本文在国家863计划的支持下，以建立面向MEMS精密作业和未来桌面工厂的微小型移动机器人系统为目标。经过大量的调研后，决定采用从单元技术出发到整体集成的研究方法对精密作业微小型移动机器人进行深入的研究，其单元技术的重点是采用宏/微双重驱动的微定位技术和基于惯性摩擦驱动机理的微操作驱动技术。 微定位技术是实现精密微装配作业的关键技术之一，采用微型电机与压电陶瓷相结合的宏/微驱动方式，使机器人具有快速、高精密移动定位的特点。首先，设计了宏/微驱动单元结构，采用有限时间跟踪法，实现了对机器人快速宏运动的路径规划，采用切线法对机器人宏运动进行了避障方法的研究。其次，基于弹性变形理论与虎克定律，建立了XY-θ结构的精密微移动定位单元的动力学模型，建立了机器人微运动速度与微移动定位单元一阶固有频率的优化函数，建立了微移动定位单元的有限元模型，并对其进行了有限元静力学和模态振型分析，实现了对微移动定位单元的优化设计。最后，对微移动定位单元进行了实验测试，并对实验测试结果、理论计算结果以及有限元分析结果进行了对比分析。 球基微驱动器采用了惯性摩擦驱动原理实现精密驱动。首先，对惯性摩擦驱动机理进行了解释，建立金属圆盘的转动模型。其次，根据压电陶瓷充放电特点，将金属圆盘的运动状态分为三阶段进行了动力学分析，修正了惯性摩擦驱动的理论转速模型，并建立了微驱动器的逆转模型及振动模型。利用压电陶瓷作驱动元件，设计了二自由度球基微驱动器，分析了其运动学特征，并利用拉格朗日方程，建立了其动力学模型，采用MATLAB对其进行了动力学仿真分析。建立了球基微驱动器驱动单元的有限元模型并进行了有限元分析，为避免球基微驱动器因高频谐振起而失效起到了设计指导作用。建立了压电陶瓷驱动球基微驱动器有限元等效模型并进行了有限元瞬态分析，验证了逆转模型的存在性。最后，对基于惯性摩擦驱动的球基微驱动器进行了实验测试，验证了逆转模型及振动模型的合理性。 研制出了压电陶瓷驱动的组合式两级位移放大微夹持器。通过更换不同的微夹持模块，实现对不同尺寸物体的微夹持任务。首先对微夹持器单元进行了结构设计，建立了相应的理论模型，并对其进行了有限元静态分析，最后对微夹持器的张合位移、夹持力等技术参数进行了实验测试，就理论分析结果、有限元分析结果与实验测试结果进行了比较研究。 通过单元技术集成，完成了精密作业型微小型移动机器人样机的研制，并与微装配桌面工作平台、视觉图像处理系统、驱动控制系统组成了完整的面向MEMS精密作业的微小型机器人实验系统，并利用该系统，顺利地实现了Ф250μm的孔与Ф200μm的轴的微装配实验研究。