柔顺机构是基于传统刚性机构进化而来的一种机械结构，它通过本身或者部分构件材料结构的变形来产生并输出位移、力和能量。相较于传统的刚性机构，柔顺机构使用柔性运动结构代替了刚性结构中全部的运动副，也就是说，柔顺机构没有传统意义上的刚性铰链等。因此柔顺机构没有刚性结构需要定期润滑等方面的缺点，同时还具有无摩擦、无间隙、高精度和高稳定性等优良特性，并且生产加工难度不高，易于小型化和大批量生产，所以广泛应用于航空航天、医疗设备、生物工程等诸多真空环境、精密操作及定位等特殊场合。近年来，随着国内工业机器人产业的崛起和发展，柔顺机构由于其灵活性和机动性，在仿生机械和智能机器人领域发挥着越来越重要的作用。柔顺机构虽然有综上所述的诸多优点，但是同样存在着疲劳破坏、应力集中等问题，因此，对柔顺机构进行分析与研究，是十分有必要和有价值的。
柔顺精密定位平台和精密操作平台是柔顺机构的两个典型研究对象，笔者针对柔顺精密定位与操作平台展开了深入研究。第1章首先介绍了柔顺机构的定义，然后按照柔顺铰链、柔顺定位平台及柔顺操作平台的顺序介绍了柔顺机构的研究现状，并指出其未来的发展方向。第2章基于经典伪刚体模型，建立了可应用于柔顺机构中直梁和圆梁精确建模的通用型PPRR伪刚体模型，并用仿真实验证明其有效性。传统Z型铰链（ZFH）由3个柔顺梁通过串行连接组成，它可以通过自身弯曲来改变运动方向，放大运动行程。第3章在传统ZFH的基础上，提出了一种具有更大放大比的新型ZFH；基于新型ZFH，利用新型ZFH、导向机构、杠杆机构和2个压电陶瓷驱动器设计了XZ二自由度精密定位平台。该平台被允许在x轴上双向移动和在z轴上单向移动，ZFH的应用使平台在z方向上具有了较大的运动行程。第4章则考虑到Z型铰链结构简单、可以改变输入位移的方向、放大输出方向上的位移等特点，提出了一种相比传统Z型柔顺铰链具有更大放大比的新型Z型柔顺铰链，并基于Z型铰链提出了一种三自由度XYZ精密定位平台。新型Z型柔顺铰链的结构是通过对传统Z型柔顺铰链进行优化而得到的，实现了更大的放大比和更小的耦合误差。通过采用桥式机构、杠杆机构和新型Z型柔顺铰链，该平台以较小的空间尺寸在3个轴上，特别是z轴上实现了大行程。此外，通过仿真实验证明结合了该新型Z型柔顺机构的平台具有更优越的性能。第5章提出了一种新型的基于Z型柔顺铰链的三自由度XYZ精密定位平台。该平台能够在x、y和z轴上实现双向运动，并具有大行程特征。对该平台进行有限元分析，实验测试结果显示其性能优越且误差较小。第6章在柔顺机构的基础上，设计了一种基于柔顺机构的双行程纯转动精密定位平台。该平台通过引入嵌套结构和多层结构，成功实现了“双行程”和“双分辨率”，同时兼顾了大的输出转角和高的分辨率；通过融合柔顺化的双曲柄滑块机构，实现了几乎无耦合误差的纯转动运动。柔顺精密定位平台整体采用的圆形和对称设计，使平台结构紧凑，大大节省了加工成本。第7章提出了一种基于圆梁型铰链的柔顺可调恒力微夹持器。首先，对夹持器中的圆梁型铰链和倾斜梁进行了分析和建模。其次，结合椭圆积分法和伪刚体模型法，通过粒子群优化算法辨识刚度组合恒力机构的结构参数。然后，提出了一种基于刚度组合恒力机构的被动恒力夹持器。最后，进行了一系列静态结构分析和模态分析，以证明夹持器的性能。
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