压电驱动器作为一种新型特种电机,利用压电陶瓷和压电叠堆作为驱动源,输入对应频率幅值的电压信号使其转换为物理振动,进而驱动转子进行高精度的直线或旋转运动。压电驱动器的研究方向主要分为新型电机结构设计与优化、理论建模与仿真对比分析、控制策略研究和实际应用等方面。在发展设计过程中,发现很多存在的压电驱动器受限于自身结构和输出力,无法执行多个方向的旋转或直线运动,限制了应用场合,所以在结构的研究创新方面需要进行更加深入的探索。针对诸多驱动器运动方向单一性的问题,本文提出了两种结构不同的压电驱动器,它们都可沿多个方向进行驱动,通过与其他相关类型驱动器进行比较,来确定所提驱动器的优缺点及未来适合应用场合。本文主要分析内容如下:简要概述了压电驱动器研究背景和应用领域,根据驱动器工作性质的不同,将驱动器进行了分类并归纳分析了近些年国内外各类型驱动器的结构及具有的优缺点;之后对压电材料的发展历程、分类进行了介绍;最后介绍了四类压电方程所表示的物理含义以及压电陶瓷五种常见的振动模式。对于提出的基于三定子对称分布式新型压电驱动器,介绍了驱动器整体结构及各个子驱动器内叠片极化和排布的方式,重点分析了沿一个方向运动的电压信号的施加方法及其周期工作原理;经过有限元软件分析,发现在产生横向位移时,驱动器协同工作模式相比于单独工作模式位移会放大1.5倍左右,并提取沿不同方向运动的质点绘制三维轨迹,以此验证了驱动器的合理性和可行性。针对环形柔性结构压电驱动器,该压电驱动器工作时采用两组叠堆协调配合作用且可双向驱动滑轨。详细介绍了驱动器整体结构及预压力装置对各部分叠堆施加方法;对驱动器横梁连接处和驱动足高度进行尺寸优化,以提高输出效率,并通过应力仿真证明了所选优化位置是准确的;通过静态与瞬态仿真分析了叠堆位移与滑轨位移之间变化关系以及不同位置质点运动轨迹,并阐述了造成此现象可能的原因。对两种驱动器分别搭建平台进行性能测试,对器件的选型及设备连接操作过程进行详细介绍,主要测试了两种驱动器在不同电压,频率下与滑轨速度之间关系;并在一定激励频率下,比较不同电压下的阶跃位移以及各自的负载能力;最后通过与其他相关类型驱动器进行比较,确定每个驱动器的优点以及可以继续优化的部分。