压电粘滑驱动技术因具有定位精度高、行程大、无电磁干扰等特点,在精密光学系统、微/纳米制造、生物医疗工程等领域展现出重要的科学意义和广泛的应用前景。然而,已有压电粘滑驱动器较难实现对缓慢与快速变形驱动阶段摩擦力进行综合调控,限制了其输出性能,成为制约压电粘滑驱动技术发展的瓶颈问题。本文将非对称柔性铰链机构引入定子结构设计,使得定子轴向刚度分布不均,激发定子驱动足产生侧向位移实现驱动,并调整定子与动子间的轴向接触正压力,实现对缓慢与快速变形驱动阶段摩擦力的综合调控,提升压电粘滑驱动器的整机输出力与速度能力。阐述了压电粘滑驱动的基础理论,包括压电效应、压电叠堆以及常见柔性铰链的分类,分析了直圆型柔性铰链的计算方法,通过采用降维法(MDR)将定子与动子之间的三维接触问题精确地转化为一维接触,可以快速计算接触和摩擦问题的仿真,并基于MDR方法建立了驱动器在水平力和轴向力的表达式的理论模型。开展了压电粘滑驱动器原理样机的结构设计,以柔性铰链机构驱动足产生的最大侧向位移为设计目标的研究,分析了非对称柔性铰链驱动足的合理位置,并通过静力学分析得到了最终的结构尺寸;分析了接触过程中的粘滑接触状态以及两者之间正压力的变化情况。研制了压电粘滑驱动器实物样机,样机主要由定子、导轨、底座和预紧机构组成,其中核心部件定子主要由非对称柔性铰链机构、压电叠堆、平垫片和预紧螺钉组成。本文研制的非对称压电粘滑驱动器的总体结构尺寸为179 mm×75 mm×37.5 mm。通过搭建测试系统,开展了整机输出特性的实验研究。实验结果表明,非对称压电粘滑驱动器的最佳工作频率为500 Hz,最大输出速度可达5.96 mm/s,开环条件下最小位移分辨率为50 nm,最大负载为3 N。此外基于MDR方法建立了驱动器整机动力学模型,测试了驱动器在水平和轴向方向上的振动幅值,并对比分析了采用MDR方法的仿真结果与实验测试结果,验证了MDR方法对于压电粘滑驱动器的动力学模型建立的可行性。本文采用非对称柔性铰链机构与压电叠堆相结合的形式进行摩擦力调控,扩宽了压电粘滑驱动器的结构形式,为非对称类型粘滑驱动器的设计与制造提供了一定的指导,该研究可为提高压电粘滑驱动输出性能的研究提供理论与实验基础。