为了设计出一种微小化，便于拆解，安全可靠，并且可自感知位移和夹持力的压电微夹钳，在结构设计的基础上，进行了相应的有限元分析，探讨和研究基于积分器电路的自感知工作特性，对所设计的压电微夹钳进行了各项实验研究。首先，以悬臂弯曲度理论为基础，推导出了微夹钳的输出特性，即钳指末端的位移量与电压的函数关系。压电自感知微夹钳实现自感知的难点是执行信号与传感信号的解耦，本文采用积分电荷的方法对压电执行器上的压电陶瓷晶片表面的自由电荷进行提取，并且建立了双晶片压电陶瓷执行器的输入输出模型，确定了输入变量和输出变量之间的函数关系。其次，基于有限元分析法，对所设计的压电微夹钳进行了仿真分析。静态析表明：微夹钳在200V的最高驱动电压作用下，其指尖产生89.1μm的位移量，在其根部约束处产生±0.02441MPa的应力，并且微夹钳产生的位移，所受到的应力均同驱动电压呈线性关系。动态特性分析表明微夹钳的固有频率为47Hz，响应时间为1.6ms。与此同时，进行了大量的相关实验，获得了所设计的微夹钳的静动态特性，并且验证了本文提出的自感知方法的可行性。第一，采用电涡流位移传感器对微夹钳进行了静态位移测试，实验表明：该压电微夹钳钳指的最大输出位移73μm，最大非线性误差为6.7%，迟滞误差为15.87%，重复性误差为4.67%。压电微夹钳的非线性误差和迟滞误差主要是由压电陶瓷晶片造成的。在动态特性方面：通过频谱分析仪对该压电微夹钳扫频激励响应进行了频谱分析，结果表明压电微夹钳的固有频率为67Hz。第二，进行了非夹持状态时微夹钳位移输出自感知的实验验证，结果表明，在准静态或较低频率的驱动电压驱动下，积分电路所测得的电荷曲线能够很好地描述微夹钳的输出位移。可见，采用积分电路对压电陶瓷晶片上的自由电荷进行积分的方法，使得电路的调节和自感知信号的获得容易。第三，进行了有夹持力时的自感知实验验证，运用本文所推导的双晶片压电陶瓷执行器的输入输出模型，对执行信号与传感信号进行解耦，在夹持状态下同时感知微夹钳的输出位移和输出力。最后，采用精密电子天平对微夹钳的夹持力进行了标定，实验结果表明：在最大输出力的驱动下，微夹钳的一个钳指能够输出5.2g（约合0.052N）的夹持力，并且可以测得钳指输出夹持力的灵敏度为2.6mN/V。总之，本文所设计的微夹钳既有较好的夹持效果，又有较好的自感知效果，不需要任何的外部传感器件即可实现自感知功能。