具有纳米级精度、毫米级行程的定位装置是芯片制造、精密装配、航空航天、生物医学等高新科技领域的共性核心部件。压电式尺蠖驱动器就是这样一种高精度、大行程、大承载力的定位装置,正吸引着越来越多的研究。典型的压电尺蠖驱动器采用至少两个箝位压电陶瓷和一个驱动压电陶瓷实现双向驱动,过多的压电陶瓷导致驱动器结构复杂,电子系统复杂,成本高。减少压电陶瓷的使用可以有效地减轻这些问题;然而现有采用较少压电陶瓷（1或2）的尺蠖驱动器只能单向或双向低速驱动,这些设计的最大速度均小于1 mm/s,比典型尺蠖驱动器速度低一个数量级,严重制约着其应用。基于如上问题,本文提出了一种采用两个压电陶瓷实现双向快速、纳米精度定位的新型尺蠖传动器。本论文以减小一个箝位压电陶瓷的使用为切入点,基于1个箝位压电陶瓷+1个驱动压电陶瓷实现高速双向驱动的思路展开结构设计。通过创新地使用柔性支承挡板配合特殊设计的移动体,只需用1个压电陶瓷即可实现箝位交替,2个压电陶瓷实现双向驱动。该设计将典型箝位-驱动-箝位型尺蠖驱动器每一步运动所需的六个子步骤（三个压电陶瓷交替伸长缩短）减少到四个,从而减小单步时间,有效提高了驱动的最大速度。本文主要研究内容如下:首先对驱动器的整体结构进行了介绍,并结合驱动电压和驱动原理示意图对驱动原理进行了阐述。为了实现单压电陶瓷箝位交替机制,对挡板及移动体进行了相应设计。这包括综合考虑设计和装配需求,柔性支承的挡板结构设计;以及为了实现稳定的箝位交替,兼顾输出力和输出位移的常开端箝位机构设计。为实现快速双向运动及减小对箝位交替的影响,对驱动端放大机构的要求进行了分析,设计空间紧凑且具有大放大比的桥式机构用于驱动机构。然后对该尺蠖驱动器的箝位机构、柔性支承挡板等进行理论分析,以对两侧箝位足高度差等关键参数的确定提供理论指导。重点分析了在柔性支承挡板作用下的常开端箝位机构的输出力与位移能力,因其是该驱动器设计实现的关键。对驱动机构输入电压和输出位移之间的关系进行了理论分析,较为准确的对驱动器的步长进行了预测。结合该尺蠖驱动器驱动过程的箝位力变化规律,分析了驱动器的最大输出力。进一步的,对如何实现尺蠖式快速、高精度的驱动展开了研究。基于MATLAB软件的Simulink模块设计了相应驱动方案,并对本文提出的尺蠖驱动器在亚步模式定位时的关键问题进行了理论分析以实现高精度定位。接下来提出了一种基于实时箝位信息进行驱动的策略以进一步缩减单步时间。结合本设计结构的特殊性,对如何通过驱动器的输出位移信息获取实时箝位状态信息做了分析说明。最后,搭建了尺蠖驱动器实验系统并进行实验验证。测试结果表明,所提出的设计能实现稳定快速的双向定位,最大速度为5.1 mm/s,比现有的采用两个压电陶瓷实现尺蠖驱动的设计高一个数量级。亚步模式定位时,该设计能实现纳米级的定位精度。本论文丰富了尺蠖驱动器的设计和驱动方法,显著提升了双压电尺蠖驱动器的速度,具有较大的应用前景。