采用柔性片段外侧串联布置,同时考虑倒置设计原则,设计了两种大变形平面折展铰链,分别命名为OSD-LEJ(Outside-series-deployed lamina emergent joint)与IOSD-LEJ(Inverted-outside-series-deployed lamina emergent joint)。设计了铰链的结构,推导了铰链的弯曲等效刚度计算式。设计两种铰链实例,分别进行弯曲变形的理论计算与有限元仿真,并计算两种结果之间的误差,误差结果分别在4%与4.2%左右,验证了弯曲等效刚度计算式的正确性。对具有相同特征尺寸的OSDLEJ、IOSD-LEJ与文献中的大变形铰链OD-LEJ进行性能对比分析,结果显示,OSD-LEJ与IOSDLEJ的弯曲变形分别提升到OD-LEJ的1.2倍与1.31倍,拉伸变形仅是OD-LEJ的1.16倍与1.18倍,铰链的综合性能得到了提升。验证了铰链结构设计的有效性与合理性,为大变形铰链LEJ的结构设计提供了思路与参考。

粘附是MEMS器件在加工、操作过程中特有的现象，根据微机械中作用力的尺度效应与表面效应，分析表面张力、范得瓦耳斯力、静电力对粘附的影响机理，同时给出了抗粘附的常用的技术方法。

设计出一种新型多轴柔性铰链——直圆导角复合型多轴柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导了柔度计算式。利用所得结果进行实例计算,并进行有限元分析,通过结果对比验证了计算式的正确性。定义了铰链的厚长比λ,分析了柔度相对误差与λ之间的关系。利用所得柔度计算式,分析了铰链结构参数对其柔度的影响。通过与直圆型多轴柔性铰链的对比,得出直圆导角复合型多轴柔性铰链的转动能力与对载荷的敏感性均优于前者的结论。