CN118137881A - 一种基于c型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密制造技术领域的基于C型箝位环的宏‑微‑纳跨尺度压电尺蠖电机及其装配方法，旨在解决现有技术中压电尺蠖电机运动速度慢、惯性大，输出精度较低，并且体积较大，结构复杂，应用场景受限等问题，其包括电机外壳框架，所述电机外壳框架内设有两组箝位机构，箝位机构包括C型箝位环、压电陶瓷叠堆和位移放大机构；C型箝位环包括安装平台、C型柔性铰链和支撑平台，位移放大机构放置于安装平台内，压电陶瓷叠堆放置于位移放大机构内部中心位置，C型柔性铰链内部穿设有驱动器，驱动器的输出端用于连接待驱动件，并驱动其移动。本发明可以满足机器人制造领域、装配领域等所需的高精度、高负载要求。

Description

一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机及其装 配方法

技术领域

本发明涉及一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机及其装配方法，属于精密制造技术领域。

背景技术

近三十年来，结构或尺度微小化已成为技术创新与科学进步的标志之一。其中，最具有代表性的相关领域包括半导体芯片、微机电系统(MEMS)、微纳制造等，其关键技术尺度已经步入微、纳米的范畴，而同时具有宏观大行程和纳米精度的运动与操作平台则是支撑它们走向实际应用的基础之一。作为诸多重大装备与关键器件的共性支撑技术，大行程纳米运动平台在电子封装、光栅刻化、光刻机、纳米制造以及生物微纳操作等工程应用中扮演越来越重要的角色，正受到广泛关注。相关宏-微-纳跨尺度多维运动与操作机器人技术正成为当前世界各国竞相抢占的科技战略制高点。

电子封装、微纳制造、光学器件及生物微纳操作等的高效、高通量应用需求迫切需要发展新的宏-微-纳跨尺度多自由度精密运动与操作平台。而传统的电机驱动通过齿轮等传动方式，因其间隙和导轨摩擦等因素多为微米级以上精度而无法实现纳米级运动精度。而利用压电陶瓷椭圆共振的超声电机以及利用压电粘-滑驱动的方式能实现宏观大行程和纳米运动精度，成为当前国内外研究与产品创新的研究热点。然而，由于压电超声电机与粘-滑驱动的输出力较小(目前成熟产品多为数牛顿的量级)，而导致其宏-微-纳跨尺度多自由度运动创成存在频响低、惯量大、负载小的难题。

压电尺蠖电机是利用压电陶瓷的逆压电效应，即施加电压产生机械变形位移/力，模仿自然界尺蠖动物的“钳位-驱动-钳位”运动模式，通过具有纳米精度的微米步进运动积累，从而实现宏观大行程运动。其中，柔性铰链机构通过弹性变形实现微位移与力的传递或放大功能，因具有运动精度高(无摩擦、无间隙)和单片制造等优点，是宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机中的核心构件。

现有的压电尺蠖电机核心构型多为平面结构，主要依靠箝位端与运动方向两侧的导轨之间的摩擦来运动，导致电机的输出力较小；并且两端箝位机构与驱动器多为一体式框架结构，箝位端随驱动器一起移动，运动部分质量大，导致运动速度慢、惯性大，输出精度较低，并且体积较大，结构复杂，应用场景受限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机及其装配方法，可以满足机器人制造领域、装配领域等所需的高精度、高负载要求。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，包括电机外壳框架和驱动器，所述电机外壳框架内设有两组箝位机构，所述驱动器穿设于箝位机构内，所述箝位机构用于对驱动器的轴向运动进行限位，并能够实现电机的断电自锁，其包括C型箝位环、第一压电陶瓷叠堆和位移放大机构；

所述C型箝位环从从上到下依次包括安装平台、C型柔性铰链和支撑平台，所述位移放大机构放置于安装平台内，所述第一压电陶瓷叠堆放置于位移放大机构内部中心位置，所述C型柔性铰链内部穿设有驱动器，所述驱动器的输出端用于连接待驱动件，并驱动待驱动件移动。

可选的，所述位移放大机构为内凹式菱形位移放大机构，其包括数量均为2的输入端块和位移放大柔性铰链，所述输入端块与位移放大柔性铰链依次连接围设成内凹式菱形，所述第一压电陶瓷叠堆竖直放置于输入端块所在的相邻两侧，所述位移放大柔性铰链外侧中心处设有输出端块，所述输出端块的端部两侧通过辅助定位柔性铰链连接有辅助定位块。

可选的，所述辅助定位块上设有十字槽沉头螺纹孔，所述支撑平台两侧设有内六角圆柱螺纹孔，所述电机外壳框架侧部的上梁设有与十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，且下梁设有与内六角圆柱螺纹孔相对应的内六角圆柱螺纹孔，所述十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔分别通过十字槽沉头螺栓、内六角圆柱螺栓进行紧固，使得箝位机构与电机外壳框架相固定。

可选的，所述安装平台两侧设有十字槽沉头螺纹孔，所述输出端块上设有与所述十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，所述十字槽沉头螺纹孔通过十字槽沉头螺栓进行紧固，使得安装平台与位移放大机构相固定，所述十字槽沉头螺栓与安装平台之间设有用于紧固的弹簧垫圈。

可选的，所述安装平台两侧设有十字槽沉头螺纹孔，所述输出端块上设有与所述十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，所述十字槽沉头螺纹孔通过十字槽沉头螺栓进行紧固，使得安装平台与位移放大机构相固定，所述十字槽沉头螺栓与安装平台之间设有用于紧固的弹簧垫圈。

可选的，所述驱动器包括柔性铰链型驱动器和位移放大型驱动器；

所述柔性铰链型驱动器包括第二压电陶瓷叠堆、外壳以及端盖，所述外壳由两段圆筒结构通过柔性铰链连接组成，其内部设有压电陶瓷安装槽，所述第二压电陶瓷叠放置于压电陶瓷安装槽内，所述端盖设于外壳底部，其与外壳底部通过螺纹连接，所述外壳侧部靠近端盖处设有槽口，所述槽口内插设有预紧片，所述预紧片用于对第二压电陶瓷叠堆进行预紧，所述端盖中部设有的六角头螺纹孔，所述六角头螺纹孔配设有六角头螺栓，所述六角头螺栓能够拧入六角头螺纹孔，直至其端部与预紧片相抵；

所述位移放大型驱动器包括外凸式菱形位移放大机构、前端柱体和后端柱体，所述前端柱体、后端柱体分别与外凸式菱形位移放大机构两侧螺纹连接，所述外凸式菱形位移放大机构内部几何中心位置处放置有第三压电陶瓷叠堆。

可选的，所述六角头螺栓与端盖之间设有用于紧固的双叠自锁防松垫圈，所述柔性铰链包括栅格状柔性铰链、网状柔性铰链以及位移放大型柔性铰链。

另一方面，本发明提供一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法，所述方法用于装配上述任一项所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其包括：

组装驱动器；

将驱动器插设于两组C型箝位环中；

组装箝位机构；

将驱动器以及箝位机构以倾斜姿态从上方插入电机外壳框架内，调整驱动器以及箝位机在电机外壳框架内的位置，使得辅助定位块上的十字槽沉头螺纹孔与电机外壳框架上梁上的十字槽沉头螺纹孔、支撑平台两侧的内六角圆柱螺纹孔与电机外壳框架下梁上的内六角圆柱螺纹孔分别对应；

分别通过十字槽沉头螺栓、内六角圆柱螺栓将十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔进行紧固，完成装配。

进一步的，组装驱动器，包括：

当驱动器为柔性铰链型驱动器时：

将第二压电陶瓷叠堆由外壳底部放入压电陶瓷安装槽内；

向槽口内插入预紧片；

将端盖通过螺纹旋入外壳底部，并将六角头螺栓拧入六角头螺纹孔，直至六角头螺栓的端部与预紧片相抵，柔性铰链型驱动器装配完成；

当驱动器为位移放大型驱动器时：

将前端柱体、后端柱体分别与外凸式菱形位移放大机构两侧螺纹连接，位移放大型驱动器装配完成；

组装箝位机构，包括：

由输入端块将位移放大机构撑开，将第一压电陶瓷叠堆竖直放入位移放大机构的几何中心位置，对第一压电陶瓷叠堆实现预紧；

将位移放大机构放置于安装平台上，保持位移放大机构与安装平台上表面存有间隙后在安装平台两侧以及输出端块对应的十字槽沉头螺纹孔处拧入十字槽沉头螺栓，使得位移放大机构与C型箝位环相固定，箝位机构装配完成。

进一步的，当驱动器为柔性铰链型驱动器时，在驱动器插设于两组C型箝位环中时需将位于后方的C型箝位环的前侧面与柔性铰链的后端位置对齐；

当驱动器为位移放大型驱动器时，在驱动器插设于两组C型箝位环中时需将C型箝位环侧面与前端柱体的侧面对齐。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，电机整体尺寸较小，重量小，适用于空间狭小、承载能力有限的工作环境；

本发明的C型箝位环与柔性铰链型驱动器之间因为具有大面积的接触面，同时又可以根据箝位机构处预紧螺钉的调节，改变C型箝位环对驱动器的收紧程度，因此两者之间能够产生较大的摩擦力，使得压电尺蠖直线电机具有较大的输出力，同时又能保证柔性铰链型驱动器的运动轨迹具有较好的直线度。

此外，C型箝位环与驱动器之间大面积的接触面使得箝位力的分布更为分散，相对于现有的压电尺蠖直线电机所普遍采用的箝位与驱动器之间点接触或平面接触类型的箝位，本设计可以有效地减小箝位状态切换时的冲击振动，保证电机输出的精度和稳定性。

对于不同类型的驱动器而言，电机的分辨率、行程和速度等方面可以达到不同的效果。针对柔性铰链型驱动器，电机的分辨率可以达到十几微米，同时具有十厘米左右的行程。针对位移放大型驱动器，电机则可以实现较高的运行速度。

附图说明

图1为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的驱动器采用柔性铰链型驱动器时的结构示意图；

图2为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的箝位机构与柔性铰链型驱动器装配的结构示意图；

图3为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的柔性铰链型驱动器的结构示意图；

图4为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的箝位机构的结构示意图；

图5为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的C型箝位环的结构示意图；

图6为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的内凹式菱形位移放大机构的结构示意图；

图7为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的驱动器采用位移放大型驱动器时的结构示意图；

图8为本发明的一种实施例中基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的位移放大型驱动器的结构示意图；

图中：1第一压电陶瓷叠堆、2C型箝位环、21安装平台、22C型柔性铰链、23支撑平台、3内凹式菱形位移放大机构、31输入端块、32位移放大柔性铰链、33输出端块、34辅助定位柔性铰链、35辅助定位块、4电机外壳框架、5柔性铰链型驱动器、51外壳、52预紧片、53端盖、54双叠自锁防松垫圈、55六角头螺栓、56第二压电陶瓷叠堆、57槽口、58柔性铰链、6内六角圆柱头螺栓、7十字槽沉头螺栓、8弹簧垫圈、9位移放大型驱动器、91前端柱体、92外凸式菱形位移放大机构、93后端柱体、94第三压电陶瓷叠堆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机包括电机外壳框架4，电机外壳框架4内设有两组箝位机构，箝位机构包括C型箝位环2、第一压电陶瓷叠堆1和位移放大机构。

位移放大机构采用内凹式菱形位移放大机构3，内凹式菱形位移放大机构3为基于三角原理设计的全柔性铰链机构，其包括数量均为2的输入端块31和位移放大柔性铰链32，输入端块31与位移放大柔性铰链32依次连接围设成内凹式菱形，第一压电陶瓷叠1堆通过预紧力竖直放置于输入端块31所在的相对两侧，位移放大柔性铰链32外侧中心处设有输出端块33，输出端块33的端部两侧通过辅助定位柔性铰链34连接有辅助定位块35。

在内凹式菱形位移放大机构3与第一压电陶瓷叠堆1的配合中，第一压电陶瓷叠堆1断电收缩，内凹式菱形位移放大机构3由于自身刚性，输出端块33也随之收缩，带动C型箝位环2收紧，从而实现断电自锁。

C型箝位环2为弧形的柔性铰链机构，其从上到下依次包括安装平台21、C型柔性铰链22和支撑平台23，位移放大机构放置于安装平台21内，且位移放大机构与安装平台21上表面之间还需保持一段微小间隙，以免两者之间的运动互相干涉。

在安装平台21两侧设有十字槽沉头螺纹孔，位移放大机构的输出端块33上设有与十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，通过十字槽沉头螺栓将两处十字槽沉头螺纹孔进行紧固，从而可以实现C型箝位环2与位移放大机构的刚性连接，在一些实施例中，十字槽沉头螺栓与安装平台21之间还设有用于紧固的弹簧垫圈8。

电机外壳框架4与辅助定位块35以及支撑平台23均刚性连接，在本实施例中，辅助定位块35上设有十字槽沉头螺纹孔，电机外壳框架4侧部的上梁设有与十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔。支撑平台23两侧设有内六角圆柱螺纹孔，电机外壳框架4侧部的下梁设有与内六角圆柱螺纹孔相对应的内六角圆柱螺纹孔，分别通过十字槽沉头螺栓7、内六角圆柱螺栓6进行十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔的紧固，从而实现电机外壳框架4与箝位机构的刚性连接。

两组箝位机构的C型柔性铰链22内穿设有驱动器，在本实施例中，驱动器采用柔性铰链型驱动器5，C型箝位环2的内侧与柔性铰链型驱动器5相贴合，能够环抱住柔性铰链型驱动器5，增大两者之间的摩擦力，从而使电机输出力提升。

柔性铰链型驱动器5包括第二压电陶瓷叠堆56、外壳51以及端盖53。外壳51由两段圆筒结构通过柔性铰链58连接组成，柔性铰链58可以是栅格状柔性铰链、网状柔性铰链以及位移放大型柔性铰链。

外壳51内部设有压电陶瓷安装槽，第二压电陶瓷叠堆56放置于压电陶瓷安装槽内，端盖53设于外壳51底部，其与外壳51底部通过螺纹连接，外壳51侧部靠近端盖51处设有槽口57，槽口57内插设有预紧片52，预紧片52所处位于刚好抵住第二压电陶瓷叠堆56的端部。端盖53中部设有的六角头螺纹孔，六角头螺纹孔配设有六角头螺栓55，六角头螺栓55能够拧入六角头螺纹孔，直至其端部与预紧片52相抵，从而实现对第二压电陶瓷叠堆56的预紧。在一些实施例中，六角头螺栓55与端盖53之间设有用于紧固的双叠自锁防松垫圈54，用于对六角头螺栓55起防松作用。

柔性铰链型驱动器5的前端轴段为输出端轴段，在压电尺蠖直线电机运动过程中，输出端轴段能够逐步伸出，以此驱动目标物体，输出端轴段的长度近似等于压电尺蠖直线电机的行程，输出端轴段的顶部设有螺纹孔，实现与目标物体的连接固定。

本实施例中的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法包括以下步骤：

组装柔性铰链型驱动器5，具体的：

将第二压电陶瓷叠堆56由外壳51底部放入压电陶瓷安装槽内。

向槽口57内插入预紧片52。

将端盖53通过螺纹旋入外壳51底部，并将六角头螺栓55拧入六角头螺纹孔，直至六角头螺栓55的端部与预紧片52相抵，柔性铰链型驱动器5装配完成。

将柔性铰链型驱动器5插设于两组C型箝位环2中，位于后方的C型箝位环2的前侧面需与柔性铰链58的后端位置对齐。

组装箝位机构，具体的：

由输入端块31将位移放大机构撑开，将第一压电陶瓷叠堆1竖直放入位移放大机构的几何中心位置，对第一压电陶瓷叠堆1实现预紧。

将位移放大机构放置于安装平台21上，保持位移放大机构与安装平台21上表面存有间隙后在安装平台21两侧以及输出端块33对应的十字槽沉头螺纹孔处拧入十字槽沉头螺栓7，使得位移放大机构与C型箝位环2相固定，箝位机构装配完成。

将驱动器以及箝位机构以倾斜姿态从上方插入电机外壳框架4内，调整驱动器以及箝位机在电机外壳框架4内的位置，使得辅助定位块35上的十字槽沉头螺纹孔与电机外壳框架4上梁上的十字槽沉头螺纹孔、支撑平台23两侧的内六角圆柱螺纹孔与电机外壳框架4下梁上的内六角圆柱螺纹孔分别对应。

分别通过十字槽沉头螺栓7、内六角圆柱螺栓6将十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔进行紧固，完成电机装配工作。

实施例2：

本实施例提供一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其与实施例1所提供电机的不同之处在于，驱动器采用位移放大型驱动器9。

位移放大型驱动器9包括外凸式菱形位移放大机构92、前端柱体91和后端柱体93，前端柱体91、后端柱体93分别与外凸式菱形位移放大机构92两侧螺纹连接，外凸式菱形位移放大机构92内部几何中心位置处放置有第三压电陶瓷叠堆94。

本实施例中的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法包括以下步骤：

组装位移放大型驱动器9，具体的：

将前端柱体91、后端柱体93分别与外凸式菱形位移放大机构92两侧螺纹连接，在外凸式菱形位移放大机构92内部几何中心位置处放置第三压电陶瓷叠堆94，即装配完成。

将位移放大型驱动器9插设于两组C型箝位环2中，C型箝位环2侧面需与前端柱体91的侧面对齐。

剩余装配步骤与实施例1的装配方法相同，不作赘述。

本发明提供的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的工作原理为：以实施例1所提供的的压电尺蠖电机为例，初始时刻，第一压电陶瓷叠堆1均处于断电状态，此时两组箝位机构均因自身刚性而保持对柔性铰链型驱动器5的夹紧。

工作过程中第一步对压电尺蠖直线电机前端的箝位机构的第一压电陶瓷叠堆1施加电压，第一压电陶瓷叠堆1因逆压电效应而伸长，产生微小位移，内凹式菱形位移放大机构3在输出端放大此位移，C型箝位环2因此被撑开，对柔性铰链型驱动器5的箝位力消失。

第二步对柔性铰链型驱动器5内部的第二压电陶瓷叠堆56施加电压，第二压电陶瓷叠堆56伸长，此时由于电机后端的箝位机构仍保持夹紧状态，电机前端的箝位机构处于松开状态，则柔性铰链型驱动器5前端会因第二压电陶瓷叠堆56的伸长而向前移动，柔性铰链58产生变形。

第三步断开施加在电机前端箝位机构的第一压电陶瓷叠堆1的电压，第一压电陶瓷叠堆1收缩至初始状态，内凹式菱形位移放大机构3和C型箝位环2也因为自身刚性恢复初始的夹紧状态。

第四步对电机后端箝位的第一压电陶瓷叠堆1施加电压，过程与第二步类似，使电机后端的箝位机构松开。

第五步断开施加在柔性铰链型驱动器5内部的第二压电陶瓷叠堆56上的电压，第二压电陶瓷叠堆56收缩至初始状态，由于此时电机前端的箝位机构处于夹紧状态，而电机后端的箝位机构处于松开状态，则柔性铰链型驱动器5的外壳51后端因自身刚性而向前收缩。

第六步断开施加在电机后端的箝位机构的第一压电陶瓷叠堆1上的电压，过程同第三步类似，电机后端的箝位机构恢复初始状态。至此，电机一次运动循环已完成，柔性铰链型驱动器5整体向前移动了一段微小距离，经过高频率的重复运动，压电尺蠖直线电机即可实现较大行程的输出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，包括电机外壳框架和驱动器，所述电机外壳框架内设有两组箝位机构，所述驱动器穿设于箝位机构内，所述箝位机构用于对驱动器的轴向运动进行限位，并能够实现电机的断电自锁，其包括C型箝位环、第一压电陶瓷叠堆和位移放大机构；

所述C型箝位环从从上到下依次包括安装平台、C型柔性铰链和支撑平台，所述位移放大机构放置于安装平台内，所述第一压电陶瓷叠堆放置于位移放大机构内部中心位置，所述C型柔性铰链内部穿设有驱动器，所述驱动器的输出端用于连接待驱动件，并驱动待驱动件移动。

2.根据权利要求1所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述位移放大机构为内凹式菱形位移放大机构，其包括数量均为2的输入端块和位移放大柔性铰链，所述输入端块与位移放大柔性铰链依次连接围设成内凹式菱形，所述第一压电陶瓷叠堆竖直放置于输入端块所在的相邻两侧，所述位移放大柔性铰链外侧中心处设有输出端块，所述输出端块的端部两侧通过辅助定位柔性铰链连接有辅助定位块。

3.根据权利要求2所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述辅助定位块上设有十字槽沉头螺纹孔，所述支撑平台两侧设有内六角圆柱螺纹孔，所述电机外壳框架侧部的上梁设有与十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，且下梁设有与内六角圆柱螺纹孔相对应的内六角圆柱螺纹孔，所述十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔分别通过十字槽沉头螺栓、内六角圆柱螺栓进行紧固，使得箝位机构与电机外壳框架相固定。

4.根据权利要求2所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述安装平台两侧设有十字槽沉头螺纹孔，所述输出端块上设有与所述十字槽沉头螺纹孔相对应的十字槽沉头螺纹孔，所述十字槽沉头螺纹孔通过十字槽沉头螺栓进行紧固，使得安装平台与位移放大机构相固定，所述十字槽沉头螺栓与安装平台之间设有用于紧固的弹簧垫圈。

5.根据权利要求4所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述位移放大机构与安装平台上表面之间保持间隙，所述间隙用于避免位移放大机构与C型箝位环的运动相互干涉。

6.根据权利要求1所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述驱动器包括柔性铰链型驱动器和位移放大型驱动器；

所述柔性铰链型驱动器包括第二压电陶瓷叠堆、外壳以及端盖，所述外壳由两段圆筒结构通过柔性铰链连接组成，其内部设有压电陶瓷安装槽，所述第二压电陶瓷叠放置于压电陶瓷安装槽内，所述端盖设于外壳底部，其与外壳底部通过螺纹连接，所述外壳侧部靠近端盖处设有槽口，所述槽口内插设有预紧片，所述预紧片用于对第二压电陶瓷叠堆进行预紧，所述端盖中部设有的六角头螺纹孔，所述六角头螺纹孔配设有六角头螺栓，所述六角头螺栓能够拧入六角头螺纹孔，直至其端部与预紧片相抵；

所述位移放大型驱动器包括外凸式菱形位移放大机构、前端柱体和后端柱体，所述前端柱体、后端柱体分别与外凸式菱形位移放大机构两侧螺纹连接，所述外凸式菱形位移放大机构内部几何中心位置处放置有第三压电陶瓷叠堆。

7.根据权利要求6所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其特征在于，所述六角头螺栓与端盖之间设有用于紧固的双叠自锁防松垫圈，所述柔性铰链包括栅格状柔性铰链、网状柔性铰链以及位移放大型柔性铰链。

8.一种基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法，其特征在于，所述方法用于装配权利要求1~7任一项所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机，其包括：

组装驱动器；

将驱动器插设于两组C型箝位环中；

组装箝位机构；

将驱动器以及箝位机构以倾斜姿态从上方插入电机外壳框架内，调整驱动器以及箝位机在电机外壳框架内的位置，使得辅助定位块上的十字槽沉头螺纹孔与电机外壳框架上梁上的十字槽沉头螺纹孔、支撑平台两侧的内六角圆柱螺纹孔与电机外壳框架下梁上的内六角圆柱螺纹孔分别对应；

分别通过十字槽沉头螺栓、内六角圆柱螺栓将十字槽沉头螺纹孔、内六角圆柱螺纹孔进行紧固，完成装配。

9.根据权利要求8所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法，其特征在于，组装驱动器，包括：

当驱动器为柔性铰链型驱动器时：

将第二压电陶瓷叠堆由外壳底部放入压电陶瓷安装槽内；

向槽口内插入预紧片；

将端盖通过螺纹旋入外壳底部，并将六角头螺栓拧入六角头螺纹孔，直至六角头螺栓的端部与预紧片相抵，柔性铰链型驱动器装配完成；

当驱动器为位移放大型驱动器时：

将前端柱体、后端柱体分别与外凸式菱形位移放大机构两侧螺纹连接，位移放大型驱动器装配完成；

组装箝位机构，包括：

由输入端块将位移放大机构撑开，将第一压电陶瓷叠堆竖直放入位移放大机构的几何中心位置，对第一压电陶瓷叠堆实现预紧；

将位移放大机构放置于安装平台上，保持位移放大机构与安装平台上表面存有间隙后在安装平台两侧以及输出端块对应的十字槽沉头螺纹孔处拧入十字槽沉头螺栓，使得位移放大机构与C型箝位环相固定，箝位机构装配完成。

10.根据权利要求8所述的基于C型箝位环的宏-微-纳跨尺度压电尺蠖电机的装配方法，其特征在于，

当驱动器为柔性铰链型驱动器时，在驱动器插设于两组C型箝位环中时需将位于后方的C型箝位环的前侧面与柔性铰链的后端位置对齐；

当驱动器为位移放大型驱动器时，在驱动器插设于两组C型箝位环中时需将C型箝位环侧面与前端柱体的侧面对齐。