根据微弹簧在微机电系统(MEMS)中使用模式的不同,将微弹簧分为三种应用模式进行分析.应用LIGA加工工艺,设计加工了一种"L型"MEMS微弹簧,应用宏观理论的能量法,推导出了"L型"微弹簧在三种应用模式下的弹性系数计算公式,并用有限元仿真计算验证了理论公式推导的正确性.利用Tytron250微小力拉伸实验机对"L型"微弹簧进行了拉伸实验,实验结果与公式计算结果吻合.在此基础上,分析总结了微弹簧在不同应用模式下的弹性系数变化规律.

设计水平和垂直方向两种驱动形式MEMS（micro-electro-mechanical system）惯性开关，应用ANSYSIO．0有限元软件对其中的镍质微弹簧结构进行实体建模和动力学模拟分析，得到其在动载荷下的应力分布情况和端部位移响应曲线，并比较静动载荷下结构参数对微弹簧水平和垂直方向上弹性常数（klevel和kvertic）的影响规律。文中的有限元动力学分析方法为较准确地评定类似MEMS微弹簧弹性常数提供一条有效途径，具有工程实际应用价值，特别是为动载荷下工作的惯性类微器件中弹簧的进一步优化与加工提供重要依据。

设计了一种新型的C型微机电系统（MEMs）平面微弹簧，用卡氏第二定律和胡克定律推导出这种平面微弹簧在3个方向（即x，y和z方向）上的弹性系数计算公式，用ANSYS进行有限元仿真，结果验证了公式推导的正确性。在公式计算和仿真的基础上，研究了各种结构参数对其弹性系数的影响规律。

S型微弹簧是一种在微机电系统中应用广泛的微弹性元件，利用力学分析法，首次推导出S型微弹簧在空间3个方向上的弹性系数计算公式，ANSYS仿真验证了公式推导的正确性。采用LIGA工艺，设计加工了一种金属镍S型微弹簧。用精密微小型计算机显微测量仪测量得到微弹簧的线宽，长度和厚度与设计值的误差分别为4μm、50μm和24μm。分析了微弹簧各个结构参数的加工误差对微机电系统（MEMS）微弹簧力学特性的影响．指出微弹簧线宽的加工误差对其力学特性影响最大，Tytron250微小力拉伸实验机实验验证了结论的正确性。

为了降低水果采摘的技术难度与成本,设计研制了一种基于振动频率控制的高枝水果采摘机械装置。在该装置的机构学分析和理论计算基础上,确定了以锥齿轮和曲柄滑块机构为主的传动设计方案,通过将直流电机输出转矩转化为树枝的往复振荡来实现水果采摘。利用线性弹簧模拟树枝振荡过程,设计创建了基于刚柔耦合形态的等效力学模型;并通过运动学、动力学仿真分析,验证了样机结构的合理性与可靠性。现场采摘试验结果表明,该装置具有良好的实用性和水果采摘效能。为水果采摘机械的创新设计和实践应用提供了重要技术参考。

在MEMS执行器中,弹簧起到至关重要的作用,因此得到广泛的应用。在S型弹簧弹性系数计算公式的基础上,采用LIGA技术加工出一批弹簧,用数字式显微镜对公式中主要影响因素的测量,计算出理论数值与实际值的相对误差,得出相对误差过大不满足设计要求。经过对加工特点的研究,从设计和加工的角度,提出改善方法。在此改进方法的基础上,加工出一批弹簧,通过对两批弹簧测量数据的对比分析,确定改进方法能够满足设计需求。