提升阀系统和方法技术方案

本发明专利技术描述一种提升阀系统，所述提升阀系统包含具有第一端和第二端且限定阀腔的阀体，以及从所述第一端延伸到所述第二端且通过所述阀腔的提升阀组合件。所述提升阀组合件可包含可移动提升阀头，所述可移动提升阀头设置在所述提升阀组合件的所述第一端处且配置成通过接触所述阀体的一部分而产生密封件，且配置成限定所述阀腔与压力腔之间的开口。所述提升阀组合件还可包含可移动引导元件和轴，所述可移动引导元件设置在所述阀体的所述第二端处，所述轴从所述第一端延伸到所述第二端且耦接到所述提升阀头和所述引导元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提升阀系统和方法相关申请的交叉引用本申请是2015年3月27日提交的美国临时申请第62/139,192号的非临时性申请且主张所述临时申请的权益，所述申请在此出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。政府权利本专利技术根据由美国特种作战司令部授予的SOCOM-H9222-15-C-0017，以及由国家航空和宇宙航行局授予的NASA-NNX14CA56P和NNX15CA22C在政府的支持下作出。政府享有本专利技术中的某些权利。

技术介绍
常规阀门并不能够很好地适用于尺寸和重量是因素的应用中。举例来说，在气动矫正术、机器人技术和负重机器人类型应用中，大量大型和重型阀门的重量实质上可增加整个装置的重量且可能成为此装置的最重部分之一。此外，大型和笨重的常规阀门妨碍了移动性，这对此类装置的用户而言是不合乎需要的。此类应用中的常规气动系统通常具有远离致动腔室并由一连串管连接的阀门。此配置可能是不合乎需要的，因为除了此类管的额外块体和重量，阀门与气动致动器之间的距离可在命令改变时和压力在气动致动器中受到影响时在其间产生不合乎需要的延迟。鉴于前述情况，为了克服包含于射流机器人技术、气动矫正术和机器人负重机器人领域中的常规阀门系统的前述障碍和不足，需要改进的提升阀系统和方法。
技术实现思路
一个方面包含射流机器人，其具有限定多个压力腔的多个可充气射流致动器，所述可充气射流致动器配置成与一个或多个接头相关且通过所述多个可充气射流致动器的充气而移动所述一个或多个接头；以及多个提升阀系统，其设置在可充气致动器的对应压力腔内，且配置成对所述压力腔充气。提升阀系统可包含阀体，所述阀体具有第一端和第二端且限定阀腔；以及提升阀组件，所述提升阀组件从所述第一端延伸到所述第二端并通过所述阀腔。提升阀组合件可包含：提升阀头，其设置在所述提升阀组合件的第一端处，且配置成沿第一轴线移动以及通过接触阀体的一部分而产生密封件，且配置成限定阀腔与可充气射流致动器的压力腔之间的开口；可移动隔膜，其耦接在配置成沿第一轴线移动的阀体的第二端处；以及轴，其从第一端延伸到第二端，且耦接到提升阀头和隔膜，所述轴配置成沿第一轴线移动。一个实施例还包含配置成驱动提升阀组合件的致动器。在另一实施例中，所述致动器设置在阀腔内。在另外实施例中，所述致动器经由一个或多个散热片与阀体的一个或多个部分耦接，所述散热片配置成将由致动器所产生的热传递到阀体以及阀体的外部部分以冷却致动器。在一个实施例中，所述提升阀系统配置成限定流动路径，所述流动路径包含：从入口端口进入阀腔的第一流；以及经由由提升阀头和阀体限定的开口从阀腔进入压力腔的第二流，其中所述致动器设置在由提升阀系统限定的流动路径中且配置成通过流动路径中移动的流体进行冷却。在另一实施例中，提升阀头和隔膜包括匹配的有效横截面面积，使得阀腔内部的阀腔压力在提升阀头上施加与隔膜上大体上相同的力，且由于所述阀腔压力平衡提升阀组合件上的力。在一另外实施例中，提升阀系统包括多个提升阀组合件，且其中所述多个提升阀组合件由单个致动器驱动。在一个实施例中，由阀体与提升阀头之间的接触所产生的密封件包括至少一个共成型部分，其中所述至少一个共成型部分由阀体和提升阀头中的至少一个的一部分限定。另一实施例还包含通风口，所述通风口从第一端延伸到第二端。在一另外实施例中，提升阀系统包括位置传感器，所述位置传感器配置成确定提升阀组合件的至少一部分的位置。在又一实施例中，提升阀组合件包括回位弹簧，所述回位弹簧配置成当致动力未施加到提升阀组合件时迫使提升阀组合件进入闭合位置。另一方面包含提升阀系统，所述提升阀系统具有第一端和第二端且限定阀腔；以及提升阀组合件，所述提升阀组合件从所述第一端延伸到所述第二端并通过所述阀腔。提升阀组合件可包含可移动提升阀头，所述可移动提升阀头设置在提升阀组合件的第一端处且配置成通过接触阀体的一部分而产生密封件，且配置成限定阀腔与压力腔之间的开口；以及可移动引导元件，所述可移动引导元件设置在阀体的第二端处。在一个实施例中，提升阀组合件进一步包括轴，所述轴从所述第一端延伸到所述第二端且耦接到提升阀头和引导元件，且提升阀头、引导元件和轴配置成沿共同第一轴线移动。另一实施例进一步包含沿所述共同第一轴线设置的入口端口和出口端口。一另外实施例包含致动器，所述致动器具有沿共同第一轴线设置的致动器驱动轴，所述致动器驱动轴耦接到提升阀组合件且配置成沿共同第一轴驱动提升阀组合件。在又一实施例中，压力腔至少部分地由可充气射流致动器限定；且所述可充气射流致动器是射流机器人的一部分，其中所述可充气射流致动器定位在接头周围且配置成在可充气射流致动器通过提升阀系统充气时移动接头。在一个实施例中，提升阀组合件配置成使得作用于引导元件的内表面以及提升阀头的内表面的阀腔压力在提升阀头上施加与引导元件大体上相同的力，其在提升阀组合件上产生大体上净值零的力；且作用于提升阀头的外表面和引导元件的外表面上的外部压力在所述提升阀组合件上以相反方向施加大体上相同的力以产生大体上净值零的力。一个实施例进一步包含通风口，所述通风口从第一端延伸到第二端且配置成可操作地连接压力腔的单独第一部分和第二部分。在另一实施例中，引导元件包括隔膜。一另外实施例包含致动器，所述致动器的至少一部分设置在所述阀腔内。附图说明图1是说明提升阀系统的一实施例的示范性框图。图2a说明包含滚动隔膜的阀门组合件的一示例性实施例。图2b说明包含波纹管的阀门组合件的另一示例性实施例。图3a说明其中可通过提升阀通道出现通风的一个示例性实施例。图3b说明其中可通过阀体通道出现通风的另一示例性实施例。图3c说明其中阀门组合件设置在阀门组合件所作用于的压力腔室内部的另一示例性实施例。图4a说明包括耦接到轴的提升阀头和隔膜的提升阀组合件。图4b说明包括耦接转轴的第一提升阀头和第二提升阀头的提升阀组合件。图5a说明具有由提升阀头上的刀口产生的刀口密封件的一示例性实施例。图5b说明具有O形圈密封件的一示例性实施例。图5c说明具有压力密封件的一示例性实施例。图6说明其中致动器可置放在提升阀系统的流动路径中的一示例性实施例。图7a是可通过散热片对致动器提供冷却的另一实施例的横截面俯视图。图7b说明其中致动器设置在阀腔内和/或由阀体的部分限定的一示例性实施例。图8是其入口端口和出口端口沿共同轴线成直线放置的提升阀系统的剖示侧视图。应注意，在整个图式中，出于说明性目的，图式未必按比例绘制并且类似结构或功能的元件一般由相同参考标号表示。还应注意，各图仅意图便于优选实施例的描述。各图并不说明所描述的实施例的每个方面并且并不限制本公开的范围。具体实施方式以下公开内容教示使用平衡提升阀配置的新型高速阀门的示例性实施例。当通过使用隔膜、波纹管或消除提升阀上的压力不平衡的其它密封引导机构与常规比例的阀门进行比较时，各种实施例提供所需操作力的减少。本文中论述的一些实施例相较于常规平衡提升阀可引入改进，包含较低成本、较小尺寸、双向流、用于可比流动速率和压力变化的更快致动，和类似方面。通过使用例如注射成型的大规模生产技术，在一些实施例中有可能在保持高性能的同时降低部件数量和成本。举例来说，通过确保阀门的流动路径通过致动器，致动器的冷却可在可允许使用较多功率驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射流机器人，其包括：多个可充气射流致动器，其限定多个压力腔，所述可充气射流致动器配置成与一个或多个接头相关且通过所述多个可充气射流致动器的充气而移动所述一个或多个接头；和多个提升阀系统，其设置在所述可充气致动器的对应压力腔内且配置成对所述压力腔充气，所述提升阀系统包括：阀体，其具有第一端和第二端且限定阀腔；和提升阀组合件，其从所述第一端延伸到所述第二端且通过所述阀腔，所述提升阀组合件包括：提升阀头，其设置在所述提升阀组合件的所述第一端处，且配置成沿第一轴线移动且通过接触所述阀体的一部分而产生密封件，且配置成限定所述阀腔与可充气射流致动器的压力腔之间的开口；可移动隔膜，其耦接在配置成沿所述第一轴线移动的所述阀体的所述第二端处；和轴，其从所述第一端延伸到所述第二端，且耦接到所述提升阀头和隔膜，所述轴配置成沿所述第一轴线移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 62/1391921.一种射流机器人，其包括：多个可充气射流致动器，其限定多个压力腔，所述可充气射流致动器配置成与一个或多个接头相关且通过所述多个可充气射流致动器的充气而移动所述一个或多个接头；和多个提升阀系统，其设置在所述可充气致动器的对应压力腔内且配置成对所述压力腔充气，所述提升阀系统包括：阀体，其具有第一端和第二端且限定阀腔；和提升阀组合件，其从所述第一端延伸到所述第二端且通过所述阀腔，所述提升阀组合件包括：提升阀头，其设置在所述提升阀组合件的所述第一端处，且配置成沿第一轴线移动且通过接触所述阀体的一部分而产生密封件，且配置成限定所述阀腔与可充气射流致动器的压力腔之间的开口；可移动隔膜，其耦接在配置成沿所述第一轴线移动的所述阀体的所述第二端处；和轴，其从所述第一端延伸到所述第二端，且耦接到所述提升阀头和隔膜，所述轴配置成沿所述第一轴线移动。2.根据权利要求1所述的射流机器人，其进一步包括配置成驱动所述提升阀组合件的致动器。3.根据权利要求2所述的射流机器人，其中所述致动器设置在所述阀腔内。4.根据权利要求2所述的射流机器人，其中所述致动器经由一个或多个散热片与所述阀体的一个或多个部分耦接，所述散热片配置成将由所述致动器产生的热传递到所述阀体以及传递到所述阀体的外部部分以冷却所述致动器。5.根据权利要求1所述的射流机器人，其中所述提升阀系统配置成限定流动路径，所述流动路径包括：第一流，其从入口端口进入到所述阀腔中；和第二流，其经由由所述提升阀头和所述阀体限定的所述开口从所述阀腔进入到所述压力腔中，其中致动器设置在由所述提升阀系统限定的所述流动路径中且配置成由所述流动路径中移动的流体冷却。6.根据权利要求1所述的射流机器人，其中所述提升阀头和所述隔膜包括匹配的有效横截面面积，使得所述阀腔内部的阀腔压力在所述提升阀头上施加与所述隔板上大体上相同的力，且由于所述阀腔压力平衡所述提升阀组合件上的力。7.根据权利要求1所述的射流机器人，其中提升阀系统包括多个提升阀组合件，且其中所述多个提升阀组合件由单个致动器驱动。8.根据权利要求1所述的射流机器人，其中由所述阀体与所述提升阀头之间的接触产生的所述密封件包括至少一个共成型部分，其中所述至少一个共成型部分由所述阀体和所述提升阀头中的至少一个的一部分限定。9.根据权利要求1所述的射流机器人，其进一步包括从所述第一端延...

【专利技术属性】
技术研发人员：P林，K阿尔伯特，G努奇，T斯维夫特，M特勒里亚，L鲁塞尔，J彭帕，
申请(专利权)人：奥特尔实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US