高精密化和微型化是现代高尖端科技领域的重要发展方向,因此对作为其中关键技术之一的精密驱动技术的要求也日益增高。传统驱动技术虽易实现大行程、高承载、高速,但其精度很难达到高精尖领域要求的微纳米级,而且难以实现微小型化与轻量化。压电驱动器作为新型精密驱动器,具备精度高、响应快、重量轻、体积小、能耗低、操作稳定、不受电磁干扰等诸多优点,被广泛应用于现代医疗、生物细胞工程、显微操作、超精密加工/装配、精密光学工程等领域。粘滑式压电驱动器以摩擦力作为主要驱动力,通过步进累积的方式,将压电元件微观变形转化为宏观大行程直线或旋转运动。由于其可实现高速、高精度定位,并且具备体积小、加工方便、装配简单等特点,受到研究人员的强烈关注。以往研究主要致力于驱动器的结构创新设计与性能改善,而缺乏对驱动机构与动子间初始接触间隙对驱动器步进特性及输出性能影响的研究。作为以接触和摩擦为主要驱动源的一类驱动器,初始接触间隙势必会对其输出性能产生重要影响。为此,本论文围绕该问题开展工作,着重探究初始接触间隙诱导粘滑式压电驱动器步进特性演变过程与机制。首先,基于粘滑原理设计了一种间隙可调的压电驱动器,分析了其驱动原理、结构组成以及理论单步最大位移。在此基础上,搭建试验系统,测试了其在不同初始接触间隙下的步进特性。结果表明,逐渐增大初始接触间隙,驱动器步进特性中的回退运动逐渐减小,直至消失;继续增大初始接触间隙,发现了与回退运动相反的位移激增新现象。随后通过进一步分析,揭示了步进特性随初始接触间隙演变的机制。基于上述步进特性演变过程与机制,提出了初始接触间隙诱导驱动器驱动模式转变的理论设想。为证实该设想,设计了一种具有杠杆放大结构且初始接触间隙可调的粘滑式压电驱动器,其驱动机构输出端具有一定柔性,接触过程中可产生较大二次变形。对驱动机构进行了理论和有限元仿真分析,在此基础上开展了样机试验,测试了该驱动器在不同初始接触间隙下的步进特性。试验结果证实了初始接触间隙会诱导驱动器驱动模式由寄生运动模式向自变形模式转变。此外,为探究驱动机构输出端柔度是否会进一步加剧初始接触间隙对步进特性及输出性能的影响,在杠杆放大结构输出端引入额外的柔性环节。性能试验结果表明,在相同驱动电压下,增大输出端柔度会提高驱动器的峰值速度,然而降低其自锁性。为探究粘滑式压电驱动器工作在自变形模式时,初始接触间隙对步进特性的影响以及其输出特点,设计了一种完全工作于自变形模式的粘滑式压电驱动器。研制了该驱动器样机,并对其步进特性进行了详尽测试。结果表明,该自变形粘滑式压电驱动器的步进特性同样受初始接触间隙影响,并且该驱动器在施加反向波形的驱动电压时可实现反向驱动。不同初始接触间隙下的步进特性表明,该自变形粘滑式驱动器具备优良的大行程运动稳定性。最后,基于粘滑原理与LuGre摩擦模型,建立了初始接触间隙可调的粘滑式压电驱动器的动力学模型,通过Matlab/Simulink仿真,深入分析了初始接触间隙对粘滑式压电驱动器步进特性与驱动模式的调控作用。仿真结果证实了改变初始接触间隙会对粘滑式压电驱动器的步进特性产生显著影响,同时也可诱导驱动器的驱动模式发生转变,与前述试验结果一致。