CN110011564A - 钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置 - Google Patents

钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，涉及超磁致伸缩驱动装置技术领域。所述装置包括框架，所述框架内设置有两条相对的导轨，所述导轨上设置有动子，所述动子的前端设置有前钳紧机构，所述动子的后端设置有后钳紧机构，所述动子的中部设置有第一GMM棒组件安装孔，第一GMM棒的前端与所述第一GMM棒组件安装孔的前侧壁直接接触，所述第一GMM棒的后端通过第一预紧机构与所述第一GMM棒组件安装孔的后侧壁直接接触。所述驱动装置能够实现动子的自动闭锁以及解锁，运动稳定性强，且输出精度高。

Description

钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置
技术领域
本发明涉及超磁致伸缩驱动装置技术领域，尤其涉及一种钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置。
背景技术
超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material，简称GMM）是一种应用较为广泛的智能材料，具有磁致伸缩、逆磁致伸缩、扭转和跳跃等物理效应。与压电材料和传统的磁致伸缩材料相比，超磁致伸缩材料具有更高的能量密度和磁机耦合系数，在室温下能实现更大的磁致伸缩应变和输出力，而且超磁致伸缩材料的居里温度和抗压强度均较高，工作性能也更加稳定。因此，超磁致伸缩材料在磁场检测、超精密加工、减振降噪和流体器件驱动等方面具有较为广泛的应用。现有技术中的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，一般不具有闭锁功能，控制精度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够实现动子的自动闭锁以及解锁，驱动稳定且输出精度高的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：包括框架，所述框架内设置有两条相对的导轨，所述导轨上设置有动子，所述动子的前端设置有前钳紧机构，所述动子的后端设置有后钳紧机构，所述动子的中部设置有第一GMM棒组件安装孔，第一GMM棒的前端与所述第一GMM棒组件安装孔的前侧壁直接接触，所述第一GMM棒的后端通过第一预紧机构与所述第一GMM棒组件安装孔的后侧壁直接接触；所述驱动装置工作时，第一步，后钳紧机构上电，其上的第三GMM棒伸长，将定子后端固定在导轨上；第二步，前钳紧机构失电，其上的第二GMM棒收缩，定子的前端解除固定；第三步，第一GMM棒上电后伸长，GMM棒驱动前钳紧机构与后钳紧机构之间的第一柔性铰链推动动子前端移动一定位移；第四步，前钳紧机构上电，其上的第二GMM棒伸长，将定子前端固定在导轨上；第五步，后钳紧机构失电，其上的第三GMM棒收缩，定子的后端解除固定；第六步，第一GMM棒失电后收缩，定子后端在第一柔性铰链的弹性作用下回位，即向前移动一定位移；不断重复步骤一-步骤六，实现动子的步进式直线运动。
进一步的技术方案在于：所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔和与其相连通的第二GMM棒安装孔，所述第二GMM棒位于所述第二GMM棒安装孔内，所述第二预紧机构位于所述第二预紧机构安装孔内，所述第二GMM棒的右端与所述第二GMM棒组件安装孔的右侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链，所述第二GMM棒的左端通过第二预紧机构与所述第二预紧机构安装孔的左侧内壁接触；当所述第二GMM棒上电时，所述第二GMM棒伸长，将第二GMM棒右侧的部分动子固定在所述轨道上，进而将所述动子的前端锁闭，此时第二柔性铰链处于伸长状态；当所述第二GMM棒失电时，所述第二GMM棒收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链收缩至原始状态，所述动子的前端解锁。
进一步的技术方案在于：所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔和与其相连通的第二GMM棒安装孔，所述第二GMM棒位于所述第二GMM棒安装孔内，所述第二预紧机构位于所述第二预紧机构安装孔内，所述第二GMM棒的左端与所述第二GMM棒组件安装孔的左侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒左端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链，所述第二GMM棒的右端通过第二预紧机构与所述第二预紧机构安装孔的右侧内壁接触；当所述第二GMM棒上电时，所述第二GMM棒伸长，将第二GMM棒左侧的部分动子固定在所述轨道上，进而将所述动子的前端锁闭，此时第二柔性铰链处于伸长状态；当所述第二GMM棒失电时，所述第二GMM棒收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链收缩至原始状态，所述动子的前端解锁。
进一步的技术方案在于：所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔和与其相连通的第三GMM棒安装孔，所述第三GMM棒位于所述第三GMM棒安装孔内，所述第三预紧机构位于所述第三预紧机构安装孔内，所述第三GMM棒的右端与所述第三GMM棒组件安装孔的右侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链，所述第三GMM棒的左端通过第三预紧机构与所述第三预紧机构安装孔的左侧内壁接触；当所述第三GMM棒上电时，所述第三GMM棒伸长，将第三GMM棒右侧的部分动子固定在所述轨道上，进而将所述动子的后端锁闭，此时第三柔性铰链处于伸长状态；当所述第三GMM棒失电时，所述第三GMM棒收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链收缩至原始状态，所述动子的后端解锁。
进一步的技术方案在于：所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔和与其相连通的第三GMM棒安装孔，所述第三GMM棒位于所述第三GMM棒安装孔内，所述第三预紧机构位于所述第三预紧机构安装孔内，所述第三GMM棒的左端与所述第三GMM棒组件安装孔的左侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒左端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链，所述第三GMM棒的右端通过第三预紧机构与所述第三预紧机构安装孔的右侧内壁接触；当所述第三GMM棒上电时，所述第三GMM棒伸长，将第三GMM棒左侧的部分动子固定在所述轨道上，进而将所述动子的后端锁闭，此时第三柔性铰链处于伸长状态；当所述第三GMM棒失电时，所述第三GMM棒收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链收缩至原始状态，所述动子的后端解锁。
进一步的技术方案在于：所述前钳紧机构与所述后钳紧机构之间通过两个可发生形变的第一柔性铰链进行连接，且两个第一柔性铰链之间的空间形成所述第一GMM棒组件安装孔，所述第一GMM棒组件安装孔包括第一预紧机构安装孔和与其相连通的第一GMM棒安装孔，所述第一GMM棒位于所述第一GMM棒安装孔内，第一预紧机构位于所述第一预紧机构安装孔内，所述第一柔性铰链在所述第一GMM棒的带动下伸长或收缩。
进一步的技术方案在于：所述第一预紧机构包括第一楔形块、第二楔形块以及第一调节螺栓，所述第一楔形块与第二楔形块位于所述第一预紧机构安装孔内，且所述第一楔形块上的斜面与第二楔形块上的斜面相接触，所述第一楔形块的长度大于所述第二楔形块的长度，所述第一GMM棒的后端与所述第一楔形块前侧的平面直接接触，所述第一预紧机构安装孔上设置有螺纹孔，所述第一调节螺栓的一端经所述螺纹孔后进入到所述第一预紧机构安装孔内，并与所述第二楔形块的右侧平面相接触，当所述第一调节螺栓向所述第一预紧机构安装孔内运动时，所述第一调节螺栓驱动所述第二楔形块相对于所述第一楔形块向左运动，使所述第一楔形块将所述第一GMM棒夹紧到第一GMM棒组件安装孔内。
进一步的技术方案在于：所述第二预紧机构包括第三楔形块、第四楔形块以及第二调节螺栓，所述第三楔形块与第四楔形块位于所述第二预紧机构安装孔内，且所述第三楔形块上的斜面与第四楔形块上的斜面相接触，所述第三楔形块的长度大于所述第四楔形块的长度，所述第二GMM棒的左端与所述第三楔形块右侧的平面直接接触，所述第二预紧机构安装孔上设置有螺纹孔，所述第二调节螺栓的一端经所述螺纹孔后进入到所述第二预紧机构安装孔内，并与所述第四楔形块的前侧平面相接触，当所述第二调节螺栓向所述第二预紧机构安装孔内运动时，所述第二调节螺栓驱动所述第四楔形块相对于所述第三楔形块向后运动，使所述第三楔形块将所述第二GMM棒夹紧到第二GMM棒组件安装孔内。
进一步的技术方案在于：所述第三预紧机构包括第五楔形块、第六楔形块以及第三调节螺栓，所述第五楔形块与第六楔形块位于所述第三预紧机构安装孔内，且所述第五楔形块上的斜面与第六楔形块上的斜面相接触，所述第五楔形块的长度大于所述第六楔形块的长度，所述第三GMM棒的左端与所述第五楔形块右侧的平面直接接触，所述第三预紧机构安装孔上设置有螺纹孔，所述第三调节螺栓的一端经所述螺纹孔后进入到所述第三预紧机构安装孔内，并与所述第六楔形块的后侧平面相接触，当所述第三调节螺栓向所述第三预紧机构安装孔内运动时，所述第三调节螺栓驱动所述第六楔形块相对于所述第五楔形块向前运动，使所述第五楔形块将所述第三GMM棒夹紧到第三GMM棒组件安装孔内。
进一步的技术方案在于：所述第一楔形块的长度与所述第一预紧机构安装孔的长度相等，且所述第一楔形块与所述第二楔形块配合时的高度小于所述第一预紧机构安装孔的深度，使得当所述第二楔形块相对于第一楔形块运动时，所述第一楔形块能够相对于所述GMM棒运动，改变第一GMM棒两端的夹持力。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述驱动装置工作时，第一步，后钳紧机构上电，其上的第三GMM棒伸长，将定子后端固定在导轨上；第二步，前钳紧机构失电，其上的第二GMM棒收缩，定子的前端解除固定；第三步，第一GMM棒上电后伸长，GMM棒驱动前钳紧机构与后钳紧机构之间的第一柔性铰链（5）推动动子前端移动一定位移；第四步，前钳紧机构上电，其上的第二GMM棒伸长，将定子前端固定在导轨上；第五步，后钳紧机构失电，其上的第三GMM棒收缩，定子的后端解除固定；第六步，第一GMM棒失电后收缩，定子后端在第一柔性铰链的弹性作用下回位，即向前移动一定位移；不断重复步骤一-步骤六，实现动子的步进式直线运动。综上，所述驱动装置能够实现动子的自动闭锁以及解锁，运动稳定性强，且输出精度高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述驱动装置的结构示意图；
图2是本发明实施例所述驱动装置去掉框架后的结构示意图；
图3是本发明实施例所述驱动装置中动子的结构示意图；
图4是本发明实施例所述驱动装置的工作时序图；
其中：1、框架；2、导轨；3、动子；4、第一GMM棒；5、第二GMM棒；6、第三GMM棒；7、第一柔性铰链；8、第二预紧机构安装孔；9、第二GMM棒安装孔；10、第二预紧机构；11、第二柔性铰链；12、第三预紧机构安装孔；13、第三GMM棒安装孔；14、第三预紧机构；15、第三柔性铰链；16、第一预紧机构安装孔；17、第一GMM棒安装孔；18、第一预紧机构；19、第一楔形块；20、第二楔形块；21、第一调节螺栓；22、第三楔形块；23、第四楔形块；24、第二调节螺栓；25、第五楔形块；26、第六楔形块；27、第三调节螺栓。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1-图3所示，本发明实施例公开了一种钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，包括框架1，所述框架整体为矩形结构；所述框架1内设置有两条相对平行的导轨2，所述导轨2上设置有动子3，所述动子3的前端设置有前钳紧机构，所述动子3的后端设置有后钳紧机构，动子能够沿所述导轨2进行步进式运动。所述动子的中部设置有第一GMM棒组件安装孔，第一GMM棒4的前端与所述第一GMM棒组件安装孔的前侧壁直接接触，所述第一GMM棒4的后端通过第一预紧机构与所述第一GMM棒组件安装孔的后侧壁直接接触。
所述驱动装置工作时，第一步，后钳紧机构上电，其上的第三GMM棒6伸长，将定子3后端固定在导轨2上；第二步，前钳紧机构失电，其上的第二GMM棒5收缩，定子的前端解除固定；第三步，第一GMM棒4上电后伸长，GMM棒驱动前钳紧机构与后钳紧机构之间的第一柔性铰链7推动动子前端移动一定位移；第四步，前钳紧机构上电，其上的第二GMM棒5伸长，将定子前端固定在导轨上；第五步，后钳紧机构失电，其上的第三GMM棒6收缩，定子的后端解除固定；第六步，第一GMM棒4失电后收缩，定子后端在第一柔性铰链7的弹性作用下回位，即向前移动一定位移；工作时序如图4所示（图4中V1为第二GMM棒的供电电压曲线，V2为第三GMM棒的供电电压曲线，Vd为第一GMM棒的供电电压曲线），不断重复步骤一-步骤六，实现动子3的步进式直线运动。
所述前钳紧机构的具体形式至少有以下两种：
第一种：如图2-图3所示，所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔8和与其相连通的第二GMM棒安装孔9，所述第二GMM棒5位于所述第二GMM棒安装孔9内，第二预紧机构10位于所述第二预紧机构安装孔8内。所述第二GMM棒5的右端与所述第二GMM棒组件安装孔9的右侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒5右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链11，所述第二GMM棒5的左端通过第二预紧机构10与所述第二预紧机构安装孔9的左侧内壁接触；当所述第二GMM棒5上电时，所述第二GMM棒5伸长，将第二GMM棒5右侧的部分动子3固定在所述轨道2上，进而将所述动子3的前端锁闭，此时第二柔性铰链11处于伸长状态；当所述第二GMM棒5失电时，所述第二GMM棒5收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链11收缩至原始状态，所述动子3的前端解锁。
第二种：所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔8和与其相连通的第二GMM棒安装孔9，所述第二GMM棒5位于所述第二GMM棒安装孔9内，第二预紧机构10位于所述第二预紧机构安装孔8内；所述第二GMM棒5的左端与所述第二GMM棒组件安装孔8的左侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒5左端的前侧和后侧的动子3上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链11，所述第二GMM棒5的右端通过第二预紧机构10与所述第二预紧机构安装孔8的右侧内壁接触；当所述第二GMM棒5上电时，所述第二GMM棒5伸长，将第二GMM棒5左侧的部分动子3固定在所述轨道2上，进而将所述动子3的前端锁闭，此时第二柔性铰链11处于伸长状态；当所述第二GMM棒5失电时，所述第二GMM棒5收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链11收缩至原始状态，所述动子3的前端解锁。
所述后钳紧机构的具体形式至少有以下两种：
第一种：如图2-图3所示，所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔12和与其相连通的第三GMM棒安装孔13，所述第三GMM棒6位于所述第三GMM棒安装孔13内，第三预紧机构14位于所述第三预紧机构安装孔12内；所述第三GMM棒6的右端与所述第三GMM棒组件安装孔12的右侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒6右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链15，所述第三GMM棒6的左端通过第三预紧机构14与所述第三预紧机构安装孔12的左侧内壁接触；当所述第三GMM棒6上电时，所述第三GMM棒6伸长，将第三GMM棒6右侧的部分动子3固定在所述轨道2上，进而将所述动子3的后端锁闭，此时第三柔性铰链15处于伸长状态；当所述第三GMM棒6失电时，所述第三GMM棒6收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链15收缩至原始状态，所述动子3的后端解锁。
第二种：所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔12和与其相连通的第三GMM棒安装孔13，所述第三GMM棒6位于所述第三GMM棒安装孔13内，第三预紧机构14位于所述第三预紧机构安装孔12内；所述第三GMM棒6的左端与所述第三GMM棒组件安装孔12的左侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒6左端的前侧和后侧的动子3上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链15，所述第三GMM棒6的右端通过第三预紧机构14与所述第三预紧机构安装孔12的右侧内壁接触；当所述第三GMM棒6上电时，所述第三GMM棒6伸长，将第三GMM棒6左侧的部分动子3固定在所述轨道2上，进而将所述动子3的后端锁闭，此时第三柔性铰链15处于伸长状态；当所述第三GMM棒6失电时，所述第三GMM棒6收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链15收缩至原始状态，所述动子3的后端解锁。
需要说明的是，所述驱动装置可以使用以上结构中任意一种前钳紧机构与任意中后钳紧机构相组合。所述柔性铰链包括若干个首尾连接的柔性铰链单元，可以有效地降低柔性铰链的应力，改善受力条件。
如图1-图3所示，所述前钳紧机构与所述后钳紧机构之间通过两个可发生形变的第一柔性铰链7进行连接，且两个第一柔性铰链7之间的空间形成所述第一GMM棒组件安装孔；所述第一GMM棒组件安装孔包括第一预紧机构安装孔16和与其相连通的第一GMM棒安装孔17，所述第一GMM棒4位于所述第一GMM棒安装孔17内，第一预紧机构18位于所述第一预紧机构安装孔16内，所述第一柔性铰链7在所述第一GMM棒4的带动下进行伸长或收缩至原始状态。
进一步的，如图2-图3所示，所述第一预紧机构包括第一楔形块19、第二楔形块20以及第一调节螺栓21。所述第一楔形块19与第二楔形块20位于所述第一预紧机构安装孔16内，且所述第一楔形块19上的斜面与第二楔形块20上的斜面相接触。所述第一楔形块19的长度大于所述第二楔形块20的长度，所述第一GMM棒4的后端与所述第一楔形块19前侧的平面直接接触，所述第一预紧机构安装孔16上设置有螺纹孔，所述第一调节螺栓21的一端经所述螺纹孔后进入到所述第一预紧机构安装孔16内，并与所述第二楔形块20的右侧平面相接触，当所述第一调节螺栓21向所述第一预紧机构安装孔16内运动时，所述第一调节螺栓21驱动所述第二楔形块20相对于所述第一楔形块19向左运动，使所述第一楔形块19将所述第一GMM棒4夹紧到第一GMM棒组件安装孔内。
进一步的，如图2-图3所示，所述第一楔形块19的长度与所述第一预紧机构安装孔16的长度相等，且所述第一楔形块19与所述第二楔形块20配合时的高度小于所述第一预紧机构安装孔16的深度，使得当所述第二楔形块20相对于第一楔形块19运动时，所述第一楔形块19能够相对于所述GMM棒4运动，改变第一GMM棒4两端的夹持力。
进一步的，如图2-图3所示，所述第二预紧机构包括第三楔形块22、第四楔形块23以及第二调节螺栓24。所述第三楔形块22与第四楔形块23位于所述第二预紧机构安装孔8内，且所述第三楔形块22上的斜面与第四楔形块23上的斜面相接触，所述第三楔形块22的长度大于所述第四楔形块23的长度，所述第二GMM棒5的左端与所述第三楔形块22右侧的平面直接接触，所述第二预紧机构安装孔8上设置有螺纹孔，所述第二调节螺栓24的一端经所述螺纹孔后进入到所述第二预紧机构安装孔8内，并与所述第四楔形块23的前侧平面相接触，当所述第二调节螺栓24向所述第二预紧机构安装孔8内运动时，所述第二调节螺栓24驱动所述第四楔形块23相对于所述第三楔形块22向后运动，使所述第三楔形块22将所述第二GMM棒5夹紧到第二GMM棒组件安装孔内。
进一步的，如图2-图3所示，所述第三预紧机构包括第五楔形块25、第六楔形块26以及第三调节螺栓27。所述第五楔形块25与第六楔形块26位于所述第三预紧机构安装孔12内，且所述第五楔形块25上的斜面与第六楔形块26上的斜面相接触，所述第五楔形块25的长度大于所述第六楔形块26的长度，所述第三GMM棒6的左端与所述第五楔形块25右侧的平面直接接触，所述第三预紧机构安装孔12上设置有螺纹孔，所述第三调节螺栓27的一端经所述螺纹孔后进入到所述第三预紧机构安装孔12内，并与所述第六楔形块26的后侧平面相接触；当所述第三调节螺栓27向所述第三预紧机构安装孔12内运动时，所述第三调节螺栓27驱动所述第六楔形块26相对于所述第五楔形块25向前运动，使所述第五楔形块25将所述第三GMM棒6夹紧到第三GMM棒组件安装孔内。
需要说明的是，所述第二预紧机构与第二预紧机构安装孔的配合结构以及第三预紧机构与第三预紧机构安装孔的配合结构与所述第一预紧机构与第一预紧机构安装孔的配合结构相类似。
所述驱动装置工作时，第一步，后钳紧机构上电，其上的第三GMM棒伸长，将定子后端固定在导轨上；第二步，前钳紧机构失电，其上的第二GMM棒收缩，定子的前端解除固定；第三步，第一GMM棒上电后伸长，GMM棒驱动前钳紧机构与后钳紧机构之间的第一柔性铰链（5）推动动子前端移动一定位移；第四步，前钳紧机构上电，其上的第二GMM棒伸长，将定子前端固定在导轨上；第五步，后钳紧机构失电，其上的第三GMM棒收缩，定子的后端解除固定；第六步，第一GMM棒失电后收缩，定子后端在第一柔性铰链的弹性作用下回位，即向前移动一定位移；不断重复步骤一-步骤六，实现动子的步进式直线运动。综上，所述驱动装置能够实现动子的自动闭锁以及解锁，运动稳定性强，且输出精度高。

Claims (10)

1.一种钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：包括框架（1），所述框架（1）内设置有两条相对的导轨（2），所述导轨（2）上设置有动子（3），所述动子（3）的前端设置有前钳紧机构，所述动子（3）的后端设置有后钳紧机构，所述动子的中部设置有第一GMM棒组件安装孔，第一GMM棒（4）的前端与所述第一GMM棒组件安装孔的前侧壁直接接触，所述第一GMM棒（4）的后端通过第一预紧机构与所述第一GMM棒组件安装孔的后侧壁直接接触；所述驱动装置工作时，第一步，后钳紧机构上电，其上的第三GMM棒（6）伸长，将定子（3）后端固定在导轨（2）上；第二步，前钳紧机构失电，其上的第二GMM棒（5）收缩，定子的前端解除固定；第三步，第一GMM棒（4）上电后伸长，GMM棒驱动前钳紧机构与后钳紧机构之间的第一柔性铰链（7）推动动子前端移动一定位移；第四步，前钳紧机构上电，其上的第二GMM棒（5）伸长，将定子前端固定在导轨上；第五步，后钳紧机构失电，其上的第三GMM棒（6）收缩，定子的后端解除固定；第六步，第一GMM棒（4）失电后收缩，定子后端在第一柔性铰链（7）的弹性作用下回位，即向前移动一定位移；不断重复步骤一-步骤六，实现动子（3）的步进式直线运动。
2.如权利要求1所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔（8）和与其相连通的第二GMM棒安装孔（9），所述第二GMM棒（5）位于所述第二GMM棒安装孔（9）内，第二预紧机构（10）位于所述第二预紧机构安装孔（8）内，所述第二GMM棒（5）的右端与所述第二GMM棒组件安装孔（9）的右侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒（5）右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链（11），所述第二GMM棒（5）的左端通过第二预紧机构（10）与所述第二预紧机构安装孔（9）的左侧内壁接触；当所述第二GMM棒（5）上电时，所述第二GMM棒（5）伸长，将第二GMM棒（5）右侧的部分动子（3）固定在所述轨道（2）上，进而将所述动子（3）的前端锁闭，此时第二柔性铰链（11）处于伸长状态；当所述第二GMM棒（5）失电时，所述第二GMM棒（5）收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链（11）收缩至原始状态，所述动子（3）的前端解锁。
3.如权利要求1所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第二GMM棒组件安装孔包括第二预紧机构安装孔（8）和与其相连通的第二GMM棒安装孔（9），所述第二GMM棒（5）位于所述第二GMM棒安装孔（9）内，第二预紧机构（10）位于所述第二预紧机构安装孔（8）内，所述第二GMM棒（5）的左端与所述第二GMM棒组件安装孔（8）的左侧内壁直接接触，且所述第二GMM棒（5）左端的前侧和后侧的动子（3）上各设置有一个可独立动作的第二柔性铰链（11），所述第二GMM棒（5）的右端通过第二预紧机构（10）与所述第二预紧机构安装孔（8）的右侧内壁接触；当所述第二GMM棒（5）上电时，所述第二GMM棒（5）伸长，将第二GMM棒（5）左侧的部分动子（3）固定在所述轨道（2）上，进而将所述动子（3）的前端锁闭，此时第二柔性铰链（11）处于伸长状态；当所述第二GMM棒（5）失电时，所述第二GMM棒（5）收缩至原始状态，进而所述第二柔性铰链（11）收缩至原始状态，所述动子（3）的前端解锁。
4.如权利要求1所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔（12）和与其相连通的第三GMM棒安装孔（13），所述第三GMM棒（6）位于所述第三GMM棒安装孔（13）内，第三预紧机构（14）位于所述第三预紧机构安装孔（12）内，所述第三GMM棒（6）的右端与所述第三GMM棒组件安装孔（12）的右侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒（6）右端的前侧和后侧的动子上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链（15），所述第三GMM棒（6）的左端通过第三预紧机构（14）与所述第三预紧机构安装孔（12）的左侧内壁接触；当所述第三GMM棒（6）上电时，所述第三GMM棒（6）伸长，将第三GMM棒（6）右侧的部分动子（3）固定在所述轨道（2）上，进而将所述动子（3）的后端锁闭，此时第三柔性铰链（15）处于伸长状态；当所述第三GMM棒（6）失电时，所述第三GMM棒（6）收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链（15）收缩至原始状态，所述动子（3）的后端解锁。
5.如权利要求1所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第三GMM棒组件安装孔包括第三预紧机构安装孔（12）和与其相连通的第三GMM棒安装孔（13），所述第三GMM棒（6）位于所述第三GMM棒安装孔（13）内，第三预紧机构（14）位于所述第三预紧机构安装孔（12）内，所述第三GMM棒（6）的左端与所述第三GMM棒组件安装孔（12）的左侧内壁直接接触，且所述第三GMM棒（6）左端的前侧和后侧的动子（3）上各设置有一个可独立动作的第三柔性铰链（15），所述第三GMM棒（6）的右端通过第三预紧机构（14）与所述第三预紧机构安装孔（12）的右侧内壁接触；当所述第三GMM棒（6）上电时，所述第三GMM棒（6）伸长，将第三GMM棒（6）左侧的部分动子（3）固定在所述轨道（2）上，进而将所述动子（3）的后端锁闭，此时第三柔性铰链（15）处于伸长状态；当所述第三GMM棒（6）失电时，所述第三GMM棒（6）收缩至原始状态，进而所述第三柔性铰链（15）收缩至原始状态，所述动子（3）的后端解锁。
6.如权利要求1所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述前钳紧机构与所述后钳紧机构之间通过两个可发生形变的第一柔性铰链（7）进行连接，且两个第一柔性铰链（7）之间的空间形成所述第一GMM棒组件安装孔，所述第一GMM棒组件安装孔包括第一预紧机构安装孔（16）和与其相连通的第一GMM棒安装孔（17），所述第一GMM棒（4）位于所述第一GMM棒安装孔（17）内，第一预紧机构（18）位于所述第一预紧机构安装孔（16）内，所述第一柔性铰链（7）在所述第一GMM棒（4）的带动下伸长或收缩。
7.如权利要求6所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第一预紧机构包括第一楔形块（19）、第二楔形块（20）以及第一调节螺栓（21），所述第一楔形块（19）与第二楔形块（20）位于所述第一预紧机构安装孔（16）内，且所述第一楔形块（19）上的斜面与第二楔形块（20）上的斜面相接触，所述第一楔形块（19）的长度大于所述第二楔形块（20）的长度，所述第一GMM棒（4）的后端与所述第一楔形块（19）前侧的平面直接接触，所述第一预紧机构安装孔（16）上设置有螺纹孔，所述第一调节螺栓（21）的一端经所述螺纹孔后进入到所述第一预紧机构安装孔（16）内，并与所述第二楔形块（20）的右侧平面相接触，当所述第一调节螺栓（21）向所述第一预紧机构安装孔（16）内运动时，所述第一调节螺栓（21）驱动所述第二楔形块（20）相对于所述第一楔形块（19）向左运动，使所述第一楔形块（19）将所述第一GMM棒（4）夹紧到第一GMM棒组件安装孔内。
8.如权利要求2所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第二预紧机构包括第三楔形块（22）、第四楔形块（23）以及第二调节螺栓（24），所述第三楔形块（22）与第四楔形块（23）位于所述第二预紧机构安装孔（8）内，且所述第三楔形块（22）上的斜面与第四楔形块（23）上的斜面相接触，所述第三楔形块（22）的长度大于所述第四楔形块（23）的长度，所述第二GMM棒（5）的左端与所述第三楔形块（22）右侧的平面直接接触，所述第二预紧机构安装孔（8）上设置有螺纹孔，所述第二调节螺栓（24）的一端经所述螺纹孔后进入到所述第二预紧机构安装孔（8）内，并与所述第四楔形块（23）的前侧平面相接触，当所述第二调节螺栓（24）向所述第二预紧机构安装孔（8）内运动时，所述第二调节螺栓（24）驱动所述第四楔形块（23）相对于所述第三楔形块（22）向后运动，使所述第三楔形块（22）将所述第二GMM棒（5）夹紧到第二GMM棒组件安装孔内。
9.如权利要求4所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第三预紧机构包括第五楔形块（25）、第六楔形块（26）以及第三调节螺栓（27），所述第五楔形块（25）与第六楔形块（26）位于所述第三预紧机构安装孔（12）内，且所述第五楔形块（25）上的斜面与第六楔形块（26）上的斜面相接触，所述第五楔形块（25）的长度大于所述第六楔形块（26）的长度，所述第三GMM棒（6）的左端与所述第五楔形块（25）右侧的平面直接接触，所述第三预紧机构安装孔（12）上设置有螺纹孔，所述第三调节螺栓（27）的一端经所述螺纹孔后进入到所述第三预紧机构安装孔（12）内，并与所述第六楔形块（26）的后侧平面相接触，当所述第三调节螺栓（27）向所述第三预紧机构安装孔（12）内运动时，所述第三调节螺栓（27）驱动所述第六楔形块（26）相对于所述第五楔形块（25）向前运动，使所述第五楔形块（25）将所述第三GMM棒（6）夹紧到第三GMM棒组件安装孔内。
10.如权利要求7所述的钳紧式超磁致伸缩直线驱动装置，其特征在于：所述第一楔形块（19）的长度与所述第一预紧机构安装孔（16）的长度相等，且所述第一楔形块（19）与所述第二楔形块（20）配合时的高度小于所述第一预紧机构安装孔（16）的深度，使得当所述第二楔形块（20）相对于第一楔形块（19）运动时，所述第一楔形块（19）能够相对于所述GMM棒（4）运动，改变第一GMM棒（4）两端的夹持力。
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