纳米技术的突破性发展激发了人们将其工业化的愿望,只有通过纳米制造技术才能物化纳米科学技术并将其应用于人们的日常生活。由于纳米尺度制造的难度和受到的限制,有必要对纳米制造基础领域进行重点研究,因此,纳米操作机逐渐成为一个新兴领域。基于SEM (scanning electron microscope)的纳米操作机是指以SEM为本体并将纳米尺度物体作为操作对象的精密操作系统。SEM具有腔室空间大、实时图像反馈等特点,基于SEM的纳米操作机器人近年来获得了广泛的研究,并逐渐成为人类探索微观世界的重要工具之一。由于纳米操作对象的尺度特征微小,本身的尺寸和体积也提出了更高要求。具有纳米级定位精度、毫米级运动行程、体积较小的跨尺度纳米定位技术己经成为纳米尺度操作必须解决的关键技术,同时,微驱动跨尺度精密运动的生成与实现方法研究具有重要理论意义和实用价值。为了更进一步探究纳米操作的微驱动技术和微纳定位技术,实现精确的纳米操作,本论文针对纳米操作机与SEM集成的相关技术以及纳米操作机的驱动装置进行了详细的分析,并进行了实验研究。本文总共分为四个部分。首先,综述纳米操作系统的背景和研究现状;其次,分析已有的扫描电镜的工作原理和机械结构,之后对纳米操作机构进行运动学分析,包括对一般的连杆机构运动进行理论推导,得出操作机臂末端的最终空间位置坐标,然后求解逆过程。之后简化运动模型,实现本论文三自由度的运动模型。然后,利用Solidworks完成纳米操作机构的三维实体建模,设计粘滑驱动结构,真空法兰的装配结构以及纳米操作机的结构。以操作机构的工作空间为研究对象,分析了扫描电镜和纳米操作机集成技术,主要包括真空技术、真空泵组系统结构设计和真空法兰的结构设计。最后将纳米操作机和扫描电镜内集成于一体。最后,完成扫描电镜结构设计和集成的工作后,从粘滑驱动的机理研究入手,建立粘滑驱动的理论模型,利用Matlab数学软件对粘滑驱动仿真分析,然后建立粘滑驱动的定位模块。最后搭建相应的硬件实验系统,对该定位模块进行系统实验,测试其驱动定位效果。