CN110925268A - 磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸及控制方法，为解决当前无杆锁紧气缸定位精度低、结构和控制系统复杂等技术问题。本发明由磁耦式无杆气缸、限位螺杆、超声波锁紧台、锁紧台固定螺栓、固定螺母和精密定位滑台组成，本发明针对磁耦式无杆气缸的锁紧定位技术，采用外置式超声波锁紧台与限位螺杆的螺纹自锁实现精密定位滑台在任意位置的精确锁紧定位，以提高磁耦式无杆气缸的定位精度，通过压电陶瓷片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现精密定位滑台的伸缩运动，具有结构简单、锁紧定位精度高、易于控制等优点，在半导体加工、自动测量及控制、机器人驱动等技术领域中具有良好的工程应用价值。

Description

磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸及控制方法

技术领域

本发明涉及一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸及控制方法，属于无杆气缸定位技术领域。

背景技术

气动系统因其结构简单、价格低廉、以空气为介质，不污染环境等特点，在诸多领域有着广泛的应用。但由于空气介质的压缩性大、精度小，因此气动技术难以获得高速响应及高精度的位置控制，因此迫切需要寻求一种廉价的反应快又位置准确的气动位置控制系统，以适应各领域发展的要求。

无杆气缸是指利用活塞直接或间接方式连接外界执行机构，并使其跟随活塞实现往复运动的气缸，分为磁耦式无杆气缸（磁性气缸）与机械式无杆气缸。关于无杆气缸的中间定位，当前常用的方法是采用多点定位系统控制换向阀多次改变气压方向，从而实现滑台中间位置停止的目的，该方法可使无杆气缸定位精度达到1mm。也有将电缸和无杆气缸相结合的形式，具体是在滑台上增加螺杆，在无杆气缸端部增加电机，滑台运动的同时电机也带动螺杆旋转，该方法可使当前无杆气缸定位精度达到0.1mm，但其电机与气缸同步的控制方法较为复杂。

当前虽然可实现无杆气缸行程内任意位置定位，但由于定位精度低，一般仅能获得0.1mm～1mm的定位精度，结构或控制系统复杂，无法广泛应用，更无法应用于高精度定位要求的场合，从而使得无杆气缸应用领域受到较大限制。

发明内容

为解决当前无杆锁紧气缸定位精度低、结构和控制系统复杂等技术问题，本发明公开了一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸及控制方法。

本发明所采用的技术方案：

为达到上述目的，本发明提供一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，该磁耦式无杆锁紧气缸由磁耦式无杆气缸、限位螺杆、超声波锁紧台、锁紧台固定螺栓、固定螺母和精密定位滑台组成，该磁耦式无杆锁紧气缸为对称装配机构，其中，所述磁耦式无杆气缸与精密定位滑台磁力连接，所述限位螺杆穿过磁耦式无杆气缸和超声波锁紧台，并通过与固定螺母的螺纹连接，将限位螺杆固定在磁耦式无杆气缸上，所述锁紧台固定螺栓穿过超声波锁紧台，与精密定位滑台螺纹连接。

所述磁耦式无杆气缸为对称装配机构，所述磁耦式无杆气缸包括端盖Ⅰ、缸筒、活塞、密封圈、缓冲盖、端盖Ⅱ、缓冲盖安装螺栓、内磁环和缓冲轴，所述端盖Ⅰ侧面设置有气孔Ⅰ，其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅰ和缸筒安装孔Ⅰ，所述缸筒两端分别设置有缸筒安装轴Ⅰ和缸筒安装轴Ⅱ，所述活塞为对称结构，所述活塞中心设有活塞中心孔，两侧对称设置有密封圈槽、缓冲盖安装螺纹孔、缓冲盖安装面和内磁环槽，所述缓冲盖均布设置四个缓冲盖安装孔，中心设置有缓冲轴安装螺纹孔，侧面设置有缓冲盖端面，所述端盖Ⅱ侧面设置有气孔Ⅱ，其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅱ和缸筒安装孔Ⅱ，缓冲轴螺纹对称设置缓冲轴两端。

所述密封圈安装于密封圈槽内，所述内磁环安装于两侧的内磁环槽内，通过缓冲盖端面与缓冲盖安装面的贴合安装，所述缓冲盖安装螺栓穿过缓冲盖安装孔与缓冲盖安装螺纹孔螺纹连接，所述缓冲轴穿过活塞中心孔，并且其两端的缓冲轴螺纹与安装在活塞两侧的缓冲盖的缓冲轴安装螺纹孔螺纹连接，所述活塞在缸筒内径向滑动，所述缸筒两端的缸筒安装轴Ⅰ和缸筒安装轴Ⅱ分别与缸筒安装孔Ⅰ和缸筒安装孔Ⅱ紧固连接，所述限位螺杆安装孔Ⅰ和限位螺杆安装孔Ⅱ内穿过限位螺杆两端，所述气孔Ⅰ和气孔Ⅱ用于输送高压气体。

所述超声波锁紧台为对称装配机构，所述超声波锁紧台包括锁紧台基座、基座连接螺栓、锁紧台基体、电极环Ⅰ、电极头Ⅰ、电极头Ⅱ、滑动圆环、锁紧螺母、电极环Ⅱ和压电陶瓷片，所述锁紧台基座侧面设置有基座端面、基座通孔、基座连接孔，底面设置有锁紧台安装孔，所述锁紧台基体为对称结构，所述锁紧台基体两侧设置有基体端面，中心设置有基体通孔，其基体端面上部设置有两个基座连接螺纹孔，其基体通孔内设置有电极滑动槽，所述电极头Ⅰ和电极头Ⅱ均设置有s个，所述锁紧螺母外圆周上两两相对均布设置有n个外棱面，所述其中心设置有螺母内螺纹孔，两侧设置有滑动端面，所述压电陶瓷片共计m个，其中n=m=2s。

所述基座端面与基体端面贴合，使得滑动圆环限位安装在滑动端面与基座端面之间，所述基座通孔内穿过限位螺杆，所述基座连接螺栓穿过基座连接孔与基座连接螺纹孔螺纹连接，所述锁紧台固定螺栓穿过锁紧台安装孔与精密定位滑台螺纹连接，所述基体通孔内安装有锁紧螺母，所述电极环Ⅰ和电极环Ⅱ粘贴于电极滑动槽内，每个外棱面上粘贴有一个压电陶瓷片，所述电极头Ⅰ和电极头Ⅱ均布交叉粘贴于压电陶瓷片上，并分别与电极环Ⅰ和电极环Ⅱ接触，所述螺母内螺纹孔与限位螺杆螺纹连接。

所述精密定位滑台包括滑台、外磁环限位板、外磁环和限位板安装螺栓，所述滑台上端部设置有锁紧台安装螺纹孔，其侧面设置有限位板安装螺纹孔和限位板安装面，其中心设置有外磁环槽和滑台通孔，所述外磁环限位板中心设置有限位板通孔，其侧面设置有限位板安装孔和限位板端面。

所述锁紧台安装螺纹孔与锁紧台固定螺栓螺纹连接，用于固定连接超声波锁紧台，所述外磁环置于外磁环槽内，所述滑台通孔、外磁环和限位板通孔内穿过缸筒，并且外磁环与内磁环磁力连接，所述限位板安装螺栓穿过限位板安装孔与限位板安装螺纹孔螺纹连接，所述限位板安装面与限位板端面贴合。

一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸控制方法，该控制方法由上述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸实现，向电极环Ⅰ和电极环Ⅱ分别通入两组超声波电信号，并分别通过电极头Ⅰ和电极头Ⅱ向压电陶瓷片传递电信号，所有压电陶瓷片的伸缩方向与锁紧螺母的轴线平行，压电陶瓷片的控制方式包括同相驱动模式和异相驱动模式；

所述同相驱动模式为向电极环Ⅰ和电极环Ⅱ通入相同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片伸缩状态一致；所述异相驱动模式为向电极环Ⅰ和电极环Ⅱ通入不同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片存在驱动相位差，从而导致其伸缩状态产生交错变化。

本发明的有益效果：

本发明针对磁耦式无杆气缸的锁紧定位技术，利用超声波锁紧台与限位螺杆的螺纹自锁实现精密定位滑台在任意位置的精确锁紧定位，以提高磁耦式无杆气缸的定位精度，并且在不改变现有磁耦式无杆气缸基本装配结构的基础上，采用外置式超声波锁紧台作为锁紧机构，其与精密定位滑台固定连接，通过压电陶瓷片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现精密定位滑台的伸缩运动，解决了现有磁耦式无杆锁紧气缸所存在的装配结构及控制系统复杂的问题，具有结构简单、锁紧定位精度高、易于控制等优点，在半导体加工、自动测量及控制、机器人驱动等技术领域中具有良好的工程应用价值。

附图说明

图1是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的装配结构示意图；

图2是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的磁耦式无杆气缸装配结构剖视图；

图3是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的端盖Ⅰ结构示意图；

图4是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的缸筒结构剖视图；

图5是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的活塞结构示意图；

图6是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的缓冲盖结构示意图；

图7是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的端盖Ⅱ结构示意图；

图8是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的缓冲轴结构示意图；

图9是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的限位螺杆结构示意图；

图10是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的超声波锁紧台装配结构剖视图；

图11是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的锁紧台基座结构示意图；

图12是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的锁紧台基体结构示意图；

图13是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的锁紧螺母结构示意图；

图14是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的精密定位滑台转盘结构示意图；

图15是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的定位滑台结构示意图；

图16是一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的外磁环限位板结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1~图16说明本实施方式，本实施方式提供了一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸的具体实施方式，其具体实施方式表述如下：

所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸由磁耦式无杆气缸1、限位螺杆2、超声波锁紧台3、锁紧台固定螺栓4、固定螺母5和精密定位滑台6组成，该磁耦式无杆锁紧气缸为对称装配机构，其中，所述磁耦式无杆气缸1与精密定位滑台6磁力连接，所述限位螺杆2穿过磁耦式无杆气缸1和超声波锁紧台3，并通过与固定螺母5的螺纹连接，将限位螺杆2固定在磁耦式无杆气缸1上，所述锁紧台固定螺栓4穿过超声波锁紧台3，与精密定位滑台6螺纹连接，用于固定连接超声波锁紧台3和精密定位滑台6。

所述磁耦式无杆气缸1为对称装配机构，所述磁耦式无杆气缸1包括端盖Ⅰ1-1、缸筒1-2、活塞1-3、密封圈1-4、缓冲盖1-5、端盖Ⅱ1-6、缓冲盖安装螺栓1-7、内磁环1-8和缓冲轴1-9，所述端盖Ⅰ1-1侧面设置有气孔Ⅰ1-1-1，其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅰ1-1-2和缸筒安装孔Ⅰ1-1-3，所述缸筒1-2两端分别设置有缸筒安装轴Ⅰ1-2-1和缸筒安装轴Ⅱ1-2-2，所述活塞1-3为对称结构，所述活塞1-3中心设有活塞中心孔1-3-3，两侧对称设置有密封圈槽1-3-1、缓冲盖安装螺纹孔1-3-2、缓冲盖安装面1-3-4和内磁环槽1-3-5，所述缓冲盖1-5均布设置四个缓冲盖安装孔1-5-1，中心设置有缓冲轴安装螺纹孔1-5-2，侧面设置有缓冲盖端面1-5-3，所述端盖Ⅱ1-6侧面设置有气孔Ⅱ1-6-1，其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅱ1-6-2和缸筒安装孔Ⅱ1-6-3，缓冲轴螺纹1-9-1对称设置缓冲轴1-9两端。

所述密封圈1-4安装于密封圈槽1-3-1内，所述内磁环1-8安装于两侧的内磁环槽1-3-5内，通过缓冲盖端面1-5-3与缓冲盖安装面1-3-4的贴合安装，以实现内磁环1-8的限位固定，所述缓冲盖安装螺栓1-7穿过缓冲盖安装孔1-5-1与缓冲盖安装螺纹孔1-3-2螺纹连接，所述缓冲轴1-9穿过活塞中心孔1-3-3，并且其两端的缓冲轴螺纹1-9-1与安装在活塞1-3两侧的缓冲盖1-5的缓冲轴安装螺纹孔1-5-2螺纹连接，实现活塞1-3、缓冲盖1-5及缓冲轴1-9的固定连接，所述活塞1-3在缸筒1-2内径向滑动，所述缸筒1-2两端的缸筒安装轴Ⅰ1-2-1和缸筒安装轴Ⅱ1-2-2分别与缸筒安装孔Ⅰ1-1-3和缸筒安装孔Ⅱ1-6-3紧固连接，所述限位螺杆安装孔Ⅰ1-1-2和限位螺杆安装孔Ⅱ1-6-2内穿过限位螺杆2两端，所述气孔Ⅰ1-1-1和气孔Ⅱ1-6-1用于输送高压气体。

所述超声波锁紧台3为对称装配机构，所述超声波锁紧台3包括锁紧台基座3-1、基座连接螺栓3-2、锁紧台基体3-3、电极环Ⅰ3-4、电极头Ⅰ3-5、电极头Ⅱ3-6、滑动圆环3-7、锁紧螺母3-8、电极环Ⅱ3-9和压电陶瓷片3-10，所述锁紧台基座3-1侧面设置有基座端面3-1-1、基座通孔3-1-2、基座连接孔3-1-3，底面设置有锁紧台安装孔3-1-4，所述锁紧台基体3-3为对称结构，所述锁紧台基体3-3两侧设置有基体端面3-3-1，中心设置有基体通孔3-3-2，其基体端面3-3-1上部设置有两个基座连接螺纹孔3-3-3，其基体通孔3-3-2内设置有电极滑动槽3-3-4，所述电极头Ⅰ3-5和电极头Ⅱ3-6均设置有s个，所述锁紧螺母3-8外圆周上两两相对均布设置有n个外棱面3-8-1，所述其中心设置有螺母内螺纹孔3-8-2，两侧设置有滑动端面3-8-3，所述压电陶瓷片3-10共计m个，其中n=m=2s。

所述基座端面3-1-1与基体端面3-3-1贴合，使得滑动圆环3-7安装限位在滑动端面3-8-3与基座端面3-1-1之间，所述基座通孔3-1-2内穿过限位螺杆2，所述基座连接螺栓3-2穿过基座连接孔3-1-3与基座连接螺纹孔3-3-3螺纹连接，所述锁紧台固定螺栓4穿过锁紧台安装孔3-1-4与精密定位滑台6螺纹连接，用于固定连接超声波锁紧台3和精密定位滑台6，所述基体通孔3-3-2内安装有锁紧螺母3-8，所述电极环Ⅰ3-4和电极环Ⅱ3-9粘贴于电极滑动槽3-3-4内，每个外棱面3-8-1上粘贴有一个压电陶瓷片3-10，所述电极头Ⅰ3-5和电极头Ⅱ3-6均布交叉粘贴于压电陶瓷片3-10上，并分别与电极环Ⅰ3-4和电极环Ⅱ3-9接触，用于传递激励电信号以产生超声减摩效应，所述螺母内螺纹孔3-8-2与限位螺杆2螺纹连接，用于实现精密定位滑台6的精确锁紧定位。

所述精密定位滑台6包括滑台6-1、外磁环限位板6-2、外磁环6-3和限位板安装螺栓6-4，所述滑台6-1上端部设置有锁紧台安装螺纹孔6-1-1，其侧面设置有限位板安装螺纹孔6-1-2和限位板安装面6-1-4，其中心设置有外磁环槽6-1-3和滑台通孔6-1-5，所述外磁环限位板6-2中心设置有限位板通孔6-2-1，其侧面设置有限位板安装孔6-2-2和限位板端面6-2-3。

所述锁紧台安装螺纹孔6-1-1与锁紧台固定螺栓4螺纹连接，用于固定连接超声波锁紧台3，所述外磁环6-3置于外磁环槽6-1-3内，所述滑台通孔6-1-5、外磁环6-3和限位板通孔6-2-1内穿过缸筒1-2，并且外磁环6-3与内磁环1-8磁力连接，所述限位板安装螺栓6-4穿过限位板安装孔6-2-2与限位板安装螺纹孔6-1-2螺纹连接，用于固定连接滑台6-1和外磁环限位板6-2，所述限位板安装面6-1-4与限位板端面6-2-3贴合，实现外磁环6-3的轴向限位固定。

具体实施方式二：本实施方式提供了一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸控制方法的具体实施方式，其具体实施方式表述如下：

向电极环Ⅰ3-4和电极环Ⅱ3-9分别通入两组超声波电信号，并分别通过电极头Ⅰ3-5和电极头Ⅱ3-6向压电陶瓷片3-10传递电信号，所有压电陶瓷片3-10的伸缩方向与锁紧螺母3-8的轴线平行，压电陶瓷片3-10的控制方式包括同相驱动模式和异相驱动模式；

所述同相驱动模式为向电极环Ⅰ3-4和电极环Ⅱ3-9通入相同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片3-10伸缩状态一致；所述异相驱动模式为向电极环Ⅰ3-4和电极环Ⅱ3-9通入不同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片3-10存在驱动相位差，从而导致其伸缩状态产生交错变化。

工作原理：

初始状态，无外界条件输入，限位螺杆与超声波锁紧台处于螺纹自锁状态，精密定位滑台静止；

正向工作状态，从端盖Ⅰ的气孔Ⅰ处持续充入高压气体，使活塞两侧产生气压差，同时向超声波锁紧台通入超声波电信号，使限位螺杆与锁紧螺母达到共振条件，限位螺杆与锁紧螺母的螺母内螺纹孔间的摩擦系数降低，产生超声减摩效应，从而使得螺纹副连接解锁，此时活塞受到轴向输出力作用，通过磁力带动精密定位滑台和超声波锁紧台正向运动，此时由于限位螺杆与锁紧螺母螺纹连接，使得锁紧螺母在超声波锁紧台内产生相对旋转运动，而锁紧螺母通过滑动圆环以实现在锁紧台基体内的低摩擦转动，使得锁紧螺母的相对旋转运动得以释放；当精密定位滑台到达指定位置时，超声波电信号及高压气体均同时暂停输入，限位螺杆与锁紧螺母的螺母内螺纹孔间的摩擦系数达到自锁条件，超声波锁紧台恢复自锁，使精密定位滑台实现快速停止运动输出，从而实现磁耦式无杆气缸正向的精确定位输出；

反向工作状态，气缸反向输出与气缸正向输出过程类似，由端盖Ⅱ的气孔Ⅱ持续充入高压气体，使活塞两侧气压出现压差，同时向超声波锁紧台通入超声波电信号，使限位螺杆与锁紧螺母间实现减摩效应，从而带动精密定位滑台反向运动，当精密定位滑台到达指定位置时，超声波电信号及高压气体均同时暂停输入，限位螺杆与锁紧螺母的螺母内螺纹孔间的摩擦系数达到自锁条件，超声波锁紧台恢复自锁，使精密定位滑台实现快速停止运动输出，从而实现磁耦式无杆气缸反向的精确定位输出。

综上所述，本发明针对磁耦式无杆气缸的锁紧定位技术，利用超声波锁紧台与限位螺杆的螺纹自锁实现精密定位滑台在任意位置的精确锁紧定位，在不改变现有磁耦式无杆气缸基本装配结构的基础上，采用外置式超声波锁紧台作为锁紧机构，其与精密定位滑台固定连接，通过压电陶瓷片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现精密定位滑台的伸缩运动，解决了现有磁耦式无杆锁紧气缸所存在的装配结构及控制系统复杂的问题，具有结构简单、锁紧定位精度高、易于控制等优点。

Claims (8)

1.一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，该磁耦式无杆锁紧气缸由磁耦式无杆气缸（1）、限位螺杆（2）、超声波锁紧台（3）、锁紧台固定螺栓（4）、固定螺母（5）和精密定位滑台（6）组成，该磁耦式无杆锁紧气缸为对称装配机构，其中，所述磁耦式无杆气缸（1）与精密定位滑台（6）磁力连接，所述限位螺杆（2）穿过磁耦式无杆气缸（1）和超声波锁紧台（3），并通过与固定螺母（5）的螺纹连接，将限位螺杆（2）固定在磁耦式无杆气缸（1）上，所述锁紧台固定螺栓（4）穿过超声波锁紧台（3），与精密定位滑台（6）螺纹连接。

2.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述磁耦式无杆气缸（1）为对称装配机构，所述磁耦式无杆气缸（1）包括端盖Ⅰ（1-1）、缸筒（1-2）、活塞（1-3）、密封圈（1-4）、缓冲盖（1-5）、端盖Ⅱ（1-6）、缓冲盖安装螺栓（1-7）、内磁环（1-8）和缓冲轴（1-9），所述端盖Ⅰ（1-1）侧面设置有气孔Ⅰ（1-1-1），其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅰ（1-1-2）和缸筒安装孔Ⅰ（1-1-3），所述缸筒（1-2）两端分别设置有缸筒安装轴Ⅰ（1-2-1）和缸筒安装轴Ⅱ（1-2-2），所述活塞（1-3）为对称结构，所述活塞（1-3）中心设有活塞中心孔（1-3-3），两侧对称设置有密封圈槽（1-3-1）、缓冲盖安装螺纹孔（1-3-2）、缓冲盖安装面（1-3-4）和内磁环槽（1-3-5），所述缓冲盖（1-5）均布设置四个缓冲盖安装孔（1-5-1），中心设置有缓冲轴安装螺纹孔（1-5-2），侧面设置有缓冲盖端面（1-5-3），所述端盖Ⅱ（1-6）侧面设置有气孔Ⅱ（1-6-1），其对称中心线上设置有限位螺杆安装孔Ⅱ（1-6-2）和缸筒安装孔Ⅱ（1-6-3），缓冲轴螺纹（1-9-1）对称设置缓冲轴（1-9）两端。

3.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述密封圈（1-4）安装于密封圈槽（1-3-1）内，所述内磁环（1-8）安装于两侧的内磁环槽（1-3-5）内，通过缓冲盖端面（1-5-3）与缓冲盖安装面（1-3-4）的贴合安装，所述缓冲盖安装螺栓（1-7）穿过缓冲盖安装孔（1-5-1）与缓冲盖安装螺纹孔（1-3-2）螺纹连接，所述缓冲轴（1-9）穿过活塞中心孔（1-3-3），并且其两端的缓冲轴螺纹（1-9-1）与安装在活塞（1-3）两侧的缓冲盖（1-5）的缓冲轴安装螺纹孔（1-5-2）螺纹连接，所述活塞（1-3）在缸筒（1-2）内径向滑动，所述缸筒（1-2）两端的缸筒安装轴Ⅰ（1-2-1）和缸筒安装轴Ⅱ（1-2-2）分别与缸筒安装孔Ⅰ（1-1-3）和缸筒安装孔Ⅱ（1-6-3）紧固连接，所述限位螺杆安装孔Ⅰ（1-1-2）和限位螺杆安装孔Ⅱ（1-6-2）内穿过限位螺杆（2）两端，所述气孔Ⅰ（1-1-1）和气孔Ⅱ（1-6-1）用于输送高压气体。

4.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述超声波锁紧台（3）为对称装配机构，所述超声波锁紧台（3）包括锁紧台基座（3-1）、基座连接螺栓（3-2）、锁紧台基体（3-3）、电极环Ⅰ（3-4）、电极头Ⅰ（3-5）、电极头Ⅱ（3-6）、滑动圆环（3-7）、锁紧螺母（3-8）、电极环Ⅱ（3-9）和压电陶瓷片（3-10），所述锁紧台基座（3-1）侧面设置有基座端面（3-1-1）、基座通孔（3-1-2）、基座连接孔（3-1-3），底面设置有锁紧台安装孔（3-1-4），所述锁紧台基体（3-3）为对称结构，所述锁紧台基体（3-3）两侧设置有基体端面（3-3-1），中心设置有基体通孔（3-3-2），其基体端面（3-3-1）上部设置有两个基座连接螺纹孔（3-3-3），其基体通孔（3-3-2）内设置有电极滑动槽（3-3-4），所述电极头Ⅰ（3-5）和电极头Ⅱ（3-6）均设置有s个，所述锁紧螺母（3-8）外圆周上两两相对均布设置有n个外棱面（3-8-1），所述其中心设置有螺母内螺纹孔（3-8-2），两侧设置有滑动端面（3-8-3），所述压电陶瓷片（3-10）共计m个，其中n=m=2s。

5.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述基座端面（3-1-1）与基体端面（3-3-1）贴合，使得滑动圆环（3-7）限位安装在滑动端面（3-8-3）与基座端面（3-1-1）之间，所述基座通孔（3-1-2）内穿过限位螺杆（2），所述基座连接螺栓（3-2）穿过基座连接孔（3-1-3）与基座连接螺纹孔（3-3-3）螺纹连接，所述锁紧台固定螺栓（4）穿过锁紧台安装孔（3-1-4）与精密定位滑台（6）螺纹连接，所述基体通孔（3-3-2）内安装有锁紧螺母（3-8），所述电极环Ⅰ（3-4）和电极环Ⅱ（3-9）粘贴于电极滑动槽（3-3-4）内，每个外棱面（3-8-1）上粘贴有一个压电陶瓷片（3-10），所述电极头Ⅰ（3-5）和电极头Ⅱ（3-6）均布交叉粘贴于压电陶瓷片（3-10）上，并分别与电极环Ⅰ（3-4）和电极环Ⅱ（3-9）接触，所述螺母内螺纹孔（3-8-2）与限位螺杆（2）螺纹连接。

6.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述精密定位滑台（6）包括滑台（6-1）、外磁环限位板（6-2）、外磁环（6-3）和限位板安装螺栓（6-4），所述滑台（6-1）上端部设置有锁紧台安装螺纹孔（6-1-1），其侧面设置有限位板安装螺纹孔（6-1-2）和限位板安装面（6-1-4），其中心设置有外磁环槽（6-1-3）和滑台通孔（6-1-5），所述外磁环限位板（6-2）中心设置有限位板通孔（6-2-1），其侧面设置有限位板安装孔（6-2-2）和限位板端面（6-2-3）。

7.根据权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸，其特征在于，所述锁紧台安装螺纹孔（6-1-1）与锁紧台固定螺栓（4）螺纹连接，用于固定连接超声波锁紧台（3），所述外磁环（6-3）置于外磁环槽（6-1-3）内，所述滑台通孔（6-1-5）、外磁环（6-3）和限位板通孔（6-2-1）内穿过缸筒（1-2），并且外磁环（6-3）与内磁环（1-8）磁力连接，所述限位板安装螺栓（6-4）穿过限位板安装孔（6-2-2）与限位板安装螺纹孔（6-1-2）螺纹连接，所述限位板安装面（6-1-4）与限位板端面（6-2-3）贴合。

8.一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸控制方法，该控制方法由权利要求1所述一种磁耦式精密定位滑台旋转解耦型无杆锁紧气缸实现，其特征在于，向电极环Ⅰ（3-4）和电极环Ⅱ（3-9）分别通入两组超声波电信号，并分别通过电极头Ⅰ（3-5）和电极头Ⅱ（3-6）向压电陶瓷片（3-10）传递电信号，所有压电陶瓷片（3-10）的伸缩方向与锁紧螺母（3-8）的轴线平行，压电陶瓷片（3-10）的控制方式包括同相驱动模式和异相驱动模式；

所述同相驱动模式为向电极环Ⅰ（3-4）和电极环Ⅱ（3-9）通入相同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片（3-10）伸缩状态一致；所述异相驱动模式为向电极环Ⅰ（3-4）和电极环Ⅱ（3-9）通入不同特征参数的超声波电信号，使得相邻压电陶瓷片（3-10）存在驱动相位差，从而导致其伸缩状态产生交错变化。

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