一种液压和气动结合式致动系统(10)包括缸体(12)、第一活塞(22)以及第二活塞(24)。所述缸体可包括构造成盛放或保持第一流体的第一缸体部分(36)和构造成盛放或保持第二流体的第二缸体部分(38)。所述第一活塞能与所述第一流体操作性地联接或流体连通，且所述第二活塞能与所述第二流体操作性地联接或流体连通。所述第二活塞可布置在所述第一缸体部分和第二缸体部分之间。在一实施例中，所述第一活塞能在所述缸体内独立于所述第二活塞而轴向地运动或平移，且所述第二缸体部分中的压力的增大可致动所述第一活塞和第二活塞。此外，在实施例中，所述第一流体可包括液体，且所述第二流体可包括气体。
缸体(12)，所述缸体具有构造成盛放或保持第一流体的第一缸体部分(34)和构造成盛放或保持第二流体的第二缸体部分(38)；
第一活塞(22)，该第一活塞与所述第一流体操作性地联接或流体连通；
第二活塞(24)，该第二活塞与所述第二流体操作性地联接或流体连通，所述第二活塞(24)布置在所述第一缸体部分(34)和所述第二缸体部分(38)之间；以及连接到所述第一活塞(22)的活塞杆(26)，该活塞杆包括构造成接纳所述第一流体的中空部分；
其中，所述第一活塞(22)能在所述缸体(12)内独立于所述第二活塞(24)而轴向移动或平移，并且所述第二缸体部分(38)中的压力的增大致动所述第一活塞(22)和所述第二活塞(24)。
2.根据权利要求1所述的致动系统，其中，所述缸体(12)还包括第三缸体部分(36)，并且其中，所述第一活塞(22)布置在所述第一缸体部分(34)和所述第三缸体部分(38)之间。
3.根据权利要求2所述的致动系统，其中，所述第一缸体部分(34)、所述第二缸体部分(38)以及所述第三缸体部分(36)均具有各自的流体入口(40，44，42)。
4.根据权利要求2所述的致动系统，其中，所述第三缸体部分(36)构造成接纳所述第一流体。
5.根据权利要求1所述的致动系统，其中，所述活塞杆(26)连接到航空器舱门(48)。
6.根据权利要求1所述的致动系统，其中，所述第一流体包括液体。
7.根据权利要求1所述的致动系统，其中，所述第二流体包括气体。
8.根据权利要求1所述的致动系统，还包括构造成防止所述第一流体和所述第二流体混合的一个或多个密封件(28，30，32)。
缸体(12)，该缸体具有前端、后端、构造成盛放或保持第一流体的第一缸体部分(34)和构造成盛放或保持第二流体的第二缸体部分(38)；
活塞杆(26)，该活塞杆部分地布置在所述缸体(12)内而使得所述活塞杆的前端从所述缸体的前端伸出；
布置在所述缸体(12)内的第一活塞(22)，该第一活塞(22)与所述第一流体操作性地联接或流体连通；以及布置在所述缸体(12)内的第二活塞(24)，该第二活塞(24)与所述第二流体操作性地联接或流体连通；
其中，所述第二活塞(24)构造成响应于所述缸体(12)的一部分中的流体压力的增大而向所述第一活塞(22)和所述活塞杆(26)施加向前的力，并且其中，所述活塞杆(26)连接到所述第一活塞(22)并包括构造成接纳所述第一流体的中空部分。
10.根据权利要求9所述的致动器，其中，所述缸体(12)还包括第三缸体部分(36)，并且所述第一、第二和第三缸体部分(34，38，36)由所述第一活塞(22)和所述第二活塞(24)分开。
11.根据权利要求9所述的致动器，其中，所述第一活塞(22)构造成对所述活塞杆(26)的运动形成阻尼。
12.根据权利要求9所述的致动器，其中，所述第二活塞(24)在所述第一活塞(22)的后方布置在所述缸体(12)内。
缸体(12)，该缸体具有筒部(14)、构造成盛放或保持第一流体的第一缸体部分(34)和构造成盛放或保持第二流体的第二缸体部分(38)；
液压活塞(22)，该液压活塞布置在所述缸体(12)内且与所述缸体的筒部(14)靠接，所述液压活塞(22)连接或联接到活塞杆(26)并与所述第一流体操作性地联接或流体连通；以及气动活塞(24)，该气动活塞布置在所述缸体(12)内且与所述缸体的筒部(14)靠接并与所述第二流体操作性地联接或流体连通，其中，所述活塞杆(26)包括构造成接纳所述第一流体的中空部分。
14.根据权利要求13所述的致动器，其中，所述缸体(12)包括液压流体入口(40，44)和气动气体入口(42)。
15.根据权利要求13所述的致动器，其中，所述缸体(12)包括供所述活塞杆(26)延伸穿过的头部(18)，并且所述液压活塞(22)布置成比所述气动活塞(24)更靠近所述缸体的头部(18)。
16.根据权利要求13所述的致动器，其中，所述液压活塞(22)和所述气动活塞(24)具有大致相同的直径。
17.根据权利要求13所述的致动器，其中，所述液压活塞(22)构造成在通常运行期间独立于所述气动活塞(24)进行致动。
具有内部气动活塞的液压/气动结合式致动系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年4月30日提交的美国临时申请系列号61/640,498的权益，该申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及包括相结合的液压和气动致动器的致动(执行、操纵)系统。
背景技术
[0004] 液压致动器用在许多现代航空器(飞机)应用中，包括例如用于打开和关闭乘客舱门。在航空器舱门中，液压致动器通常用于形成阻尼——即，用于当手动打开或关闭航空器舱门时使航空器舱门的运动减慢。这种液压阻尼系统通常随附有供紧急使用或者用于不能或可能不希望手动地操作舱门时的备用致动系统。在许多已知的系统中该备用致动系统为气动式的。因此，传统的航空器舱门通常配备有分开的液压和气动致动的系统。
[0005] 本领域中已知有数种类型的液压和气动结合式致动系统。在第一种已知的结合式系统中，气动系统和液压系统可具有联接到舱门的完全分开的缸体。这种系统可使航空器增加额外的重量。在第二种已知的结合式系统中，气动系统可包括布置在液压缸中的整个缸体。尽管这第二种已知的结合式系统可减轻相关重量，但它仍然可能使航空器增加不合期望值的重量。在第三种已知的结合式系统中，气动系统可构造成将空气注入到液压缸中。这种系统通常要求在使用完气动备用(系统)后将液压缸放气，这也会是不希望进行的。
[0006] 本发明试图解决一个或多个上述问题。
发明内容
[0007] 公开了一种致动系统，该致动系统包括缸体、第一活塞和第二活塞。所述缸体可具有用于盛放或保持第一流体的第一缸体部分和用于盛放或保持第二流体的第二缸体部分。所述第一活塞能与所述第一流体操作性地联接或流体连通，并且所述第二活塞能与所述第二流体操作性地联接或流体连通。所述第二活塞能布置在所述第一缸体部分和所述第二缸体部分之间。关于所述第二缸体部分添加或移除第二流体可致动所述第一活塞和所述第二活塞。在一实施例中，所述缸体还可包括第三缸体部分，并且所述第一活塞可布置在所述第一缸体部分和所述第三缸体部分之间。在一实施例中且非限制性地，所述第一流体可包括液体，并且所述第二流体可包括气体。
[0008] 所述系统的实施例可包括致动器，所述致动器包括具有前端(或前部)和后端(或后部)的缸体以及从所述缸体内穿过所述缸体的前端/前部伸出的活塞杆。所述致动器还可包括布置在所述缸体内的第一活塞和布置在所述缸体内的第二活塞，并且可构造成响应于所述缸体的一部分中的流体压力的增大而向所述第一活塞和所述活塞杆施加向前的力。
[0009] 在一实施例中，一种液压和气动结合式致动器可包括具有筒部的缸体，布置在所述缸体内且靠接所述缸体的筒部、联接到活塞杆的液压活塞，以及布置在所述缸体内且靠接所述缸体的筒部的气动活塞。
[0010] 当参照附图阅读对实施例的以下详细说明时，对本领域技术人员而言，本发明的各个方面会是显而易见的。
附图说明
[0011] 现将结合附图以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
[0012] 图1为根据本发明的一实施例的液压和气动结合式致动系统的示意性剖视图。
[0013] 图2为处于第一致动状态的图1中所示类型的液压和气动结合式致动系统的示意性剖视图。
[0014] 图3为示出为处于第二致动状态的图1和2中所示类型的液压和气动结合式致动系统的示意性剖视图。
具体实施方式
[0015] 现将详细参照本发明的实施方式，本文中描述且在附图中示出了这些实施方式的示例。虽然将结合实施例对构思进行描述，但应理解的是，本发明并非意在限制与实施例相关联的具体公开内容。相反，本发明旨在涵盖替代方案、修改及其等同方案，这些可包括在如所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围内。
[0016] 图1为液压和气动结合式致动系统10的一实施例的示意性剖视图。系统10可包括缸体12、前活塞22、后活塞24、活塞杆26，该缸体12具有筒部14、底座16、头部18以及杆压盖20。所述系统还可包括前密封件28、中间密封件30以及一对后密封件321、322。缸体12还可包括前缸体部分34、中间缸体部分36和后缸体部分38。每个缸体部分可包括各自的流体入口40、42、44。该结合式系统还可包括移送管，例如所示出的移送管46。该结合式系统10可联接到例如为航空器舱门48的待致动装置。
[0017] 活塞杆26可连接或联接到如本领域所已知的待致动装置。例如，在一实施例中，活塞杆(例如所示出的活塞杆26)可在一端连接或联接至航空器舱门48，并在另一端连接或联接至前(或“第一”)活塞22。在一实施例中，该结合式系统可构造成使得活塞杆26的向前运动会打开航空器舱门48，并且活塞杆26的向后运动会关闭航空器舱门48。类似地，对于这些实施例，手动打开航空器舱门48可使活塞杆26沿着向前的方向运动并且手动关闭航空器舱门48可使活塞杆26沿着向后的方向运动。当然，该结合式致动系统10并不限于用在航空器中或用于航空器舱门。各种不同的应用既是可能的也是可想到的。
[0018] 在实施例中，前活塞22可构造成作为液压致动系统的一部分工作。因此，前缸体部分34和中间缸体部分36可构造成经由前流体入口40和中间流体入口42接纳例如液态的液压流体。前缸体部分34中的流体压力的增大可向前活塞22施加向后的力，并且中间缸体部分36中的流体压力的增大可向前活塞22施加向前的力。
[0019] 在实施例中，移送管46可构造成将流体从中间流体入口42引导或移送至中间缸体部分36。移送管46可延伸穿过前活塞22和后活塞24(例如，穿过前活塞22和后活塞24的中心)，并且可延伸穿过活塞杆26的一部分。为了容纳移送管46，活塞杆26可具有中空的中心部，该中空的中心部可构造成与中间缸体部分36接纳相同的流体。
[0020] 此外，所述系统的实施例可构造成(例如，在与活塞杆26联接的例如为航空器舱门48的装置的手动操作期间)用作或充当与活塞杆26的手动运动有关的阻尼器。在实施例中，当手动地使活塞杆26沿着向前的方向运动时，前缸体部分34中的流体可对前活塞22的向前运动形成阻尼，并且因此减慢活塞杆26和可直接地或间接地供活塞杆26附接或连接的装置的运动。类似地，当手动地使活塞杆26沿着向后的方向运动时，中间缸体部分36中的流体可对前活塞22的向后运动形成阻尼，并且因此减慢活塞杆26和可供活塞杆26附接或连接的装置的运动。
[0021] 在实施例中，后(或“第二”)活塞24可构造成作为气动致动系统的一部分工作。因此，后缸体部分38可构造成经由后流体入口44接纳例如为气态流体的介质。后缸体部分38中的流体压力的增大可向后活塞24施加向前的力。后活塞24又可将所述向前的力传递到前活塞22，使得前活塞22和后活塞24以及活塞杆26均受到向前的力。
[0022] 由于前活塞22可在缸体12内大体独立于后活塞24(在后活塞24设置在缸体12的后端的状态下)而轴向运动或平移，故前活塞22可充当与活塞杆26相关联的主致动或阻尼系统的一部分。并且由于后活塞24可向前活塞22(且因此向活塞杆26)施力，故后活塞24可用作副致动系统的一部分。例如，在实施例中，与致动系统10所联接或连接到的装置(例如航空器舱门，仅为示例)的通常(正常)运行相关地、可单独地或主要地使用前活塞22。然后，后活塞24可例如用于或仅次要地用于紧急情形或用于相关联的装置的其他次要的运行。
[0023] 如本文中所用的“前缸体部分”、“中间缸体部分”以及“后缸体部分”指的是缸体12的相对部分而不是分立的无关联部分。前缸体部分34可包括缸体的在前活塞22和缸体头部18之间的部分；中间缸体部分36可包括缸体12的在前活塞22和后活塞24之间的部分；并且后缸体部分38可包括缸体12的在后活塞24和缸体底座16之间的部分。
[0024] 所述系统的实施例可包括多个相关的密封件。在实施例中，可设置前密封件28、中间密封件30以及后密封件32，以防止前缸体部分34、中间缸体部分36和后缸体部分38中的介质(例如流体)因越过前活塞22和后活塞24进入其他缸体部分中而混合，并且防止介质从缸体12中漏出。密封件28、30、32被示出为具有大体圆形截面的环形密封件。然而，所述系统并不限于此，并且这些密封件可为用于液压、气动和类似的致动系统的、本领域中已知的任何适当的形状、材料以及类型(的密封件)。
[0025] 虽然本文在液压致动系统和气动致动系统方面描述了系统10，但是系统10并不限于此。其他类型的致动系统也是可能的和可想到的。此外，虽然就具体的介质或流体(即，前缸体部分34和中间缸体部分36内的液压流体和后缸体部分38内的气体)对缸体部分34、36、38进行了描述，但是系统10同样不限于此。用于致动前活塞22和后活塞24的流体类型可基于特定应用的结构或操作需要而选择。
[0026] 图2为以第一致动状态示出的液压和气动结合式致动系统10的示意性剖视图。在所示出的致动状态中，前活塞22和活塞杆26示出为(与图1相比)沿着向前的方向平移。如总体示出的，活塞杆26和如图1中所示出的相比穿过杆压盖20伸出得更远。该运动可以是由于中间缸体部分36中的流体压力的增大所致——中间缸体部分36中的流体压力的增大可通过中间流体入口42和移送管46而提供。在该第一致动状态，后活塞24可大体保持在缸体12的后端。
[0027] 在图2中所示出的活塞杆26和前活塞22的运动也可为手动致动活塞杆26的结果。随着手动地使活塞杆26沿着向前的方向运动，前活塞22也可沿着向前的方向运动，并且前缸体部分34中的流体可用来对该移动形成阻尼。类似地，当活塞杆26沿着向后的方向运动时，中间缸体部分36中的流体可用来对前活塞22的移动形成阻尼。该阻尼可应用于仅为示例的航空器舱门应用中。
[0028] 图3为以第二致动状态示出的液压和气动结合式致动系统10(例如图1和2中总体所示出)的示意性剖视图。在所示出的致动状态中，后活塞24、前活塞22以及活塞杆26均示出为已沿向前的方向平移或运动了。活塞杆26延伸穿过杆压盖20，并且比如图1中所示出的伸出得相对更远。该运动可以是由于后缸体部分38中的流体压力的增大所致。该压力的增大可向后活塞24施加向前的力，后活塞24又会向前活塞22并且进一步向活塞杆26施加向前的力。
[0029] 在一个实施例中，活塞杆26可联接到航空器舱门。该舱门可构造成在通常运行期间手动地打开和关闭。在手动操作期间，前活塞22及前缸体部分34和中间缸体部分36中的流体可用来对活塞杆26的运动形成阻尼，并且因此对该舱门的运动形成阻尼。在不能或不希望手动操作该舱门的时候(例如在紧急情况期间)，后活塞24可被使用或被致动来打开该舱门。例如，后活塞可构造成通过增大后缸体部分38中的流体压力而被致动，例如在图3中总体示出的。通过示例性的而非限制性的方式，在实施例中，前缸体部分34和中间缸体部分36中的流体可包括液体(例如，液压流体)，并且后缸体部分38中的流体可包括气体。
[0030] 附图意在示出与本发明相关联的各种构思而并非意在限制权利要求。对本领域技术人员而言，上文描述的实施例的各种不同的变化和修改会是显而易见的并且是可想到的。因此，前述的详细说明应看作是示例性的而非限制性的，并且应理解的是，所附的权利要求(包括其所有的等同方案)意在限定本发明的精神和范围。
