ステム２６に接続される。他の実施形態では、動的アクチュエータ連結部１６は、弁ステム２６と一体的に形成されてもよい。図１Ａに示される実施形態において、静的アクチュエータ連結部１８は、ボンネット２４と一体的に形成される。他の実施形態では、静的アクチュエータ連結部１８は、ナットおよびボルト、または他の結合デバイスまたは手段によってボンネット２４に接続されてもよい。

各空気圧式線形アクチュエータモジュール１４は、図１Ａおよび１Ｂの実施形態に示すように、実質的に同じであり得る。各空気圧式線形アクチュエータモジュール１４は、第１の部材、すなわちプレート（plate）３０、第２の部材、すなわちプレート３２、複数の線形ガイド３４（空気圧式線形アクチュエータモジュール１４ごとに２つ示されている）、複数の線形ベアリング３６（線形アクチュエータモジュール１４ごとに２つ示されている）、平行移動部材、すなわちプレート３８、流体アクチュエータ４０、空気圧式継手（pneumatic fitting）４２、およびブリード弁４４を含み得る。複数の線形ガイド３４は、第１部材３０を第２部材３２に接続し得る。いくつかの実施形態では、３つの線形ガイド３４が、第１部材３０を第２部材３２に接続し得る。複数の線形ベアリング３６のそれぞれは、複数の線形ガイド３４の１つに沿って移動するように構成される。いくつかの実施形態では、３つの線形ベアリング３６が存在し得る。平行移動部材３８は、複数の線形ベアリング３６に接続され得る。第２部材３２は、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の静的部分であり得る。平行移動部材３８は、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の動的部分であり得る。平行移動部材３８、すなわち動的部分は、平行移動部材３８に接続された複数の線形ベアリング３６が、第２部材３２に接続された複数の線形ガイド３４に沿って移動するときに、第２部材３２、すなわち静的部分に対して直線的に移動可能である。

同じく図１Ａに示すように、動的アクチュエータ連結部１６は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれの平行移動部材３８をデバイス１２のステム２６に接続するように構成され得る。静的アクチュエータ連結部１８は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれの第２部材３２をデバイス１２のボンネット２４に接続するように構成され得る。

流体アクチュエータ４０は、平行移動部材３８を第１部材３０に接続し得る。空気圧式継手４２は、後述するように、流体アクチュエータ４０を制御された圧力に選択的に接続し得る。空気圧式継手４２は、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４と空気圧ラインを確実に接続および切断するのに適した任意の種類の継手、例えば迅速切断継手またはねじ継手とすることができる。ブリード弁４４は、流体アクチュエータ４０を周囲環境に選択的に接続し得る。流体アクチュエータ４０は、Ｆｅｓｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＦｌｕｉｄｉｃ Ｍｕｓｃｌｅなどの引張りアクチュエータ（tensile actuator）であり得る。流体アクチュエータ４０は、空気筋（air muscle）と呼ばれることもある。流体アクチュエータ４０は、可撓性であるが実質的に非弾性の壁を有する中空管状構造であり得る。流体アクチュエータ４０の可撓性壁内の圧力が増加すると、可撓性壁が外側に押される。可撓性壁が外側に押されるとき、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力が発生する。流体アクチュエータ４０は、引張力に対して垂直な方向に比較的小さな断面積を有する形状因子において大きな引張力を提供することができる。

同じく図１Ａに示すように、空気圧式制御器２０は、プロセッサ４６、位置トランスデューサ（position transducer）４８、空気圧式制御機構５０、複数のヘッダ遮断弁５２
（図１Ａに２つ示されている）、および空気圧制御ラインすなわちヘッダ５４を含み得る。空気圧式制御器２０は、任意選択的に圧力トランスデューサ５６を含み得る。プロセッサ４６は、制御入力Ｃ、位置トランスデューサ４８、空気圧式制御機構５０、および圧力トランスデューサ５６に電気的に接続され得る。制御入力Ｃは、産業的制御システムからの制御信号を受信するために産業的制御システム（図示せず）に電気的に接続され得る。プロセッサ４６は、電子マイクロプロセッサであり得る。空気圧式制御機構５０は、圧縮ガス供給源Ｓを空気圧制御ライン５４に空気圧によって接続し得る。圧縮ガス供給源Ｓは、線形作動装置１０を動作させるのに十分高い圧力で任意の種類のガスを供給し得る。空気圧制御ライン５４は、空気圧式継手４２に空気圧によって接続され得る。複数のヘッダ遮断弁５２のそれぞれは、空気圧制御ライン５４と、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれの対応する１つの空気圧式継手４２との間に配置されている。複数のヘッダ遮断弁５２の１つを選択的に開閉することによって、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のうちの対応する１つは、空気圧制御ライン５４に選択的に接続され得る、または空気圧制御ライン５４から遮断され得る。

いくつかの実施形態では、空気圧式制御機構５０は、電流−圧力（Ｉ／Ｐ）トランスデューサ５８および容量ブースタ６０を含み得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ４６に電気的に接続され、圧縮ガス供給源Ｓを容量ブースタ６０に空気圧によって接続する。容量ブースタ６０はまた、圧縮ガス供給源Ｓに、および空気圧制御ライン５４に直接的に空気圧によって接続される。

いくつかの実施形態では、位置トランスデューサ４８は、例えば、動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８に物理的に接続された線形ポテンショメータであり得、静的アクチュエータ連結部１８に対する動的アクチュエータ連結部１６の位置を示す電気信号を生成する。他の実施形態では、位置トランスデューサ４８は、例えば、動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８の一方に物理的に接続され、動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８の他方の相対位置を静電容量的に検出するように構成された静電容量検出デバイスまたは電磁束検出デバイス（ホール効果センサ）であり得る。

任意選択の圧力トランスデューサ５６を含むいくつかの実施形態では、圧力トランスデューサ５６は、例えば、ピエゾ抵抗ひずみゲージ、容量性、または電磁式を含む多くの既知の圧力検知技術のいずれかを使用し得る。圧力トランスデューサ５６は、空気圧制御ライン５４に空気圧によって接続され、空気圧制御ライン５４内の圧力を示す電気信号を生成し得る。いくつかの実施形態では、圧力トランスデューサ５６は絶対圧力トランスデューサであり得、電気信号は空気圧制御ライン５４内の絶対圧力を示すものであり得る。他の実施形態では、圧力トランスデューサ５６はゲージ圧力トランスデューサであり得、電気信号は、空気圧制御ライン５４内の圧力と周囲環境の圧力との間の差を示すものであり得る。

動作中、空気圧式制御器２０のプロセッサ４６は、制御入力Ｃから、デバイス１２の所望の作動レベルを示す制御信号、例えば、ステム２６を完全閉鎖位置から移動させることによって作動レベルを増大させる制御信号を受信し得る。プロセッサ４６は、空気圧式制御機構５０のＩ／Ｐトランスデューサ５８に電気信号を送る。電気信号は、制御入力Ｃからの信号、位置トランスデューサ４８からの電気信号、および任意選択的に圧力トランスデューサ５６からの信号の相関的要素であり得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８はプロセッサ４６からの電気信号に応答して圧縮ガス供給源Ｓからの圧力を調整して、空気圧制御信号を容量ブースタ６０に供給する。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８からの空気圧制御信号は、容量ブースタ６０によって圧縮ガス供給源Ｓから空気圧制御ライン５４へ供給される圧力を増大させる。

複数のヘッダ遮断弁５２のそれぞれは、空気圧式制御機構５０からの増大した圧力が空気圧制御ライン５４から空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれの流体アクチュエータ４０に空気圧式継手４２を経由して供給されるように開放位置にあり得る。各空気圧式線形アクチュエータモジュール１４内で、空気圧制御ライン５４から供給される増大した圧力は、流体アクチュエータ４０内の圧力を増大させ、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力を生成する。上に記載したように、流体アクチュエータ４０は、平行移動部材３８を第１部材３０に接続し得る。したがって、流体アクチュエータ４０によって生成される引張力は、平行移動部材３８を第１部材３０に向かって、および第２部材３２から離れるように引っ張る。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のそれぞれの第１部材３０に向かうおよび第２部材３２から離れる平行移動部材３８の移動はまた、動的アクチュエータ連結部１６を静的アクチュエータ連結部１８から移動させる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４によって生成された引張力は、弁ばね２８の付勢力に打ち勝ち、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるのに十分である。

ステム２６の位置の微調整は、位置トランスデューサ４８からの電気信号によって達成され得る。この信号は、静的アクチュエータ連結部１８に対する動的アクチュエータ連結部１６の位置を示すフィードバック信号である。プロセッサ４６は、Ｉ／Ｐトランスデューサ５８に送られる電気信号を調整して、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４に供給される圧力を増減させ、それに応じてステム２６の位置を調整し得る。

任意選択的に、流体アクチュエータ４０に供給される圧力のさらなる精密制御は、圧力トランスデューサ５６からの電気信号によって達成され得る。この信号は、空気圧制御ライン５４内の圧力を示すフィードバック信号である。プロセッサ４６は、容量ブースタ６０によって圧縮ガス供給源Ｓから空気圧制御ライン５４に供給される圧力をさらに調整するために、Ｉ／Ｐトランスデューサ５８に送られる電気信号を調整し得る。

図１Ａに示される線形作動装置１０の実施形態は、弁体２２を通る流れが全閉から全開まで変動し得るように、ステム２６の動作可能な移動範囲全体にわたってデバイス１２の線形作動を共に提供する２つの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４を含む。いくつかの実施形態では、線形作動装置１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４よりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４がデバイス１２に線形作動を提供できるように構成される。この「ホットスワップ（ｈｏｔ ｓｗａｐ）」する能力は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のうちの１つが故障した場合に、線形作動装置１０の動作およびデバイス１２のその制御におけるいかなる停止時間もなしにそれを交換できる点で非常に有利である。例えば、いったん空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の１つが故障したまたは故障しつつあると認定されると、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４を、空気圧式制御器２０によって供給される圧縮ガスから切り離すか、または遮断することによって交換が開始される。これは、交換すべき空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のヘッダ遮断弁５２を閉鎖することによって実行され得る。その後、内部圧力を逃がすためにブリード弁４４が開放され得、交換すべき空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の空気圧式継手４２が空気圧制御ライン５４から切り離され得る。いったんヘッダ遮断弁５２が閉鎖され、ブリード弁４４が開放されると、線形作動装置１０は、そのとき空気圧的に切断されている空気圧式線形アクチュエータモジュール１４からの干渉がたとえあったとしてもほとんどない状態で動作し得る。次いで、交換すべき空気圧式線形アクチュエータモジュール１４は、平行移動部材３８を動的アクチュエータ連結部１６から切り離すことによって、および、第２部材３２を静的アクチュエータ連結部１８から切り離すことによって、線形作動装置１０から物理的に切り離され得る。その結果は図１Ｂに示されている。図１Ｂは、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のうちの１つが取り外され、空気圧式制御器２０が残りの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４およびデバイス１２を制御し続け得るように、対応するヘッダ遮断弁５２が閉鎖されていることを示している。

交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の取り付けは、第２部材３２を静的アクチュエータ連結部１８に接続し、平行移動部材３８を動的アクチュエータ連結部１６に接続して交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール１４を物理的に結合することによって行われる。次いで、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール１４の空気圧式継手４２が空気圧制御ライン５４に接続され得、ブリード弁４４が閉鎖され得る。次に、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のヘッダ遮断弁５２が開放され得、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール１４を、空気圧式制御器２０によって供給される圧縮ガスに接続する。この結果は図１Ａに示されている。このようにして、故障したまたは故障しつつある空気圧式線形アクチュエータモジュール１４は、デバイス１２の動作の停止時間なしに交換され得る。

図１Ａおよび１Ｂの実施形態において、この実施形態中の２つの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４よりも１つ少ないこの単一の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４が、デバイス１２の線形作動を提供することができる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４が例えば３つの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４である他の実施形態において、デバイス１２の線形作動を提供するために２つの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４があればよい。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４が例えばｎ個の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４であるさらなる実施形態において、ｎよりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４が、デバイス１２の線形作動を提供するのに十分であり、ｎは１より大きい任意の数であり得る。

いくつかの実施形態では、ｎよりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４を用いて、線形作動装置１０を長時間作動させることは有益ではないかもしれない。しかしながら、比較的短時間の、例えば、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１４のうちの１つの故障を検出し、上述したようにそれを交換するのに十分な時間の、ｎよりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール１４による作動は、空気圧式線形アクチュエータモジュール１４に大きな応力を与えないかもしれない。

図２は、本発明の実施形態による、線形作動をデバイスに提供するためにデバイスに接続された別の例示的な線形作動装置の概略断面図である。図２は、デバイス１１２に接続された線形作動装置１１０を示している。線形作動装置１１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４（図２に２つ示されている）と、動的アクチュエータ連結部１６と、静的アクチュエータ連結部１８と、空気圧式制御器１２０とを含み得る。デバイス１１２は、弁ばね２８を含まないことを除いて図１Ａを参照して上述したデバイス１２と同一であり得る。動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８は、図１Ａを参照して上述したようなものであり得る。

各空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４は実質的に同じであり得る。空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４は上述した空気圧式線形アクチュエータモジュール１４と同一であり得るが、各空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４は付勢要素１２８、位置トランスデューサ１４８、圧力トランスデューサ１５６、ねじ付きカラム（threaded column）１７０、およびねじ付きナット１７２をさらに含む点が異なる。

位置トランスデューサ１４８は、図１Ａを参照して上述した位置トランスデューサ４８と同一であり得るが、位置トランスデューサ１４８は平行移動部材３８および複数の線形ガイド３４のうちの１つに物理的に接続され得、静的アクチュエータ連結部１８に対する動的アクチュエータ連結部１６の位置を示す電気信号を生成する点が異なる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれの位置トランスデューサ１４８は、プロセッサ４６に電気的に接続され得る。

圧力トランスデューサ１５６は、図１Ａを参照して上述した圧力トランスデューサ５６と同一であり得るが、圧力トランスデューサ１５６は空気圧式継手４２と流体アクチュエータ４０との間の圧力を示す電気信号を生成するように構成され得る点が異なる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれの圧力トランスデューサ１５６は、プロセッサ４６に電気的に接続され得る。

付勢要素１２８は、コイルばねなどのばね、またはエラストマー装置（elastomeric device）であり得る。付勢要素１２８は、流体アクチュエータ４０によって生成される引張力に対抗して平行移動部材３８と第１部材３０との間に付勢力を適用するように構成され得る。

図２に示すように、いくつかの実施形態では、ねじ付きカラム１７０は、両端で開いた中空管状構造であり得る。ねじ付きカラム１７０は、ねじ付きカラム１７０の全長に亘って延びる中空内側と、ねじ付きカラム１７０の全長の少なくとも一部に沿って延在するねじ山を含む外側とを含み得る。いくつかの実施形態では、ねじ付きカラムは、一端で平行移動部材３８に接続され得、第１部材３０に向かって突出し得る。ねじ付きナット１７２は、ねじ付きカラム１７０の外側のねじ山と螺合するように構成され得る。付勢要素１２８は、流体アクチュエータ４０によって生成された引張力に対抗して平行移動部材３８と第１部材３０との間に付勢力を適用するために、ねじ付きナット１７２と第１部材３０との間に配置され得る。付勢力は、ねじ付きナット１７２をねじ付きカラム１７０に沿って通すことによって、大きさを調整可能であり得る。

空気圧式制御器１２０は、図１Ａを参照して上述した空気圧式制御器２０と同一であり得るが、位置トランスデューサ１４８および圧力トランスデューサ１５６が空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれに含まれ得るため、空気圧式制御器１２０は位置トランスデューサ４８も圧力トランスデューサ５６も含まない点が異なる。

動作中、空気圧式制御器１２０のプロセッサ４６は、デバイス１１２の所望の作動レベルを示す信号を、例えば、ステム２６を完全閉鎖位置から移動させることによって作動レベルを増大させる信号を、制御入力Ｃから受信し得る。プロセッサ４６は、空気圧式制御機構５０のＩ／Ｐトランスデューサ５８に電気信号を送る。電気信号は、制御入力Ｃからの信号、位置トランスデューサ１４８のそれぞれからの電気信号、および圧力トランスデューサ１５６のそれぞれからの電気信号の相関的要素であり得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ４６からの電気信号に応答して、圧縮ガス供給源Ｓからの圧力を調整して、空気圧制御信号を容量ブースタ６０に供給する。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８からの空気圧制御信号は、容量ブースタ６０によって圧縮ガス供給源Ｓから空気圧制御ライン５４に供給される圧力を増大させる。

複数のヘッダ遮断弁５２のそれぞれは、空気圧式制御機構５０からの増大した圧力が空気圧制御ライン５４から空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれの流体アクチュエータ４０に空気圧式継手４２を経由して供給されるように開放位置にあり得る。各空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４内で、空気圧制御ライン５４から供給される増大した圧力は、流体アクチュエータ４０内の圧力を増大させ、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力を生成する。流体アクチュエータ４０によって生成される引張力は、平行移動部材３８を第１部材３０に向かって、および第２部材３２から離れるように引っ張る。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれの第１部材３０に向かうおよび第２部材３２から離れる平行移動部材３８の移動はまた、動的アクチュエータ連結部１６を静的アクチュエータ連結部１８から移動させる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４によって生成された引張力は、空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４のそれぞれの付勢要素１２８の付勢力に打ち勝ち、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるのに十分である。

ステム２６の位置の微調整は、位置トランスデューサ１４８のそれぞれからプロセッサ４６への電気信号によって達成され得る。流体アクチュエータ４０に供給される圧力の微細な制御は、圧力トランスデューサ１５６のそれぞれからプロセッサ４６への電気信号によって達成され得る。

図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した線形作動装置１０の実施形態と同様に、線形作動装置１１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４よりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４が線形作動をデバイス１１２に提供できるように構成される。万一、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４の１つが故障した場合、線形作動装置１１０の動作およびデバイス１１２のその制御における停止時間なしにそれを交換することができる。

線形作動装置１１０は、図１Ａを参照して上述した線形作動装置１０よりも信頼性が高いかもしれない。それというのも、位置トランスデューサ１４８の１つまたは圧力トランスデューサ１５６の１つが故障した場合、その情報は、他の空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４上の動作している位置トランスデューサ１４８および圧力トランスデューサ１５６によってプロセッサ４６に依然として提供されるからである。加えて、線形作動装置１０と違い、故障した位置トランスデューサ１４８または故障した圧力トランスデューサ１５６の交換は、停止時間を必要としない。それというのも、それらは、上記のようにシステムの停止時間なしに交換できる空気圧式線形アクチュエータモジュール１１４の一部であるためである。

図３は、本発明の実施形態による、デバイスに線形作動を提供するためにデバイスに接続された別の例示的な線形作動装置の概略断面図である。図３は、デバイス１１２に接続された線形作動装置２１０を示す。デバイス１１２は、図２を参照して上述したようなものであり得る。線形作動装置２１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４（図３に２つ示されている）と、複数の遮断弁２５２（図３に２つ示されている）と、動的アクチュエータ連結部１６と、静的アクチュエータ連結部１８とを含み得る。動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８は、図１Ａを参照して上述したようなものであり得る。

複数の遮断弁２５２のそれぞれは、圧縮ガス供給源Ｓと空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれの対応する１つとの間に配置される。複数のヘッダ遮断弁２５２の１つを選択的に開閉することによって、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の対応する１つは、選択的に圧縮ガス供給源Ｓに接続され得る、あるいは、圧縮ガス供給源Ｓから遮断され得る。

空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれは、実質的に同じであり得る。空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した空気圧式線形アクチュエータモジュール１４と同一であり得るが、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれが、付勢要素１２８、ねじ付きカラム１７０、ねじ付きナット１７２、空気圧式制御器２２０、および空気圧式継手２４２をさらに含み得る点が異なる。付勢要素１２８、ねじ付きカラム１７０、およびねじ付きナット１７２は、図２を参照して上述したようなものであり得る。空気圧式継手２４２は、図１Ａを参照して空気圧式継手４２について上述したようなものであり得るが、複数の遮断弁２５２のうちの１つを介して空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４を圧縮ガス供給源Ｓに接続し得る点が異なる。

図３に示されるように、空気圧式制御器２２０は、プロセッサ２４６、位置トランスデューサ１４８、空気圧式制御機構５０、および空気圧制御ライン、すなわちヘッダ２５４を含み得る。空気圧式制御器２２０は、任意選択的に圧力トランスデューサ１５６を含み得る。空気圧式制御機構５０は、図１Ａを参照して上述したようなものであり得る。位置トランスデューサ１４８および圧力トランスデューサ１５６は、図２を参照して上述したようなものであり得る。プロセッサ２４６は、制御入力Ｃ、位置トランスデューサ１４８、空気圧式制御機構５０、および圧力トランスデューサ１５６に電気的に接続され得る。プロセッサ２４６は電子マイクロプロセッサであり得る。空気圧式制御機構５０は、圧縮ガス供給源Ｓを空気圧式継手２４２から空気圧制御ライン２５４に空気圧によって接続し得る。空気圧制御ライン２５４は、空気圧によって流体アクチュエータ４０に接続され得る。いくつかの実施形態では、空気圧式制御機構５０は、図３に示すように、電流−圧力（Ｉ／Ｐ）トランスデューサ５８および容量ブースタ６０を含み得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ２４６に電気的に接続され、圧縮ガス供給源Ｓを容量ブースタ６０に空気圧によって接続する。容量ブースタ６０はまた、空気圧式継手２４２を介して圧縮ガス供給源Ｓに、および空気圧制御ライン２５４に、直接的に空気圧によって接続される。

動作中、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれについて、空気圧式制御器２２０のプロセッサ２４６は、デバイス１１２の所望の作動レベルを示す信号を、例えば、ステム２６を完全閉鎖位置から移動させることによって作動レベルを増大させる信号を、制御入力Ｃから受信し得る。プロセッサ２４６は、空気圧式制御機構５０のＩ／Ｐトランスデューサ５８に電気信号を送る。電気信号は、制御入力Ｃからの信号、位置トランスデューサ１４８からの電気信号、および圧力トランスデューサ１５６からの電気信号の相関的要素であり得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ２４６からの電気信号に応答して、圧縮ガス供給源Ｓからの圧力を調整して、空気圧制御信号を容量ブースタ６０に供給する。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８からの空気圧制御信号は、容量ブースタ６０によって圧縮ガス供給源Ｓから空気圧制御ライン２５４に供給される圧力を増大させる。空気圧制御ライン２５４から供給される増大した圧力は、流体アクチュエータ４０内の圧力を増大させ、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力を生成する。流体アクチュエータ４０によって生成される引張力は、平行移動部材３８を第１部材３０に向かって、および第２部材３２から離れるように引っ張る。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれの第１部材３０に向かうおよび第２部材３２から離れる平行移動部材３８の移動はまた、動的アクチュエータ連結部１６を静的アクチュエータ連結部１８から移動させる。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４によって生成された引張力は、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれの付勢要素１２８の付勢力に打ち勝ち、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるのに十分である。

ステム２６の位置の微調整は、位置トランスデューサ１４８からプロセッサ２４６への電気信号によって達成され得る。流体アクチュエータ４０に供給される圧力の微細な制御は、圧力トランスデューサ１５６からプロセッサ２４６への電気信号によって達成され得る。

上述した線形作動装置１０および線形作動装置１１０の実施形態と同様に、線形作動装置２１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４よりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４が線形作動をデバイス１１２に提供できるように構成される。万一、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の１つが故障した場合、線形作動装置２１０の動作およびデバイス１１２のその制御における停止時間なしにそれを交換することができる。例えば、いったん空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の１つが故障したまたは故障しつつあると認定されると、交換すべき空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４に対応する遮断弁２５２を閉鎖することにより空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４を圧縮ガス供給源Ｓから分離または遮断することによって交換が開始される。その後、内部圧力を逃がすためにブリード弁４４が開放され得、空気圧式継手２４２が遮断弁２５２から切り離され得る。空気圧式制御器２２０も同じく制御入力Ｃから電気的に切り離され得る。次いで、交換すべき空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４は、平行移動部材３８を動的アクチュエータ連結部１６から切り離すことによって、および、第２部材３２を静的アクチュエータ連結部１８から切り離すことによって、線形作動装置２１０から物理的に切り離され得る。

交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の取り付けは、第２部材３２を静的アクチュエータ連結部１８に接続し、平行移動部材３８を動的アクチュエータ連結部１６に接続して交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４を物理的に結合することによって行われる。次いで、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の空気圧式継手２４２が遮断弁２５２に接続され得、ブリード弁４４が閉鎖され得る。次に、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４を圧縮ガス供給源Ｓに接続するためにヘッダ遮断弁２５２が開放され得る。このようにして、故障したまたは故障しつつある空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４は、デバイス１１２の動作の停止時間なしに交換され得る。

線形作動装置２１０は、上述した線形作動装置１０または線形作動装置１１０よりも信頼性が高いかもしれない。それというのも、空気圧式制御器２２０の１つが故障した場合、その機能は、残りの複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４のそれぞれにおいて複製されるからである。加えて、故障した空気圧式制御器２２０の交換は、停止時間を必要としない。それというのも、それらは、上記のようにシステムの停止時間なしに交換できる空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の一部であるためである。

図４は、本発明の実施形態による装置の概略図である。図４は、図１Ａを参照して上述した動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８などの動的アクチュエータ連結部および静的アクチュエータ連結部を介して、図２を参照して上述したデバイス１１２などのデバイスに線形作動を提供する例示的な線形作動装置３１０を示す。デバイスは分かりやすくするために省略されている。動的アクチュエータ連結部および静的アクチュエータ連結部は、線形作動装置３１０の一部であり、分かりやすくするために同じく省略されている。図４に示すように、線形作動装置３１０はまた、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄと、ローカル制御ループ３８０とを含み得る。空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄは、図３を参照して上述した空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４と同一であり得る。ローカル制御ループ３８０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄのそれぞれのプロセッサ２４６に電気的に接続され、それらプロセッサ２４６のそれぞれに所望の作動レベルを示す制御入力Ｃを提供し得る。ローカル制御ループ３８０はまた、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄのそれぞれの間の通信を提供し得る。

いくつかの実施形態では、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄのそれぞれは、ローカル制御ループ３８０を介して制御入力Ｃから同じ制御信号を受信し得る。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄの１つ、例えば空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａは、一次制御モジュールとして指定され得、残りの空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄは、二次制御モジュールとして指定され得る。このように構成されると、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａは一次制御モジュールとして機能し得、制御入力Ｃからの制御信号に応答して、二次制御モジュール、すなわち空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄのそれぞれにループ制御信号を送信し得る。二次制御モジュールとして、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄは、ループ制御信号に応答して作動し得、制御入力Ｃからの制御信号を無視し得る。このようにして、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの１つ、すなわち空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａは、線形作動装置３１０のすべての空気圧式線形アクチュエータモジュールの作動を制御および調整し得る。

上述した線形作動装置２１０の実施形態と同様に、線形作動装置３１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４よりも１つ少ないいくつかの空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４が線形作動をデバイス１１２に提供できるように構成される。図４に示すように、これは、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、および２１４ｄの１つが万が一故障した場合、線形作動装置３１０の動作における停止時間なしにそれを交換できることを意味する。二次アクチュエータモジュールのいずれかが故障した場合、交換は、図３を参照して空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４に関して上述したようになされる。一次アクチュエータモジュールが故障した場合、交換は、図３を参照して上述したようになされるが、いったん空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａが故障するとまたは線形作動装置３１０から取り外されると、残りの空気圧式線形アクチュエータモジュールの１つ、例えば、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂが自動的に一次モジュールになり得、制御入力Ｃからの制御信号に応答して空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｃおよび２１４ｄのそれぞれにループ制御信号を送信し得る点が異なる。いったん故障した空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａの交換品が導入されると、それが一次アクチュエータモジュールとなり得、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂは二次アクチュエータモジュールの１つであるように戻り得る。あるいは、故障した空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａの交換品は二次アクチュエータモジュールであってもよく、空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ｂはそれが交換されるまで一次アクチュエータモジュールであり続けてもよい。

このように、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃおよび２１４ｄのうちの１つが線形作動装置３１０のすべての空気圧式線形アクチュエータモジュールの作動を制御かつ調整し得る一方、故障したまたは故障しつつある空気圧式線形アクチュエータモジュールが線形作動装置３１０の作動の停止時間なしに交換され得る。

図５は、本発明の実施形態による、デバイスに線形作動を提供するためにデバイスに接続された別の例示的な線形作動装置の概略断面図である。図５は、デバイス１１２に接続された線形作動装置４１０を示す。デバイス１１２は、図２を参照して上述したようなものであり得る。線形作動装置４１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４（図５に２つ示されている）と、複数の遮断弁２５２（図５に２つ示されている）と、共通ヘッダ４６２と、動的アクチュエータ連結部１６と、静的アクチュエータ連結部１８とを含み得る。動的アクチュエータ連結部１６および静的アクチュエータ連結部１８は、図１Ａを参照して上述したようなものであり得る。共通ヘッダ４６２は、後述するように、全ての流体アクチュエータ４０内の圧力を均等化するために、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のすべてに空気圧によって接続され得る。

複数の遮断弁２５２のそれぞれは、圧縮ガス供給源Ｓと空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの対応する１つとの間に配置される。複数のヘッダ遮断弁２５２の１つを選択的に開閉することによって、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４の対応する１つは、選択的に圧縮ガス供給源Ｓに接続され得る、あるいは、圧縮ガス供給源Ｓから遮断され得る。

空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれは、実質的に同じであり得る。空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、図３を参照して上述した空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４と同一であり得るが、空気圧式制御器４２０が空気圧式制御器２２０に取って代わり、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれが空気圧式継手４６４をさらに含み得る点が異なる。空気圧式継手４６４は、図３を参照して空気圧式継手２４２に関して上述したようなものであり得るが、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４を図５に示すように共通ヘッダ４６２に接続し得る点が異なる。

図５に示されるように、空気圧式制御器４２０は、プロセッサ４４６、位置トランスデューサ１４８、空気圧式制御機構５０、空気圧制御ライン、すなわちヘッダ４５４、制御ライン空気圧弁４６６、および共通ヘッダ空気圧弁４６８を含み得る。空気圧式制御器４２０は、任意選択的に圧力トランスデューサ１５６を含み得る。空気圧式制御機構５０は、図１Ａを参照して上述したようなものであり得る。位置トランスデューサ１４８および圧力トランスデューサ１５６は、図２を参照して上述したようなものであり得る。制御ライン空気圧弁４６６および共通ヘッダ空気圧弁４６８は、例えばソレノイド作動弁であり得る。プロセッサ４４６は制御入力Ｃ、位置トランスデューサ１４８、空気圧式制御機構５０、圧力トランスデューサ１５６、制御ライン空気圧弁４６６およびヘッダ空気圧弁４６８に電気的に接続され得る。プロセッサ４４６は電子マイクロプロセッサであり得る。

図５に示すように、空気圧制御ライン４５４は、流体アクチュエータ４０を、制御ライン空気圧弁４６６を介して空気圧式制御機構５０に、およびヘッダ空気圧弁４６８を介して共通ヘッダ４６２に選択的に空気圧によって接続し得る。いくつかの実施形態では、空気圧式制御機構５０は、電流−圧力（Ｉ／Ｐ）トランスデューサ５８および容量ブースタ６０を含み得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ４４６に電気的に接続され、圧縮ガス供給源Ｓを容量ブースタ６０に空気圧によって接続する。容量ブースタ６０はまた、空気圧式継手２４２を介して圧縮ガス供給源Ｓに、および制御ライン空気圧弁４６６を介して空気圧制御ライン４５４に、直接的に空気圧によって接続される。

動作中、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれについて、空気圧式制御器４２０のプロセッサ４４６は、デバイス１１２の所望の作動レベルを示す信号を、例えば、ステム２６を完全閉鎖位置から移動させることによって作動レベルを増大させる信号を、制御入力Ｃから受信し得る。空気圧式制御器４２０はまた、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの制御のための４つの代替的状態のうちの１つを示す信号を制御入力Ｃから受信し得る。第１の状態において、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、独立型ユニットとして作動するように指示され、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるために図３を参照して空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４について上述したように作動する。第１の状態において、プロセッサ４４６は、制御ライン空気圧弁４６６を開放し共通ヘッダ空気圧弁４６８を閉鎖して空気圧式線形アクチュエータモジュール２１４の構成と一致するように電気信号を送信する。

第２の状態において、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、他の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４を制御するように指示される。第２の状態において、プロセッサ４４６は、制御ライン空気圧弁４６６および共通ヘッダ空気圧弁４６８の両方を開放するように電気信号を送信する。プロセッサ４４６は、電気信号を空気圧式制御機構５０のＩ／Ｐトランスデューサ５８に送信する。電気信号は、制御入力Ｃからの信号、位置トランスデューサ１４８からの電気信号、圧力トランスデューサ１５６からの電気信号の相関的要素であり得る。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８は、プロセッサ４４６からの電気信号に応答して、圧縮ガス供給源Ｓからの圧力を調整して、空気圧制御信号を容量ブースタ６０に供給する。Ｉ／Ｐトランスデューサ５８からの空気圧制御信号は、容量ブースタ６０によって圧縮ガス供給源Ｓから空気圧制御ライン４５４に、および共通ヘッダ４６２に至るそれらの接続を介して他の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４に供給される圧力を増大させる。空気圧制御ライン４５４から供給された増大した圧力は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの流体アクチュエータ４０内の圧力を増大させ、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力を生成する。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４によって生成される引張力は、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの付勢要素１２８の付勢力に打ち勝ち、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるのに十分である。

第３の状態において、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、他の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のうちの１つによって制御されるように指示される。第３の状態において、プロセッサ４４６は、制御ライン空気圧弁４６６を閉鎖しかつ共通ヘッダ空気圧弁４６８を開放するように電気信号を送信する。この状態において、空気圧制御ライン４５４には、他の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のうちの１つによって制御される共通ヘッダ４６２からのみ、増大した圧力が供給される。空気圧制御ライン４５４から供給される増大した圧力は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの流体アクチュエータ４０内の圧力を増大させ、流体アクチュエータ４０の両端部間に引張力を生成する。複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４によって生成された引張力は、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４のそれぞれの中の付勢要素１２８の付勢力に打ち勝ち、弁ステム２６を完全閉鎖位置から移動させるのに十分である。

第４の状態において、空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、空気圧制御ライン４５４を、空気圧式制御機構５０の出力および共通ヘッダ４６２の両方から遮断するように指示される。第４の状態において、プロセッサ４４６は、制御ライン空気圧弁４６６および共通ヘッダ空気圧弁４６８を閉鎖するように電気信号を送信する。この「保持」状態は、例えば、流体アクチュエータ４０内の圧力の変化が望ましくないとき、または第１、第２または第３の状態のいずれかに入る前の中間の状態として採用され得る。

上述した線形作動装置１０、線形作動装置１１０および線形作動装置２１０の実施形態と同様に、線形作動装置４１０は、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４よりも１つ少ない空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４が線形作動をデバイス１１２に提供できるように構成される。万一、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４の１つが故障した場合、線形作動装置４１０の動作およびデバイス１１２のその制御における停止時間なしにそれを交換することができる。例えば、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４の１つが状態２でありかつ故障したまたは故障しつつあると認定されると、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４の別の一方が空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４の他方の制御を引き継ぐべく状態２に移行するように制御入力Ｃから信号を受信し得る。ひとたび故障した空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４が制御しなくなると、それは交換され得、新しい空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４が、図３を参照して上述したように、空気圧式継手２４２および４６４を切り離しかつ再接続することによって取り付けられる。このように、故障したまたは故障しつつある空気圧式線形アクチュエータモジュール４１４は、デバイス１１２の作動の停止時間なしに交換され得る。

本発明の範囲から逸脱することなく、考察した例示的実施形態に対して様々な修正および追加を行うことができる。例えば、上述の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態および上記の特徴のすべてを含むわけではない実施形態も含む。さらに、様々な実施形態の記載内での「〜してよい（ｍａｙ）」という用語の使用は、「〜しなければならない（ｍｕｓｔ）」、「〜しかしてはならない（ｍａｙ ｏｎｌｙ）」、「〜しかできない（ｃａｎ ｏｎｌｙ）」、「必ず（ｎｅｃｅｓｓａｒｉｌｙ）」または別の絶対的な用語の対語としての「〜してよい」を意味することが意図される。

Claims (23)

1. 可動部分および不動部分を有するデバイスに線形作動を提供する装置であって、
   複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールであって、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、静的部分および動的部分を含み、前記動的部分は、前記静的部分に対して直線的に移動可能である、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールと、
   前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの動的部分を、前記デバイスの可動部分に接続するように構成された動的アクチュエータ連結部と、
   前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの静的部分を前記デバイスの不動部分に接続するように構成された静的アクチュエータ連結部と、を備え、
   前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールよりも１つ少ない数の空気圧式線形アクチュエータモジュールが、前記デバイスに線形作動を提供するように構成され、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれは、前記装置の動作の停止時間無しに前記動的アクチュエータ連結部および前記静的アクチュエータ連結部に対して選択的に結合および分離するように構成されている、装置。
2. 前記デバイスが制御弁であり、前記デバイスの可動部分が弁ステムであり、前記不動部分がボンネットである、請求項１に記載の装置。
3. 前記静的アクチュエータ連結部が前記ボンネットと一体である、請求項２に記載の装置。
4. 前記動的アクチュエータ連結部が前記弁ステムと一体である、請求項２に記載の装置。
5. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、
   第１部材と、
   第２部材と、
   前記第１部材を前記第２部材に接続する複数の線形ガイドと、
   前記複数の線形ガイドに沿って移動するように構成された複数の線形ベアリングと、
   前記複数の線形ベアリングに接続された平行移動部材と、
   前記平行移動部材を前記第１部材に接続する流体アクチュエータと、
   前記流体アクチュエータに接続された空気圧式継手であって、前記流体アクチュエータを空気圧ラインに接続するように構成されている前記空気圧式継手と、を含み、
   前記平行移動部材は前記空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分であり、前記第２部材は前記空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分である、請求項１に記載の装置。
6. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに対して選択的に結合および分離するように構成された空気圧式制御器をさらに備え、
   前記空気圧式制御器は、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの作動を制御するように構成されている、請求項５に記載の装置。
7. 前記空気圧式制御器が、
   制御入力を受信するように構成されたプロセッサと、
   前記プロセッサに電気的に接続され、前記デバイスの不動部分に対する前記デバイスの可動部分の位置を検出するように構成された位置トランスデューサと、
   前記プロセッサに電気的に接続された空気圧式制御機構と、を含み、
   前記空気圧式制御機構は、
   圧縮ガス供給源を前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するように構成され、および前記プロセッサからの電気信号に応答して前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成され、
   前記プロセッサからの電気信号は、少なくとも前記制御入力と、前記デバイスの不動部分に対する前記デバイスの可動部分の検出された位置との相関的要素である、請求項６に記載の装置。
8. 前記空気圧式制御器が、圧力トランスデューサをさらに含み、
   前記圧力トランスデューサは、前記プロセッサに電気的に接続され、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される前記圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、
   前記プロセッサからの電気信号は、追加的に、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１部材が第１のプレートであり、前記第２部材が第２のプレートであり、前記平行移動部材が平行移動プレートであり、
   前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、前記流体アクチュエータによって前記第１のプレートと前記平行移動プレートとの間に適用される力に対抗する付勢力を適用するように構成された付勢部材をさらに含む、請求項６に記載の装置。
10. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれがさらに、
    一方の端部で前記平行移動プレートに接続され、前記第１のプレートの方に突出する、ねじ付き円筒形カラムであって、前記カラムの長さに延在する中空内側と、前記カラムの長さの少なくとも一部分に延在するねじ山を含む外側と、を含む前記ねじ付き円筒形カラムと、
    前記カラムのねじ山に螺合するように構成されるナットと、を含み、
    前記付勢部材は、前記ナットを前記カラムに沿って通すことによって前記付勢力が調節可能であるように前記ナットと前記第１のプレートとの間に配置される、請求項９に記載の装置。
11. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、位置トランスデューサをさらに含み、
    前記位置トランスデューサは前記空気圧式制御器に電気的に接続され、前記平行移動プレートの位置を検出するように構成されている、請求項１０に記載の装置。
12. 前記空気圧式制御器が、
    制御入力を受信するように構成され、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの位置トランスデューサに電気的に接続されたプロセッサと、
    前記プロセッサに電気的に接続された空気圧式制御機構と、を含み、
    前記空気圧式制御機構は、
    圧縮ガス供給源を前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するように構成され、および前記プロセッサからの電気信号に応答して前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成され、
    前記プロセッサからの電気信号は、少なくとも前記制御入力と、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの平行移動プレートの検出された位置との相関的要素である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、圧力トランスデューサをさらに含み、
    前記圧力トランスデューサは前記プロセッサに電気的に接続され、前記空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給された圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、
    前記プロセッサからの電気信号は、追加的に、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに供給された前記圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、請求項１２に記載の装置。
14. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、
    第１部材と、
    第２部材と、
    前記第１部材を前記第２部材に接続する複数の線形ガイドと、
    前記複数の線形ガイドに沿って移動するように構成された複数の線形ベアリングと、
    前記複数の線形ベアリングに接続された平行移動部材と、
    前記平行移動部材を前記第１部材に接続する流体アクチュエータと、
    前記流体アクチュエータに接続された第１の空気圧式継手であって、前記空気圧式線形アクチュエータモジュールを圧縮ガス供給源に選択的に結合するように構成された前記第１の空気圧式継手と、
    前記空気圧式線形アクチュエータモジュールを制御入力に選択的に結合するように構成された空気圧式制御器と、を含み、
    前記空気圧式制御器が、
    前記制御入力を受信するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサに電気的に接続され、前記平行移動部材の位置を検出するように構成された位置トランスデューサと、
    前記プロセッサに電気的に接続された空気圧式制御機構と、を含み、
    前記空気圧式制御機構は、
    圧縮ガス供給源を空気圧ラインから前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続し、および前記プロセッサからの電気信号に応答して前記空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するように構成され、
    前記プロセッサからの電気信号は、少なくとも前記制御入力と、前記平行移動部材の検出された位置との相関的要素である、請求項１に記載の装置。
15. 前記第１部材が第１のプレートであり、前記第２部材が第２のプレートであり、前記平行移動部材が平行移動プレートであり、
    前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、前記流体アクチュエータによって前記第１のプレートと前記平行移動プレートとの間に適用される力に対抗する付勢力を適用するように構成された付勢部材をさらに含む、請求項１４に記載の装置。
16. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれがさらに、
    一方の端部で前記平行移動プレートに接続され、前記第１のプレートの方に突出するねじ付き円筒形カラムであって、前記カラムの長さに延在する中空内側と、前記カラムの長さの少なくとも一部分に延在するねじ山を含む外側と、を含む前記ねじ付き円筒形カラムと、
    前記カラムのねじ山に螺合するように構成されたナットと、を含み、
    前記付勢部材が、前記ナットを前記カラムに沿って通すことによって付勢力が調節可能であるように前記ナットと前記第１のプレートとの間に配置される、請求項１５に記載の装置。
17. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、圧力トランスデューサをさらに含み、
    前記圧力トランスデューサは前記プロセッサに電気的に接続され、前記流体アクチュエータに供給された圧縮ガスの圧力を検出するように構成され、
    前記プロセッサからの電気信号は、追加的に、前記流体アクチュエータに供給された圧縮ガスの検出された圧力の相関的要素である、請求項１４に記載の装置。
18. ローカル制御ループをさらに含み、
    前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれのプロセッサが、前記制御入力を受信するために前記ローカル制御ループに電気的に接続されている、請求項１４に記載の装置。
19. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つが、残りの複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに前記制御入力を提供する、請求項１８に記載の装置。
20. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの流体アクチュエータに空気圧によって接続するように構成された共通ヘッダをさらに備え、
    前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれが、前記流体アクチュエータに接続された第２の空気圧式継手をさらに含み、
    前記第２の空気圧式継手は前記空気圧式線形アクチュエータモジュールを前記共通ヘッダに選択的に結合するように構成され、
    前記空気圧式制御器がさらに、前記流体アクチュエータを前記圧縮ガス供給源に選択的に接続する第１の空気圧弁と、前記流体アクチュエータを前記共通ヘッダに選択的に接続する第２の空気圧弁とを含む、請求項１４に記載の装置。
21. 可動部分と不動部分とを有するデバイスの線形作動を提供する方法であって、
    空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの動的部分を前記デバイスの可動部分に接続することによって、および、前記空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれの静的部分を前記デバイスの不動部分に接続することによって、複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールを前記デバイスに結合するステップと、
    圧縮ガス供給源を前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのそれぞれに接続するステップと、
    前記デバイスの線形作動を提供するために前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールに供給される圧縮ガスの圧力を調整するステップと、を備え、
    前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールよりも１つ少ない数の空気圧式線形アクチュエータモジュールが、前記デバイスの線形作動を提供することができ、
    前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの各々は、前記デバイスの線形作動を提供する際に停止時間無しに前記デバイスの可動部分および前記デバイスの不動部分に対して選択的に結合および分離するように構成されている、方法。
22. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つを交換する一方で、前記デバイスの中断されない線形作動を提供するために前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールの残りのモジュールの圧力を調整するステップをさらに備える請求項２１に記載の方法。
23. 前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの１つが、前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの故障したまたは故障しつつあるものを含み、
    前記交換が、
    交換すべき前記複数の空気圧式線形アクチュエータモジュールのうちの前記故障したまたは故障しつつあるものを特定するステップと、
    特定された空気圧式線形アクチュエータモジュールから前記圧縮ガス供給源を切り離すステップと、
    前記空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分を前記デバイスの可動部分から切り離すことによって、および、前記空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分を前記デバイスの不動部分から切り離すことによって、特定された空気圧式線形アクチュエータモジュールを前記デバイスから分離するステップと、
    交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールの動的部分を前記デバイスの可動部分に接続することによって、および、前記交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールの静的部分を前記デバイスの不動部分に接続することによって、交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールを前記デバイスに結合するステップと、
    前記圧縮ガス供給源を前記交換用空気圧式線形アクチュエータモジュールに接続するステップと、を含む、請求項２２に記載の方法。

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