随着科学技术的不断进步,很多高科技行业都对精密定位技术提出了更高的要求,不仅要有较高的位移分辨率,还要有足够的输出力、能够小型化、免电磁干扰等。本文基于压电叠层的低电压驱动、大输出力、大变形幅值等特点,结合双足直线压电电机双足交替工作原理,设计了双足型非共振直线压电电机,该类型的电机具有宽频响、大行程、高分辨率、受环境干扰小的特点。主要研究内容概括如下:介绍了国内外直线压电电机的研究现状,对共振式和非共振式压电电机的特点进行对比,分析了非共振式直线压电电机的优势。介绍了压电陶瓷的基本特性和压电叠层的迟滞、蠕变、力学、电学特性和使用方法等,为压电叠层的使用提供参考。介绍了柔性铰链的分类和特点,对三种柔性铰链进行拉压和侧位移仿真,使用变形比的概念对三种柔性的特点进行描述,为柔性铰链的选型提供依据。提出一种并联S形弹簧机构,用以传递压电叠层的输出力和输出位移,对机构参数进行仿真设计,归纳出此种机构的特点和设计方法。对单、双足压电驱动原理进行了比较,提出一种对称双足型非共振直线压电电机,双足驱动使得电机可以工作在较低频带范围内,对称结构增强了电机正反向速度特性的一致性,说明了其工作过程,详细设计了电机的各个结构。提出适用于压电叠层的平移-旋转优化法,旨在降低压电叠层安装面的旋转和平移变形,以此减小压电叠层工作时受到的剪切力,使用此方法对电机的定子进行了设计。对电机进行动力学仿真,验证了电机运行原理。对设计的电机进行了制作和实验,叙述了电机在交替步进作动模式、连续作动模式和单足作动模式下的运行原理,测量了电机在三种作动模式下的输出特性,对比了电机在各个作动模式下的特点。实验表明电机可以在三种作动模式下运行,在交替步进作动模式下电机速度和输出力均大于连续作动模式,但连续作动模式下电机运行更为稳定,单足作动模式下电机速度和输出力均较为的小,但分辨率较高,可以作为其他两种作动模式的补充。