旋转阀组件的制作方法

1.本公开涉及阀以及结合到移动机器人的液压回路中的阀。


背景技术：

2.液压回路可以包括多个流体流动通道或流体流动分支。在一些情况下，一个或多个流体流动分支包括阀。一些阀可以布置成两种配置之一，包括打开配置和关闭配置。阀的打开配置允许流体流过液压回路的流体流动分支。阀的关闭配置禁止流体流过液压回路的流体流动分支。这些阀中的许多设计成通过在打开配置中具有多个位置来提供不同程度的液压流体流量的计量/节流，从而计量或节流通过阀的液压流体流量。


技术实现要素：

3.本公开的一方面提供了一种旋转阀子组件的部件，包括阀芯，其具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和设置在管状主体的与外侧表面相对的一侧上的内侧表面。内侧表面限定轴向延伸穿过管状主体的轴向室。管状主体包括：多个返回压力端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个返回压力端口与轴向室流体连通；以及多个扇形凹部，其形成在管状主体的外侧表面上，每个扇形凹部径向延伸到管状主体的厚度中但不穿过该厚度。
4.本公开的实施方式可以包括一个或多个以下可选特征。在一些实施方式中，多个扇形凹部包括：第一上扇形凹部；第二上扇形凹部，其与第一上扇形凹部周向间隔开；竖直翻转的第一下扇形凹部；以及竖直翻转的第二下扇形凹部，其与第一下扇形凹部周向间隔开。在这些实施方式中，与第一和第二上扇形凹部中的每个的定向相比，第一和第二下扇形凹部中的每个的定向竖直翻转，并且第一和第二下扇形凹部与第一和第二上扇形凹部轴向间隔开。
5.在一些示例中，多个返回压力端口包括：第一上返回压力端口；第二上返回压力端口，其与第一上返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置；第一下返回压力端口；以及第二下返回压力端口，其与第一下返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置。在这些示例中，与第一和第二上返回压力端口中的每个的定向相比，第一和第二下返回压力端口中的每个的定向水平翻转，并且第一和第二下返回压力端口与第一和第二上返回压力端口轴向间隔开。第一上返回压力端口可以与第一或第二下扇形凹部中的一个周向对准，第二上返回压力端口可以与第一或第二下扇形凹部中的另一个周向对准；而第一下返回压力端口可以与第一或第二上扇形凹部中的一个周向对准，第二下返回压力端口与第一或第二上扇形凹部中的另一个周向对准。
6.在一些实施方式中，多个扇形凹部中的每个扇形凹部包括：头部；主体部；以及颈部，其将头部连接到主体部。每个扇形凹部可以包括梨形横截面。此外，径向延伸到管状主体的厚度中但不穿过该厚度的每个扇形凹部可以从外侧表面凹陷一定深度，该深度限定以下中的一个或多个：恒定深度部；或者沿着扇形凹部的长度的非恒定深度部。另外，恒定深度部可以沿着颈部的长度延伸和/或非恒定深度部可以沿着头部或主体部中的至少一个的
长度延伸。
7.在一些示例中，多个返回压力端口中的每个返回压力端口包括第一部、第二部和将第一部连接到第二部的中间部。在一些配置中，多个返回压力端口中的每个返回压力端口限定在基本垂直于阀芯的纵向轴线的方向上延伸的长度，以及在基本垂直于阀芯的纵向轴线的方向上沿着管状主体的圆周的一部分延伸的宽度，其中第一部限定长度的第一长度部，其中第二部限定长度的大于第一长度部的第二长度部，其中中间部限定长度的大于第二长度部的第三长度部，其中第一部限定宽度的第一宽度部，其中第二部限定宽度的大于第一宽度部的第二宽度部，其中中间部限定宽度的大于第二宽度部的第三宽度部。
8.本公开的另一方面提供了一种旋转阀子组件的部件，包括套筒，其具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和设置在管状主体的与外侧表面相对的一侧上的内侧表面。内侧表面限定轴向延伸穿过管状主体的轴向室。管状主体包括：多个入口端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个入口端口与轴向室流体连通，并且在外侧表面处限定上游开口和在内侧表面处限定下游开口；以及多个控制端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个控制端口与轴向室流体连通，并且在外侧表面处限定第一开口和在内侧表面处限定第二开口。
9.该方面可以包括一个或多个以下可选特征。在一些示例中，多个压力端口中的每个压力端口的下游开口穿过套筒的管状主体的内侧表面的一部分形成。在这些示例中，内侧表面的该部分限定与轴向室流体连通的内周向凹部。
10.本公开的另一方面提供了一种旋转阀组件，其包括阀芯和套筒。阀芯具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和设置在管状主体的与外侧表面相对的一侧上的内侧表面。内侧表面限定轴向延伸穿过管状主体的轴向室。管状主体包括：多个返回压力端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个返回压力端口与轴向室流体连通；以及多个扇形凹部，其形成在管状主体的外侧表面上，每个扇形凹部径向延伸到管状主体的厚度中但不穿过该厚度。套筒具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和设置在管状主体的与外侧表面相对的一侧上的内侧表面。内侧表面限定轴向延伸穿过管状主体的轴向室。管状主体包括：多个入口端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个入口端口与轴向室流体连通；以及多个控制端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个控制端口与轴向室流体连通。
11.该方面可以包括一个或多个以下可选特征。在一些实施方式中，套筒的管状主体的内侧表面的一部分限定内周向凹部，其中至少一个扇形凹部的至少一部分和由内侧表面的该部分形成的内周向凹部的至少一部分限定至少一个腔。这里，多个扇形凹部可以包括至少一个上扇形凹部和至少一个下扇形凹部。至少一个上扇形凹部和内周向凹部限定至少一个腔中的上腔；并且至少一个下扇形凹部和内周向凹部限定至少一个腔中的下腔。
12.在一些示例中，多个返回压力端口包括：第一上返回压力端口；第二上返回压力端口，其与第一上返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置；第一下返回压力端口；以及第二下返回压力端口，其与第一下返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置，其中与第一和第二上返回压力端口中的每个的定向相比，第一和第二下返回压力端口中的每个的定向水平翻转，并且其中第一和第二下返回压力端口与第一和第二上返回压力端口轴向间隔开。在这些示例中，多个扇形凹部包括：第一上扇形凹部；第二上扇形凹部，其与第一上扇形凹部周向间隔开；第一下扇形凹部；以及第二下扇形凹部，其与第一下扇形凹部周向间隔开，其中与第一和第二上扇形凹部中的每个的定向相比，第一和第二下扇形凹部中
的每个的定向竖直翻转，并且其中第一和第二下扇形凹部与第一和第二上扇形凹部轴向间隔开。可选地，第一上扇形凹部和第二上扇形凹部可以与内周向凹部配合以限定至少一个腔中的上腔，并且第一下扇形凹部和第二下扇形凹部可以与内周向凹部配合以限定至少一个腔中的下腔。
13.在本公开的又一方面，一种旋转阀组件包括：套筒，其具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和限定轴向室的内侧表面；阀芯，其设置在套筒的轴向室内；以及阀芯旋转部，其设置在套筒的轴向室内并且联接成绕由套筒限定的纵向轴线与阀芯共同旋转。套筒包括径向延伸穿过管状主体的厚度的多个入口端口和多个控制端口。厚度在管状主体的外侧表面和内侧表面之间径向延伸。阀芯与套筒同轴并且配置为绕由套筒限定的纵向轴线相对于套筒旋转。阀芯具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和限定轴向室的内侧表面。管状主体包括：多个返回压力端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个返回压力端口与轴向室流体连通；以及多个扇形凹部，其形成在管状主体的外侧表面上，每个扇形凹部径向延伸到管状主体的厚度中但不穿过该厚度。
14.该方面可以包括一个或多个以下可选特征。在一些示例中，套筒的管状主体的内侧表面的一部分限定内周向凹部，其中套筒的管状主体包括杆部和盖部，其中杆部限定轴向室的第一轴向室部,其尺寸适于可旋转地容纳阀芯的长度的第一部,其中盖部限定轴向室的第二轴向室部,其尺寸适于容纳阀芯旋转部和联接到阀芯旋转部的阀芯的长度的第二部，其中阀芯的多个扇形凹部中的至少一个扇形凹部的至少一部分和由套筒的管状主体的内侧表面的该部分形成的内周向凹部的至少一部分限定至少一个腔。这里，多个扇形凹部可以包括至少一个上扇形凹部和至少一个下扇形凹部。至少一个上扇形凹部和内周向凹部限定至少一个腔中的上腔；并且至少一个下扇形凹部和内周向凹部限定至少一个腔中的下腔。
15.在一些示例中，多个返回压力端口包括：第一上返回压力端口；第二上返回压力端口，其与第一上返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置；第一下返回压力端口；以及第二下返回压力端口，其与第一下返回压力端口一起绕管状主体的上部/排周向布置，其中与第一和第二上返回压力端口中的每个的定向相比，第一和第二下返回压力端口中的每个的定向水平翻转，并且其中第一和第二下返回压力端口与第一和第二上返回压力端口轴向间隔开。在这些示例中，多个扇形凹部包括：第一上扇形凹部；第二上扇形凹部，其与第一上扇形凹部周向间隔开；第一下扇形凹部；以及第二下扇形凹部，其与第一下扇形凹部周向间隔开，其中与第一和第二上扇形凹部中的每个的定向相比，第一和第二下扇形凹部中的每个的定向竖直翻转，并且其中第一和第二下扇形凹部与第一和第二上扇形凹部轴向间隔开。可选地，第一上扇形凹部和第二上扇形凹部可以与内周向凹部配合以限定至少一个腔中的上腔，并且第一下扇形凹部和第二下扇形凹部可以与内周向凹部配合以限定至少一个腔中的下腔。
16.本公开的另一方面提供了一种液压回路，该液压回路包括：加压流体源；液压致动器；以及旋转阀组件，其配置成控制从加压流体源到液压致动器的液压流体流量。该旋转阀组件包括：套筒，其具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和限定轴向室的内侧表面；阀芯，其设置在套筒的轴向室内；以及阀芯旋转部，其设置在套筒的轴向室内并且联接成绕由套筒限定的纵向轴线与阀芯共同旋转。套筒包括径向延伸穿过管状主体的厚度的多个入口
端口和多个控制端口。厚度在管状主体的外侧表面和内侧表面之间径向延伸。阀芯与套筒同轴并且配置为绕由套筒限定的纵向轴线相对于套筒旋转。阀芯具有管状主体，该管状主体包括外侧表面和限定轴向室的内侧表面。管状主体包括：多个返回压力端口，其径向延伸穿过管状主体的厚度，每个返回压力端口与轴向室流体连通；以及多个扇形凹部，其形成在管状主体的外侧表面上，每个扇形凹部径向延伸到管状主体的厚度中但不穿过该厚度。
17.该方面可以包括一个或多个以下可选特征。在一些实施方式中，液压回路还包括低压流体储存器，其在阀芯的多个返回压力端口中的至少一个与套筒的多个控制端口中的至少一个径向对准时与液压致动器选择性流体连通。
18.在本公开的又一方面，一种操作具有套筒和设置在套筒内的阀芯的旋转阀组件的方法包括：相对于套筒旋转阀芯以将形成在阀芯的外侧表面中的多个扇形凹部中的至少一个扇形凹部与形成在套筒的内侧表面中的内周向凹部径向对准。阀芯的至少一个扇形凹部在与套筒的内周向凹部径向对准时配置成：将加压流体源与液压致动器的第一部或第二部中的一个流体连接；并且将低压流体储存器与液压致动器的第一部或第二部中的另一个流体连接。
19.该方面可以包括一个或多个以下可选特征。在一些实施方式中，当阀芯的至少一个扇形凹部与套筒的内周向凹部径向对准时，该方法还包括将来自加压流体源的加压流体传输通过穿过套筒形成的一个或多个入口端口并进入由阀芯的至少一个扇形凹部和套筒的内周向凹部限定的腔。另外，该方法还包括将加压流体通过套筒的多个控制端口中的至少一个控制端口引导出腔并进入液压致动器的第一部或第二部中的一个。这里，加压流体在被液压致动器的第一部或第二部中的一个接收时可以使液压致动器施加机器人的肢体的移动。肢体可以包括机器人的腿或臂。
20.在一些示例中，当阀芯的至少一个扇形凹部与套筒的内周向凹部径向对准时，该方法还包括使流体通过穿过套筒形成的一个或多个控制端口从液压致动器的第一部或第二部中的另一个返回并经由穿过阀芯形成的至少一个返回压力端口进入阀芯的轴向室。在这些示例中，该方法还可以包括将流体通过经由流体返回管线至低压流体储存器的轴向出口端口引导出阀芯的轴向室。这里，流体返回管线将轴向出口端口流体地连接至流体储存器。
21.该方法还可以包括相对于套筒旋转阀芯以将阀芯的至少一个扇形凹部移动成脱离与套筒的内周向凹部的径向对准。这里，阀芯的至少一个扇形凹部在脱离与套筒的内周向凹部的径向对准时配置为将加压流体源与液压致动器的第一部或第二部中的一个流体断开。
22.在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。从说明书和附图以及权利要求书中，其他方面、特征和优点将是显而易见的。
附图说明
23.图1a是示例机器人的示意图。
24.图1b和1c是图1a的机器人的示意图，示出了相对于机器人的倒立摆主体移动的平衡主体。
25.图1d和1e是示意图，示出了具有设置在倒立摆主体上的两个附件的示例机器人。
26.图2是示例机器人的示意图。
27.图3是示例机器人的示意图。
28.图4是包括示例阀的示例液压回路的平面图。
29.图5是示例阀的分解示意图。
30.图6是根据图5的线6-6的阀的分解剖视图。
31.图7是图5的阀的组装示意图。
32.图8是根据图7的线8-8的阀的组装剖视图。
33.图9是根据图7的线9-9的阀的另一组装剖视图。
34.图10是根据图9的线10的阀的放大剖视图。
35.图11是图5的阀的示例阀芯的示意图。
36.图12是根据图11的线12-12的阀芯的剖视图。
37.图13是根据图11的线13-13的阀芯的另一剖视图。
38.图14是根据图13的线14的阀芯的放大剖视图。
39.图15是图11-14的阀芯的侧表面的表面区域的平面图。
40.图16是根据图15的线16的阀芯侧表面的表面区域的一部分的放大视图。
41.图17是根据图15的线17的阀芯侧表面的表面区域的一部分的放大视图。
42.图18是根据图15的线18的阀芯侧表面的表面区域的一部分的放大视图。
43.图19是图5的阀的示例套筒的示意图。
44.图20是根据图19的线20-20的套筒的剖视图。
45.图21是根据图10的线21-21的套筒的另一剖视图。
46.图22是根据图21的线22的套筒的放大剖视图。
47.图23是图19-22的套筒的侧表面的表面区域的平面图。
48.图24a是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第一示例定向。
49.图24b是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第二示例定向。
50.图24c是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第三示例定向。
51.图24d是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第四示例定向。
52.图24e是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第五示例定向。
53.图24f是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第六示例定向。
54.图24g是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第七示例定向。
55.图24h是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第八示例定向。
56.图24i是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布
置在从图7-9中任一个的线24-24参考的第九示例定向。
57.图25a是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第一示例定向。
58.图25b是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第二示例定向。
59.图25c是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第三示例定向。
60.图25d是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第四示例定向。
61.图25e是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第五示例定向。
62.图25f是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第六示例定向。
63.图25g是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第七示例定向。
64.图25h是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第八示例定向。
65.图25i是图5-10的阀的示意性剖视图，示出了相对于套筒旋转的阀芯，用于将阀布置在从图7-9中任一个的线25-25参考的第九示例定向。
66.图26a是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24a和25a的套筒旋转的第一示例定向。
67.图26a
′
是在阀芯相对于图26a的套筒旋转的第一示例定向之后和阀芯相对于图26b的套筒旋转的第二示例定向之前的图5-10的阀的平面图。
68.图26b是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24b和25b的套筒旋转的第二示例定向。
69.图26b
′
是在阀芯相对于图26b的套筒旋转的第二示例定向之后和阀芯相对于图26c的套筒旋转的第三示例定向之前的图5-10的阀的平面图。
70.图26c是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24c和25c的套筒旋转的第三示例定向。
71.图26d是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24d和25d的套筒旋转的第四示例定向。
72.图26e是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24e和25e的套筒旋转的第五示例定向。
73.图26f是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区
域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24f和25f的套筒旋转的第六示例定向。
74.图26g是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24g和25g的套筒旋转的第七示例定向。
75.图26g
′
是在阀芯相对于图26g的套筒旋转的第七示例定向之后和阀芯相对于图26h的套筒旋转的第八示例定向之前的图5-10的阀的平面图。
76.图26h是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24h和25h的套筒旋转的第八示例定向。
77.图26h
′
是在阀芯相对于图26h的套筒旋转的第八示例定向之后和阀芯相对于图26i的套筒旋转的第九示例定向之前的图5-10的阀的平面图。
78.图26i是图5-10的阀的平面图，由图15的阀芯的侧表面的表面区域表示，该表面区域与图23的套筒的侧表面的表面区域的平面图重叠，该平面图对应于阀芯相对于图24i和25i的套筒旋转的第九示例定向。
79.图27是示出根据阀芯相对于根据图24a-24i、25a-25i和26a-26i的套筒的旋转的根据图5-10的阀的孔口面积关系的曲线图，该曲线图与示出根据阀芯相对于另一阀的套筒的旋转的孔口面积关系的另一曲线图并列。
80.图28包括根据图27的线c
28
和c
28
′
的曲线图的放大部分。
81.图29包括示出根据阀芯相对于根据图24a-24i、25a-25i和26a-26i的套筒的旋转的根据阀芯相对于图5-10的阀的套筒的旋转的孔口面积变化率关系的曲线图，该曲线图与示出根据阀芯相对于另一阀的套筒的旋转的孔口面积变化率关系的另一曲线图并列。
82.图30是示例计算设备的示意图。
83.不同附图中相同的参考符号表示相同的元件。
具体实施方式
84.阀是液压回路的部件。液压回路连接至液压致动器。液压致动器控制设备的机械部件或设备的机械系统的移动。
85.在一些情况下，该设备是机器人设备，例如机器人(例如参见图1a-3的移动机器人100)。移动机器人100可以配置成执行通常由人类执行的例行任务，例如对支撑多个物品比如箱子的货盘进行码垛或卸垛。
86.因为移动机器人100配置成执行通常由人类执行的任务，所以移动机器人100可替代地被称为人形移动机器人。人形移动机器人100包括多个肢体，例如一个或多个臂，其配置成接合和支撑或承载一个或多个物品(例如一个或多个箱子)。此外，多个肢体包括一个或多个腿，其配置成移动并承受人形移动机器人100以及由人形移动机器人100的一个或多个臂支撑或承载的一个或多个物品的重量。
87.阀响应来自控制器的移动命令，以控制液压回路(例如参见图4)内的流体流量，从而驱动液压致动器的移动。液压致动器的移动导致例如人形移动机器人100的多个肢体中的至少一个肢体的相应移动。
88.参考图1a-1e，在一些实施方式中，机器人100、100a包括倒立摆主体(ipb)200、设置在ipb200上的平衡主体300、具有联接到ipb200的第一端410和第二端420的至少一个腿400以及可旋转地联接到至少一个腿400的第二端420的驱动轮500。机器人100具有沿着重力方向的竖直重力轴vg(图1b和1c)和质心cm，质心cm是机器人100具有质量零和分布的点。机器人100还具有基于相对于竖直重力轴vg的cm的姿态p，以定义机器人100采取的特定姿势或站姿。机器人100的姿势可以由空间中物体的定向或角度位置来定义。
89.ipb200具有第一和第二端部210、220，并且可以互换地称为机器人100的躯干200。例如，ipb200可以限定与第一端部210相关的第一端212和与第二端部220相关的第二端222之间的长度。在一些示例中，分隔第一和第二端部210、220的描绘点位于第一端212和第二端222之间的中点，使得第一端部210包含ipb200长度的50％，第二端部220包含ipb200长度的剩余50％。在其他示例中，分隔ipb200的第一和第二端部210、220的描绘点更靠近第一端212或第二端222中的一个，使得第一端部210或第二端部220中的一个比第一端部210或第二端部220中的另一个沿着ipb200长度的更大部分延伸。例如，从第一端212延伸的第一端部210可以包含ipb200长度的90％、80％、70％、60％、40％、30％、20％、10％，而从第二端222延伸的第二端部220可以包含ipb200长度的剩余10％、20％、30％、60％、70％、80％、90％。
90.在一些实施方式中，平衡主体300设置在ipb200的第一端部210上，并配置为相对于ipb200移动。平衡主体300可以互换地称为尾部300。后关节bk,350可以将平衡主体300可旋转地联接到ipb200的第一端部210，以允许平衡主体300相对于ipb200旋转。在所示的示例中，后关节bk,350支撑平衡主体300，以允许平衡主体300绕垂直于机器人100的重力竖直轴vg和前后轴(x轴)延伸的横轴(y轴)移动/俯仰。前后轴(x轴)可以表示机器人100的当前行进方向。
91.参考图1b，平衡主体300具有从后关节bk,350延伸的纵向轴线l
cbb
，并且配置为在后关节bk,350处枢转，以相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰(相对于图1b所示的视图在顺时针和逆时针方向上)。因此，后关节bk,350可被称为俯仰关节。机器人100的姿态p可以至少部分地由平衡主体300相对于竖直重力轴vg的旋转角度θ
cbb
来限定。此外，平衡主体300可以基于平衡主体300相对于竖直重力轴vg的旋转角度θ
cbb
在后关节bk,350处产生/施加力矩m
cbb
(旋转力)。因此，平衡主体300相对于ipb200的移动通过相对于竖直重力轴vg移动机器人100的cm来改变机器人100的姿态p。旋转致动器352(例如尾部致动器)可以定位在后关节bk,350处或附近，用于控制平衡主体300(例如尾部)绕横轴(y轴)的移动。旋转致动器352可以包括电动马达、电动液压伺服、压电致动器、螺线管致动器、气动致动器或适于精确实现平衡主体300相对于ipb200的移动的其他致动器技术。
92.平衡主体300相对于ipb200的旋转移动改变了机器人100的姿态p，用于平衡和保持机器人100处于直立位置。例如，类似于常规倒立摆飞轮中的飞轮的旋转，平衡主体300相对于重力竖直轴vg的旋转在后关节bk,350处产生/施加力矩m
cbb
，以改变机器人100的姿态p。通过相对于ipb200移动平衡主体300以改变机器人100的姿态p，机器人100的cm相对于重力竖直轴vg移动，以在机器人100移动和/或承载负载的情况下平衡并保持机器人100处于直立位置。然而，与具有居中于力矩点处的质量的常规倒立摆飞轮中的飞轮部分相比，平衡主体300包括与在后关节bk,350处施加的力矩m
cbb
偏移的相应质量。在一些配置中，可以使
用设置在后关节bk,350处的陀螺仪来代替平衡主体300旋转并施加力矩m
cbb
(旋转力)，以平衡和保持机器人100处于直立位置。
93.参照图1c，平衡主体300可以顺时针和逆时针方向(例如相对于图1c所示的视图在“俯仰方向”上绕y轴)绕后关节bk,350旋转(例如俯仰)，以产生振荡(例如摇摆)移动。例如，平衡主体300可以绕横轴(y轴)在第一方向上(例如逆时针方向)从与相对于竖直重力轴vg具有第一旋转角度θ
cbb1
的纵向轴线l
cbb1
相关的第一位置(实线)移动/俯仰至与相对于竖直重力轴vg具有第二旋转角度θ
cbb2
的纵向轴线l
cbb2
相关的第二位置(虚线)。平衡主体300相对于ipb200从第一位置到第二位置的移动导致机器人100的重心向地面12移位和降低。
94.平衡主体300还可以在相反的第二方向(例如顺时针方向)上绕横轴(y轴)从第二位置(虚线)移动/俯仰回到第一位置或第一位置之前或之后的另一位置。平衡主体300相对于ipb200在远离第二位置(虚线)的第二方向上的移动导致机器人100的cm远离地面12移位和升高。因此，增加平衡主体300相对于竖直重力轴vg的旋转角度θ
cbb
可导致机器人100的cm朝向地面12降低，而减少平衡主体300相对于竖直重力轴vg的旋转角度θ
cbb
可导致机器人100的cm远离地面12升高和/或相对于驱动轮500和地面12之间的接触点向前或向后移位。在一些示例中，平衡主体300的纵向轴线l
cbb
与竖直重力轴vg重合。平衡主体300可以在第一和第二方向的移动之间振荡，以产生摇摆移动。当相对于ipb200移动时，平衡主体300的旋转速度可以恒定或变化(加速或减速)，这取决于为了动态平衡机器人100需要多快地改变机器人100的姿态p。
95.图1c的平衡主体300的与l
cbb1
相关的第一位置(实线)和与l
cbb1
相关的第二位置(虚线)仅被描绘为示例性位置，并且不旨在表示平衡主体300相对于ipb200的完整运动范围。例如，在其他示例中，平衡主体300可以在第一方向(例如逆时针方向)上绕横轴(y轴)移动/俯仰至旋转角度θ
cbb
大于与第二位置(虚线)相关的第二旋转角度θ
cbb2
的位置和/或在第二方向(例如顺时针方向)上至旋转角度θ
cbb
小于与第一位置(实线)相关的第一旋转角度θ
cbb1
的位置。此外，平衡主体300可以在图1c所示的第一位置(实线)和第二位置(虚线)之间的任何位置相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。
96.返回参考图1a和1b，至少一个腿400包括右腿400a和左腿400b。右腿400a包括可旋转地联接到ipb200的第二端部220的相应第一端410、410a和可旋转地联接到相应右驱动轮500、500a的相应第二端420、420a。右髋关节412可以将右腿400a的第一端410a可旋转地联接到ipb200的第二端部220，以允许右腿400a的至少一部分相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。与髋关节412相关的腿致动器413可导致右腿400a的上部401、401a相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。在一些配置中，右腿400a包括相应的上部401、401a和相应的下部402、402a。上部401a可从第一端410a处的髋关节412延伸至相应的膝关节414，下部402a可从膝关节414延伸至第二端420a。
97.右腿400a可以包括相应的右踝关节422、422a，其配置成将右驱动轮500a可旋转地联接到右腿400a的第二端420a。这里，右踝关节422a可以与轮轴相关，轮轴联接成与右驱动轮500a共同旋转并且基本平行于横轴(y轴)延伸。右驱动轮500a可以包括相应的扭矩致动器(驱动马达)510、510a，其配置成施加相应的轴扭矩ta(图1b)，用于绕踝关节422a旋转右驱动轮500a，以沿着前后轴(x轴)在地面12上移动右驱动轮500a。例如，轴扭矩ta可以使右驱动轮500a在第一方向上旋转，以沿着前后轴(x轴)向前移动机器人100，和/或使右驱动轮
500a在相反的第二方向上旋转，以沿着前后轴(x轴)向后移动机器人100。
98.左腿400b类似地包括可旋转地联接到ipb200的第二部220的相应第一端410、410b和可旋转地联接到相应左驱动轮500、500b的相应第二端420、420b。相应的髋关节412可以将左腿400b的第一端410b可旋转地联接到ipb200的第二端部220，以允许左腿400b的至少一部分相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。与左髋关节412相关的相应腿致动器413可使左腿400b的相应上部401、401b相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。如同右腿400a一样，左腿400b可以包括相应的上部401、401b和相应的下部402、402b。上部401b可从第一端410b处的髋关节412延伸至相应的膝关节414，下部402b可从膝关节414延伸至第二端420b。
99.左腿400b可以包括相应的左踝关节422、422b，其配置成将左驱动轮500b可旋转地联接到左腿400b的第二端420b。这里，左踝关节422b可以与轮轴相关，轮轴联接成与左驱动轮500b共同旋转并且基本平行于横轴(y轴)延伸。与右驱动轮500a一样，左驱动轮500b可以包括相应的扭矩致动器(例如驱动马达)510b，其配置为施加相应的轴扭矩ta，用于绕踝关节422b旋转左驱动轮500b，以沿着前后轴(x轴)在地面12上移动左驱动轮500b。例如，轴扭矩ta可以使左驱动轮500b在第一方向上旋转，以沿着前后轴(x轴)向前移动机器人100，和/或使左驱动轮500b在相反的第二方向上旋转，以沿着前后轴(x轴)向后移动机器人100。
100.施加到每个驱动轮500a、500b的相应轴扭矩ta可以变化，以操纵机器人100穿过地面12。例如，施加到右驱动轮500a的轴扭矩t
ar
大于施加到左驱动轮500b的轴扭矩t
al
可使机器人100向左转动，而施加到左驱动轮500b比施加到右驱动轮500a更大的轴扭矩ta可使机器人100向右转动。类似地，向每个驱动轮500a、500b施加基本相同大小的轴扭矩ta可使机器人100在向前或向后方向上基本直地穿过地面12。施加到每个驱动轮500a、500b的轴扭矩ta的大小也控制机器人100沿着前后轴(x轴)的速度。可选地，驱动轮500a、500b可以沿相反的方向旋转，以允许机器人100通过在地面12上旋转来改变方向。因此，每个轴扭矩ta可以独立于施加到另一驱动轮500的轴扭矩ta(如果有的话)而施加到相应的驱动轮500。
101.图1b示出了右踝关节422a(例如轮轴)，其将右驱动轮500a可旋转地联接到右腿400a的第二端420a并施加轴力fa。左踝关节422b类似地施加相应的轴力fa(未示出)。轴力fa可以帮助调节机器人100的姿态p和/或被控制用于平衡机器人100。基于沿前后轴(x轴)施加在相应踝关节422上的水平力f
x
的大小、沿竖直轴(z轴)施加在相应踝关节422上的竖直力fz的大小以及由相应扭矩致动器510施加到相应轮500的轴扭矩ta的大小来产生轴力fa。
102.在一些实施方式中，每个腿400具有在相应腿400的第一端410和第二端420之间延伸的可变长度。例如，每个腿400的下部402可以相对于相应的上部401绕膝关节414旋转，以使腿400能够缩回和扩张。参考图1b，下部402绕膝关节414相对于上部401沿逆时针方向的旋转可使腿400缩回。同时，上部401可以顺时针方向相对于ipb200绕髋关节412旋转，以使腿400缩回。类似地，下部402绕膝关节414相对于上部401沿顺时针方向的旋转和/或上部401绕髋关节412相对于ipb200沿逆时针方向的旋转可使腿400扩张。如本文所用，缩回腿400的长度可使相应腿400相对于地面12的高度减小，而扩张腿400的长度可使相应腿400相对于地面12的高度增加。在一些示例中，腿400的高度被定义为支撑机器人100的地面12(或相应踝关节422)和相应膝关节414之间沿着竖直轴(z轴)的距离。在其他示例中，腿400的高度被定义为在地面12(或相应踝关节422)和将腿400的相应第一端410可旋转地联接到ipb200的第二端部220的相应髋关节412之间沿着竖直轴(z轴)的距离。
103.在一些实施方式中，缩回两个腿400的长度使机器人100的总高度降低，而扩张两个腿400的长度使机器人100的总高度增加。例如，机器人100可能需要降低，例如蹲下，以清除障碍物，例如但不限于门口、屋檐、灯具或天花板。还可能希望降低机器人100以向下移位cm，从而在某些情况下增加稳定性。另一方面，可能需要增加机器人100的总高度以到达架子上的目标物体或放置其。改变机器人100的高度同时改变姿态p，并且可能导致机器人100的cn的实质性移位，这需要致动平衡主体300相对于ipb200移动以保持机器人100的平衡。当机器人100沿着地面12行进时，腿400的高度可被动态地控制到目标高度，以帮助转弯操纵。例如，彼此独立地动态调节每个腿400的高度可以允许机器人100倾斜和斜行转弯，从而增强机器人100在穿越地面12时的可操纵性。
104.回到图1a，每个腿400的长度的缩回和扩张可以通过靠近髋关节412的相应致动器415、靠近髋关节412和膝关节414设置的一对滑轮(未示出)以及同步滑轮旋转的同步带(未示出)来控制。每个腿可以包括线性致动器或旋转致动器。这里，与每个腿相关的致动器可以相对于ipb200旋转相应的上部401，并且通过使相应的下部402相对于上部401沿顺时针方向(相对于图1a的视图)绕膝关节414旋转来在一个方向上驱动带417以棱柱形地延伸/扩展腿400的长度。另一方面，与每个腿相关的致动器可以相对于ipb200旋转相应的上部401，并且通过使相应的下部402相对于上部401沿逆时针方向(相对于图1a的视图)绕膝关节414旋转来在相反的方向上驱动带417以棱柱形地缩回腿400的长度。带417可以包括沿着每个腿400的上部402延伸的连续环，或者可以包括各自连接到相应一个滑轮的末端。致动器415可以包括滚珠丝杠型致动器。在一些示例中，致动器415和带417采用2:1带联接，使得下部402相对于上部401绕膝关节414以上部401绕髋关节415的旋转角度的两倍旋转，从而使腿400的第二端420在等同于线性轨道的直线上移动。可选地，代替双连杆腿(例如上部401和下部402)，至少一个腿400可以包括单个连杆，其棱柱形地线性延伸/缩回，使得腿400的第二端420棱柱形地沿着线性轨道远离/朝向ipb200移动。因此，至少一个腿400包括棱柱形腿，其具有棱柱形地联接到ipb200的第二端部220的第一端410，并且配置为通过致动器415的致动来提供棱柱形延伸/缩回，以在相应的第一或第二方向上旋转带417。在其他配置中，膝关节414可以采用相应的旋转致动器来相对于上部401旋转下部402，代替由设置在髋关节412处或附近的带驱动致动器415驱动的带417。
105.在一些实施方式中，机器人100还包括一个或多个附件，例如设置在ipb200上并配置为相对于ipb200移动的铰接臂600。铰接臂600可以具有五个自由度。此外，铰接臂600可互换地称为操纵器臂、操纵器头或简单地称为附件。虽然图1a-1e示出了设置在ipb200的第二端部220上的铰接臂600，但在其他配置中，铰接臂600可以设置在ipb200的第一端部210上。铰接臂600在近侧第一端610和远侧第二端620之间延伸。参考图1b，第一端610在第一铰接臂关节j
0 650处连接到ipb200。第一铰接臂关节j
0 650可以设置在左和右髋关节412之间，以使铰接臂600在ipb200的左侧和右侧之间居中。在一些示例中，第一铰接臂关节j
0 650将铰接臂600的近侧第一端610可旋转地联接到ipb200，以使操纵器臂600能够相对于ipb200旋转。例如，铰接臂600可以相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。旋转致动器652(例如操纵器头致动器)可以定位在第一铰接臂关节j
0 650处或附近，用于绕横轴(y轴)旋转铰接臂600(例如操纵器头)。旋转致动器652可包括电动马达、电动液压伺服、压电致动器、螺线管致动器、气动致动器或适于精确实现铰接臂600移动的其他致动器技术。
106.在一些情况下，铰接臂600在第一铰接臂关节j
0 650处相对于ipb200沿重力方向(例如相对于图1b的视图沿顺时针方向)绕横轴(y轴)旋转，以降低机器人100的cm。机器人100可以在执行转弯操纵时降低cm更靠近地面。平衡主体300还可以同时在重力方向上(例如相对于图1b的视图在逆时针方向上)相对于ipb200绕横轴(y轴)旋转，以帮助降低机器人100的cm。这里，铰接臂600和平衡主体300可以抵消机器人100的cm沿着前后轴(x轴)在向前或向后方向上的任何移位，同时仍实现机器人100的cm向下移位更靠近地面12。
107.末端执行器700可以设置在操纵器臂600的远侧第二端620。末端执行器700可以包括一个或多个致动器702(夹具)，其可以配置为抓握和操纵目标物体。另外或可替代地，末端执行器700可以采用真空装置和/或一个或多个吸盘704(图1a)，吸盘704配置为当末端执行器700定位在目标物体上时施加吸力以抓握和保持目标物体。图1b示出了施加相应末端执行器力f
ee
的末端执行器700。操纵器臂600和/或末端执行器700可以包括用于识别与机器人100相关的物体的感知传感器。
108.铰接臂600可以包括两个或更多个部分。在图1a-1c所示的示例中，铰接臂600包括第一部601、第二部602和第三部603。第一部601可以在经由第一铰接臂关节j
0 650连接到ipb200的近侧第一端610和第二铰接臂关节j
1 660之间延伸。第二部602可以在第二铰接臂关节j
1 660和第三铰接臂关节j
2 670之间延伸。第三部603可以在第三铰接臂关节j
2 670和连接到末端执行器700的铰接臂600的远侧第二端620之间延伸。如同第一铰接臂关节j
0 650一样，第二和第三铰接臂关节j
1 660、j
2 670可以各自与配置为相对于彼此和相对于ipb200移动每个部602、603的相应致动器662、672相关。例如，与第一铰接臂关节j
0 650相关的旋转致动器652可使铰接臂600的第一部601相对于ipb200绕横轴(y轴)移动/俯仰。当铰接臂600的第二和第三部602、603通过第二和第三铰接臂关节j
1 660、j
2 670连接到第一部601时，第一部601在第一铰接臂关节j
0 650处绕横轴(y轴)的旋转也可使第二和第三部602、603相对于ipb200同时移动。
109.类似地，与第二铰接臂关节j
1 660相关的旋转致动器662可导致铰接臂600的第二部602相对于ipb200和铰接臂600的第一部601绕横轴(y轴)移动/俯仰。此外，与第三铰接臂关节j
2 670相关的旋转致动器672可导致铰接臂600的第三部603相对于ipb200以及铰接臂600的第一和第二部601、602绕横轴(y轴)移动/俯仰。致动器652、662、672可以彼此独立地被控制，以单独或协同移动相应部601、602、603，用于将末端执行器700定位在目标物体上和/或改变机器人100的姿态p。
110.在一些配置中，平衡主体300对应于设置在ipb200的第一端部210上的第一平衡主体300，铰接臂600对应于设置在ipb200的第二端部210上的第二平衡主体600。类似于上面讨论的第一平衡主体300，铰接臂600可以配置为相对于ipb200移动，用于通过相对于竖直重力轴vg移动机器人100的cm来改变机器人100的姿态p。例如，基于铰接臂600相对于竖直重力轴vg的旋转角度，铰接臂600可以在第一铰接臂关节j0处产生/施加力矩m
aa
(旋转力)(图1b)。因此，铰接臂600可以相对于ipb200移动，以通过相对于竖直重力轴vg移动机器人100的cm来改变机器人100的姿态p。在一些配置中，陀螺仪可以设置在第一铰接臂关节j0处，以施加力矩m
aa
(旋转力)，用于保持机器人100在直立位置的平衡。
111.参考图1d和1e，在一些实施方式中，机器人100包括左和右附件(例如两个铰接臂)600a、600b，每个设置在ipb200上并配置为相对于ipb200移动。附件600a、600b可以设置在
ipb200的第一端部210或ipb200的第二端部220。与单个铰接臂600一样，每个附件600a、600b在相应的近侧第一端610和相应的远侧第二端620之间延伸，并且第一端610在相应的第一铰接臂关节j
0 650处连接到ipb200。这里，每个第一铰接臂关节j
0 650可以设置在ipb200的相对侧。每个附件600a、600b还可以包括由相应的铰接臂关节j
1 660、j
2 670连接的一个或多个相应部601、602、603，如上面参考图1a-1c的单个铰接臂600所讨论。因此，每个附件600a、600b可被控制成以与单个铰接臂600基本相同的方式操作。
112.图1d示出了附件600a、600b，每个具有相应的第一和第二部601、602，它们基本相互平行并远离ipb200延伸，而相应的第三部603基本垂直于第一和第二部601、602延伸，以将相应的远侧第二端620向下指向地面12。这里，附件600a、600b的位置可以对准末端执行器700和相关的致动器702，以抓住和承载物体。附件600a、600b也可以指向下方，如图1d所示，用于调节绕竖直z轴的转动惯量，以辅助转弯操纵。图1e示出了附件600a、600b从ipb200完全向外延伸/展开，其中每个附件600a、600b具有基本彼此对准并基本平行于地面12延伸的相应部601、602、603。在一些示例中，机器人100可以完全延伸附件600a、600b中的一个或两个，如图1e所示，用于调节绕竖直z轴的转动惯量。
113.返回参考图1c，机器人100包括控制系统10，其配置为监测和控制机器人100的操作。在一些实施方式中，机器人100配置为自主和/或半自主操作。然而，用户也可以通过向机器人100提供命令/指示来操作机器人。在所示的示例中，控制系统10包括控制器102(例如数据处理硬件)、存储器硬件104、惯性测量单元106、致动器108、一个或多个传感器110以及一个或多个电源112。控制系统10不限于所示的部件，并且可以包括更多或更少的部件，而不脱离本公开的范围。这些部件可以通过无线或有线连接进行通信，并且可以分布在机器人100的多个位置。在一些配置中，控制系统10与远程计算设备和/或用户交接。例如，控制系统10可以包括用于与机器人100通信的各种部件，例如操纵杆、按钮、有线通信端口和/或无线通信端口，用于从远程计算设备和/或用户接收输入，并向远程计算设备和/或用户提供反馈。
114.控制器102对应于可以包括一个或多个通用处理器、数字信号处理器和/或专用集成电路(asic)的数据处理硬件。在一些实施方式中，控制器102是专用的嵌入式设备，其配置为与机器人100的一个或多个子系统一起执行特定操作。存储器硬件104与控制器102通信，并且可以包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，例如易失性和/或非易失性存储部件。例如，存储器硬件104可以与彼此通信的一个或多个物理设备相关，并且可以包括光、磁、有机或其他类型的存储器或存储装置。存储器硬件104尤其配置为存储指令(例如计算机可读程序指令)，其在由控制器102执行时使控制器执行许多操作，例如但不限于改变机器人100的姿态p以保持平衡、操纵机器人100穿过地面12、运输物体和/或执行由坐到站例程。控制器102可以直接或间接地与惯性测量单元106、致动器108、传感器110和电源112相互作用，用于监测和控制机器人100的操作。
115.惯性测量单元106配置成测量指示导致机器人100的姿态改变的机器人100移动的惯性测量。由惯性测量单元106测量的惯性测量可以指示机器人100的cm相对于竖直重力轴vg的平移或移位。cm的平移或移位可以沿着前后轴(x轴)、横轴(y轴)或纵轴(z轴)中的一个或多个发生。例如，惯性测量单元106可以使用初始姿态p作为惯性参考系来检测和测量机器人100的加速度、倾斜、侧倾、俯仰、旋转或偏航作为惯性测量。为了检测和测量，惯性测量
单元106可以包括三轴加速度计、三轴磁力计或三轴陀螺仪中的至少一个。三轴加速度计包括感测机器人100在沿着直线或轴的姿态之间的移动的电路，比如惯性测量单元106的位置和定向。在一些示例中，加速度计可以使用质量弹簧系统或振动系统，其配置为确定与质量弹簧系统中的质量位移或与振动系统中的振动相关的应力相对应的加速度。惯性测量单元106还可以包括陀螺仪，例如三轴陀螺仪，以测量绕限定轴的旋转速率。陀螺仪配置成感测惯性测量单元106的旋转，使得感测的旋转是输出到控制器102的惯性测量的一部分。控制器102接收惯性测量单元106的惯性测量，并确定机器人100的cm相对于竖直重力轴vg的移位。因此，当机器人100随着陀螺仪移动时，陀螺仪感测机器人100的旋转。惯性测量单元106可以包括三轴加速度计、三轴磁力计或三轴陀螺仪中的一个以上，以提高惯性测量单元106的精度。在一些示例中，惯性测量单元106产生特定力和角速率的三维测量。惯性测量单元106还可以包括微处理器。
116.控制器102配置成处理与惯性测量单元106、致动器108和用于操作机器人100的传感器110相关的数据。控制器102从设置在机器人100上的惯性测量单元106(例如通过有线或无线连接)接收惯性测量，并指示致动至少一个致动器108以改变机器人100的姿态p，从而相对于竖直重力轴vg移动机器人100的cm。在一些示例中，控制器102识别姿态p之间的惯性测量的变化，并通过平衡主体300或铰接臂600中的至少一个来定义移动，以通过相对于竖直重力轴vg移动cm来保持机器人100的平衡。
117.致动器108可以包括连接到尾部300(例如平衡主体)的尾部致动器352、每个连接到相应腿400的腿致动器413、每个联接到相应腿400的相应驱动轮500的驱动马达510以及连接到操纵器头600(例如铰接臂)的操纵器头致动器652。尾部致动器352配置为相对于躯干200移动尾部300。例如，控制器102可以指示尾部致动器352的致动，以相对于躯干200绕横轴(y轴)移动/俯仰尾部300。操纵器头致动器652配置为相对于躯干200移动操纵器头600。例如，控制器102可以指示操纵器头致动器652的致动，以相对于躯干200绕横轴(y轴)移动/俯仰操纵器头600。在一些示例中，控制器102致动操纵器头致动器652以操作作为第二平衡主体的操纵器头600，用于通过相对于竖直重力轴vg移动机器人100的cm来改变机器人100的姿态p。另外或可替代地，控制器102可以指示对应于第二铰接臂关节(例如第二操纵器头关节)j
1 660的致动器662或对应于第三铰接臂关节(例如第三操纵器头关节)j
2 670的致动器662中的至少一个的致动，用于相对于彼此和相对于躯干200移动操纵器头的各个部601、602、603中的至少一个。
118.每个腿致动器413(设置在相应的髋关节412处或附近)配置为相对于躯干200旋转相应腿400的上部401。例如，控制器102可以指示与右髋关节412相关的腿致动器413或致动器415的致动，以使棱柱形右腿400a的上部401相对于尾部200绕横轴(y轴)移动/俯仰。类似地，控制器102可以指示与左髋关节412相关的腿致动器413的致动，以使左腿400b相对于尾部200绕横轴(y轴)移动/俯仰。在一些实施方式中，致动器108还包括带驱动致动器415，其配置成当被控制器102致动时驱动相应的带417。例如，控制器102可以通过使棱柱形腿400的下部402相对于相应的上部401绕相应的膝关节414旋转来指示带驱动致动器415在第一/第二方向上的致动，以棱柱形地延伸或缩回相应棱柱形腿400的长度。在一些配置中，替代带驱动致动器415，致动器设置在相应的膝关节414处，用于相对于上部401移动腿400的下部402。
119.每个驱动马达510配置成施加相应的轴扭矩(图1b)，用于绕相应的踝关节422旋转相应的驱动轮500，以沿着前后轴(x轴)在地面12上移动驱动轮500。例如，轴扭矩ta可以使驱动轮500在第一方向上旋转以沿着前后轴线(x轴)向前移动机器人100，和/或使驱动轮500在相反的第二方向上旋转以沿着前后轴(x轴)向后移动机器人100。控制器102可以经由相应的轴扭矩命令t
a_cmd
来指示每个驱动马达510的致动，该轴扭矩命令t
a_cmd
为驱动马达510指定轴扭矩ta的大小和方向，以应用于在向前或向后方向上旋转相应的驱动轮500。基于从惯性测量单元106接收的惯性测量，控制器102可以向至少一个驱动马达510提供相应的轴扭矩命令t
a_cmd
，以指示驱动马达510施加相应的轴扭矩ta，从而控制倾斜以保持或恢复机器人100的平衡。
120.控制系统10的传感器110可以包括但不限于以下中的一个或多个：力传感器、扭矩传感器、速度传感器、加速度传感器、位置传感器(线性和/或旋转位置传感器)、移动传感器、位置传感器、负载传感器、温度传感器、触摸传感器、深度传感器、超声波测距传感器、红外传感器、物体传感器和/或相机。传感器110可以设置在机器人100上于不同位置，例如躯干200、尾部300、至少一个腿400、驱动轮500、铰接臂600和/或末端执行器700。传感器110配置为向控制器102提供相应的传感器数据，用于监测和控制机器人100在环境内的操作。在一些示例中，控制器102配置成从与机器人100物理分离的传感器接收传感器数据。例如，控制器102可以从设置在机器人100配置为定位并运输到新位置的目标物体上的接近传感器接收传感器数据。
121.来自传感器110的传感器数据可以允许控制器102评估用于操纵机器人100、改变机器人100的姿态p和/或致动各种致动器108的条件，致动器108用于移动/旋转机械部件，比如平衡主体300、至少一个腿400、可旋转地联接到至少一个腿400的驱动轮500、铰接臂600和末端执行器700。在一些示例中，传感器数据包括背关节bk,350、髋关节412和/或铰接臂关节j
0 650、j
1 660、j
2 670的旋转位置，用于指示平衡主体300、至少一个腿400、铰接臂600或末端执行器700中的至少一个的状态。在一些示例中，机器人系统10采用一个或多个力传感器来测量致动器上的负载，该致动器移动平衡主体300、至少一个腿400、可旋转地联接到至少一个腿400的驱动轮500、铰接臂600或末端执行器700。传感器110还可以包括位置传感器，以感测平衡主体300、至少一个腿400、可旋转地联接到至少一个腿400的驱动轮500、铰接臂600或末端执行器700的延伸、缩回和/或旋转状态。
122.其他传感器110可以捕获对应于环境地形和/或附近物体/障碍物的传感器数据，以帮助环境识别和导航。例如，一些传感器110可以包括radar(例如用于远距离物体检测、距离确定和/或速度确定)、lidar(例如用于近距离物体检测、距离确定和/或速度确定)、(例如用于运动捕捉)、一个或多个成像(例如用于3d视觉的立体相机)、感知传感器、全球定位系统(gps)设备和/或用于捕捉机器人系统100正在其中操作的环境的信息的其他传感器。
123.在一些实施方式中，控制系统10包括配置为给机器人100的各种部件供电的一个或多个电源112。机器人100采用的电源112可以包括但不限于液压系统、电气系统、能量存储装置(例如电池)和/或气动装置。例如，一个或多个能量存储装置可以向机器人100的各种部件(例如致动器108)供电。驱动马达510可以包括从一个或多个能量存储装置接收电力的电动马达。在一些示例中，平衡主体300限定用于储存和保持能量储存装置的隔室。能量
存储装置可以通过有线连接或无线(例如感应)连接到外部电源来充电。能量存储装置也可以使用太阳能充电(例如通过设置在机器人100上的太阳能面板产生)。在一些示例中，能量存储装置是可移除的，使得耗尽的能量存储装置可被充满电的能量存储装置替换。也可以使用汽油发动机。液压系统可以采用液压马达和液压缸来传输加压流体，以操作机器人100的各种部件。
124.参考图2，在一些实施方式中，机器人100b包括倒立摆主体(ipb)200、设置在ipb200上的平衡主体300、具有第一端410和第二端420的至少一个腿400以及可旋转地联接到至少一个腿400的第二端420的驱动轮500。考虑到与机器人100a相关的部件相对于机器人100b在结构和功能上的基本相似性，在附图之后和附图中使用相似的附图标记来标识相似的部件。
125.与图1a-1e的机器人100a一样，机器人100b具有沿着重力方向垂直于地面12的竖直重力轴vg和作为机器人100具有质量零和分布的点的质心cm。机器人100还具有基于相对于竖直重力轴vg的cm的姿态p，以定义机器人100采取的特定姿势或站姿。机器人100的姿势可以由空间中物体的定向或角度位置来定义。
126.ipb200包括第一端部210和第二端部220。尽管图1a-1e的机器人100a的平衡主体300设置在ipb200的第一端部210上，但图2的机器人100b的平衡主体300设置在ipb200的第二端部220上。以类似于机器人100a的平衡主体300的方式，机器人100b的平衡主体300可以绕垂直于重力竖直轴vg延伸的横轴(y轴)和机器人100的前后轴(x轴)俯仰，用于改变机器人100b的姿态p。例如，平衡主体300可以相对于重力竖直轴vg在第一方向上俯仰，用于将机器人100b的cm移向地面12，并且在相反的第二方向上俯仰，用于将机器人100b的cm移离地面12。因此，平衡主体300相对于ipb200的旋转移动可以用于平衡和保持机器人100b处于直立位置。
127.机器人100b的至少一个腿400可以包括可变长度的左和右腿400a、400b，每个包括可旋转地/棱柱形地联接到ipb200的第二端部220的相应第一端410和可旋转地联接到相应右驱动轮500a、500b的相应第二端420。以类似于机器人100a的方式，机器人100b可以采用各种致动器来改变腿400a、400b的长度。例如，腿400a、400b中的至少一个的长度/高度可以改变，以将驱动轮500a、500b倾斜到转弯方向，从而辅助转弯操纵。
128.继续参考图2，机器人100b还包括设置在ipb200上并配置为相对于ipb200移动的铰接臂600。铰接臂600可以具有五个自由度。与具有设置在ipb200的第二端部220上的铰接臂600的图1a-1e的机器人100a相比，机器人100b包括设置在ipb200的第一端部210上的铰接臂600。铰接臂600在可旋转地联接到ipb200的近侧第一端610和远侧第二端620之间延伸。在所示的示例中，铰接臂600包括两个部601、602，其可相对于彼此以及ipb200旋转；然而，铰接臂600可以包括更多或更少的部分，而不脱离本公开的范围。末端执行器700可以联接到铰接臂600的远侧第二端620，并且可以包括用于抓握/抓取物体的一个或多个致动器702。末端执行器700可以可选地包括一个或多个吸盘704，其配置为在末端执行器700和目标物体之间提供真空密封，以允许铰接臂600承载目标物体。
129.铰接臂600可以相对于ipb200绕横轴(y轴)俯仰。例如，铰接臂可以在重力方向上相对于ipb200绕横轴(y轴)旋转，以在执行转弯操纵时降低机器人100的cm。平衡主体300也可以同时在重力方向上相对于ipb200绕横轴(y轴)旋转，以帮助降低机器人100b的cm。这
里，铰接臂600和平衡主体300可以抵消机器人100b的cm沿着前后轴(x轴)在向前或向后方向上的任何移位，同时仍实现机器人100b的cm向下移位更靠近地面12。
130.参考图3，在一些实施方式中，机器人100c包括倒立摆主体(ipb)200、设置在ipb200上的平衡主体300、具有第一端410和第二端420的至少一个腿400以及可旋转地联接到至少一个腿400的第二端420的驱动轮500。考虑到与机器人100a相关的部件相对于机器人100b在结构和功能上的基本相似性，在附图之后和附图中使用相似的附图标记来标识相似的部件。
131.与图1a-1e的机器人100a一样，机器人100c具有沿着重力方向垂直于地面12的竖直重力轴vg和作为机器人100具有质量零和分布的点的质心cm。机器人100还具有基于相对于竖直重力轴vg的cm的姿态p，以定义机器人100c采取的特定姿势或站姿。机器人100的姿势可以由空间中物体的定向或角度位置来定义。
132.ipb200包括第一端部210和第二端部220。尽管图1a-1e的机器人100a的平衡主体300设置在ipb200的第一端部210上，但图3的机器人100c的平衡主体300设置在ipb200的第二端部220上。以类似于机器人100a的平衡主体300的方式，机器人100b的平衡主体300可以绕垂直于重力竖直轴vg延伸的横轴(y轴)和机器人100c的前后轴(x轴)俯仰，用于改变机器人100c的姿态p。例如，平衡主体300可以相对于重力竖直轴vg在第一方向上俯仰，用于将机器人100b的cm移向地面12，并且在相反的第二方向上俯仰，用于将机器人100c的cm移离地面12。因此，平衡主体300相对于ipb200的旋转移动可以用于平衡和保持机器人100c处于直立位置。
133.机器人100c的至少一个腿400可以包括可变长度的左和右腿400a、400b，每个包括可旋转地联接到ipb200的第二端部220的相应第一端410和可旋转地联接到相应右驱动轮500a、500b的相应第二端420。以类似于机器人100a的方式，机器人100c可以采用各种致动器来改变腿400a、400b的长度。例如，腿400a、400b中的至少一个的长度/高度可以改变，以将驱动轮500a、500b倾斜到转弯方向，从而辅助转弯操纵。
134.继续参考图3，机器人100c还包括设置在ipb200上并配置为相对于ipb200移动的铰接臂600。铰接臂600可以具有五个自由度。与具有设置在ipb200的第二端部220上的铰接臂600的图1a-1e的机器人100c相比，机器人100b包括设置在ipb200的第一端部210上的铰接臂600。铰接臂600在可旋转地联接到ipb200的近侧第一端610和远侧第二端620之间延伸。在所示的示例中，铰接臂600包括两个部601、602，其可相对于彼此以及ipb200旋转；然而，铰接臂600可以包括更多或更少的部分，而不脱离本公开的范围。末端执行器700可以联接到铰接臂600的远侧第二端620，并且可以包括用于抓握/抓取物体的一个或多个致动器702。末端执行器700可以可选地包括一个或多个吸盘704，其配置为在末端执行器700和目标物体之间提供真空密封，以允许铰接臂600承载目标物体。
135.铰接臂600可以相对于ipb200绕横轴(y轴)俯仰。例如，铰接臂可以在重力方向上相对于ipb200绕横轴(y轴)旋转，以在执行转弯操纵时降低机器人100c的cm。平衡主体300也可以同时在重力方向上相对于ipb200绕横轴(y轴)旋转，以帮助降低机器人100c的cm。这里，铰接臂600和平衡主体300可以抵消机器人100c的cm沿着前后轴(x轴)在向前或向后方向上的任何移位，同时仍实现机器人100b的cm向下移位更靠近地面12。
136.参考图4，旋转阀组件900接收来自控制器102的命令，以控制通过液压回路1000的
流体流量，用于致动液压致动器1006。旋转阀组件900是非二元阀组件，其可以选择性地布置在多个不同的位置，以便根据需要计量或节流通过液压回路1000的液压流体1012的流量。液压致动器1006可以移动机器人100的一个或多个特征，例如腿400、臂600或平衡主体300。旋转阀组件900包括形成液压回路1000的一部分的旋转阀子组件800。旋转阀子组件800配置为向液压致动器1006提供爆发的高功率(例如峰值关节功率)，以使机器人100能够跳跃、奔跑、提升/承载负载等。
137.参考图5-8，旋转阀子组件800包括设置在套筒804(也参见图19-23)中的阀芯802(也参见图11-18)。图5示出了旋转阀组件800的分解图，其中当阀芯802设置在套筒804中时，阀芯802和套筒804彼此同轴。因此，当阀芯802设置在套筒804内时，由套筒804限定的纵向轴线a
804
与由阀芯802限定的相应纵向轴线a
802
共线。当设置在套筒804中时，阀芯802配置为相对于套筒804绕其与由套筒804限定的纵向轴线a
804
共线的纵向轴线a
802
旋转。套筒804也可以称为“阀体”。图6示出了沿着图5的线6-6截取的旋转阀子组件800的分解剖视图。
138.返回参考图4，液压回路1000包括加压流体源1002、低压流体储存器1004和液压致动器1006。旋转阀组件900将加压流体源1002和低压流体储存器1004流体地连接到液压致动器1006。旋转阀组件900可以是歧管型四通阀。旋转阀组件900可替代地被称为四通液压伺服阀。在一些示例中，旋转阀组件900包括与控制器102连通的电动操作阀，用于控制液压流体1012流至液压致动器1006。例如，旋转阀组件900可以从控制器102接收输入信号，其指示旋转阀组件900引导液压流体1012流至液压致动器1006。
139.参考图4-9，液压致动器1006可以包括活塞1008，其基于阀芯802相对于旋转阀组件900的套筒804绕纵向轴线a
804
的旋转移动在圆柱形主体1010中在第一轴向方向d1和相反的第二轴向方向d2之间线性平移。活塞1008包括头部1018，其将由圆柱形主体1010限定的室1020分成第一子室1020u和第二子室1020
l
。为了在第一轴向方向d1上移动活塞1008，旋转阀组件900引导加压流体1012沿着流体供应管线1014从加压流体源1002流动并经由上流体通道1016u流入第一子室1020u。这里，由第一子室1020u接收的加压流体1012使活塞1008在第一轴向方向d1上移动。相反地，为了在相反的第二轴向方向d2上移动活塞1008，旋转阀组件900引导加压流体1012沿着流体供应管线1014从加压流体源1002流动并经由下流体通道1016
l
进入第二子室1020
l
。
140.套筒804限定与流体供应管线1014流体连通的一个或多个入口端口806，用于接收来自加压流体源1002的加压流体1012流动。套筒804包括内侧壁846(也称为“内侧表面”)，其与阀芯802的外侧壁826(也称为“外侧表面”)配合，以限定旋转阀子组件800的上腔808和下腔810。上腔808设置在套筒804的一个或多个入口端口806和套筒804的上端表面848(图5和6)之间，而下腔810设置在套筒804的一个或多个入口端口806和套筒804的下端表面850(图5和6)之间。上腔808和下腔810彼此流体连通，以共同形成单一腔。套筒804限定在上端表面848和下端表面850之间沿着纵向轴线a
804
延伸的长度。
141.靠近上腔808，套筒804进一步限定至少一个上控制端口812u,814u，其通过上流体通道1016u与第一子室1020u选择性连通。在所示的示例中，套筒804限定彼此周向间隔180度(180
°
)的第一和第二上控制端口812u,814u，例如第一和第二上控制端口812u,814u在直径上相对。在这些示例中，当第一和第二上控制端口812u,814u各自与形成在阀芯802的外侧壁826中的第一和第二上“扇形”凹部838u,840u中的任一个径向对准时，第一和第二上控制端
口812u,814u打开，从而与第一子室1020u流体连通。这里，阀芯802可以相对于套筒804绕纵向轴线a
804
旋转到第一打开位置，使得第一上控制端口812u与第一上扇形凹部838u或第二上扇形凹部840u中的一个径向对准，并且第二上控制端口814u与第一上扇形凹部838u或第二上扇形凹部840u中的另一个径向对准。因此，当阀芯802处于第一打开位置时，通过一个或多个入口端口806接收并进入腔808、810的流体1012被引导通过打开的第一和第二上控制端口812u,814u并进入液压致动器1006的第一子室1020u，以在第一轴向方向d1上移动活塞1008。
142.在一些实施方式中，继续参考图4-9，当阀芯802处于用于在第一轴向方向d1上移动活塞1008的第一打开位置时，活塞头部1018将流体1012排出第二子室1020
l
，用于通过液压回路1000返回到流体储存器1004。这里，第二子室1020
l
与至少一个下控制端口812
l
,814
l
流体连通，下控制端口812
l
,814
l
由靠近下腔810的套筒804限定，以允许液压流体1012离开第二子室1020
l
并沿着下流体通道1016
l
向上游流动。通过由套筒804限定的至少一个下控制端口812
l
,814
l
接收的返回液压流体1012被径向引导通过穿过阀芯802形成的至少一个下返回压力端口816
l
,818
l
并进入由阀芯802限定的轴向室820。轴向室820沿着阀芯802的纵向轴线a
802
延伸。最后，液压流体1012经由轴向室820的轴向出口端口822离开旋转阀子组件800，并且经由将轴向出口端口822流体地连接到流体储存器1004的流体返回管线1022流到低压流体储存器1004。
143.在所示的示例中，套筒804限定第一和第二下控制端口812
l
,814
l
，其与第二子室1020
l
选择性流体连通并且彼此周向间隔180度(180
°
)，例如第一和第二下控制端口812
l
,814
l
在直径上相对。在这些示例中，当第一和第二下控制端口812
l
,814
l
各自与形成在阀芯802的外侧壁826中的第一和第二下“扇形”凹部838
l
,840
l
中的任一个径向对准时，第一和第二上控制端口812u,814u打开，从而与第二子室1020
l
流体连通。这里，阀芯802可以相对于套筒804绕纵向轴线a
804
旋转到第二打开位置，使得第一下控制端口812
l
与第一下扇形凹部838
l
或第二下扇形凹部840
l
中的一个径向对准，并且第二下控制端口814
l
与第一下扇形凹部838
l
或第二下扇形凹部840
l
中的另一个径向对准。在一些实施方式中，阀芯802的第二打开位置偏离阀芯802的第一打开位置90度(90
°
)。在这些实施方式中，第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
彼此周向间隔180度，并且与第一和第二上扇形凹部838u,840u中的每个偏移90度(90
°
)。因此，当阀芯802处于第二打开位置时，通过一个或多个入口端口806接收并进入腔808、810的流体1012被引导通过下控制端口812
l
,814
l
并进入液压致动器1006的第二子室1020
l
，以在第二轴向方向d2上移动活塞1008。
144.在一些实施方式中，继续参考图4-9，当阀芯802处于第二打开位置以在第二轴向方向d2上移动活塞1008时，活塞头部1018将流体1012排出第一子室1020u，以通过液压回路1000返回到流体储存器1004。这里，第一子室1020u与至少一个上控制端口812u,814u流体连通，上控制端口812u,814u由靠近上腔808的套筒804限定，以允许液压流体1012离开第一子室1020u并沿着上流体通道1016u向上游流动。通过由套筒804限定的至少一个上控制端口812u,814u接收的返回液压流体1012被径向引导通过穿过阀芯802形成的至少一个上返回压力端口816u,818u并进入由阀芯802限定的轴向室820。最后，液压流体1012经由轴向室820的轴向出口端口822离开旋转阀子组件800，并且经由流体返回管线1022流到低压流体储存器1004。
145.参考图11-14，阀芯802包括管状主体824，其具有外侧壁826和设置在管状主体824的与外侧壁826相对的一侧上的内侧壁(也称为“内侧表面”)828。阀芯802限定在管状主体824的上端表面830和管状主体824的下端表面832之间沿着纵向轴线a
802
延伸的长度l
802
。如下文更详细描述，外侧壁826的部分826
′
限定多个“扇形”凹部838u,838
l
,840u,840
l
，每个具有凹陷边缘轮廓836。凹陷边缘轮廓836为每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
提供基本“梨”形(也称为“蛤”形)周边。每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
还限定从外侧壁826的外周向内侧壁828径向延伸的深度d
836
。在所示的示例中，限定每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
的外侧壁826的部分826
′
包括恒定深度部分d
836’和非恒定深度部分d
836”。每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
的深度d
836
和提供梨形周边的凹陷边缘轮廓836的组合有利地扩大了旋转阀组件900的孔口面积，以提供用于致动液压致动器1006的更高流速。此外，与扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
相关的这种几何形状赋予阀芯802增加的强度和刚度，同时在由套筒804限定的前述两个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
的孔口面积的各种变化(发生在打开和关闭位置之间)之间提供平滑过渡(即渐进的、非线性的孔口面积-阀芯位置关系)。
146.参考图12-14，阀芯802限定在管状主体824的外侧表面826和内侧表面828之间径向延伸的厚度t
802
。管状主体824的内侧表面828围绕轴向室820。轴向出口端口822穿过下端表面832形成并与轴向室820流体连通。图15和16示出了穿过管状主体824的外侧壁826和内侧壁828形成的每个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
，其具有返回压力端口边缘轮廓834。与阀芯802的每个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
的形状相关的返回压力端口边缘轮廓834延伸穿过阀芯802的厚度t
802
。图16示出了图15的第一上返回压力端口816u的详细视图，其中边缘轮廓814具有宽度w
834
和长度l
834
。宽度w
834
在基本垂直于纵向轴线a
802
的方向上沿着管状主体824的圆周的一部分延伸。长度l
834
在基本平行于纵向轴线a
802
的方向上延伸。
147.每个返回压力端口边缘轮廓834包括第一部834a、第二部834b和在第一部834a和第二部834b之间的中间部834c。中间部834c也可以称为第三部834c。在一些情况下，每个返回压力端口边缘轮廓834关于延伸穿过将长度l
834
一分为二的宽度w
834
的轴线对称。在一些实施方式中，每个返回压力端口边缘轮廓834的第一、第二和中间部834a、834b、834c分别限定返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的约1/16、5/16、5/8。
148.在一些示例中，每个返回压力端口边缘轮廓834的第一部834a包括具有上端、下端和中间区域或峰834a1′
的弓形端段834a1。每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b可以包括：(1)弓形端段834b1；(2)从弓形端段834b1的上端延伸的上对角线性段834b2；(3)从上对角线性段834b2延伸的上中间弓形段834b3；(4)从上中间弓形段延伸的上线性段834b4；(5)从弓形端段834b1的下端延伸的下对角线性段834b5；(6)从下对角线性段834b5延伸的下中间弓形段834b6；以及(7)从下中间弓形段834b6延伸的下线性段834b7。第二部834b的弓形端段834b1还限定中间区域或峰834b1′
。
149.在一些实施方式中，每个返回压力端口边缘轮廓834的中间部834c包括：(1)第一上弓形端段834c1；(2)第二上弓形端段834c2；(3)将第一上弓形端段834c1连接到第二上弓形端段834c2的上中间线性段834c3；(4)第一下弓形端段834c4；(5)第二下弓形端段834c5；以及(6)将第一下弓形端段834c5连接到第二下弓形端段834c6的下中间线性段834c6。中间部834c的第一上弓形端段834c1从每个返回压力端口边缘轮廓834的第一部834a的弓形端
段834a1的上端延伸。中间部834c的第二上弓形端段834c2从每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b的上线性段834b4延伸。中间部834c的第一下弓形端段834c4从每个返回压力端口边缘轮廓834的第一部834a的弓形端段834a1的下端延伸。中间部834c的第二下弓形端段834c5从每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b的下线性段834b7延伸。
150.在一些情况下，当中间部834c从第一部834a延伸时，每个返回压力端口边缘轮廓834的中间部834c的第一上和下弓形端段834c1,834c4限定非恒定增加长度。在一些示例中，中间部834c的上和下中间线性段834c3,834c6彼此平行并限定恒定长度。在一些情况下，当中间部834c远离每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b延伸时，中间部834c的第二上和下弓形端段834c2,834c5各自限定曲率半径和非恒定增加长度。
151.在一些配置中，当第二部834b朝向中间部834c延伸时，至少一个返回压力端口边缘轮廓834的弓形端段834b1、上和下对角线性段834b2,834b5以及上和下中间弓形段834b3,834b6限定非恒定增加长度。在一些示例中，第二部834b的上和下线性段834b4,834b7彼此平行，并且沿着第二部834b限定恒定长度。
152.参考图15和17，阀芯802的管状主体824的外侧表面826的外侧表面部分826
′
每个由凹陷边缘轮廓836界定。参考图15，在一些实施方式中，阀芯802的管状主体824的外侧表面826包括四个凹陷边缘轮廓836，且因此外侧表面826包括四个外侧表面部分826
′
。
153.每个外侧表面部分826
′
限定延伸到阀芯802的外侧表面826中的“扇形”凹部838u,838
l
,840u,840
l
。术语“扇形”凹部可互换地称为“蛤形”凹部。术语“扇形”和“蛤形”可以指凹入非线性弓形圆形的或弯曲的。如图14所示，每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
(与外侧表面部分826相比，其可由具有凹入非线性弓形圆形的或弯曲的外侧表面部分826
′
的凹部限定)部分地延伸到阀芯802中但不完全延伸穿过阀芯802的厚度t
802
。因此，每个凹部838u,838
l
,840u,840
l
呈扇形进入外侧表面826，使得相应的外侧表面部分826’限定单一凹槽，其相对于与外侧表面826共线延伸的纵向线具有凹入轮廓。此外，图17的示例示出具有基本“梨”形(也称为“蛤”形)横截面的每个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
。这里，每个凹陷边缘轮廓835限定长度l
836
和宽度w
836
。宽度w
836
在基本垂直于纵向轴线a
802
的方向上沿着管状主体824的圆周的一部分延伸。长度l
836
在基本平行于纵向轴线a
802
的方向上延伸。
154.每个凹陷边缘轮廓836包括头部836a、主体部836b和将头部836a连接到主体部836b的颈部836c。在一些情况下，每个凹陷边缘轮廓836关于平行于纵向轴线a
802
延伸的轴线对称，以将宽度w
836
一分为二。
155.在一些实施方式中，每个凹陷边缘轮廓836的头部836a由非恒定宽度部和恒定宽度部限定。每个凹陷边缘轮廓836的头部836a的恒定宽度部可以限定等于宽度w
836
的约5/11的最大宽度。头部836a的最大宽度接近并从每个凹陷边缘轮廓836的颈部836c延伸。在一些示例中，头部836a限定凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的约3/10。在一些实施方式中，每个凹陷边缘轮廓836的主体部836b由具有等于宽度w
836
的最大宽度的非恒定宽度限定。在一些示例中，每个凹陷边缘轮廓836的主体部836b限定长度l
836
的约3/5。
156.在一些示例中，每个凹陷边缘轮廓的颈部836c限定等于凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的约5/11的恒定宽度。每个凹陷边缘轮廓836的主体部836b可以限定凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的约1/5。
157.在一些示例中，每个凹陷边缘轮廓836的头部836a包括：(1)线性端段836a1；(2)从
线性端段836a1的第一端延伸的第一上弓形段836a2；(3)从第一上弓形段836a2延伸的第一对角线性段836a3；(4)从第一对角线性段836a3延伸的第一下弓形段836a4；(5)从第一下弓形段836a4延伸的第一线性段836a5；(6)从线性端段836a1的第二端延伸的第二上弓形段836a6；(7)从第二上弓形段836a6延伸的第二对角线性段836a7；(8)从第二对角线性段836a7延伸的第二下弓形段836a8；以及(9)从第二下弓形段836a8延伸的第二线性段836a9。
158.在一些实施方式中，每个凹陷边缘轮廓836的主体部836b包括：(1)线性端段836b1；(2)从线性端段836b1的第一端延伸的第一下弓形段836b2；(3)从第一下弓形段836b2延伸的第一上弓形段836b3；(4)从线性端段836b1的第二端延伸的第二下弓形段836b4；以及(5)从第二下弓形段836b4延伸的第二上弓形段836b5。
159.第一下弓形段836b2在第一拐点836b
′
处限定与第一上弓形段836b3不同的凹度，而第二下弓形段836b4在第二拐点836b
″
处限定与第二上弓形段836b5不同的凹度。第一拐点836b’将第一下弓形段836b2与第一上弓形段836b3分开，第二拐点836b
″
将第二下弓形段836b4与第二上弓形段836b5分开。
160.在所示的示例中，每个凹陷边缘轮廓836的颈部836c包括第一和第二线性段836c1,836c2，每个平行于阀芯802的纵向轴线a
802
延伸。第一线性段836c1在头部836a的第一线性段836a5和主体部836c的第一上弓形段836b3之间延伸，而第二线性段836c2在头部836a的第二线性段836a9和主体部836b的第二上弓形段之间延伸。
161.在一些实施方式中，每个凹陷边缘轮廓836的头部836a限定(在远离线性端段836a1并朝向主体部836b延伸的方向上)沿着以下的非恒定增加宽度：(1)第一上弓形段836a2和第二上弓形段836a6以及(2)第一对角线性段836a3和第二对角线性段836a7。每个凹陷边缘轮廓836的头部836a限定(在从上述非恒定宽度朝向主体部836b延伸的方向上)沿着第一线性段836a5和平行于第一线性段836a5的第二线性段836a9的恒定宽度。
162.在其他示例中，每个凹陷边缘轮廓836的颈部836c限定(在从上述头部836a的恒定宽度朝向主体部836b延伸的方向上)沿着第一线性段836c1和第二线性段836c2的恒定宽度。颈部836c的恒定宽度从上述头部836a的恒定宽度延伸并大致等于其。
163.在一些实施方式中，每个凹陷轮廓836的主体部836b的宽度随着主体部836b远离颈部836c延伸而增加。在一些示例中，主体部836b的宽度随着第一和第二上弓形段836b3,836b5远离颈部836c的相应第一和第二线性段836c1,836c2延伸而增加。主体部836b的宽度在第一和第二下弓形段836b2,836b4中的每个的相应中间区域或峰836b2′
,836b4′
处继续增加到最大宽度。此后，主体部836b的非恒定宽度则随着主体部836b进一步从中间区域或峰836b2′
,836b4′
朝向线性端段836b1延伸而减小。
164.参考图18，压力端口边缘轮廓834和凹陷边缘轮廓836以交替重复的方式绕阀芯802的外侧表面826的圆周c
802
周向间隔开。也就是说，每个压力端口边缘轮廓834设置在一对相邻的凹陷边缘轮廓836之间，并且每个凹陷边缘轮廓836设置在一对压力端口边缘轮廓834之间。在所示的示例中，每个返回压力端口边缘轮廓834的第一部834a的弓形端段834a1在返回压力端口边缘轮廓834的一侧上与相邻的凹陷边缘轮廓836间隔开第一周向距离c
802
′
，而每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b的弓形端段834b1在返回压力端口边缘轮廓834的另一侧上与相邻的凹陷边缘轮廓836间隔开第二周向距离c
802
″
。在一些示例中，第一周向距离c
802
′
近似等于第二周向距离c
802
″
。第一周向距离c
802
′
和第二周向距离c802
″
中的每个周向延伸跨过阀芯802的外侧表面826的圆周c
802
的相应部分。
165.在一些实施方式中，第一周向距离c
802
′
在返回压力端口边缘轮廓834的第一部834a的弓形端段834a1的中间区域或峰834a1′
和凹陷边缘轮廓836的主体部836b的第二下部弓形段836b4的中间区域或峰836b4′
之间延伸。另一方面，第二周向距离c
802
″
可以在返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b的弓形端段834b1的中间区域或峰834b1′
和凹陷边缘轮廓836的主体部836b的第一下弓形段836b2的中间区域或峰836b2′
之间延伸。
166.此外，图18示出了相对于套筒804定位的阀芯802，使得套筒804的上控制端口812u,814u之一的宽度w
866
的任何部分都不与返回压力端口轮廓834或凹陷边缘轮廓836重叠。结果，防止供应流体通过上控制端口812u,814u流至液压致动器1006，并且防止返回流体通过上控制端口812u,814u沿相反方向流回至低压流体储存器1004。更进一步，如图18所示(以及例如图26a、26c、26g、26i)，每个返回压力端口边缘轮廓834的长度l
834
可以近似等于一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个的每个控制端口边缘轮廓866(图23)的长度l
866
(图23)。
167.参考图14和18，每个返回压力端口边缘轮廓834的长度l
834
的一部分(例如参见图14中的l
834
′
)与相邻凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的一部分(例如参见图14中的l
836
′
)轴向重叠。参考图18，在一些实施方式中，每个返回压力端口边缘轮廓834的第二部834b的上线性段834b4与每个相邻凹陷边缘轮廓836的头部836a的线性端段836a1对准。因此，在第二部834b的上线性段834b4和中间部834c的下中间线性段834c6之间延伸的每个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
的一部分(例如参见图14和18中的816u′
)限定长度l
834
的与相邻凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的部分l
836
′
轴向重叠的部分l
834
′
。
168.此外，还如图14和18所示，每个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
的一部分(例如参见816u″
)不与相邻凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的一部分轴向重叠。这里，每个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
的部分816u″
在中间部834c的上中间线性段834c3和由与第二部834b的上线性段834b4对准的平面界定的区域之间延伸。部分816u″
限定每个返回压力端口边缘轮廓834的长度l
834
的一部分(例如参见图14中的l
834
″
)。此外，参考图18，第二部834b的下线性段834b7与每个相邻凹陷边缘轮廓836的分别由凹陷边缘轮廓836的头部836a的第一下弓形段836a4和第二下弓形段836a8中的每个的中间区域或峰限定的区域对准。
169.参照图14，限定阀芯802的扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
的外侧表面部分826
′
凹入管状主体824的外侧表面826一定深度d
836
。在一些示例中，与外侧表面部分826’相关的深度d
836
可以包括沿着凹陷边缘轮廓836的长度l
836
延伸的恒定深度d
836
′
或非恒定深度d
836
″
中的一个或多个。例如，非恒定深度d
836
″
随着凹陷边缘轮廓836的头部836a远离线性端段836a1并朝向凹陷边缘轮廓836的颈部836c延伸而增加。此后，与外侧表面部分826’相关的深度d
836
则可以随着头部836a进一步朝向凹陷边缘轮廓836的颈部836c延伸而停止增加并且过渡以限定恒定深度d
836
′
。因此，头部836a的深度d
836
沿着凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的与返回压力端口边缘轮廓834的长度l
834
的部分l
834
′
轴向对准的部分l
836
′
延伸。
170.在如图14所示的其他情况下，阀芯802的每个凹陷边缘轮廓836的颈部836c可以限定恒定深度d
836
′
。在其他情况下，阀芯802的每个凹陷边缘轮廓836的主体部836b可以限定：(1)随着主体部836b从线性端部836b1朝向凹陷边缘轮廓836的颈部836c延伸而增加的非恒定深度d
836
″
；然后过渡到(2)每个凹陷边缘轮廓836的颈部836c附近的近似约恒定深度d836
′
。此外，如图14所示，主体部836b和颈部836c的深度d
836
沿着凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的不与每个返回压力端口边缘轮廓834的长度l
834
的任何部分轴向对准的部分l
836
″
延伸。在一示例中，凹陷边缘轮廓836的长度l
836
的部分l
836
″
在远离每个返回压力端口边缘轮廓834的中间部834c的下中间线性段834c6的方向上延伸。
171.参照图15，阀芯802的多个返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
包括：第一上返回压力端口816u；第二上返回压力端口818u；第一下返回压力端口816
l
以及第二下返回压力端口818
l
。在一些实施方式中，第一和第二上返回压力端口816u,818u彼此周向间隔180度(180
°
)，并且与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
中的每个偏移90度(90
°
)。因此，在这些实施方式中，第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
彼此周向间隔180
°
，并且与第一和第二上返回压力端口816u,818u中的每个偏移90
°
。
172.与第一和第二上返回压力端口816u,818u中的每个相关的返回压力端口边缘轮廓834的定向相比，与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
中的每个相关的返回压力端口边缘轮廓834的定向“水平翻转”。例如，图15和16示出了第一上返回压力端口816u和第二上返回压力端口818u的第一部834a和第二部834b分别出现在第一上返回压力端口816u和第二上返回压力端口818u的左侧和右侧，而第一下返回压力端口816
l
和第二下返回压力端口818
l
的第一部834a和第二部834b分别出现在第一下返回压力端口816
l
的第一部834a和第二部834b的右侧和左侧。
173.图15还示出了阀芯802的多个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
包括：第一上扇形凹部838u；第二上扇形凹部840u；第一下扇形凹部838
l
以及第二下扇形凹部840
l
。第一上扇形凹部838u可以与第二上扇形凹部840u周向间隔开或偏移约180
°
。类似地，第一下扇形凹部838
l
可以与第二下扇形凹部840
l
周向间隔开或偏移约180
°
。每个上扇形凹部838u,840u可以从每个下扇形凹部838
l
,840
l
偏移。
174.与第一和第二上扇形凹部838u,840u中的每个相关的凹陷边缘轮廓836的定向相比，与第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
中的每个相关的凹陷边缘轮廓836的定向“竖直翻转”。例如，图15和17示出了第一和第二上扇形凹部838u,840u，每个具有轴向位于其相应主体部836b上方的相应头部836a，而第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
每个具有轴向位于其主体部836b下方的相应头部836a。因此，与第一和第二上扇形凹部838u,840u中的每个相关的线性端段836b1可以与与第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
中的每个相关的线性端段836b1相对。在一些示例中，上扇形凹部838u,840u和下扇形凹部838
l
,840
l
彼此轴向间隔距离d
836b
。
175.参考图19-22，管状主体842通常限定套筒804，其包括多个入口端口806和一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
。管状主体842包括外侧表面844、内侧壁846(例如参见图20-22)、上端表面848和下端表面850。套筒804限定在管状主体842的外侧表面844和内侧壁846之间延伸的厚度t
804
(例如参见图20-22)。套筒804限定在管状主体842的上端表面848和下端表面850之间延伸的长度l
804
。套筒804的外侧表面844还限定管状主体842的圆周c
804
(例如参见图23)。
176.管状主体842的外侧表面844限定：(1)与入口端口806相关的多个上游开口852u；以及(2)与控制端口812u,812
l
,814u,814
l
相关的多个第一开口854。管状主体842的内侧壁846限定：(1)与入口端口806相关的多个下游开口852d(例如参见图20-22)；以及(2)与控制端口812u,812
l
,814u,814
l
相关的多个第二开口856(例如参见图20-22)。管状主体842的外
侧表面844还可以包括限定周向通道860的成对肋858，周向通道860的尺寸适于接收一个或多个周向密封件(未示出)。
177.参考图20-22，每个入口端口806完全延伸穿过套筒804的厚度t
804
。参考图21，在一些实施方式中，当入口端口806从外侧表面844朝向内侧壁846径向延伸穿过管状主体842的厚度t
804
时，每个入口端口806限定非恒定直径。在一些示例中，每个入口端口806的非恒定直径由上游开口852u形成的最大直径限定，该最大直径随着入口端口806径向向内延伸至由下游开口852d形成的最小直径而逐渐减小。在其他实施方式中，一个或多个入口端口806包括非恒定直径，其从由上游开口852u形成的最大直径逐渐减小到径向设置在上游开口852u和下游开口852d之间的位置处的最小直径。这里，一个或多个入口端口806可以包括与径向延伸穿过下游开口852u的最小直径相关的恒定直径。因此，从外侧表面844延伸到管状主体842的厚度t
804
中的非恒定直径可被称为每个入口端口806的扩口部分。
178.一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个完全延伸穿过套筒804的厚度t
804
。参考图21，在一些实施方式中，一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个的至少一部分随着一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个从外侧表面844朝向内侧壁846径向向内延伸穿过管状主体842的厚度t
804
而限定非恒定直径。在一些示例中，一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个的非恒定直径由由每个第一开口854形成的较大直径限定，该较大直径逐渐减小到由每个第二开口856形成的最小直径。在其他实施方式中，一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个的第一部可以限定：(1)在外侧表面844处具有最大直径(由每个第一开口854限定)的非恒定直径，该最大直径逐渐减小到设置在径向位于外侧表面844和内侧壁846之间的位置处的最小直径；以及(2)随着一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个从非恒定直径的最小直径朝向由内侧壁846形成的每个第二开口856径向向内延伸时的恒定直径。因此，从外侧表面844延伸到管状主体842的厚度t
804
中的非恒定直径可被称为一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个的扩口部分。
179.管状主体842的内侧壁846围绕/限定轴向室862，其轴向延伸穿过套筒804的管状主体842。与入口端口806相关的多个下游开口852d和与一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
相关的多个第二开口856允许多个入口端口806和一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个与套筒804的轴向室862流体连通。如图20和21所示，下端表面850限定套筒804的管状主体842的轴向出口端口864。轴向出口端口864与套筒804的轴向室862轴向流体连通。管状主体842包括杆部842a和盖部842b。轴向室862限定延伸穿过杆部842a的第一轴向室部862a和延伸穿过盖部842b的第二轴向室部862b。
180.延伸穿过套筒804的杆部842a的第一轴向室部862a的尺寸适于接收阀芯802的长度l
802
的第一部(例如参见图11-13中的l
802
′
)。延伸穿过套筒804的盖部842b的第二轴向室部862b的尺寸适于接收阀芯802的长度l
802
的第二部(例如参见图11-13中的l
802
″
)。阀芯802的长度l
802
的第二部l
802
″
从阀芯802的长度l
802
的第一部l
802
′
的上端延伸。阀芯802的长度l
802
的第三部(例如参见图11-13中的l
802
″′
)(从阀芯802的长度l
802
的第一部l
802
′
的下端延伸)延伸穿过套筒804的管状主体842的轴向出口端口864，并超出套筒804的管状主体842的下端表面850。
181.参考图23，一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
中的每个由具有长度l
866
和
宽度w
866
的控制端口边缘轮廓866限定。宽度w
866
在基本垂直于套筒804的纵向轴线a
804
的方向上沿着管状主体842的圆周的一部分延伸。长度l
866
在基本平行于套筒804的纵向轴线a
804
的方向上延伸。
182.每个控制端口边缘轮廓866包括：上线性段8661；下线性段8662；第一侧线性段8663；以及第二侧线性段8664。在一些实施方式中，每个控制端口边缘轮廓866包括连接由上线性段8661、下线性段8662、第一侧线性段8663和第二侧线性段8664限定的相邻线性段的第一、第二、第三和第四弓形拐角段8665,8666,8667,8668。每个控制端口边缘轮廓866通常可以限定具有弯曲拐角的方形或矩形。在所示的示例中，每个控制端口边缘轮廓866的长度l
866
大于每个控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
。
183.继续参考图23，一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
包括：第一上控制端口812u；第二上控制端口814u；第一下控制端口812
l
；以及第二下控制端口814
l
。第一和第二上控制端口812u,814u可以绕管状主体842的上部/排周向布置，而第一和第二下控制端口812
l
,814
l
可以绕管状主体842的下部/排周向布置。在所示的示例中，管状主体842的下部/排在管状主体842的上部/排的轴向下方。
184.在一些实施方式中，每个入口端口806由形成每个入口端口806的直径d
868
的压力端口边缘轮廓868限定。多个入口端口806中的每个入口端口806可以绕管状主体842的中间部/排周向布置，该中间部/排轴向设置在管状主体842的上和下部/排之间。例如，每个相邻的入口端口806可以间隔距离d
806’。此外，每个入口端口806与与第一和第二上控制端口812u,814u相关的下线性段8662轴向间隔第二距离d
806
″
。每个入口端口806还与与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的上线性段8661间隔第三距离d
806
″′
。
185.参考图20-22，套筒804的管状主体842的内侧壁846的一部分846
′
限定内周向凹部870。如图22和23所示，内周向凹部870包括长度l
870
，其沿着轴向延伸穿过管状主体842的杆部842a的第一轴向室部862a的长度的一部分轴向延伸。
186.参考图22，内侧壁846的部分846
′
限定内周向凹部870的上端870u、内周向凹部870的下端870
l
以及内周向凹部870的中间部870i，其在上端870u和下端870
l
之间延伸并将它们连接。参考图22和23，在一些实施方式中，内周向凹部870的上端870u与第一和第二上控制端口812u,814u的下线性段8662轴向间隔长度l
870
′
。类似地，内周向凹部870的下端870u与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
的上线性段8661轴向间隔长度l
870
′
。
187.参考图22，套筒804的内周向凹部870凹入套筒804的内侧表面846一定距离或深度d
870
。在一些示例中，距离或深度d
870
可以定义恒定距离或深度d
870
′
或非恒定距离或深度d
870
″
中的一个或多个。在一些实施方式中，套筒804的内周向凹部870的恒定距离或深度d
870
′
沿着由中间部870i限定的周向凹部870的大部分长度l
870
延伸。另一方面，当内周向凹部870从内周向凹部870的中间部870i朝向内周向凹部870的上端870u延伸时，套筒804的内周向凹部870的非恒定距离或深度d
870
″
可以减小。在其他实施方式中，套筒804的内周向凹部870的非恒定距离或深度d
870
″
随着内周向凹部870从内周向凹部870的中间部870i朝向内周向凹部870的下端870
l
延伸而减小。
188.参考图9，旋转阀组件900可以是歧管型四通阀或包括阀芯旋转部902的四通液压伺服阀。在一些实施方式中，阀芯旋转部902配置成驱动阀芯802相对于套筒804绕纵向轴线a
802
的360
°
旋转移动。因此，阀芯旋转部902联接成与阀芯802共同旋转。阀芯旋转部902可以
在绕纵向轴线a
802
的第一旋转方向例如顺时针方向或顺时针方向中的一个上和/或在绕纵向轴线a
802
的第二旋转方向例如顺时针方向或顺时针方向中的另一个上驱动阀芯。
189.旋转阀组件900可以是电动操作阀。在一示例中，阀芯旋转部902与控制器102通信。这里，控制器102可以指示阀芯旋转部902(例如通过变化的模拟或数字输入信号)驱动阀芯802相对于套筒804绕纵向轴线a
802
旋转。阀芯802绕纵向轴线a
802
相对于套筒804的旋转可以控制流体1012如何被液压地输送到液压致动器1006，以提供活塞1008在第一轴向方向d1(见图26a
′
、26b和26b
′
)和/或相反的第二轴向方向d2(图26g
′
、26h和26h
′
)上的一组平滑移动或平滑运动。
190.参考图9，阀芯802的长度l
802
的第二部l
802
″
布置在延伸穿过套筒804的管状主体842的盖部842b的第二轴向室部862b内。阀芯旋转部902也布置在第二轴向室部862b内，并且接合管状主体824的外侧表面826的一部分，该部分沿着阀芯802的长度l
802
的第二部l
802
″
延伸。阀芯旋转部902可以包括旋转致动器，比如包括定子904和转子906的无刷直流(dc)马达。转子可包括转子毂906a和转子906b。转子毂906a的内表面906ai围绕阀芯802的管状主体824的外侧表面826(沿着长度l802的第二部l
802
″
延伸)并与其间隔开，在它们之间限定径向间隙905。转子906b的内表面906bi围绕并接合转子毂906a的外表面906ao。定子904的内表面904i围绕转子906的外表面906bo。定子904的外表面904o可邻近套筒804的内侧表面846设置，该内侧表面846限定延伸穿过套筒804的管状主体842的盖部842b的第二轴向室部862b。
191.套筒804的内侧壁846的一部分可以限定内螺纹表面908。旋转阀组件900还可以包括阀盖910，其包括第一螺纹外表面912a和第二螺纹外表面912b。阀盖910的第一螺纹外表面912a的尺寸适于接合沿着套筒804的内侧表面846的一部分延伸的内螺纹表面908，该部分从套筒804的管状主体842的上端表面848延伸。在通过套筒804的内螺纹表面908和阀盖910的第一螺纹外螺纹表面912a的接合将阀盖910联接到套筒804上时，阀盖910将延伸穿过套筒804的管状主体842的盖部842b的第二轴向室部862b与周围大气a流体密封，从而限定旋转阀组件900的马达腔914。此后，阀盖910的第二螺纹外表面912b可以与基座结构100的内螺纹表面100
t
螺纹接合。这里，基座结构100的内螺纹表面100
t
可以包括机器人装置100的配置用于连接到旋转阀组件900的螺纹表面100
t
。
192.转子毂906a可进一步限定在转子毂906的内表面906bi和外表面906bo之间径向延伸穿过转子毂906a的多个径向流体流动通道916。阀芯802的管状主体824限定延伸穿过阀芯802的管状主体824的厚度t
802
的多个径向流体流动通道872。多个径向流体流动通道872沿着阀芯802的长度l
802
的第二部l
802
″
布置。因此，低压流体1012可从液压致动器1006(也例如参见图26b-26h)连通到阀芯802的轴向室820中，并通过延伸穿过阀芯802的管状主体824的厚度t
802
的多个径向流体流动通道872。然后，低压流体1012可被引导通过径向延伸穿过转子毂906a的多个径向流体流动通道916并进入旋转阀组件900的马达腔914，用于用低压流体1012充满马达腔914。
193.旋转阀组件900还可以包括与控制器102通信的数据处理硬件(例如包括电子器件的印刷电路板918)。阀盖910可以包括接合或支撑印刷电路板918的外表面920。定子904还可以包括远离定子904延伸的一个或多个马达引线922。阀盖910可以限定一个或多个通道924，其尺寸允许一个或多个马达引线922通过，以便允许一个或多个马达引线922将阀芯旋转部902的定子904连接到控制器102或印刷电路板918中的一个或多个。一个或多个通道
924用密封件密封，以便将马达腔914与周围大气a流体密封。
194.在一些示例中，旋转阀组件900还包括旋转位置传感器926，其配置为测量阀芯802相对于套筒804的旋转位置。旋转位置传感器926可设置在形成于转子毂906a的端面930内的凹部928内。旋转位置传感器926可以直接或经由印刷电路板918与控制器102通信，以便将阀芯802的旋转位置的瞬时测量提供回控制器102。在一些情况下，旋转位置传感器926可以包括磁性旋转编码器。
195.当阀芯802设置在套筒804内时，阀芯802的外侧壁826的外侧表面部分826
′
和由套筒804的内侧壁846的部分846
′
限定的内周向凹部870配合以形成与入口端口连通的上腔808和下腔810。在一些示例中，参考图10、26a
′
、26b和26b
′
，当阀芯802相对于套筒804充分旋转时，加压流体1012被允许在以下之间流动：(1)阀芯802的管状主体824的外侧表面826的外侧表面部分826
′
，其限定第一上扇形凹部838u和第二上扇形凹部840u；以及(2)由套筒804的管状主体842的内侧表面846的部分846
′
限定的内周向凹部870，它们共同形成上腔808。尽管在图10的放大剖视图中未示出，但在一些其他示例中，参考图26g
′
、26h和26h
′
，当阀芯802相对于套筒804充分旋转时，加压流体1012被允许在以下之间流动：(1)阀芯802的管状主体824的外侧表面826的外侧表面部分826
′
，其限定第一下扇形凹部838
l
和第二下扇形凹部840
l
；以及(2)由套筒804的管状主体842的内侧表面846的部分846
′
限定的内周向凹部870，它们共同形成下腔810。
196.参考图24a-24i、25a-25i和26a-26i，示出了阀芯802相对于套筒804绕纵向轴线a
802
的180
°
旋转移动。此外，参照图27和28，还示出了当阀芯802绕纵向轴线a
802
旋转180
°
时旋转阀组件900的孔口面积(见x轴)与阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)之间的关系。
197.阀芯800和旋转阀子组件800的套筒804以提供异常峰值流量的方式配合。例如，如图26a
′
和26g
′
所示，旋转阀子组件800提供渐进孔口打开(以及在图26b
′
和26h
′
的相应渐进孔口关闭)，以便：避免气蚀(从而避免使用抗气蚀止回阀)；保持对流体流量的精细控制；并且允许来自加压流体源1002的高峰值流量或加压流体1012，同时在低流速下保持良好的流量灵敏度(例如，如图29所示)。此外，每个的扩口部分：(1)入口端口806；以及(2)一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
最小化压降，并减小阀芯802相对于套筒804的应力和偏转。
198.图27和28的孔口面积以平方毫米(mm2)表示并且示出为沿x轴在0.00mm2和6.00mm2之间。阀芯802的旋转角度以度数表示。参考图24a-24i和25a-25i，阀芯802示出为相对于套筒804沿逆时针方向旋转；然而，阀芯802可以替代地沿顺时针方向旋转，并且同样地，图27的类似图形表示可以对称地反射到x轴的左侧，从而表示0
°
和-180
°
之间的范围，以限定阀芯802相对于套筒804的完整360
°
旋转。
199.参考图26a(也参见图24a和25a的相应视图)和27，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为0
°
时，旋转阀组件900处于关闭或“零”位置。当布置在关闭位置时，加压流体源1002内的加压流体1012传输到套筒804的多个入口端口806并进入上腔808和下腔810。然而，因为阀芯802的多个扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
没有旋转以与套筒804的一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
对准，所以旋转阀组件900不允许上腔808和下腔810任一个内的加压流体1012传输到液压致动器1006；类似地，因为阀芯802的返回压力端口816u,
816
l
,818u,818
l
没有旋转以与套筒804的一个或多个控制端口812u,812
l
,814u,814
l
对准，所以旋转阀组件900不允许液压致动器1006内的流体1012传输到低压流体储存器1004。
200.参考图26a
′
，阀芯802相对于套筒804旋转约10
°
，以将旋转阀组件900从关闭位置过渡到“高/低伺服”模式。这里，由第一上控制端口812u与第一上扇形凹部838u和第二上控制端口814u与第二上扇形凹部840u的旋转对准产生的孔口面积为约0.75mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积为约0.50mm2(例如参见图27)。
201.如图26a
′
所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为10
°
时：凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的一部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的一部分旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和下返回压力端口816
l
,818
l
相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的一部分旋转对准。结果，加压流体源1002内的加压流体1012沿下游方向传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的上腔808；(2)然后其次通过流体控制管线、通道或分支1016u；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u，用于使液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的移动。此外，由于：(a)一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的移动，活塞1008的头部1018迫使流体1012在上游方向流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
202.参照图26b，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约30
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“高/低最大延伸模式”。这里，由第一上控制端口812u与第一上扇形凹部838u和第二上控制端口814u与第二上扇形凹部840u的旋转对准产生的孔口面积被最大化为约3.25mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积为约2.75mm2(例如参见图27)。
203.如图26b所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为30
°
时：凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的与第一和上扇形凹部838u,840u相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和下返回压力端口816
l
,818
l
相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的整个宽度w
866
旋转对准。由于如上结合图26b所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012沿下游方向传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的上腔808；(2)然后其次通过流体控制管线、通道或分支1016u；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子
室1020u，用于使液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的进一步移动。此外，由于：(a)一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的进一步移动，活塞1008的头部1018迫使流体1012在上游方向流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
204.参照图26b
′
，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约50
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“高/低马达延伸模式”。这里，由第一上控制端口812u与第一上扇形凹部838u和第二上控制端口814u与第二上扇形凹部840u的旋转对准产生的孔口面积为约0.75mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积发散到等于约4.50mm2的更大量(例如参见图27)。
205.如图26b
′
所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为50
°
时：凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的与第一和上扇形凹部838u,840u相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的一部分旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和下返回压力端口816
l
,818
l
相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的较大部分旋转对准。由于如上结合图26b
′
所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012沿下游方向传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的上腔808；(2)然后其次通过流体控制管线、通道或分支1016u；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u，用于使液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的甚至进一步移动。此外，由于：(a)一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的甚至进一步移动，活塞1008的头部1018迫使流体1012在上游方向流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
206.参照图26c，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约60
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“高/低最大零模式”。这里，由第一上控制端口812u与第一上扇形凹部838u和第二上控制端口814u与第二上扇形凹部840u的旋转对准产生的孔口面积减小到为约0.00mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积被最大化到约5.25mm2(例如参见图27)。
207.如图26c所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为60
°
时：凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的没有与第一和上扇形凹部838u,840u相关的任何部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的任何部分旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和下返回压力端口816
l
,818
l
相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的整个宽度w
866
旋转对准。由于如上结合图26c所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012不再被允许沿下游方向传输；因此，液压致动器1006的活塞1008在第一轴向方向d1上的进一步移动停止。此外，由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
208.参照图26d，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约75
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“低/低制动缩回模式”。这里，由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积保持在为约5.25mm2的最大孔口面积(例如参见图27)，而由第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积为约0.75mm2(例如参见图27)。
209.如图26d所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为75
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的一部分旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的整个宽度w
866
旋转对准。由于如上结合图26d所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第一子室1020u并进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口812u和第一上控制端口814u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入
低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。此外，由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
210.参考图26e，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约90
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“滑行模式”。这里，由以下两者的旋转对准产生的孔口面积：(1)第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u；以及(2)第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
，大致相同(例如约4.50mm2(例如参见图27))。
211.如图26e所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为90
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的整个宽度w
866
旋转对准。由于如上结合图26e所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第一子室1020u并进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口812u和第一上控制端口814u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。此外，由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
212.参照图26f，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约105
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“低/低制动延伸模式”。这里，由第一上控制端口812u与第二上返回压力
端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积被最大化至约5.25mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积为约0.75mm2(例如参见图27)。
213.如图26f所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为105
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
相关的减少部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的减少部分旋转对准。由于如上结合图26f所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第一子室1020u并进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口812u和第一上控制端口814u限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。此外，由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
内的流体1012被允许在上游方向上传输：(1)首先从第二子室1020
l
并进入流体控制管线、通道或分支1016
l
；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016
l
并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一下返回压力端口816
l
和一些第二下返回压力端口818
l
分别与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
214.参考图26g，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约120
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“马达/制动零模式”。这里，由第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积保持在约5.25mm2的最大孔口面积(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第二下返回压力端口818
l
和第二下控制端口814
l
与第一下返回压力端口816
l
的旋转对准产生的孔口面积减少至约0.00mm2(例如参见图27)。
215.如图26g所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为120
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的没有与第一和第二下返回压力端口816
l
,818
l
相关的任何部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的任何部分旋转对准。由于如上结合图26g所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u内的流体1012被允许在上游方
向上传输：(1)首先从第一子室1020u并进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口812u和第一上控制端口814u限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。此外，由于第一下返回压力端口816
l
和第二下返回压力端口818
l
分别不与由第二下控制端口814
l
和第一下控制端口812
l
限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的任何部分对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
内的流体1012不被允许在上游方向上传输。
216.参考图26g
′
，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约130
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“低/低制动缩回模式”。这里，由第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积从最大孔口面积减小到约4.50mm2(例如参见图27)，而由第一下控制端口812
l
与第一下扇形凹部838
l
和第二下控制端口814
l
与第二下扇形凹部840
l
的旋转对准为约0.75mm2(例如参见图27)。
217.如图26g
′
所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为130
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的减少部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的与第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
相关的一部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的一部分旋转对准。由于如上文结合图26g
′
所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012在下游方向上传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的下腔810；(2)然后其次通过流体控制线、通道或分支1016
l
；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
，用于引起液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的移动。此外，由于：(a)一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的移动，活塞1008的头部1018迫使流体1012在上游方向上流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u：(1)首先从第一子室1020u并且进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并且通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
218.参考图26h，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约150
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“低/高最大缩回模式”。这里，由第一下控制端口812
l
与第一下扇形凹部838
l
和第二下控制端口814
l
与第二下扇形凹部840
l
的旋转对准产生的孔口面积减小到约
3.25mm2(例如参见图27)，而由第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积被最大化至约2.75mm2(例如参见图27)。
219.如图26h所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为150
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的进一步减少部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的整个宽度w
866
旋转对准；以及(2)凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的与第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
相关的较大部分与控制端口边缘轮廓866的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的整个宽度w
866
旋转对准。由于如上文结合图26h所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012在下游方向上传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的下腔810；(2)然后其次通过流体控制线、通道或分支1016
l
；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
，用于引起液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的进一步移动。此外，由于：(a)一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的进一步移动，活塞1008的头部1018进一步迫使流体1012在上游方向上流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u：(1)首先从第一子室1020u并且进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并且通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的所有宽度w
866
旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
220.参考图26h
′
，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约170
°
的角度位置，以将旋转阀组件900过渡到“低/高伺服缩回模式”。这里，由第一下控制端口812
l
与第一下扇形凹部838
l
和第二下控制端口814
l
与第二下扇形凹部840
l
的旋转对准产生的孔口面积减小到约0.75mm2(例如参见图27)，而由第一上控制端口812u与第二上返回压力端口818u和第二上控制端口814u与第一上返回压力端口816u的旋转对准产生的孔口面积减小到约0.50mm2(例如参见图27)。
221.如图26h
′
所示，当阀芯802相对于套筒804的旋转角度(见y轴)为150
°
时：(1)返回压力端口边缘轮廓834的宽度w
834
的与第一和第二上返回压力端口816u,818u相关的甚至进一步减少部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的减少部分旋转对准；以及(2)凹陷边缘轮廓836的宽度w
836
的与第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
相关的减少部分与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的减少部分旋转对准。由于如上文结合图26h
′
所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012在下游方向上传输：(1)首先通过旋转阀子组件800的下腔810；(2)然后其次通过流体控制线、通道或分支1016
l
；以及(3)然后第三进入液压致动器1006的圆柱形主体1010的第二子室1020
l
，用于引起液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的甚至进一步移动。此外，由于：(a)一些第一上返回压力端口
816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；以及(b)液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的甚至进一步移动，活塞1008的头部1018进一步迫使流体1012在上游方向上流出液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u：(1)首先从第一子室1020u并且进入流体控制管线、通道或分支1016u；(2)然后其次从流体控制管线、通道或分支1016u并且通过旋转阀子组件800，这是由于一些第一上返回压力端口816u和一些第二上返回压力端口818u分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
中的一些旋转对准；(3)然后第三进入轴向延伸穿过阀芯802的轴向室820；(4)然后第四流出由阀芯802形成的轴向出口端口822；(5)然后第五进入低压供应管线、通道或分支1022；以及(6)然后最后进入低压流体储存器1004。
222.参考图26i，阀芯802旋转以限定相对于套筒804等于约180
°
的角度位置，以将旋转阀组件900转换回关闭或“零”位置。类似于当套筒阀芯802相对于套筒804的角度位置等于约0
°
时，如上文参考图26a所述，第一和第二下扇形凹部838
l
,840
l
不与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二下控制端口812
l
,814
l
相关的任何部分对准。类似地，第一和第二上返回压力端口816u,818u不与控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的与第一和第二上控制端口812u,814u相关的任何部分对准。
223.由于如上结合图26i所述的阀芯802相对于套筒804的旋转布置，加压流体源1002内的加压流体1012不再被允许在下游方向上传输；因此，液压致动器1006的活塞1008在第二轴向方向d2上的进一步移动停止。此外，由于第一上返回压力端口816u和第二上返回压力端口818u都不分别与由第二上控制端口814u和第一上控制端口812u限定的控制端口边缘轮廓866的宽度w
866
的任何部分对准，液压致动器1006的圆柱形主体1010的第一子室1020u内的流体1012不被允许在上游方向上传输。因此，旋转阀组件900可以说返回到关闭或“零”位置，如图26a所示。
224.如图27所示，与其他旋转阀组件的其他孔口面积-阀芯角度关系相比(例如参见与旋转阀组件900相关的曲线图c
27
与图27中另一旋转阀组件的曲线图c
27
′
的比较)，旋转阀组件900的孔口面积-阀芯角度关系提供了更大的孔口面积(例如，与曲线图c
27
′
的相应曲线相比，参见根据图27的曲线图c
27
的曲线“812u–
838u/814u–
840
u”和“812
l
–
838
l
/814
l
–
840
l”的孔口面积从约1.50mm2增加了约一倍，达到约3.25mm2)。孔口面积的加倍是阀芯802的大致“梨”形凹陷边缘轮廓836和扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
的深度d
836
中的一个或两个的结果，如在例如图27的曲线图c
27
′
所示，与其它旋转阀设计相比，这有效地产生了约两倍的加压流体1012的峰值流量。此外，阀芯802的大致“梨”形凹陷边缘轮廓836和扇形凹部838u,838
l
,840u,840
l
的深度d
836
中的一个或两个以及返回压力端口816u,816
l
,818u,818
l
的返回压力端口边缘轮廓834保持阀芯802的强度和刚度，同时，如在例如图27的曲线图c
27
′
所示，与其他旋转阀设计相比，在控制端口812u,812
l
,814u,814
l
的打开和关闭中提供更平滑的(即渐进非线性的孔面积-阀芯角度的关系)过渡。
225.更进一步，如图27所示，旋转阀组件900的孔口面积-阀芯角度的关系不仅提供了更大的孔口面积，而且提供了更平滑的非线性过渡(例如，当与图27的曲线图c
27
′
的相应曲线相比，参见根据图27的曲线图c
27
的曲线“812
l
–
818
l
/814
l
–
816
l”和“812u–
818u/814u–
816
u”的孔口面积大约加倍(例如在阀芯802旋转分别约30
°
和150
°
时))。首先，参考图27的曲线“812
l
–
818
l
/814
l
–
816
l”，当阀芯802相对于套筒804旋转约30
°
时，旋转阀组件900提供恒定的平滑过渡，用于将旋转阀组件900布置在“高/低最大延伸模式”(反之，如图27中的曲线c
27
′
所示，对于其他旋转阀组件，与阀芯802相对于套筒804旋转约30
°
相关的相应曲线从由浅斜率限定的第一线性段突然过渡到由陡斜率限定的第二线性段)。其次参考图27的曲线图c
27
的曲线“812u–
818u/814u–
816
u”，当阀芯802相对于套筒804旋转约150
°
时，旋转阀组件900提供恒定的平滑过渡，用于将旋转阀组件900布置在“低/高最大缩回模式”(反之，如图27中的曲线c
27
′
所示，对于其他旋转阀组件，与阀芯802相对于套筒804旋转约150
°
相关的相应曲线从由陡斜率限定的第一线性段突然过渡到由浅斜率限定的第二线性段)。此外，根据图29的曲线图c
29
(与图29的与其他旋转阀组件相关的曲线图c
29
′
相比)，当例如阀芯802旋转0
°
、180
°
或360
°
而不是如图29的曲线图c
29
′
所示的基本线性或急剧变化时，随着旋转阀组件900接近零定向，孔口面积相对于阀芯角度的变化率限定了基本渐进非线性或逐渐的变化。
226.图30是可用于实现本文件中描述的系统和方法的示例计算设备3000的示意图。计算设备3000旨在表示各种形式的数字计算机，比如膝上型计算机、台式计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他合适的计算机。这里所示的部件、它们的连接和关系以及它们的功能仅是示例性的，并不意味着限制本文件中描述和/或要求保护的发明的实施方式。
227.计算设备3000包括处理器3010(也称为数据处理硬件)、存储器3020(也称为存储器硬件)、存储设备3030、连接到存储器3020和高速扩展端口3050的高速接口/控制器3040以及连接到低速总线3070和存储设备3030的低速接口/控制器3060。部件3010、3020、3030、3040、3050和3060中的每个使用各种总线互连，并且可以安装在公共主板上或者以其他适当的方式安装。处理器3010可以处理用于在计算设备3000内执行的指令，包括存储在存储器3020中或存储设备3030上的指令，以在外部输入/输出设备上显示图形用户界面(gui)的图形信息，比如耦合到高速接口3040的显示器3080。在其他实施方式中，可以适当使用多个处理器和/或多条总线以及多个存储器和多种类型的存储器。此外，可以连接多个计算设备3000，每个设备提供必要操作的部分(例如作为服务器组、一组刀片服务器或多处理器系统)。
228.存储器3020在计算设备3000内非暂时地存储信息。存储器3020可以是计算机可读介质、易失性存储单元或非易失性存储单元。非暂时性存储器3020可以是用于临时或永久存储程序(例如指令序列)或数据(例如程序状态信息)以供计算设备3000使用的物理设备。非易失性存储器的示例包括但不限于闪存和只读存储器(rom)/可编程只读存储器(prom)/可擦除可编程只读存储器(eprom)/电可擦除可编程只读存储器(eeprom)(例如通常用于固件，比如引导程序)。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、相变存储器(pcm)以及磁盘或磁带。
229.存储设备3030能够为计算设备3000提供大容量存储。在一些实施方式中，存储设备3030是计算机可读介质。在各种不同的实施方式中，存储设备3030可以是软盘设备、硬盘设备、光盘设备或磁带设备、闪存或其他类似的固态存储设备，或者设备阵列，包括存储区域网络或其他配置中的设备。在另外的实施方式中，计算机程序产品有形地包含在信息载体中。计算机程序产品包含指令，其在被执行时执行一种或多种方法，比如上述方法。信息
载体是计算机或机器可读介质，比如存储器3020、存储设备3030或处理器3010上的存储器。
230.高速控制器3040管理计算设备3000的带宽密集型操作，而低速控制器3060管理较低带宽密集型操作。这种职责分配仅是示例性的。在一些实施方式中，高速控制器3040耦合到存储器3020、显示器3080(例如通过图形处理器或加速器)以及可以接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口3050。在一些实施方式中，低速控制器3060耦合到存储设备3030和低速扩展端口3090。可以包括各种通信端口(例如usb、蓝牙、以太网、无线以太网)的低速扩展端口3090可以例如通过网络适配器耦合到一个或多个输入/输出设备，比如键盘、定点设备、扫描仪或网络设备，比如交换机或路由器。
231.如图所示，计算设备3000可以多种不同的形式实现。例如，它可以实现为标准服务器3000a，或者在一组这样的服务器3000a中多次实现为膝上型计算机3000b，或者实现为机架服务器系统3000c的一部分。
232.本文描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子和/或光学电路、集成电路、专门设计的asic(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种实施方式可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实施方式，该可编程系统包括至少一个可编程处理器，该可编程处理器可以是专用或通用的，被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并将数据和指令发送至其。
233.这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以用高级过程和/或面向对象的编程语言和/或汇编/机器语言来实现。如本文所用，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、非暂时性计算机可读介质、装置和/或设备(例如磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑设备(pld))，包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。
234.本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器来执行，以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行功能。这些过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路来执行，例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)。举例来说，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘，或者可操作地耦合以从其接收数据或向其传输数据，或两者兼有。然而，计算机不需要有这样的设备。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及cd rom和dvd-rom盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或结合在其中。
235.为了提供与用户的交互，本公开的一个或多个方面可以在计算机上实现，该计算机具有显示设备，例如crt(阴极射线管)、lcd(液晶显示器)监视器或触摸屏，用于向用户显示信息，并且可选地具有键盘和定点设备，例如鼠标或轨迹球，用户可以通过该定点设备向
计算机提供输入。也可以使用其他类型的设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和从用户使用的设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从网络浏览器接收的请求，将网页发送到用户客户端设备上的网络浏览器。
236.已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。