压电驱动技术作为精密驱动技术的一种,具有结构简单紧凑、无电磁干扰、响应速度快、行程大、定位精度高等诸多特点,在材料微观力学性能原位测试、精密光学系统、生物医疗工程以及航空航天工程等重要领域展现出广泛的应用前景和研究意义。与直动式压电驱动装置、超声压电驱动装置和尺蠖式压电驱动装置相比较,粘滑式压电驱动装置具有低能耗、精度高、结构紧凑简单以及行程大等优点,因此粘滑式压电驱动装置广泛应用于原位纳米压痕/划痕测试、航空航天、精密定位平台、SEM下显微操作等领域。但是已研制的粘滑式压电驱动装置在运动过程中会出现位移回退的现象,降低驱动器的位移/载荷分辨率,进而劣化驱动装置的输出性能,限制了压电粘滑驱动技术的发展与应用。本文将采用两种方式来改善驱动装置的输出性能:1)利用非对称定子自身结构调控定子与动子间接触力,进而优化驱动装置的输出性能;2)提出一种复合柔性铰链结构实现主动调控定子与动子间接触力,进而改善驱动装置的位移回退等问题。开展了应用中心对称式柔性铰链的粘滑式压电驱动装置的设计与加工,并搭建了测试系统,完成了电压特性、速度特性以及负载特性的试验探究,试验结果表明该驱动器的最佳工作频率为360 Hz,且在驱动电压为100 V时,正向运动的最大速度达到2.893 mm/s,反向运动的最大速度达到2.747 mm/s,正反双向运动模式下的最大垂直负载均为3.8 N,验证了利用中心对称式柔性铰链实现粘滑驱动的可行性以及可以利用自身结构抑制位移回退的可行性。针对所设计的第一台粘滑式压电驱动装置的样机,利用有限元仿真分析软件ANSYS优化了中心对称式柔性铰链的结构以及其尺寸参数,并着重分析了驱动电压、驱动频率以及不同的垂直负载对驱动器步距特性的影响,并探究该驱动器的输出速度特性以及负载特性。试验结果表明优化后的驱动器的最佳工作频率范围为220-300 Hz,最佳工作电压为100 V;当驱动频率超过220 Hz的情况下,驱动器无负载时的步距效率可达到100%;在220 Hz、100 V的驱动条件下,驱动器无负载时正向运动和反向运动的最大输出速度分别为2.01 mm/s和2.34 mm/s;正反双向运动模式下的最大垂直负载均为380 g。验证了结构优化后的驱动器可有效抑制位移回退现象。此外,论文提出了一种应用复合柔性铰链的压电粘滑驱动器,通过仿真分析确定了复合柔性铰链的具体尺寸参数,并通过试验探究着重分析了驱动频率、水平负载等对驱动器输出性能的影响。试验结果表明:应用复合柔性铰链的驱动器在无负载无主动调控工作模式下,驱动频率为100 Hz和200 Hz时的最大输出速度分别为1.39 mm/s和2.18 mm/s;在无负载有主动调控工作模式下,驱动频率为100 Hz和370 Hz时的最大输出速度分别为1.74 mm/s和4.1 mm/s。在无主动调控工作模式下,驱动器在100 Hz和200 Hz的驱动频率下最大水平负载分别为25 g和50 g;而在有主动调控的工作模式下最大的水平负载分别为40 g和70 g。由试验结果分析可知主动调控定子与动子间的接触力,可有效的提高驱动器的输出性能,并抑制位移回退现象。基于粘滑驱动原理,论文提出并研制了两种类型的粘滑式压电驱动装置,能够有效的改善压电驱动装置的位移回退现象,实现了大行程、高速、高精度的直线运动输出。研究工作尤其是主动调控驱动过程中接触力的方案对改善压电粘滑驱动装置的输出性能有一定的推动作用。