随着机械制造领域向着微型化、精密化、高速化不断发展,传统刚性机构以及刚性铰链由于装配以及结构本身存在的摩擦、磨损以及润滑问题已经不能满足需求。而柔性机构和柔性铰链的出现则较好地解决了这些问题。柔性机构是依靠其中的部分弹性构件或者全弹性构件的弯曲变形来储存以及释放能量,在这个过程中实现机构设计所需要的力、位移或者能量。柔性铰链的转动范围虽然有限,但是大部分的柔性铰链可以一次加工成型,无需装配、具有无摩擦、无磨损、无滞后、不需要润滑、维护简单等特点,同时还具有结构紧凑、体积小、无运动间隙和分辨率高等优点,在精密机械、精密测量、微米、纳米技术等领域应用广泛。本文首先对柔性机构的概念以及柔性机构的几大应用领域作了简要的介绍,整理了国内外近年来对柔性铰链的研究进展。设计了几种柔性铰链,根据铰链的结构特征和转动自由度分为单轴—交叉簧片式柔性铰链、双轴—万向节式柔性铰链、三轴—三轴串联式柔性铰链和三自由度柔性铰链。本文利用有限元分析软件对交叉簧片式柔性铰链的转动刚度,轴漂以及转动范围进行了仿真,其次对簧片厚度对转动刚度的影响建立了二次拟合方程,搭建实验平台测试了其转动刚度,并将结果与有限分析结果进行了对比;对万向节式柔性铰链的各向刚度进行了分析,并对其重要组成部分---交叉铰链进行了建立模型,利用其结构示意图和受力示意图建立方程,推导出交叉铰链的轴漂解析公式,并最终得到交叉铰链的载荷-角位移特性曲线以及整体变形图;对基于交叉簧片式柔性铰链的两种三轴转动铰链进行了各向刚度仿真,并比较两种铰链的优缺点。最后,对本文的工作进行了总结,并对未来工作做出了展望。