1、柔順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)具有多個(gè)穩(wěn)定平衡位置，而且不需要持續(xù)輸入能量來(lái)維持這些穩(wěn)定平衡位置，這種獨(dú)特的性能使其在開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、繼電器、空間可展開(kāi)機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域獲得諸多應(yīng)用。由于柔順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)伴隨著復(fù)雜的大撓度非線性變形過(guò)程，使得這類機(jī)構(gòu)的綜合與設(shè)計(jì)難度很大。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，開(kāi)展對(duì)柔順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)綜合與設(shè)計(jì)方法的研究，完成的主要工作如下所述:
　　以單個(gè)柔順雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)和多級(jí)連桿滑塊機(jī)構(gòu)為模塊，給出了一種直線型部分柔

2、順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的通用構(gòu)型。通過(guò)單獨(dú)或混合使用兩種綜合方法，利用柔順雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的雙穩(wěn)態(tài)特性、外特性和反外特性，可以得到具有任意穩(wěn)態(tài)數(shù)的柔順機(jī)構(gòu)。推導(dǎo)了滑塊的運(yùn)動(dòng)范圍和各穩(wěn)定平衡位置之間的距離計(jì)算公式，給出了部分柔順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力和勢(shì)能計(jì)算公式，并通過(guò)多個(gè)實(shí)例展示了這種通用構(gòu)型設(shè)計(jì)出的部分柔順多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。
　　在上述通用構(gòu)型的基礎(chǔ)上，用具有初始傾斜角的柔順固定-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)取代連桿滑塊機(jī)構(gòu)，獲得了全柔順的多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。建立了柔順固定-導(dǎo)向

3、機(jī)構(gòu)的偽剛體模型，在綜合考慮應(yīng)力和屈曲問(wèn)題等設(shè)計(jì)約束條件下，給出了柔順固定-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的柔順片段長(zhǎng)度、初始傾斜角、剛度和厚度等參數(shù)的確定方法。四個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例和樣機(jī)演示了該設(shè)計(jì)方法的有效性。
　　以兩個(gè)柔順雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)和一個(gè)柔順固定-導(dǎo)向片段為模塊，利用兩個(gè)柔順雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的臨界跳轉(zhuǎn)力或穩(wěn)態(tài)距離的差異，給出了兩種全柔順六穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)和一種全柔順八穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型。分析了具有不同臨界跳轉(zhuǎn)力和不同穩(wěn)態(tài)距離的兩個(gè)柔順雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)力-位移特性的疊加，以及多

4、穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)中整體彈性勢(shì)能的等高線繪制方法，以此分析機(jī)構(gòu)在不同穩(wěn)態(tài)之間的跳轉(zhuǎn)。給出三個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，并用非線性有限元分析及樣機(jī)驗(yàn)證了三種構(gòu)型的可行性。
　　基于柔順五桿機(jī)構(gòu)偽剛體模型建立了柔順五桿機(jī)構(gòu)的靜平衡方程和輸入力矩表達(dá)式，得到了單輸入柔順五桿機(jī)構(gòu)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)系數(shù)，并給出了用運(yùn)動(dòng)系數(shù)確定柔順五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位置的數(shù)值方法。以含有兩個(gè)柔性鉸鏈的柔順五桿機(jī)構(gòu)為例，分析了輸入力矩表達(dá)式的零點(diǎn)分布情況，得到了存在三個(gè)穩(wěn)定平衡位置和三個(gè)非穩(wěn)定平衡位