CN111059094A - 一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸 - Google Patents

一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸 Download PDF

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CN111059094A CN202010035877.XA CN202010035877A CN111059094A CN 111059094 A CN111059094 A CN 111059094A CN 202010035877 A CN202010035877 A CN 202010035877A CN 111059094 A CN111059094 A CN 111059094A
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Abstract

一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，旨在解决当前机械式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。本发明由端盖Ⅰ、压板、轴承、限位螺杆、压电片、超声螺母、移动块、端盖Ⅱ、外密封钢带、磁吸带钢、内密封钢带、活塞筒、活塞架、活塞固定盖、缸筒和磁铁等零件组成，本发明利用外置式超声螺母与限位螺杆的螺纹自锁实现移动块在任意位置的精确锁紧定位，并通过压电片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现移动块的双向运动输出，同时利用多个不同的结构对钢带进行形变限位，进一步提升机械式无杆气缸的密封性，在现代机械制造工艺及精密加工技术领域中具有良好的工程应用前景。

Description

一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸
技术领域
本发明涉及一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，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
为解决当前机械式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，本发明公开了一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸。
本发明所采用的技术方案：
为达到上述目的，本发明提供一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，该机械式无杆锁紧气缸由端盖Ⅰ、压板、压板螺栓、轴承、限位螺杆、压电片、超声螺母、螺母固定螺栓、移动块、端盖Ⅱ、外密封钢带、磁吸带钢、内密封钢带、活塞筒、活塞架、圆柱销、活塞密封圈、活塞固定盖、缸筒、缸筒密封圈和磁铁组成，该机械式无杆锁紧气缸为对称装配结构，所述缸筒两端分别与端盖Ⅰ和端盖Ⅱ连接，所述磁吸带钢和内密封钢带穿过活塞架，所述压板螺栓依次穿过压板、外密封钢带、磁吸带钢和内密封钢带后分别与端盖Ⅰ和端盖Ⅱ螺纹连接，所述轴承分别连接端盖Ⅰ和限位螺杆及端盖Ⅱ和限位螺杆，所述限位螺杆与超声螺母螺纹连接，所述压电片均布粘贴于超声螺母外圆周上，所述螺母固定螺栓穿过超声螺母与移动块螺纹连接，所述移动块通过圆柱销与活塞架紧固连接，所述活塞筒穿过活塞架与两侧的活塞固定盖螺纹连接，所述活塞密封圈安装于两侧的活塞固定盖上，所述缸筒密封圈安装于端盖Ⅰ和端盖Ⅱ上，所述磁铁粘贴于活塞筒上。
所述端盖Ⅰ设有气孔Ⅰ、缸筒密封圈槽Ⅰ、轴承安装孔Ⅰ、钢带安装面Ⅰ、压板安装螺纹孔Ⅰ和缓冲轴Ⅰ，所述气孔Ⅰ用于输送高压气体，所述缸筒密封圈槽Ⅰ内安装缸筒密封圈，所述轴承安装孔Ⅰ与轴承过渡配合，所述钢带安装面Ⅰ与内密封钢带贴合，所述压板安装螺纹孔Ⅰ与压板螺栓螺纹连接，所述缓冲轴Ⅰ与活塞固定盖配合。
所述压板设有压板安装孔、压板夹层和压板底面，所述压板安装孔内穿过压板螺栓，所述压板夹层内放置外密封钢带，所述压板底面与磁吸带钢贴合。
所述限位螺杆设有轴承安装轴、轴承限位轴肩和限位螺纹轴，所述轴承安装轴与轴承过渡配合，所述轴承限位轴肩与轴承接触，所述限位螺纹轴与超声螺母螺纹连接。
所述超声螺母设有螺母安装孔、螺母底面、螺母外棱面和螺母内螺纹孔，所述螺母安装孔内穿过螺母固定螺栓，所述螺母底面与移动块贴合，所述超声螺母外圆周上两两相对均布设置n个螺母外棱面，每个螺母外棱面上胶粘有一个压电片，所述压电片共计m个，其中n=m，所述螺母内螺纹孔与限位螺杆螺纹连接。
所述移动块设有移动块上表面、螺母安装螺纹孔、圆柱销孔、刮板口、限位槽和移动块下表面，所述移动块上表面与螺母底面贴合，所述螺母安装螺纹孔与螺母固定螺栓螺纹连接，所述圆柱销孔内安装圆柱销，所述刮板口挤压紧合外密封钢带，所述限位槽限制外密封钢带的上形变，所述移动块下表面与缸筒贴合。
所述端盖Ⅱ设有缓冲轴Ⅱ、压板安装螺纹孔Ⅱ、轴承安装孔Ⅱ、钢带安装面Ⅱ、缸筒密封圈槽Ⅱ和气孔Ⅱ，所述缓冲轴Ⅱ与活塞固定盖配合，所述压板安装螺纹孔Ⅱ与压板螺栓螺纹连接，所述轴承安装孔Ⅱ与轴承过渡配合，所述钢带安装面Ⅱ与内密封钢带贴合，所述缸筒密封圈槽Ⅱ内安装缸筒密封圈，所述气孔Ⅱ用于输送高压气体。
所述外密封钢带两端设有外密封钢带头和外密封钢带安装孔，其下侧设有外密封钢带下表面，所述外密封钢带头插入压板夹层内，所述外密封钢带安装孔内穿过压板螺栓，所述外密封钢带下表面与缸筒贴合。
所述磁吸带钢两端设有磁吸带钢头和磁吸带钢安装孔，其两侧设有磁吸带钢上表面和磁吸带钢下表面，所述磁吸带钢头插入压板夹层与内密封钢带之间，并且其磁吸带钢上表面与压板底面及缸筒贴合，所述磁吸带钢安装孔内穿过压板螺栓，所述磁吸带钢下表面与内密封钢带贴合。
所述内密封钢带两端设有内密封钢带头和内密封钢带安装孔，其两侧设有内密封钢带上表面和内密封钢带下表面，所述内密封钢带一端的内密封钢带头插入磁吸带钢与钢带安装面Ⅰ之间，另一端的内密封钢带头插入磁吸带钢与钢带安装面Ⅱ之间，并且其内密封钢带上表面与磁吸带钢下表面贴合，所述内密封钢带安装孔内穿过压板螺栓，所述内密封钢带下表面与钢带安装面Ⅰ及钢带安装面Ⅱ贴合。
所述活塞筒设有活塞筒柱、磁铁槽、活塞筒端面和活塞筒螺纹轴，所述活塞筒柱穿过活塞架，并对磁吸带钢和内密封钢带限位，所述磁铁槽内粘贴有磁铁，所述磁铁与磁吸带钢磁力连接，所述活塞筒端面和活塞筒螺纹轴与活塞固定盖配合连接。
所述活塞架设有缸筒让位槽、圆柱销安装孔、过渡圆角、斜面、活塞架内孔和活塞架端面，所述缸筒让位槽穿过缸筒，所述圆柱销安装孔内安装圆柱销，所述过渡圆角限制外密封钢带的下形变，所述斜面限制磁吸带钢和内密封钢带的上形变，所述活塞架内孔内穿过活塞筒柱，所述活塞架端面与活塞固定盖贴合。
所述活塞固定盖设有活塞密封圈槽、缓冲孔、固定盖螺纹孔、固定盖端面和固定盖斜面，所述活塞密封圈槽内安装活塞密封圈，所述缓冲孔与缓冲轴Ⅰ及缓冲轴Ⅱ配合，所述固定盖螺纹孔与活塞筒螺纹轴螺纹连接，所述固定盖端面与活塞筒端面及活塞架端面贴合，所述固定盖斜面限制磁吸带钢和内密封钢带的下形变。
所述缸筒设有缸筒上表面、外密封钢带密封面、磁吸带钢密封面和缸筒内孔，所述缸筒上表面与移动块下表面贴合，所述外密封钢带密封面与外密封钢带下表面贴合，所述磁吸带钢密封面与磁吸带钢上表面贴合，所述缸筒内孔内穿过活塞固定盖，并与端盖Ⅰ及端盖Ⅱ配合安装。
本发明的有益效果：
本发明针对机械式无杆气缸的锁紧定位技术，利用外置式超声螺母与限位螺杆的螺纹自锁实现移动块在任意位置的精确锁紧定位，并通过压电片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现移动块的双向运动输出，提高了机械式无杆气缸的定位精度，降低了定位气缸的加工难度及加工成本，同时利用多个不同的结构对钢带进行形变限位，进一步提升机械式无杆气缸的密封性，具有定位精度高、结构及控制简单、气缸密封性好等技术优势，在现代机械制造工艺及精密加工技术领域中具有良好的工程应用前景。
附图说明
图1是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的装配结构剖视图；
图2是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的装配结构局部示意图；
图3是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的端盖Ⅰ结构示意图；
图4是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的压板结构示意图；
图5是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的限位螺杆结构示意图；
图6是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的超声螺母结构示意图；
图7是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的移动块结构示意图Ⅰ；
图8是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的移动块结构示意图Ⅱ；
图9是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的端盖Ⅱ结构示意图；
图10是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的外密封钢带结构示意图；
图11是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的磁吸带钢结构示意图；
图12是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的内密封钢带结构示意图；
图13是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的活塞筒结构示意图；
图14是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的活塞架结构示意图；
图15是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的活塞固定盖结构示意图Ⅰ；
图16是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的活塞固定盖结构示意图Ⅱ；
图17是一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的缸筒结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1~图17说明本实施方式，本实施方式提供了一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸的具体实施方式，其具体实施方式表述如下：
所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸由端盖Ⅰ1、压板2、压板螺栓3、轴承4、限位螺杆5、压电片6、超声螺母7、螺母固定螺栓8、移动块9、端盖Ⅱ10、外密封钢带11、磁吸带钢12、内密封钢带13、活塞筒14、活塞架15、圆柱销16、活塞密封圈17、活塞固定盖18、缸筒19、缸筒密封圈20和磁铁21组成，该机械式无杆锁紧气缸为对称装配结构，所述缸筒19两端分别与端盖Ⅰ1和端盖Ⅱ10连接，所述磁吸带钢12和内密封钢带13穿过活塞架15，所述压板螺栓3依次穿过压板2、外密封钢带11、磁吸带钢12和内密封钢带13后分别与端盖Ⅰ1和端盖Ⅱ10螺纹连接，所述轴承4分别连接端盖Ⅰ1和限位螺杆5及端盖Ⅱ10和限位螺杆5，所述限位螺杆5与超声螺母7螺纹连接，所述压电片6均布粘贴于超声螺母7外圆周上，所述螺母固定螺栓8穿过超声螺母7与移动块9螺纹连接，所述移动块9通过圆柱销16与活塞架15紧固连接，所述活塞筒14穿过活塞架15与两侧的活塞固定盖18螺纹连接，所述活塞密封圈17安装于两侧的活塞固定盖18上，所述缸筒密封圈20安装于端盖Ⅰ1和端盖Ⅱ10上，所述磁铁21粘贴于活塞筒14上。
所述端盖Ⅰ1设有气孔Ⅰ1-1、缸筒密封圈槽Ⅰ1-2、轴承安装孔Ⅰ1-3、钢带安装面Ⅰ1-4、压板安装螺纹孔Ⅰ1-5和缓冲轴Ⅰ1-6，所述气孔Ⅰ1-1用于输送高压气体，所述缸筒密封圈槽Ⅰ1-2内安装缸筒密封圈20，所述轴承安装孔Ⅰ1-3与轴承4过渡配合，所述钢带安装面Ⅰ1-4与内密封钢带13贴合，所述压板安装螺纹孔Ⅰ1-5与压板螺栓3螺纹连接，所述缓冲轴Ⅰ1-6用于活塞固定盖18的运动缓冲。
所述压板2设有压板安装孔2-1、压板夹层2-2和压板底面2-3，所述压板安装孔2-1内穿过压板螺栓3，所述压板夹层2-2内放置外密封钢带11，所述压板底面2-3与磁吸带钢12贴合。
所述限位螺杆5设有轴承安装轴5-1、轴承限位轴肩5-2和限位螺纹轴5-3，所述轴承安装轴5-1与轴承4过渡配合，所述轴承限位轴肩5-2与轴承4接触，用于轴承4的轴向限位，所述限位螺纹轴5-3与超声螺母7螺纹连接。
所述超声螺母7设有螺母安装孔7-1、螺母底面7-2、螺母外棱面7-3和螺母内螺纹孔7-4，所述螺母安装孔7-1内穿过螺母固定螺栓8，所述螺母底面7-2与移动块9贴合，所述超声螺母7外圆周上两两相对均布设置n个螺母外棱面7-3，每个螺母外棱面7-3上胶粘有一个压电片6，所述压电片6共计m个，其中n=m，本具体实施方式中，m取值12。所述螺母内螺纹孔7-4与限位螺杆5螺纹连接，用于实现超声螺母7的螺纹自锁。
所述移动块9设有移动块上表面9-1、螺母安装螺纹孔9-2、圆柱销孔9-3、刮板口9-4、限位槽9-5和移动块下表面9-6，所述移动块上表面9-1与螺母底面7-2贴合，所述螺母安装螺纹孔9-2与螺母固定螺栓8螺纹连接，所述圆柱销孔9-3内安装圆柱销16，用于紧固连接移动块9和活塞架15，所述刮板口9-4用于挤压紧合外密封钢带11，用于保证气缸密封性，所述限位槽9-5用于外密封钢带11的形变上限位，保证气缸密封性，所述移动块下表面9-6与缸筒19贴合。
所述端盖Ⅱ10设有缓冲轴Ⅱ10-1、压板安装螺纹孔Ⅱ10-2、轴承安装孔Ⅱ10-3、钢带安装面Ⅱ10-4、缸筒密封圈槽Ⅱ10-5和气孔Ⅱ10-6，所述缓冲轴Ⅱ10-1用于活塞固定盖18的运动缓冲，所述压板安装螺纹孔Ⅱ10-2与压板螺栓3螺纹连接，所述轴承安装孔Ⅱ10-3与轴承4过渡配合，所述钢带安装面Ⅱ10-4与内密封钢带13贴合，所述缸筒密封圈槽Ⅱ10-5内安装缸筒密封圈20，所述气孔Ⅱ10-6用于输送高压气体。
所述外密封钢带11两端设有外密封钢带头11-1和外密封钢带安装孔11-3，其下侧设有外密封钢带下表面11-2，所述外密封钢带头11-1插入压板夹层2-2 内，所述外密封钢带安装孔11-3内穿过压板螺栓3，所述外密封钢带下表面11-2与缸筒19贴合。
所述磁吸带钢12两端设有磁吸带钢头12-1和磁吸带钢安装孔12-3，其两侧设有磁吸带钢上表面12-2和磁吸带钢下表面12-4，所述磁吸带钢头12-1插入压板夹层2-2 与内密封钢带13之间，并且其磁吸带钢上表面12-2与压板底面2-3及缸筒19贴合，所述磁吸带钢安装孔12-3内穿过压板螺栓3，所述磁吸带钢下表面12-4与内密封钢带13贴合，并且由于磁力作用，使得磁吸带钢12与内密封钢带13始终紧密贴合。
所述内密封钢带13两端设有内密封钢带头13-1和内密封钢带安装孔13-3，其两侧设有内密封钢带上表面13-2和内密封钢带下表面13-4，所述内密封钢带13一端的内密封钢带头13-1插入磁吸带钢12与钢带安装面Ⅰ1-4之间，另一端的内密封钢带头13-1插入磁吸带钢12与钢带安装面Ⅱ10-4之间，并且其内密封钢带上表面13-2与磁吸带钢下表面12-4贴合，所述内密封钢带安装孔13-3内穿过压板螺栓3，所述内密封钢带下表面13-4与钢带安装面Ⅰ1-4及钢带安装面Ⅱ10-4贴合。
所述活塞筒14设有活塞筒柱14-1、磁铁槽14-2、活塞筒端面14-3和活塞筒螺纹轴14-4，所述活塞筒柱14-1穿过活塞架15，并对磁吸带钢12和内密封钢带13限位，所述磁铁槽14-2内粘贴有磁铁21，所述磁铁21与磁吸带钢12磁力连接，用于吸附内密封钢带13，保证气缸密封性，所述活塞筒端面14-3和活塞筒螺纹轴14-4与活塞固定盖18配合连接。
所述活塞架15设有缸筒让位槽15-1、圆柱销安装孔15-2、过渡圆角15-3、斜面15-4、活塞架内孔15-5和活塞架端面15-6，所述缸筒让位槽15-1穿过缸筒19，以保证气缸密封性，所述圆柱销安装孔15-2内安装圆柱销16，用于固定连接移动块9和活塞架15，所述过渡圆角15-3用于外密封钢带11的形变下限位，以保证气缸密封性，所述斜面15-4用于磁吸带钢12和内密封钢带13的形变上限位，所述活塞架内孔15-5内穿过活塞筒柱14-1，所述活塞架端面15-6与活塞固定盖18贴合。
所述活塞固定盖18设有活塞密封圈槽18-1、缓冲孔18-2、固定盖螺纹孔18-3、固定盖端面18-4和固定盖斜面18-5，所述活塞密封圈槽18-1内安装活塞密封圈17，以保证缸筒2内部容腔密封性，所述缓冲孔18-2与缓冲轴Ⅰ1-6及缓冲轴Ⅱ10-1配合，用于活塞固定盖18的运动缓冲，所述固定盖螺纹孔18-3与活塞筒螺纹轴14-4螺纹连接，所述固定盖端面18-4与活塞筒端面14-3及活塞架端面15-6贴合，所述固定盖斜面18-5用于磁吸带钢12和内密封钢带13的形变下限位。
所述缸筒19设有缸筒上表面19-1、外密封钢带密封面19-2、磁吸带钢密封面19-3和缸筒内孔19-4，所述缸筒上表面19-1与移动块下表面9-6贴合，以保证气缸密封性，所述外密封钢带密封面19-2与外密封钢带下表面11-2贴合，以保证气缸密封性，所述磁吸带钢密封面19-3与磁吸带钢上表面12-2贴合，以保证气缸密封性，所述缸筒内孔19-4内穿过活塞固定盖18，并与端盖Ⅰ1及端盖Ⅱ10配合安装。
工作原理：
初始状态，无外界条件输入，限位螺杆与超声螺母处于螺纹自锁状态，移动块静止；
正向工作状态，从端盖Ⅰ的气孔Ⅰ处持续充入高压气体，使活塞筒两侧产生气压差，同时向压电片通入超声波电信号，使限位螺杆与超声螺母达到共振条件，限位螺杆的限位螺纹轴与超声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，此时活塞筒受到轴向输出力作用，通过活塞架带动移动块和超声螺母沿限位螺杆轴线正向运动，此时由于限位螺杆与超声螺母螺纹连接，使得限位螺杆产生旋转运动，而超声螺杆通过轴承以实现在端盖Ⅰ和端盖Ⅱ上的高速转动，从而实现限位螺杆的运动解耦；当移动块到达指定位置时，超声波电信号及高压气体均同时暂停输入，限位螺杆的限位螺纹轴与超声螺母的螺母内螺纹孔间的摩擦系数达到自锁条件，超声螺母恢复自锁，使移动块实现快速停止运动输出，从而实现机械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，使活塞筒两侧气压出现压差，同时向压电片通入超声波电信号，使限位螺杆与超声螺母间实现减摩效应，从而带动移动块和超声螺母沿限位螺杆轴线反向运动，当移动块到达指定位置时，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，超声螺母恢复自锁，使移动块实现快速停止运动输出，从而实现机械式无杆气缸反向的精确定位输出。
综上所述，本发明针对机械式无杆气缸的锁紧定位技术，利用外置式超声螺母与限位螺杆的螺纹自锁实现移动块在任意位置的精确锁紧定位，并通过压电片在超声波控制系统驱动下的减摩效应，实现移动块的双向运动输出，同时利用多个不同的结构对钢带进行形变限位，进一步提升机械式无杆气缸的密封性，具有定位精度高、结构及控制简单、气缸密封性好等技术优势。

Claims (10)

1.一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，该机械式无杆锁紧气缸由端盖Ⅰ（1）、压板（2）、压板螺栓（3）、轴承（4）、限位螺杆（5）、压电片（6）、超声螺母（7）、螺母固定螺栓（8）、移动块（9）、端盖Ⅱ（10）、外密封钢带（11）、磁吸带钢（12）、内密封钢带（13）、活塞筒（14）、活塞架（15）、圆柱销（16）、活塞密封圈（17）、活塞固定盖（18）、缸筒（19）、缸筒密封圈（20）和磁铁（21）组成，该机械式无杆锁紧气缸为对称装配结构，所述缸筒（19）两端分别与端盖Ⅰ（1）和端盖Ⅱ（10）连接，所述磁吸带钢（12）和内密封钢带（13）穿过活塞架（15），所述压板螺栓（3）依次穿过压板（2）、外密封钢带（11）、磁吸带钢（12）和内密封钢带（13）后分别与端盖Ⅰ（1）和端盖Ⅱ（10）螺纹连接，所述轴承（4）分别连接端盖Ⅰ（1）和限位螺杆（5）及端盖Ⅱ（10）和限位螺杆（5），所述限位螺杆（5）与超声螺母（7）螺纹连接，所述压电片（6）均布粘贴于超声螺母（7）外圆周上，所述螺母固定螺栓（8）穿过超声螺母（7）与移动块（9）螺纹连接，所述移动块（9）通过圆柱销（16）与活塞架（15）紧固连接，所述活塞筒（14）穿过活塞架（15）与两侧的活塞固定盖（18）螺纹连接，所述活塞密封圈（17）安装于两侧的活塞固定盖（18）上，所述缸筒密封圈（20）安装于端盖Ⅰ（1）和端盖Ⅱ（10）上，所述磁铁（21）粘贴于活塞筒（14）上。
2.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述端盖Ⅰ（1）设有气孔Ⅰ（1-1）、缸筒密封圈槽Ⅰ（1-2）、轴承安装孔Ⅰ（1-3）、钢带安装面Ⅰ（1-4）、压板安装螺纹孔Ⅰ（1-5）和缓冲轴Ⅰ（1-6），所述气孔Ⅰ（1-1）用于输送高压气体，所述缸筒密封圈槽Ⅰ（1-2）内安装缸筒密封圈（20），所述轴承安装孔Ⅰ（1-3）与轴承（4）过渡配合，所述钢带安装面Ⅰ（1-4）与内密封钢带（13）贴合，所述压板安装螺纹孔Ⅰ（1-5）与压板螺栓（3）螺纹连接，所述缓冲轴Ⅰ（1-6）与活塞固定盖（18）配合；所述压板（2）设有压板安装孔（2-1）、压板夹层（2-2）和压板底面（2-3），所述压板安装孔（2-1）内穿过压板螺栓（3），所述压板夹层（2-2）内放置外密封钢带（11），所述压板底面（2-3）与磁吸带钢（12）贴合。
3.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述限位螺杆（5）设有轴承安装轴（5-1）、轴承限位轴肩（5-2）和限位螺纹轴（5-3），所述轴承安装轴（5-1）与轴承（4）过渡配合，所述轴承限位轴肩（5-2）与轴承（4）接触，所述限位螺纹轴（5-3）与超声螺母（7）螺纹连接；所述超声螺母（7）设有螺母安装孔（7-1）、螺母底面（7-2）、螺母外棱面（7-3）和螺母内螺纹孔（7-4），所述螺母安装孔（7-1）内穿过螺母固定螺栓（8），所述螺母底面（7-2）与移动块（9）贴合，所述超声螺母（7）外圆周上两两相对均布设置n个螺母外棱面（7-3），每个螺母外棱面（7-3）上胶粘有一个压电片（6），所述压电片（6）共计m个，其中n=m，所述螺母内螺纹孔（7-4）与限位螺杆（5）螺纹连接。
4.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述移动块（9）设有移动块上表面（9-1）、螺母安装螺纹孔（9-2）、圆柱销孔（9-3）、刮板口（9-4）、限位槽（9-5）和移动块下表面（9-6），所述移动块上表面（9-1）与螺母底面（7-2）贴合，所述螺母安装螺纹孔（9-2）与螺母固定螺栓（8）螺纹连接，所述圆柱销孔（9-3）内安装圆柱销（16），所述刮板口（9-4）挤压紧合外密封钢带（11），所述限位槽（9-5）限制外密封钢带（11）的上形变，所述移动块下表面（9-6）与缸筒（19）贴合。
5.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述端盖Ⅱ（10）设有缓冲轴Ⅱ（10-1）、压板安装螺纹孔Ⅱ（10-2）、轴承安装孔Ⅱ（10-3）、钢带安装面Ⅱ（10-4）、缸筒密封圈槽Ⅱ（10-5）和气孔Ⅱ（10-6），所述缓冲轴Ⅱ（10-1）与活塞固定盖（18）配合，所述压板安装螺纹孔Ⅱ（10-2）与压板螺栓（3）螺纹连接，所述轴承安装孔Ⅱ（10-3）与轴承（4）过渡配合，所述钢带安装面Ⅱ（10-4）与内密封钢带（13）贴合，所述缸筒密封圈槽Ⅱ（10-5）内安装缸筒密封圈（20），所述气孔Ⅱ（10-6）用于输送高压气体。
6.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述外密封钢带（11）两端设有外密封钢带头（11-1）和外密封钢带安装孔（11-3），其下侧设有外密封钢带下表面（11-2），所述外密封钢带头（11-1）插入压板夹层（2-2）内，所述外密封钢带安装孔（11-3）内穿过压板螺栓（3），所述外密封钢带下表面（11-2）与缸筒（19）贴合；所述磁吸带钢（12）两端设有磁吸带钢头（12-1）和磁吸带钢安装孔（12-3），其两侧设有磁吸带钢上表面（12-2）和磁吸带钢下表面（12-4），所述磁吸带钢头（12-1）插入压板夹层（2-2）与内密封钢带（13）之间，并且其磁吸带钢上表面（12-2）与压板底面（2-3）及缸筒（19）贴合，所述磁吸带钢安装孔（12-3）内穿过压板螺栓（3），所述磁吸带钢下表面（12-4）与内密封钢带（13）贴合；所述内密封钢带（13）两端设有内密封钢带头（13-1）和内密封钢带安装孔（13-3），其两侧设有内密封钢带上表面（13-2）和内密封钢带下表面（13-4），所述内密封钢带（13）一端的内密封钢带头（13-1）插入磁吸带钢（12）与钢带安装面Ⅰ（1-4）之间，另一端的内密封钢带头（13-1）插入磁吸带钢12与钢带安装面Ⅱ10-4之间，并且其内密封钢带上表面（13-2）与磁吸带钢下表面（12-4）贴合，所述内密封钢带安装孔（13-3）内穿过压板螺栓（3），所述内密封钢带下表面（13-4）与钢带安装面Ⅰ（1-4）及钢带安装面Ⅱ（10-4）贴合。
7.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述活塞筒（14）设有活塞筒柱（14-1）、磁铁槽（14-2）、活塞筒端面（14-3）和活塞筒螺纹轴（14-4），所述活塞筒柱（14-1）穿过活塞架（15），并对磁吸带钢（12）和内密封钢带（13）限位，所述磁铁槽（14-2）内粘贴有磁铁（21），所述磁铁（21）与磁吸带钢（12）磁力连接，所述活塞筒端面（14-3）和活塞筒螺纹轴（14-4）与活塞固定盖（18）配合连接。
8.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述活塞架（15）设有缸筒让位槽（15-1）、圆柱销安装孔（15-2）、过渡圆角（15-3）、斜面（15-4）、活塞架内孔（15-5）和活塞架端面（15-6），所述缸筒让位槽（15-1）穿过缸筒（19），所述圆柱销安装孔（15-2）内安装圆柱销（16），所述过渡圆角（15-3）限制外密封钢带（11）的下形变，所述斜面（15-4）限制磁吸带钢（12）和内密封钢带（13）的上形变，所述活塞架内孔（15-5）内穿过活塞筒柱（14-1），所述活塞架端面（15-6）与活塞固定盖（18）贴合。
9.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述活塞固定盖（18）设有活塞密封圈槽（18-1）、缓冲孔（18-2）、固定盖螺纹孔（18-3）、固定盖端面（18-4）和固定盖斜面（18-5），所述活塞密封圈槽（18-1）内安装活塞密封圈（17），所述缓冲孔（18-2）与缓冲轴Ⅰ（1-6）及缓冲轴Ⅱ（10-1）配合，所述固定盖螺纹孔（18-3）与活塞筒螺纹轴（14-4）螺纹连接，所述固定盖端面（18-4）与活塞筒端面（14-3）及活塞架端面（15-6）贴合，所述固定盖斜面（18-5）限制磁吸带钢（12）和内密封钢带（13）的下形变。
10.根据权利要求1所述一种限位螺杆旋转解耦型机械式无杆锁紧气缸，其特征在于，所述缸筒（19）设有缸筒上表面（19-1）、外密封钢带密封面（19-2）、磁吸带钢密封面（19-3）和缸筒内孔（19-4），所述缸筒上表面（19-1）与移动块下表面（9-6）贴合，所述外密封钢带密封面（19-2）与外密封钢带下表面（11-2）贴合，所述磁吸带钢密封面（19-3）与磁吸带钢上表面（12-2）贴合，所述缸筒内孔（19-4）内穿过活塞固定盖（18），并与端盖Ⅰ（1）及端盖Ⅱ（10）配合安装。
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