根据杠杆微位移放大机构、桥式微位移放大机构和差动式微位移放大机构的设计原则,设计了一种由压电陶瓷驱动的平面三自由度微位移并联式柔性定位平台,画出微位移定位平台机构的运动简图,并通过理论计算得到输出位移解析结果。对微位移定位平台进行有限元分析,得到其位移特性,对比理论计算解析结果,验证了理论分析和仿真分析结果的一致性,最后对定位平台运动精度进行了分析及改进设计。

给出一种基于伪刚体模型的柔顺夹持器设计方法。基于附加弹簧双滑块四杆机构构造了一种具有恒力特性的柔顺夹持机构。建立了机构位置分析模型,利用虚功原理构建运动静力学方程,分析弹簧刚度对机构输出特性的影响,获得了具有一种恒力特性的柔顺夹持机构设计方法。基于伪刚体模型,将附加弹簧以柔性模块替代,得到一种新型柔顺恒力机构。利用有限元分析软件验证该机构理论模型建立柔顺恒力机构的可行性;构造了一种具有对称结构形式的新型柔顺恒力夹持器。该柔顺恒力夹持器的设计方法也可应用于其他类型附加弹簧机构的非线性刚度特性柔顺机构设计。

柔顺簧片的性能对微动机构运动精度具有较大影响,因其具有非线性、大变形等特点,根据Bernoulli-Euler方程,结合伪刚体模型,建立柔性簧片力学特性分析模型。研究载荷、位移,曲率等与柔顺簧片几何参数之间的关系,并求得系统的力学方程。最后通过算例分析柔顺簧片在精密导向机构中的应用,其为精密微动装置的设计提供一定的理论依据。

为分析含拐点的大变形柔性梁的动态响应，建立含拐点的柔顺杆的动力学模型，基于拉格朗日方程推导其动力学方程组，在MATLAB软件中求解出其转角随时间变化的特性曲线，并与ADAMS软件仿真所得角位移曲线进行比较.研究表明含拐点柔顺机构的拐点关节依靠各杆间的动力学耦合运动，拐点关节的转角变化很大，这体现了含拐点的柔顺机构动力学模型与不含拐点的柔顺机构动力学模型的区别，柔顺机构动力学模型能精确地反映柔顺机构的运动和变形.

把初始弯曲柔性梁考虑成末端加载一定力矩Mi的直梁，根据Bernoulli-Euler方程等从理论上推导出初始弯曲柔性梁末端轨迹和转角。结合实例给出理论计算结果，并和ANSYS软件仿真的结果进行对比，来验证理论模型的正确性。其次，基于末端受力矩载荷直梁的1R伪刚体模型，首次推导了末端受力矩的初始弯曲柔性梁的1R伪刚体模型，并和理论结果进行对比，来验证该模型的可行性。最后，针对该模型的不足，建立了1R伪刚体模型修正模型，并与理论结果等进行对比，验证其可行性，为研究含有初始弯曲柔性梁的柔顺机构打下基础。