柔顺机构充分考虑了易变形单元的良好效益,利用变形来改善和提高机械系统的性能,该机构利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量,主要表现在通过机构中的柔性单元的变形储存应变能,恢复释放应变能实现能量的传递和目标功能。柔顺机构无运动副或者少运动副、无摩擦磨损、机构运动精度高、可实现机构系统的小型化和微型化设计,在微机电系统和精密仪器领域具有广泛的应用前景。柔顺恒力机构作为柔顺机构的一个重要分支具有零刚度特性,可用于易碎物体的抓取等。本文基于附加弹簧双滑块四杆机构构造了具有恒力特性的柔顺恒力夹持机构。与避免闭环连接的奇异性不同,本文采用运动奇异性构造具有预期非线性刚度特性的柔顺机构,以丰富顺柔顺机构的综合方法。提出了通过双滑块四杆机构的运动奇异点产生运动静力学非线性刚度特性的理论。基于虚功原理,建立了附加弹簧四杆机构的运动静力学模型。分析了弹簧刚度对力-位移关系的影响。分析结果表明当机构在运动奇异点位置附近工作时,相应的弹簧刚度可能会产生四种非线性刚度特性之一,包括双稳态,局部负刚度,零刚度或正刚度。因此,可以通过采用关节或连杆被相应的柔顺单元代替的机构的伪刚体模型来构造具有预期刚度特性的柔顺机构。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;通过仿真分析和对实验样机的测试,设计的柔顺机构在一定的位移范围内具有零刚度特性(恒力),理论分析和仿真分析的误差在8%以内,实验测试的结果不够理想,但是具有刚度软化的趋势,进一步验证了理论模型的准确性和可行性。然后以设计的柔顺恒力机构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它类型附加弹簧机构的非线性刚度特性柔顺机构设计。图[41]表 4参[93]