本论文通过对机械、液压传动的技术性能与优缺点的较为系统的综合分析，指出了液压—机械复合传动技术的特点与突出优势。并以结构紧凑、刚性好的无杆活塞缸为驱动执行元件，以机械增力机构为中间力传递装置，设计出了与无杆活塞缸适配的一系列新型的液压—机械复合传动装置，并对其中的大部分系统进行了力学建模及分析计算，给出了能够指导工程设计的力学模型与计算公式。论文的主要内容如下：(1)以串联组合机械增力机构为研究的主线，以长度效应和角度效应作为逻辑展开的基础，初步构成机械增力机构的系统化框架；(2)通过对串联组合增力机构的逻辑解析，为适合于无杆活塞缸的串联组合增力机构的创新，提供逻辑指导或者具体的创新思路；(3)基于无杆活塞缸的机构设计，主要以杠杆、斜锲、铰杆等比较常见的增力机构为基础，拓展其变形机构，进行串联组合创新，以满足不同场合的需求。诸如，两种对称式斜锲—杠杆—铰杆三次串联机构与无杆活塞缸的组合，在结构较为紧凑的前提下，可以得到近一百的增力比，适合于重型工程机械等需要大增力比的场合；过临界点铰杆增力自锁型液压—机械复合传动装置，可以在显著缩小液压缸直径的同时，非常可靠地以零能耗方式长时间持续保持作用力，节能效果显著；(4)进行基于无杆活塞缸的创新机构设计，主要分为非自锁和自锁两大类，并结合工作原理图对设计的机构进行数学建模和力学分析计算。最后，本文对无杆活塞式液压缸的进一步研究内容进行了分析和展望。