现今,被用于微型机械研发和生产系统中的微操作技术逐渐受到国内外研究人员的广泛关注。作为整个系统中的关键装置,微操作器的研究已成为国内外微技术领域研究的一个核心。市场上所见的微操作器多为国外生产,其操作精度高,灵活性能好,国内生产的微操作器由于技术限制,往往价格高昂,在通用性与实用性上还有很大的提升空间。本文详细分析了国内外微操作器的研究现状,从经济性、适用性以及创新性的角度出发,设计了一款结合宏微定位对中尺度微型物体实现精准稳定夹持的柔性微操作器。设计采用先整体后局部改进提升的思路,在宏微定位采用各自由度模块化结合行程系列化设计的基础上,基于柔性机构的放大原理,采用压电陶瓷驱动器加柔性机构的结构形式来设计微操作器的执行机构。进一步采用参数调整和有限元分析交叉进行的方式对机构进行设计改进。本文的设计在夹爪类机构的研发上有一定的参考意义,符合当下的市场与研究需求。具体研究内容可以概括为以下几个方面:（1）完成了对柔性微操作器的宏微定位台的结构设计以及建模。结合定位精度及稳定性的设计需求,构建出宏动x-y两个自由度结合微动x-y-z的三个自由度定位方式,并确定各自的驱动方式及结构。考虑到操作灵活性、实用性和经济性,不同自由度之间采用模块化结合行程系列化进行设计,使得不同自由度导轨可根据需求进行加装和拆卸,行程也可以根据应用选择长短。（2）采用Solidworks在夹持机构初步设计阶段进行仿真调试与结构验证,设计了一款自身放大比例为1:4柔性夹持机构。柔性夹持机构作为柔性微操作器中的末端执行部分,对于整个机构的操作结果起到决定性作用。通过对柔性机构的研究分析,结合用桥式-杠杆结构的方式设计夹持机构,解决了杠杆机构叠加臃肿的问题,兼顾了输出的稳定与灵活,在保证夹取的稳定性的同时提高了夹取速率。最后,通过对不同使用场景的夹头进行了系列化补充设计,使本设计适用于更多操作场景。（3）采用结构参数调整与有限元分析结合进行的方式对设计的微夹持器进行设计改进。柔性微夹持器的设计改进以夹持稳定性、夹取效率、夹取精度的微操作要求为目标,从静力学、运动学、动力学角度对设计的微夹持机构的结构进行了有限元分析,结合设计目标不断调整机构结构参数以达到机构有效改进的目的,并通过仿真对改进后机构进行验证。（4）通过改进前后对比证明结构改进前后设计强度不变,重量减轻,可靠性提升,且夹持端操作的夹取速率得到有效提升。进行改进设计后,机构的运动学性能1:4的放大比例在改进前后保持不变。机构的重量减轻到改进前的1/3,在动力学性能上提升了夹持机构的夹取速率;机构的应力集中也得到有效改善,在静力学分析上提升了整体结构的可靠性。整个设计过程结合参数调整与有限元分析交叉进行,该设计在夹爪类机构的研发上有一定的参考意义,符合当下的市场与研究需求,为微操作器的研究提供了可借鉴的设计方式与改进思路,有助于推动面向中尺度微操作系统的微操作器技术的发展。