次通过控制丝杠螺母的旋转运动实现尺蠖式压电作 动器的箝位。这样产生的效果是可以用箝位力矩代替箝位正压力进行箝位，通过增加力臂 长度就可以增加箝位力矩从而提升作动器的箝位力，从而增加作动器的输出力。同时本发 明使用丝杠产生直线位移并作为力输出部件，这样就可以利用利用较小的箝位力矩产生较 大的输出力。假设丝杠传动效率为η，箝位正压力Nu，丝杠导程P，箝位机构直径D，则作 动器输出力F为：
[0021]
【附图说明】
[0022] 图1为本发明结构示意图。
[0023] 图2为驱动机构3示意图。
[0024] 图3为第一轴向限位一径向箝位机构示意图。
[0025] 图4为第一径向箝位机构示意图。
[0026] 图5为驱动机构示意图。
[0027] 图6为本发明作动方法示意图。
【具体实施方式】
[0028] 以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0029] 如图1所示，本发明采用轴向限位一径向箝位机构的尺蠖式压电作动器，包括驱 动机构3,连接在驱动机构3两端的第一丝杠7和第二丝杠8,分别套接在第一丝杠7和第 二丝杠8上的第一丝杠螺母5和第二丝杠螺母6,分别设置在第一丝杠螺母5和第二丝杠螺 母6外端用于固定第一丝杠螺母5和第二丝杠螺母6轴向位置（使第一丝杠螺母5及第二 丝杠螺母6失去平动自由度）并对其进行径向箝位以使其在被箝位时不进行旋转（失去旋 转自由度）的第一轴向限位一径向箝位机构1和第二轴向限位一径向箝位机构2，固定在第 一轴向限位一径向箝位机构1和第二轴向限位一径向箝位机构2间的限位机构4，限位机构 4的中部与驱动机构3相连接，以使驱动机构3不产生旋转（失去旋转自由度）。
[0030] 如图2所示，作为本发明的优选实施方式，所述驱动机构3包括外部约束结构10 以及设置在外部约束结构10内的驱动压电堆叠9。
[0031] 如图3所示，作为本发明的优选实施方式，所述第一轴向限位一径向箝位机构1包 括第一径向箝位机构14,嵌套在第一径向箝位机构14中部的第一连接件12以及设置第一 径向箝位机构14上、第一连接件12外周圈的第一轴向限位结构11，安装于第一轴向限位结 构11和第一连接件12之间的第一深沟球轴承13 ;第一深沟球轴承13的轴承外圈固定于 第一轴向限位结构11与第一径向箝位机构14之间，第一深沟球轴承13的轴承内圈固定于 第一锁紧螺母15与第一连接件12之间；所述第一连接件12通过第一螺栓组16固定于第 一丝杠螺母5 ;所述第一径向箝位机构14内安装有第一箝位压电堆叠17。
[0032] 所述第二轴向限位一径向箝位机构2的结构同第一轴向限位一径向箝位机构1; 如图6所示，第二轴向限位一径向箝位机构2包括第二径向箝位机构21，嵌套在第二径向箝 位机构21中部的第二连接件19以及设置第二径向箝位机构21上、第二连接件19外周圈 的第二轴向限位结构18,安装于第二轴向限位结构18和第二连接件19之间的第二深沟球 轴承20 ;第二深沟球轴承20的轴承外圈固定于第二轴向限位结构18与第二径向箝位机构 21之间，第二深沟球轴承20的轴承内圈固定于第二锁紧螺母22与第二连接件19之间；所 述第二连接件19通过第二螺栓组23固定于第二丝杠螺母6 ;所述第二径向箝位机构21内 安装有第二箝位压电堆叠24。
[0033] 如图4所示，作为本发明的优选实施方式，所述第一径向箝位机构14包括放置第 一连接件12的中心圆形箝位面25,分布于中心圆形箝位面25四周的第一簧片26、第二簧 片27、第三簧片28、第四簧片29以及分布于中心圆形箝位面25两侧的第一箝位压电堆叠 17;断电时，第一箝位压电堆叠17保持原长，中心圆形箝位面25对第一连接件12施加正压 力，使第一连接件12保持径向位置锁定，从而使得第一连接件12及第一丝杠螺母5失去旋 转自由度；通电后，第一箝位压电堆叠17伸长，撑开中心圆形箝位面25,从而使其对第一连 接件12解除位置锁定，从而使第一连接件12及第一丝杠螺母5能够沿径向自由转动。
[0034] 如图5所示，作为本发明的优选实施方式，所述驱动机构3的限位机构4包括滑轨 30及安装于滑轨30上的滑块31，还包括支撑-调节机构32,支撑-调节机构32 -端固定 于滑块31上，另一端固定在驱动机构3上。
[0035] 如图6所示，本发明采用轴向限位一径向箝位机构的尺蠖式压电作动器的作动方 法，第一丝杠螺母5和第二丝杠螺母6的轴向位置始终处于固定状态；在待机状态下，所述 驱动压电堆叠9、第一箝位压电堆叠17和第二箝位压电堆叠24均处于断电状态，因此第一 轴向限位一径向箝位机构1与第二轴向限位一径向箝位机构2保持径向位移锁定，从而使 得第一丝杠螺母5和第二丝杠螺母6不产生转动，所以此时第一丝杠螺母5和第二丝杠螺 母6均处于轴向固定-径向箝位状态；又由于驱动机构3无法旋转，因此与驱动机构3相连 接的第一丝杠7和第二丝杠8也处于锁止状态；
[0036] 在工作状态下，完成一次步进运动需要六步：
[0037] 第一步，第一箝位压电堆叠17通电伸长，撑开中心圆形箝位面25,从而使其对第 一连接件12解除位置锁定，从而使第一连接件12及第一丝杠螺母5沿径向自由转动，第一 丝杠7因此具有了轴向平动自由度，进入轴向平动自由状态；此时第二箝位压电堆叠24不 通电，因此第二连接件19及第二丝杠螺母6处于箝位状态，由于第二丝杠8被固定于驱动 机构3,而限位机构4限定了驱动机构3的旋转自由度，因此安装于第二丝杠螺母6的第二 丝杆8无法运动，处于锁止状态；同时驱动压电堆叠9也不通电保持原长；
[0038] 第二步，第一箝位压电堆叠17继续处于通电伸长状态，驱动压电堆叠9通电伸长， 推动第一丝杠7向左侧移动一步；此时第二箝位压电堆叠24不通电，因此第二连接件19及 第二丝杠螺母6处于箝位状态，第二丝杆8仍处于锁止状态；
[0039] 第三步，第一箝位压电堆叠17断电恢复原长，从而使中心圆形箝位面25对第一连 接件12施加正压力，使第一连接件12及第一丝杠螺母5位置锁定；此时由于第一丝杠7被 固定于驱动机构3,而限位机构4限定了驱动机构3的旋转自由度，所以第一丝杠7无法发 生旋转，因此安装于第一丝杠螺母5的第一丝杆7也无法运动，进入锁止状态；
[0040] 第四步，第二箝位压电堆叠17通电伸长，通过与第一步同样的原理作用于第二径 向箝位机构21，从而使第二连接件19及第二丝杠螺母6可以沿径向自由转动，因此第二丝 杠8具有了轴向平动自由度，进入轴向平动自由状态；
[0041] 第五步，驱动压电堆叠9断电恢复原长，驱动机构3收缩，拉动第二丝杠8向左运 动一步；
[0042] 第六步，第二箝位压电堆叠24断电恢复原长，从而使第二连接件19及第二丝杠螺 母6进入箝位状态，因此安装于第二丝杠螺母6的第二丝杆8也无法运动，进入锁止状态； 整个机构在向左移动一步之后又进入锁止状态；
[0043] 通过重复上述步骤，作动器可实现不断的步进运动。
【主权项】
1. 采用轴向限位一径向箝位机构的尺蠖式压电作动器，其特征在于：包括驱动机构 (3)，连接在驱动机构（3)两端的第一丝杠（7)和第二丝杠（8)，分别套接在第一丝杠（7)和 第二丝杠（8)上的第一丝杠螺母（5)和