本發(fā)明涉及壓電作動器技術(shù)領(lǐng)域，具體講的是一種壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

壓電作動器是一種區(qū)別于傳統(tǒng)電機(jī)的新型電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、分辨率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在日常生活和工業(yè)發(fā)展中。壓電作動器一般是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓電材料固定在定子基體上，當(dāng)壓電材料接通交變電壓時產(chǎn)生機(jī)械振動以使定子基體某特定區(qū)域的表面質(zhì)點發(fā)生周期性橢圓運(yùn)動，動子表面與定子基體表面質(zhì)點接觸，在摩擦力的作用下，則定子基體表面質(zhì)點的周期性橢圓運(yùn)動能夠產(chǎn)生致動效應(yīng)，通過摩擦耦合將致動效應(yīng)從定子基體傳遞給動子，宏觀表現(xiàn)為動子可相對定子彈體旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動，從而形成動子的輸出力，即動子表面與定子基體表面抵緊形成一個摩擦驅(qū)動副。

螺桿式壓電作動器將壓電材料的超聲振動和精密螺旋傳動相結(jié)合，形成一種超聲與螺旋混合直驅(qū)進(jìn)給方式。螺桿式壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)一般包括定子基體、驅(qū)動螺母和螺桿，所述定子基體設(shè)有穿孔，驅(qū)動螺母固定在穿孔端部的定子基體上；螺桿設(shè)在穿孔內(nèi)并且螺桿與驅(qū)動螺母螺紋連接，定子基體外壁上設(shè)有當(dāng)接通交變電壓時產(chǎn)生振動以帶動驅(qū)動螺母上的螺牙側(cè)面上的質(zhì)點作橢圓運(yùn)動的壓電陶瓷組。上述結(jié)構(gòu)的螺桿式壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)，由于驅(qū)動螺母與螺桿的螺紋接觸面為斜面，這樣在傳遞輸出力時就會對非軸線方向產(chǎn)生分力，從而表現(xiàn)為軸向輸出力較小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種當(dāng)驅(qū)動螺母驅(qū)動螺桿時避免在螺桿非軸線方向上產(chǎn)生分力從而使螺桿得軸向輸出力大的壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)，包括定子基體、第一驅(qū)動螺母和螺桿，所述定子基體的一端設(shè)有第一容納孔，第一驅(qū)動螺母固定在第一容納孔端部的定子基體上；螺桿設(shè)在第一容納孔內(nèi)并且螺桿與第一驅(qū)動螺母螺紋連接，定子基體外壁上設(shè)有當(dāng)接通交變電壓時產(chǎn)生振動以帶動第一驅(qū)動螺母上的螺牙側(cè)面上的質(zhì)點作橢圓運(yùn)動的壓電陶瓷組；其特征在于：第一驅(qū)動螺母上面向第一驅(qū)動螺母端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)面垂直于第一驅(qū)動螺母的軸線；螺桿上朝向螺桿底端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)表面垂直于螺桿的軸線；第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面抵緊形成第一摩擦驅(qū)動副。

采用以上結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：第一驅(qū)動螺母的第一螺牙側(cè)面上的質(zhì)點作橢圓運(yùn)動從而驅(qū)動螺桿時，因為第一驅(qū)動螺母與螺桿的驅(qū)動方式為摩擦耦合驅(qū)動方式，通過內(nèi)螺紋與外螺紋接觸面的摩擦力進(jìn)行驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)，之后由螺桿旋轉(zhuǎn)輸出軸向力，以上結(jié)構(gòu)中由于第一驅(qū)動螺母上面向第一驅(qū)動螺母端面一側(cè)的螺牙側(cè)面垂直于第一驅(qū)動螺母的軸線；螺桿上朝向螺桿底端面一側(cè)的螺牙側(cè)面垂直于螺桿的軸線，這樣，一方面，摩擦力驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)輸出軸向力時，輸出的力的方向為螺桿軸線方向，從而避免了出現(xiàn)分力的情況，保證軸向輸出力最大化，從而提高壓電作動器的軸向輸出力；另一方面，當(dāng)螺桿頂端部受力時，其反向作用力作用到螺桿與螺母的接觸面時，反向作用力垂直于接觸面，從而保證螺桿與螺母之間的摩擦力最大化，從而提高螺母驅(qū)動螺桿的驅(qū)動力，從而提高壓電作動器的軸向輸出力。

優(yōu)選的，定子基體的另一端面上設(shè)有第二容納孔，第二容納孔與第一容納孔連通并且同軸，第二容納孔與第一容納孔形成穿孔，第二容納孔端部的定子基體上固定設(shè)有第二驅(qū)動螺母，第二驅(qū)動螺母上面向第二驅(qū)動螺母端面一側(cè)的第二螺牙側(cè)面垂直于第二驅(qū)動螺母的軸線；螺桿上且與第二驅(qū)動螺母對應(yīng)位置處設(shè)有與螺桿同軸的第二螺紋段，第二螺紋段與第二驅(qū)動螺母螺紋連接，第二螺紋段上朝向螺桿一側(cè)的第二螺牙側(cè)表面垂直于螺桿的軸線，第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面抵緊形成第二摩擦驅(qū)動副。這樣，由于具有兩個摩擦驅(qū)動副，螺桿可以由第一驅(qū)動螺母驅(qū)動，也可以由第二驅(qū)動螺母驅(qū)動，使螺桿可以輸出雙向輸出力，增加壓電作動器的使用功能。

優(yōu)選的，所述第一螺牙側(cè)面與第一螺牙側(cè)表面貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面時，第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面之間存在間隙；所述第二螺牙側(cè)面與第二螺牙側(cè)表面貼合抵緊以驅(qū)動第二螺牙側(cè)表面時，第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面之間存在間隙。這樣，當(dāng)?shù)谝宦菅纻?cè)面與第一螺牙側(cè)表面貼合抵緊時，第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面之間存在間隙，第一驅(qū)動螺母在作為工作狀態(tài)提供驅(qū)動力時，第二驅(qū)動螺母處于非工作狀態(tài)并且第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面處于非接觸狀態(tài)，避免第二摩擦驅(qū)動副在非工作狀態(tài)時產(chǎn)生的摩擦阻力對螺桿的軸向輸出力產(chǎn)生負(fù)面影響；同理，當(dāng)?shù)诙菅纻?cè)面和第二螺牙側(cè)表面貼合時，第一螺牙側(cè)面與第一螺牙側(cè)表面之間存在間隙，第二驅(qū)動螺母在作為工作狀態(tài)提供驅(qū)動力時，第一驅(qū)動螺母處于非工作狀態(tài)并且第一螺牙側(cè)面與第一螺牙側(cè)表面處于非接觸狀態(tài)，避免第一摩擦驅(qū)動副在非工作狀態(tài)時產(chǎn)生的摩擦阻力對螺桿的軸向輸出力產(chǎn)生負(fù)面影響。

優(yōu)選的，所述第一螺牙側(cè)面、第二螺牙側(cè)面、第一螺牙側(cè)表面和第二螺牙側(cè)表面的表面粗糙度為1.6～3.2um。這樣，因為第一驅(qū)動螺母和第二驅(qū)動螺母與螺桿的驅(qū)動方式為摩擦耦合方式，通過內(nèi)螺紋與外螺紋接觸面的摩擦力進(jìn)行驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)，在這個表面粗糙度的范圍下，可以得到較大摩擦系數(shù)，從而提高驅(qū)動力。

優(yōu)選的，所述第一螺牙側(cè)面或第一螺牙側(cè)表面上設(shè)有碳氮擴(kuò)散層，所述第二螺牙側(cè)面或第二螺牙側(cè)表面設(shè)有碳氮擴(kuò)散層，所述碳氮擴(kuò)散層通過氰化處理工藝制得。這樣，碳氮擴(kuò)散層與碳氮擴(kuò)散層接觸時或者碳氮擴(kuò)散層與基體接觸的情況下均具有以下特性，摩擦力較大且摩擦對偶材料磨損量小的情況，從而在保證得到較大摩擦力從而提高驅(qū)動力的同時達(dá)到耐磨損的效果，提高使用壽命。

優(yōu)選的，所述碳氮擴(kuò)散層上鍍有TiAlN涂層，所述TiAlN涂層中的各元素的摩爾質(zhì)量比為Ti:Al:N＝0.7:0.3:1，TiAlN涂層通過物理氣相沉積工藝制得；物理氣相沉積工藝包括

a.將螺桿放于丙酮溶液中，用超聲波清洗機(jī)清洗25～30分鐘，之后裝入磁控濺射爐內(nèi)；

b.將磁控濺射爐抽真空，用等離子體轟擊螺桿表面15～20分鐘；

c.停止等離子體轟擊螺桿表面，并且保壓15～20分鐘；

d.鍍制TiAlN涂層，所述TiAlN涂層中的各元素的摩爾質(zhì)量比為Ti:Al:N＝0.7:0.3:1；

e.鍍制TiAlN涂層完成，并且保溫保壓25～30分鐘后出爐。這樣，摩爾質(zhì)量比為Ti:Al:N＝0.7:0.3:1的TiAlN涂層具有較好硬度和抗氧化性能，當(dāng)其與基體或者碳氮擴(kuò)散層作為摩擦副時，可以得到較大摩擦力從而進(jìn)一步提高驅(qū)動力的同時達(dá)到耐磨損的效果，提高使用壽命。

優(yōu)選的，所述螺桿和第二螺紋段的原材料為30CrSiMoV合金鋼，所述第一驅(qū)動螺母和第二驅(qū)動螺母由以下原料比例通過粉末冶金燒結(jié)后車削而成，所述第一驅(qū)動螺母和第二驅(qū)動螺母的原料重量比為：3.6～3.8％重量的碳，0.l～0.4％重量的鉻，0.6～l.0％重量的錳，l.6～2.3％重量的硅，0.2～0.6％重量的鉬，0.2～0.6％重量的鎳，余量為鐵。這樣，摩擦驅(qū)動副對偶材料為上述配比的粉末冶金對偶30CrSiMoV合金鋼，由于粉末冶金對偶材料中含有6～8％的孔隙和3.6～3.8％的石墨，因而較軟，硬度僅為合金鋼硬度的50％，粉末冶金材料較軟，容易被摩擦材料中的硬質(zhì)點產(chǎn)生“犁溝”，“犁溝”的作用能使摩擦系數(shù)增加，并且粉末冶金對偶材料含有3.6～3.8％的石墨，摩擦磨損過程中，石墨具有自潤滑的作用，并且粉末冶金材料由于軟性易隨著磨損產(chǎn)生適應(yīng)的變形，減少摩擦磨損，從而具有較大摩擦力和較小的磨損量，運(yùn)用到本發(fā)明中可得到軸向輸出力大和壽命高的壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述螺桿與第二螺紋段之間設(shè)有軸肩，軸肩與穿孔的內(nèi)壁面滑動連接，這樣，軸肩一方面可以起到對螺桿的兩端進(jìn)行限位的作用，另一方面，軸肩的外圓周面起到周向限位作用，保證螺桿沿軸線方向運(yùn)動，并且避免在螺桿運(yùn)動時發(fā)生擺動或者偏離軸線方向使非工作端的驅(qū)動螺母與螺桿接觸產(chǎn)生的摩擦力阻力對螺桿的軸向輸出力產(chǎn)生負(fù)面影響。

優(yōu)選的，所述壓電陶瓷組固定在固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述固定結(jié)構(gòu)包括環(huán)繞定子基體外周面設(shè)置的基板、設(shè)在基板一端的限位凸塊和設(shè)在基板另一端的壓套；限位凸塊和壓套之間形成夾持壓電陶瓷組的夾持空間，壓電陶瓷組被夾持在夾持空間內(nèi)。這樣，壓電陶瓷組可以固定在定子基體上，使壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定。

優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動螺母、第二驅(qū)動螺母和螺桿的軸線為同一軸線。這樣，可以保證驅(qū)動力沿第一驅(qū)動螺母、第二驅(qū)動螺母和螺桿的軸線方向輸出。

優(yōu)選的，所述定子基體在安裝第一驅(qū)動螺母的端部至少設(shè)有一條沿定子基體軸線方向延伸的縫隙，定子基體在安裝第一驅(qū)動螺母的一端的外圓周壁上設(shè)有卡箍和調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓擰緊卡箍使第一驅(qū)動螺母固定在穿孔的一端；所述第二驅(qū)動螺母通過過盈配合方式固定在穿孔的另一端。這樣，在裝配過程中，可以方便調(diào)節(jié)第一驅(qū)動螺母、第二驅(qū)動螺母和螺桿之間的距離，使得第一螺牙側(cè)面與第一螺牙側(cè)表面貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面時，第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面之間存在間隙；所述第二螺牙側(cè)面與第二螺牙側(cè)表面貼合抵緊以驅(qū)動第二螺牙側(cè)表面時，第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面之間存在間隙。

附圖說明

圖1是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。

圖3是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)具有第二摩擦驅(qū)動副時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)具有第二摩擦驅(qū)動副時的剖面示意圖。

圖5是圖2中C處的放大示意圖。

圖6是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面抵緊時的放大示意圖。

圖7是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面抵緊時，第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面之間存在間隙的放大示意圖。

圖8是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面抵緊時的放大示意圖。

圖9是本發(fā)明壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)第二螺牙側(cè)面和第二螺牙側(cè)表面抵緊時，第一螺牙側(cè)面和第一螺牙側(cè)表面之間存在間隙的放大示意圖。

其中：

1、第一驅(qū)動螺母；2、第二驅(qū)動螺母；3、定子基體；4、螺桿；5、穿孔；6、內(nèi)螺紋；7、外螺紋；8、壓電陶瓷組；9、第一螺牙側(cè)面；10、第二螺牙側(cè)面；11、第一螺牙側(cè)表面；12、第二螺牙側(cè)表面；13、軸肩；14、基板；15、限位凸塊；16、壓套；17、夾持空間；18、間隙；19、縫隙；20、卡箍；21、調(diào)節(jié)螺栓；22、第一墊片；23、第二墊片；24、壓電陶瓷片；25、第一容納孔；26、第二容納孔；27、第二螺紋段。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

下文將使用本領(lǐng)域技術(shù)人員向本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員傳達(dá)他們工作的實質(zhì)所通常使用的術(shù)語來描述本公開的發(fā)明概念。然而，這些發(fā)明概念可體現(xiàn)為許多不同的形式，因而不應(yīng)視為限于本文中所述的實施例。提供這些實施例是為了使本公開內(nèi)容更詳盡和完整，并且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員完整傳達(dá)其包括的范圍。也應(yīng)注意這些實施例不相互排斥。來自一個實施例的組件、步驟或元素可假設(shè)成在另一實施例中可存在或使用。在不脫離本公開的實施例的范圍的情況下，可以用多種多樣的備選和/或等同實現(xiàn)方式替代所示出和描述的特定實施例。本申請旨在覆蓋本文論述的實施例的任何修改或變型。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言明顯可以僅使用所描述的方面中的一些方面來實踐備選實施例。本文出于說明的目的，在實施例中描述了特定的數(shù)字、材料和配置，然而，領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下，也可以實踐備選的實施例。在其它情況下，可能省略或簡化了眾所周知的特征，以便不使說明性的實施例難于理解。此外，下文為有助于理解說明性的實施例，將各種操作依次描述為了多個離散的操作；然而，所描述的順序不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是意味著這些操作必須依賴于該順序執(zhí)行。而是不必以所呈現(xiàn)的順序來執(zhí)行這些操作。

下文中的“在一些實施例中”，“在一個實施例中”等短語可以或可以不指相同的實施例。術(shù)語“包括”、“具有”和“包含”是同義的，除非上下文中以其它方式規(guī)定。短語“A和/或B”意味著(A)、(B)或(A和B)。短語“A/B”意味著(A)、(B)或(A和B)，類似于短語“A和/或B”。短語“A、B和C中的至少一個”意味著(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。短語“(A)B”意味著(B)或(A和B)，即A是可選的。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)有”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

參見附圖1至附圖9所示，一種壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)，包括定子基體3、第一驅(qū)動螺母1和螺桿4，所述定子基體3的一端設(shè)有第一容納孔25，第一驅(qū)動螺母1固定在第一容納孔25端部的定子基體3上；第一驅(qū)動螺母1上設(shè)有內(nèi)螺紋6，螺桿4的外圓周面上設(shè)有外螺紋7，螺桿4設(shè)在第一容納孔25內(nèi)并且螺桿4與第一驅(qū)動螺母1螺紋連接，定子基體3外壁上設(shè)有當(dāng)接通交變電壓時產(chǎn)生振動以帶動第一驅(qū)動螺母1上的螺牙側(cè)面上的質(zhì)點作橢圓運(yùn)動的壓電陶瓷組8；第一驅(qū)動螺母1上面向第一驅(qū)動螺母1端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)面9垂直于第一驅(qū)動螺母1的軸線；螺桿4上朝向螺桿4底端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)表面11垂直于螺桿4的軸線；第一螺牙側(cè)面9和第一螺牙側(cè)表面11抵緊形成第一摩擦驅(qū)動副。

上述“第一驅(qū)動螺母1上面向第一驅(qū)動螺母1端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)面9垂直于第一驅(qū)動螺母1的軸線；螺桿4上朝向螺桿4底端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)表面11垂直于螺桿4的軸線”是指在第一驅(qū)動1螺母或螺桿4的軸向截面內(nèi)第一驅(qū)動螺母1上面向第一驅(qū)動螺母1端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)面9垂直于第一驅(qū)動螺母1的軸線；螺桿4上朝向螺桿4底端面一側(cè)的第一螺牙側(cè)表面11垂直于螺桿4的軸線。

為了增加壓電作動器的使用功能，定子基體3的另一端面上設(shè)有第二容納孔26，第二容納孔26與第一容納孔25連通并且同軸，第二容納孔26與第一容納孔25形成穿孔5，第二容納孔26端部的定子基體3上固定設(shè)有第二驅(qū)動螺母2，第二驅(qū)動螺母2上面向第二驅(qū)動螺母2端面一側(cè)的第二螺牙側(cè)面10垂直于第二驅(qū)動螺母2的軸線；螺桿4上且與第二驅(qū)動螺母2對應(yīng)位置處設(shè)有與螺桿4同軸的第二螺紋段27，第二螺紋段27與第二驅(qū)動螺母2螺紋連接，第二螺紋段27上朝向螺桿4一側(cè)的第二螺牙側(cè)表面12垂直于螺桿4的軸線，第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12抵緊形成第二摩擦驅(qū)動副。

上述“第二驅(qū)動螺母2上面向第二驅(qū)動螺母2端面一側(cè)的第二螺牙側(cè)面10垂直于第二驅(qū)動螺母2的軸線”、“第二螺紋段27上朝向螺桿4一側(cè)的第二螺牙側(cè)表面12垂直于螺桿4的軸線”是指在第二驅(qū)動螺母2內(nèi)第二驅(qū)動螺母2上面向第二驅(qū)動螺母2端面一側(cè)的第二螺牙側(cè)面10垂直于第二驅(qū)動螺母2的軸線，在第二螺紋段27的軸向截面內(nèi)第二螺紋段27上朝向螺桿4一側(cè)的第二螺牙側(cè)表面12垂直于螺桿4的軸線。

由于壓電作動器的驅(qū)動原理為表面質(zhì)點的周期性橢圓運(yùn)動能夠產(chǎn)生致動效應(yīng)，通過摩擦耦合將能量從螺母傳遞給螺桿，所以第一螺牙側(cè)面9和第一螺牙側(cè)表面11抵緊形成的耦合副稱為第一摩擦驅(qū)動副，第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12抵緊形成的耦合副稱為第二摩擦驅(qū)動副。

如圖6、7、8、9所示，所述第一螺牙側(cè)面9與第一螺牙側(cè)表面11貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面11時，第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12之間存在間隙18；所述第二螺牙側(cè)面10與第二螺牙側(cè)表面12貼合抵緊以驅(qū)動第二螺牙側(cè)表面12時，第一螺牙側(cè)面9和第一螺牙側(cè)表面11之間存在間隙18。這通過調(diào)節(jié)第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2之間的距離可以實現(xiàn)。

所述螺桿4與第二螺紋段27之間設(shè)有軸肩13，軸肩13與穿孔5的內(nèi)壁面滑動連接。

所述壓電陶瓷組8固定在固定結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述固定結(jié)構(gòu)包括環(huán)繞定子基體3外周面設(shè)置的基板14、設(shè)在基板14一端的限位凸塊15和設(shè)在基板14另一端的壓套16；限位凸塊15和壓套16之間形成夾持壓電陶瓷組8的夾持空間17，壓電陶瓷組8被夾持在夾持空間17內(nèi)?；?4與定子基體3連為一體?；?4與壓套16連接處的表面設(shè)有外螺紋，壓套16設(shè)有內(nèi)螺紋，壓套16螺紋連接將壓電陶瓷組8夾持在夾持空間17內(nèi)。

所述第一驅(qū)動螺母1、第二驅(qū)動螺母2和螺桿4的軸線為同一軸線。

所述定子基體3在安裝第一驅(qū)動螺母1的端部至少設(shè)有一條沿定子基體3軸線方向延伸的縫隙19，定子基體3在安裝第一驅(qū)動螺母1的一端的外圓周壁上設(shè)有卡箍20和調(diào)節(jié)螺栓21，調(diào)節(jié)螺栓21擰緊卡箍20使第一驅(qū)動螺母1固定在穿孔5的一端；所述第二驅(qū)動螺母2通過過盈配合方式固定在穿孔5的另一端。這是為了方便調(diào)節(jié)第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2之間的距離，以使第一螺牙側(cè)面9與第一螺牙側(cè)表面11貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面11時，第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12之間存在間隙18；當(dāng)所述第二螺牙側(cè)面10與第二螺牙側(cè)表面12貼合抵緊以驅(qū)動第二螺牙側(cè)表面12時，第一螺牙側(cè)面9和第一螺牙側(cè)表面11之間存在間隙18。

所述壓電陶瓷組8包括第一墊片22、第二墊片23和多個壓電陶瓷片24，多個壓電陶瓷片24夾設(shè)在第一墊片22和第二墊片23之間。多個壓電陶瓷片24交叉設(shè)置。

為了進(jìn)一步增大壓電作動器的軸向輸出力，所述第一螺牙側(cè)面9、第二螺牙側(cè)面10、第一螺牙側(cè)表面11和第二螺牙側(cè)表面12的表面粗糙度Ra為1.6～3.2um。

為了進(jìn)一步增大壓電作動器的軸向輸出力，所述第一螺牙側(cè)面9或第一螺牙側(cè)表面11上設(shè)有碳氮擴(kuò)散層，所述第二螺牙側(cè)面10或第二螺牙側(cè)表面12設(shè)有碳氮擴(kuò)散層，所述碳氮擴(kuò)散層通過氰化處理工藝制得。

為了進(jìn)一步增大壓電作動器的軸向輸出力，所述碳氮擴(kuò)散層上鍍有TiAlN涂層，所述TiAlN涂層中的各元素的摩爾質(zhì)量比為Ti:Al:N＝0.7:0.3:1，TiAlN涂層通過物理氣相沉積工藝制得；物理氣相沉積工藝包括

a.將螺桿4放于丙酮溶液中，用超聲波清洗機(jī)清洗25～30分鐘，之后裝入磁控濺射爐內(nèi)；用丙酮溶液清洗為了將螺桿4表面的油污等異物，為提高鍍制的TiAlN涂層與螺桿4的結(jié)合力奠定基礎(chǔ)。

b.將磁控濺射爐抽真空，用等離子體轟擊螺桿4表面15～20分鐘；這樣，等離子體轟擊后的螺桿4表面形成微小形變，提高鍍制的TiAlN涂層與表面的接觸面積，為提高鍍制的TiAlN涂層與螺桿4的結(jié)合力奠定基礎(chǔ)。

c.停止等離子體轟擊螺桿4表面，并且保壓15～20分鐘；螺桿4在步驟b時產(chǎn)生的微小形變會在表面產(chǎn)生應(yīng)力，這是保壓15～20分鐘為了讓應(yīng)力釋放，避免應(yīng)力在鍍制TiAlN涂層時造成影響。

d.鍍制TiAlN涂層，所述TiAlN涂層中的各元素的摩爾質(zhì)量比為Ti:Al:N＝0.7:0.3:1；

e.鍍制TiAlN涂層完成，并且保溫保壓25～30分鐘后出爐。

所述螺桿4和第二螺紋段27的原材料為30CrSiMoV合金鋼，所述第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2由以下原料比例通過粉末冶金燒結(jié)后車削而成，所述第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2的原料重量比為：3.6～3.8％重量的碳，0.l～0.4％重量的鉻，0.6～l.0％重量的錳，l.6～2.3％重量的硅，0.2～0.6％重量的鉬，0.2～0.6％重量的鎳，余量為鐵。

3.6～3.8％重量的碳是為了使第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2摩擦磨損過程中具有自潤滑的作用，因為3.6～3.8％重量的碳部分以石墨形式分散在第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2內(nèi)，而石墨具有自潤滑效果。

0.l～0.4％重量的鉻使第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。

0.6～l.0％重量的錳使第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2增加鋼的強(qiáng)度及硬度。

0.2～0.6％重量的鉬使第一驅(qū)動螺母1和第二驅(qū)動螺母2在粉末冶金過程中細(xì)化基體晶粒，以提高強(qiáng)度、硬度的作用。

以上結(jié)構(gòu)的壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)的工作原理如下：壓電陶瓷組8與外接的交變電壓驅(qū)動器連接，當(dāng)螺桿4的頂端受到向下的外力時(定義螺桿頂端方向為上，螺桿底端方向為下)，若螺桿4需向上運(yùn)動，交變電壓驅(qū)動器提供壓電陶瓷組8交變電壓使第一驅(qū)動螺母1的第一螺牙側(cè)面9的質(zhì)點作橢圓運(yùn)動，第一螺牙側(cè)面9與第一螺牙側(cè)表面11貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面11，從而帶動螺桿旋轉(zhuǎn)從而輸出向上的軸向力；若螺桿4需向下運(yùn)動，改變交變電壓驅(qū)動器提供壓電陶瓷組8交變電壓的相位差，使第一驅(qū)動螺母1的第一螺牙側(cè)面9的質(zhì)點作逆向橢圓運(yùn)動，第一螺牙側(cè)面9與第一螺牙側(cè)表面11貼合抵緊以驅(qū)動第一螺牙側(cè)表面11，從而帶動螺桿旋轉(zhuǎn)從而作順著外力退讓動作；上述情況下，第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12之間存在間隙18；即第二螺牙側(cè)面10和第二螺牙側(cè)表面12處無摩擦阻力，避免產(chǎn)生的摩擦阻力對螺桿的軸向輸出力產(chǎn)生負(fù)面影響。反之，當(dāng)?shù)诙菁y段27的頂端受力時，由第二驅(qū)動螺母2與第二螺紋段27的配合實現(xiàn)推動與退讓，同理的，在由第二驅(qū)動螺母2與第二螺紋段27的配合實現(xiàn)推動與退讓時，第一螺牙側(cè)面9和第一螺牙側(cè)表面11之間存在間隙18。也就是說無論是由第一驅(qū)動螺母1驅(qū)動還是第二驅(qū)動螺母驅(qū)動時，以上結(jié)構(gòu)的壓電作動器的動力機(jī)構(gòu)均以最佳的角度和產(chǎn)生的阻力最小的方式將摩擦力耦合輸出為推力。

以上所述，僅是本發(fā)明較佳可行的實施示例，不能因此即局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，對熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出的其他各種相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。