题目：柔性静平衡机构的设计研究

柔性机构利用材料的变形来传递运动、力和能量。由弹性变形产生的功能方向正刚度和能量存储效应，使柔性机构需要较大的驱动力，能量利用效率降低，一定程度上限制了其应用范围的拓展。而利用静平衡理念使柔性机构实现功能方向零刚度特性则成为解决该问题的一种有效途径。本文结合柔性机构模块化方法和静平衡机构零刚度原则，开展了设计柔性静平衡机构基本模块的研究，具体内容如下：(1) 介绍了几种常见的负刚度模块，在结构稳定理论的基础上通过合理的假设，简化了两种屈曲簧片移动负刚度模型，提出了一种新型的铰支屈曲簧片转动负刚度模型。(2) 基于平行四杆柔性移动模块的串并联构型，分别利用簧片失稳特性和移动负刚度模块构建了无寄生运动的零刚度柔性移动模块，分析了加载弹簧刚度及负刚度模块行程对零刚度效果的影响。(3) 基于广义交叉簧片柔性铰链，利用传统弹簧平衡器负刚度分别构建了双平衡弹簧和单平衡弹簧零刚度柔性铰链模型，分析了平衡弹簧刚度及安装参数对零刚度效果的影响；更进一步，验证了铰支屈曲簧片转动负刚度模块在构建零刚度柔性铰链中的可行性和优越性。(4) 搭建双平衡弹簧-零刚度交叉簧片柔性铰链的实验平台，通过实验测得不同参数铰链匹配叶片弹簧前后的载荷-转角特性，验证了理论模型的正确性。