执行器是承载机械系统功能性动作的核心元器件。工业生产活动中,各类高效稳定的机械系统是生产力不断增长的必要工具和重要保证。不管是大型工业设备、货运物流载体,还是小型家用设施、精密测量器械,都离不开能够胜任相关动作的机械系统。生产的多样化,决定了对执行器需求的多样化。而一个性能优良、结构简单、稳定耐用的执行器,更是对机械系统生产力的极大保证。然而,随着工程实际应用场景的日趋复杂多变,对执行器的综合性能要求也越来越高,在速度、精度、承载力等方面希望取得更多可以兼得的综合水平。如何在一定承载力前提下,既能满足高精度要求,又能够快速执行,是生产需求对当前直线执行器研究提出的又一个的重点和难点。考虑到以上事实,本文提出了一款气-电混合驱动执行器,有机结合了电机和气缸各自的优点,实现在不损失气缸和电机的优良性能、不大幅度增加成本、不显著提高系统复杂性的前提下平衡速度和精度性能,设计了一款在速度和精度上都有一定优异性能表现的混合驱动执行器。该执行器的核心在于设计了一个运动耦合机构,能够对总行程进行合理分配,依靠于气缸高速度完成大行程,电机高精度完成小行程,来获得高速度高精度的综合性能。首先,提出了气-电混合驱动执行器的基本原理和方案设计。根据执行器的速度精度目标,有机结合气缸和电机的基本特性,详细介绍了完整的气-电混合驱动执行器的设计方案,并分析了如何能够保证执行器的速度和精度。其次,进行了详细的气-电混合驱动执行器机械结构设计。对该执行器的电机部分、气缸部分、耦合部分以及密封部分的机械结构进行详细的机械设计以及对电机和密封件进行了选型。再次,针对所要研究的执行器特性,对气-电混合驱动执行器的系统进行建模与仿真。基于AMESim和MATLAB两款强大的建模分析软件,对气-电混合驱动执行器进行联合建模与仿真,对该执行器的工作性能进行分析,对比气缸和电机的模型,从理论上分析气-电混合驱动执行器的精度与速度能否达到设计预期。最后,加工制造了气-电混合驱动执行器的样机,搭建了气-电混合驱动执行器的性能实验平台,围绕myRIO控制器组件了控制系统,基于LabVIEW编写了控制与数据采集程序,进行了实验与分析。实验结果表明,本文提出的气-电混合驱动执行器能够达到预期的设计目标,相比于气缸,大大提升了定位精度;相比于电机,大大提升了执行速度。