在柔性机器人的研究过程中，关节的柔性对机器人动力学参数具有很大的影响，引起了人们的关注。但是在目前的研究中，通常仅仅简化柔性关节为线性扭转弹簧。而实际上，由于关节的复杂性，线性扭转弹簧并不能完全表现出柔性关节机器人的动力学特性，本文正是针对这一问题，对柔性机器人柔性关节的非线性特性进行了研究。 首先，建立了刚性杆非线性关节机器人的动力学模型，之后通过一平面3R机器人进行了数值仿真，说明了在一定情况下，关节的非线性对刚性杆机器人关节变形和末端误差具有重要影响，并在此基础上，讨论了关节线性项、杆的集中质量和关节驱动加速度对机器人关节非线性特性的影响。 接着，利用柔性转子梁模型，推导出了具有柔性杆件和柔性非线性关节机器人的动力学方程。通过一平面3R机器人的数值仿真，说明了关节的非线性同样会对柔性杆机器人动力学性能具有重要的影响，但是其表现却滞后于刚性杆机器人。问中还就关节线性项、杆的集中质量和关节驱动加速度对关节非线性特性表现的影响进行了讨论。 最后，利用著名的多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS，结合实际结构，建立了刚性杆柔性（非线性）关节、柔性杆柔性（非线性）关节两种柔性机器人的仿真模型和工作流程图，分别针对上述实例进行动力学仿真分析，通过对计算结果和仿真结果的比较，验证了计算模型和仿真模型的正确性。