变胞机构和柔性机构的应用及其特征
机械设计中的柔性结构与变形技术研究
机械设计中的柔性结构与变形技术研究近年来，随着科技的发展，机械设计的领域也得到了革命性的突破。
其中，柔性结构和变形技术成为了研究热点。
柔性结构是指具有较大程度可变形的结构，可以适应各种复杂环境，而变形技术则是通过控制和操纵结构的变形，实现特定功能和目标。
一、柔性结构的概念和应用柔性结构是一种可以实现自由变形或在外力作用下进行相应变形的结构形式。
与传统刚性结构相比，柔性结构具有更高的设计自由度和适应性，能够在狭小空间内实现更为复杂的运动和力学功能。
因此，柔性结构被广泛应用于微型机器人、仿生学、智能材料和医疗器械等领域。
在微型机器人方面，柔性结构能够使机器人具备更好的机动性和适应性，从而实现更高效的移动和操作。
例如，柔性结构的腿部能够实现多自由度的运动，使机器人能够在狭小空间内灵活行动。
此外，柔性结构还可以应用于医疗器械，如柔性内窥镜和仿生手术机器人，能够有效减少手术创伤，提高手术精确度。
二、变形技术在机械设计中的应用变形技术是通过控制和操纵结构的变形，实现特定功能和目标。
它可以用于实现材料或结构的形状、尺寸和力学特性的灵活调整，从而适应不同的工作环境和使用需求。
目前，变形技术已经应用于机械设计的多个领域，如飞机机翼的变形、自适应机构和智能材料等。
在飞机机翼的变形方面，变形技术能够使机翼在不同飞行状态下实现形状和迎角的自适应调整。
这样，飞机在起飞、巡航和降落等不同阶段都能够保持最佳的飞行性能和稳定性。
此外，变形技术还可以应用于自适应机构，使机械系统能够在不同工作负载和环境条件下自动调整结构形态，以实现更高效和精确的工作。
三、柔性结构与变形技术的挑战与前景虽然柔性结构和变形技术在机械设计中具有巨大的应用潜力，但仍然面临着一些挑战。
首先，柔性结构的设计和制造技术还不够成熟，需要进一步研究和发展。
其次，柔性结构的可靠性和稳定性是重要问题，需要通过合理的控制和监测手段来解决。
此外，柔性结构和变形技术在实际应用中可能受到环境条件、材料限制和成本等因素的影响。
变胞原理和变胞机构类型
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年
柔性机构及其应用研究进展
柔性机构及其应用研究进展柔性机构是近年来机器人学和机械工程领域的研究热点之一。
柔性机构具有出色的适应性、灵活性和安全性，在许多领域展现出广阔的应用前景。
本文将简要介绍柔性机构的核心主题和研究领域，回顾其发展历程，阐述应用场景及优势和挑战，探讨未来研究方向，并最后对柔性机构的重要性和必要性进行总结。
柔性机构是指具有在运动过程中产生形状改变或刚度变化的机构。
这类机构通常由弹性元件、致动器和传感器组成，具有主动变形和自适应环境变化的能力。
柔性机构的研究涉及多个学科领域，包括机械工程、材料科学、控制论和生物学等。
其主要应用领域包括机器人技术、生物医学工程、精密制造、仿生系统等。
柔性机构的思想可以追溯到古代的杠杆原理和弹性力学。
然而，直到20世纪70年代，随着计算机技术和控制理论的快速发展，柔性机构才开始在工程领域得到广泛应用。
其中具有代表性的研究成果包括：Kahn和Hodgeman于1977年提出的柔性腕机构，用于实现机器人手部的多功能抓取；Steger于1988年设计的基于形状记忆合金的柔性驱动器，以及Grimes和Swinburne于1991年提出的基于磁致伸缩材料的柔性致动器。
工业领域：柔性机构在工业领域的应用主要体现在机器人抓取、包装和装配过程中。
通过主动变形和自适应调整，柔性机构可以提高机器人的操作灵活性和抓取精度，降低对工件形状和尺寸的依赖。
医疗领域：在医疗领域，柔性机构被广泛应用于手术机器人、康复机器人和生物医学工程中。
例如，通过精确控制柔性机构的形状和运动，可以实现微创手术和高精度康复治疗。
军事领域：在军事领域，柔性机构的应用包括机器人侦察、侦查和排雷等任务中。
通过主动适应环境变化和克服复杂地形障碍，柔性机构可以提高机器人的生存能力和任务成功率。
建筑领域：在建筑领域，柔性机构被应用于桥梁、大坝和高层建筑的健康监测和振动控制中。
通过实时感知和调整结构形状，柔性机构可以有效降低结构振动和疲劳损伤。
柔性变胞机构的研究现状与发展
结构学 、运 动学及动力学等方 面对柔性 变胞机构 的研究进行 了分析 和总结 。结合柔 性变胞机 构的实 际应 用 ，提出现 阶段研
究需要 解决 的关键性 问题并对潜 在的研究方 向进行 了展望 。 关键词 ：柔性机 构 ；变胞机构 ；柔性变胞机构 ；动力学建模 中图分类号 ：Ｔ Ｈ１ １ ２ 文 献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ １ —３ ８ ８ １（ ２ ０ １ ３ ）３—１ ４ １— ４
Ｘ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ ２ １ ０ ０ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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柔性机构及其应用研究进展
柔性机构及其应用研究进展柔性机构是指能够在复杂环境中实现运动和变形的机构，具有结构简单、轻量化、柔顺性强等特点。
近年来，随着机器人技术的发展和应用需求的增加，对于柔性机构的研究也得到了广泛关注。
本文将从柔性机构的定义、分类以及应用领域等方面进行综述，以期全面了解柔性机构及其研究进展。
首先，柔性机构的定义可以从其名称中得出，它由柔性材料制成，具有一定的形变能力。
相对于传统的刚性机构，柔性机构在应对非结构化环境和复杂任务时具有更好的适应性和灵活性。
同时，柔性机构在能耗、重量和成本等方面也具有优势。
根据柔性机构的结构特点和应用需求，可以将其分为传统柔性机构、细微柔性机构和软体机器人三类。
传统柔性机构主要由弹簧、杆件和接头组成，通过调整杆件的长度和弹性特性实现变形。
常见的传统柔性机构包括箭头型弹性机械手和曲线传动杆件等。
这些机构广泛应用于航天器、机器人和工业自动化等领域。
细微柔性机构主要由微制造技术制成，具有尺寸小、精度高等特点。
这种机构常用于微操作、生物医学和微纳加工等领域。
例如，微型夹持器和微力传感器等。
软体机器人是一类柔性机构，其由柔性材料制成，可通过空气或液体等外界介质实现变形和运动。
软体机器人通常具有高度柔顺和变形能力，能够适应复杂环境并与人类进行互动。
它在医疗、教育和娱乐等领域具有广泛的应用前景。
柔性机构的研究进展主要集中在以下几个方面：第一，材料研究。
柔性机构的性能主要依赖于所采用的柔性材料。
因此，研究人员积极探索新型柔性材料，以提高柔性机构的变形能力和机械性能。
同时，针对特定应用需求，还开展了具有特殊功能的柔性材料的研究，如电致变形材料和自修复材料等。
第二，设计与仿真。
为了更好地设计柔性机构和预测其性能，研究人员将仿生学、优化算法和计算机辅助设计等方法应用于柔性机构的设计与仿真。
这些方法不仅能够提高柔性机构的设计效率，还能够优化柔性机构的性能。
第三，控制与感知。
柔性机构的控制和感知是实现其运动和变形的关键。
柔性构件的名词解释
柔性构件的名词解释柔性构件是指一种具有柔软、可变形、可弯曲、可折叠的材料或组件，能够适应不同的形状需求和应变环境的构造件。
它们可以通过调整自身结构，实现更广泛的功能和应用。
柔性构件在不同领域中得到广泛应用，包括机器人技术、航空航天、医疗器械、电子设备和建筑结构等。
一、柔性构件的特点柔性构件的最显著特点是其可变形的性质。
与传统硬质材料相比，柔性构件能够以更大的自由度适应不同的变形需求。
这种可变形性不仅仅是简单的折叠或弯曲，还可以通过材料本身的改变实现更复杂的形状变化。
柔性构件的另一个特点是其轻型化和灵活性，使得它们能够适应不同环境的需求，并在各种场合中发挥作用。
二、柔性构件的应用领域1. 机器人技术柔性构件在机器人技术中扮演着重要的角色。
传统的机器人通常采用硬质材料构建，而柔性构件能够实现更自由的运动和更灵活的操作。
例如，柔性臂可以适应不同形状和大小的工作环境，使机器人在狭小空间或复杂环境中实现高精度的操作。
柔性手指也可以更好地模仿人类手指的灵巧性，实现更精细的操作。
2. 航空航天在航空航天领域，柔性构件被广泛用于飞机和航天器的设计和制造。
由于柔性构件的轻型化和可变形性，可以减少飞行器的整体重量，提高燃油效率。
另外，柔性构件还可以适应航空航天器在高速飞行和复杂环境中所引起的形变和应变，从而提高飞行安全性和性能。
3. 医疗器械柔性构件在医疗器械领域中的应用也越来越广泛。
柔性机器人手术系统具有较小的体积和灵活的结构，可以在手术中更精细地操作，并减少手术过程中的创伤和疼痛。
柔性传感器和监测器件可用于患者监测、病情诊断和治疗效果评估等方面。
4. 电子设备柔性构件在电子设备中的应用也日益重要。
可弯曲的电子屏幕和显示器使得设备能够适应不同的使用环境和需求，例如折叠手机和柔性电子阅读器。
柔性电池和柔性电路板则提供了更高的能源密度和更好的适应性，为电子产品的发展打开了新的可能性。
5. 建筑结构柔性构件也可以应用于建筑结构领域。
柔性机构优缺点与关键技术介绍
快速发展阶段
21世纪初至今，随着材料科学、制造技术和信息技术的 不断发展，柔性机构在各个领域得到广泛应用和发展。
未来展望
未来柔性机构将朝着更高精度、更轻量化、更高能量密度 的方向发展，同时将与信息技术、智能材料等领域深度融 合，开拓更广泛的应用前景。
能够实现大范围、高精度的运动和形 变。
03
轻量化
主要由柔性材料构成，重量较轻。
适应性强
能够适应复杂环境和条件。
05
04
能量密度高
能够存储和释放大量能量。
柔性机构的应用领域
01
02
03
04
机器人
柔性机器人能够实现复杂运动 和形变，适用于医疗、救援、
深海探测等领域。
航空航天
柔性机构能够减轻重量，提高 结构效率，适用于飞机和卫星
柔性机构优缺点与关键技术介 绍
目录
CONTENTS
• 柔性机构概述 • 柔性机构的优点 • 柔性机构的缺点 • 关键技术介绍 • 柔性机构的应用案例
01
CHAPTER
柔性机构概述
定义与特点
定义
柔性机构是指由柔性材料或柔性元件 构成的机构，具有变形能力，能够实 现复杂运动和形变。
01
02
变形能力强
详细描述
由于其材料的弹性和结构的可变性，柔性机构能够在承受外部载荷时有效地吸收 和分散能量，减少对机构的损伤。这种高效能量吸收能力使得柔性机构在冲击和 振动环境下具有较高的稳定性和可靠性。
易于制造和生产
总结词
柔性机构采用先进的制造技术和工艺，易于实现大规模生产和制造。
详细描述
变胞机构的分类及其构态分析_金国光
机械科学与技术 F = 3( 3 - 4) + 4 = 1
第 24 卷
当机构最终展开到预定状态时 , 雨伞的锁紧装置生效 , 机构成为一个固定的 结构 , 自由 度消失。机 构示意 图如 图 7 所示的实线部分。
图 4 封闭的餐盒
处 , 形 成 一个 锁 紧装 置。 同 理 , 构件 10 和构件 12 进 入空 心 b 处 形成另 外一 个锁紧 装 置。对于提手部分 , 构件 5 连 接了 构件 5 和 构件 6 , 同 时 限制了构件 5 相对构件 6 的远离运动。 餐盒的最终结构 如图 4 所 示。此时 结构 中 , 主体结 构 是一个构件 , 提手部分为另外一个构件 , 两者之间通过一个 转动副连接。计算其自由度得 F = 3( 1 - 1) + 1 = 1 本例中 , 当机构最终转化为结构时 , 子机构达到极限位 置 , 构件数通过与其它构件的合并而减少 , 构件及运动副达 到物理上的极限。不 考虑附 加提手 部分的话 , 该 机构的 主 体部分成为没有相对 运动的过约束结构。 这一过程 形成 了封 闭 的餐 盒 , 对 应 机构 的 第 2 个 构 态。可见 , 该机构共有 2 个构态。由构态 1 到构态 2 , 机构 的有效构件数和自由 度均发生了变化 , 故 该机构为Ⅲ 类变 胞机构。 2. 2 可折叠雨伞 可用于实际生活 中的一款 自行车 折叠雨 伞 , 也是一 个 典型的变胞机构。如 图 5 所示 , 该机 构的初 始状 态由构 件 1, 2 , , 6 等 6 个构 件组 成的雨 伞被 约束 装置 固定 为一 个 整体 , 且被另外的约束装置固定于自行车机架上 , 与机架构 成一个自由度为 0 的 固定结 构 , 亦 即雨伞 与所连 接的机 架 成为一个构件。 该机构由构态 1 转换 到构态 2 的过 程中 , 其有 效构 件 数发生了变化 , 而其自由度 没有发生变化 (F = 1 ), 故该机 构为Ⅰ类变胞机构。 2 . 3 折叠架阵列 折叠架阵列是一种 折叠率较 大的可 展式机 构 , 它可 用 于航天器上的伸展机构 ( 如太阳能帆板机构等 ) 。
柔性机构控制技术研究
柔性机构控制技术研究一、引言柔性机构控制技术是现代制造工业中的核心技术之一，可以广泛应用于机械、电子、生物和医疗器械等领域。
其原理是使用柔性机构作为一种变形机构，控制变形产生的运动，可以替代传统机构中的刚性连接部件，具有结构简单、可靠性高、运动精度高等优点。
本文将从柔性机构的概念、结构及分类入手，讨论柔性机构控制技术的研究现状以及未来发展方向，旨在为柔性机构控制技术的研究和应用提供参考。
二、柔性机构的概念、结构及分类1、概念柔性机构是指由柔性材料（如弹性材料）构成的变形机构，可以根据不同的外力输入产生形变或运动。
与传统的刚性链接机构相比，柔性机构具有结构简单、可实现变形控制、低噪声、低能耗和低成本等优点，逐渐成为制造工业中的研究热点。
2、结构柔性机构由柔性杆、柔性膜、柔性板、柔性套等基本构件组成，这些构件受到外部力作用时会发生弯曲、拉伸、压缩等变形。
在柔性机构中，这些基本构件可以通过特定的拓扑关系组合在一起形成不同的机构结构，实现不同的任务。
3、分类根据柔性机构的不同形变特点，可以将其分为以下三类：（1）拉伸型柔性机构：在拉伸方向会发生明显的形变或运动，如柔性弯管、柔性卷绕展开机构等；（2）弯曲型柔性机构：在弯曲方向会发生明显的形变或运动，如柔性四杆机构、柔性扭转杆等；（3）膜状型柔性机构：由柔性薄膜构成的机构，可以在平面内实现角位移、平移运动或压缩变形，如柔性膜手术机器人、柔性膜致动器等。
三、柔性机构控制技术研究现状柔性机构控制技术的研究主要包括结构设计、变形控制方法和运动规划等方面。
近年来，国内外学者对柔性机构控制技术作了深入研究，取得了一系列重要成果。
1、结构设计在柔性机构中，结构设计是决定其性能的关键因素。
国内外学者提出了一系列柔性机构的设计方法，如优化设计、拓扑优化、材料选择等。
此外，生物学与仿生学的发展也对柔性机构结构的设计提供了新的思路与范例。
2、变形控制由于柔性机构具有高度的非线性和复杂性，在控制方面也存在一定难度，需要研究特定的控制方法，如模糊控制、神经网络控制、自适应控制等。
柔性机构简介
柔性机构简介四川大学(成都 610065) 余 波 姚 进 薛 江摘要 “柔性机构”是一种通过弹性变形而产生大量机械运动的易弯曲机构,它适用于微观领域。
它无摩擦力,无后座冲力,且易于制造。
与刚性机构相比,优点相当明显,并且比那些依赖弯曲能力的机构(如单一支架、隔板)有更广泛的用途。
对一给定任务,柔性机构的配合是由机构的外型所决定的。
特别是拓朴结构、尺寸和形状提供了按规定方式变形所需的能力。
柔性机构的设计包括应用机构的拓朴结构、形状和尺寸。
迄今为止,还未有一种系统方法能综合分析这里所讲的柔性机构。
一些科学家尝试了各种手段来构造这种机构。
关键词 柔性机构;微电子机械系统;均分式弹力;全柔性机构;分布式柔性机构;部分柔性机构;拓朴结构 微电子机械系统(ME MS )的机械和电子组件是由单一的过程装配在一起的,但是,在这两种组件的设计和装配的自动化方面存在着不平衡现象。
总的来说,按照典型的“从功能到装配”的方式来自动化地设计微电子线路并不困难。
在此过程中,机械组件要达到相同的自动化程度则要困难得多。
为了完全自动化地设计和装配ME MS ,以获得较好的经济效益,因此像微电子线路那样对微型机械设计过程开发恰当结构就很有必要。
但传统的机械结构是由刚性绞链连接组成的,它不能满足这点及以下这些微观领域内的要求:①消除装配需要;②把全部机构限制在同一平面的一个或两个层内;③减轻摩擦的不利影响。
全柔性机构(一种能够全面弯曲的机械)能满足以上所有的要求,并且具有系统综合的潜能。
目前研究的焦点在于该机械的综合方面及寻找系统的研究方法。
当这种方法发展成熟时,我们能够根据所提供功能的详细叙述,完成具有足够信息的装配解决方案。
1 柔性微电子机械系统柔性机构根据外加载荷通过弹性变形提供动力,图1、图2就是一些柔性机构,均分式弹力是这些机构最显著的特征。
图1 柔性夹具图2 柔性弯曲机构与图1、图2所示的柔性机构相比,图3称作全柔性机构,它具有弹性接点。
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HUNAN UNIVERSITY 高等机构学论文论文题目: 变胞机构和柔顺机构的应用及其特征学生姓名:学生学号:专业班级201年月日1.变胞机构1.1变胞机构的提出及研究对象变胞机构(Metamorphic mechanism)的概念是由University of London的戴建生与Rees Jones于1998年在亚特兰大(Atlanta)召开ASME第25届机构学双年会上提出的[1]。
该机构的发现起源于对胞装纸盒的研究，按照传统机构的概念，把折叠纸盒的纸板看作杆件，把折痕看作运动副，这样对纸盒的研究就可以等效为对相应机构的研究.在纸板折叠成纸盒的过程中，绕折痕将对应的各个纸板连在一起时，机构的有效杆件数目发生了变化，从而机构的自由度数也将发生改变，这显示了变胞机构是一种具有构态变化和自动组合等特点的机构，它能在不同的状态下提供不同的自由度数，并自动组合成一种新的结构，以适应不同的功能需要。
图1-1所示的六面体是变胞机构的一个典型例子，在该六面体结构中，两个面之间的夹角均相等，将其展开成平板形式，如图1-2所示该平板由三个成L形连接的正方形纸板组成，图1-2中的虚线为折痕。
图1-1 折叠起来的六面体图1-2 六面体的展开图纸板沿折痕竖起相当于杆件绕转动副作旋转运动。
折痕和纸板的连接关系是运动副和连杆的连接。
如图1一所示是六面体机构的等效机构示意图和实物图，纸板绕折痕旋转时，该六面体机构将出现几种不同的状态，机构的有效杆件数目和自由度数都将发生变化.图1-3(b)所示的是该机构的始态，旋转纸板，将侧板4'与板1固定，这将形成一个运动副，与之相应的六面体结构就减少了有效杆件的数目。
在第二个状态里，机构由铰点((1,2),(2,3)、(3,4)和(4,1)形成了一个具有4个“腿”的球形的联动装置，铰点被连为一体且可以自由转动。
当固定3'板和5板的时候就出现了该机构的第三个状态，这时机构将变成一个如图1-1所示的具有多个铰点的六面体结构。
在整个运动过程中机构的连接杆件数目和连接性都已经发生了改变，因此该机构是一个典型的变胞机构。
(a)六面体等效机构图 (b)六面体机构的实物图图1-3六面体机构等效机构图和实物图图1-4说明了该机构的构态变化，图1-4(a)和图1-4(b)显示了该机构的始态和终态的拓扑图。
(a)合并前示意图 (b)合并后示意图图1-4机构折登合并前后的拓扑图传统机构一般定义为由一定数目的刚性构件通过运动副连接组成的机械系统，变胞机构则是指机构由一种构态变换到另一种构态时机构的有效杆件的数目发生变化，从而机构的自由度数发生改变的一类机构。
这种机构可能以一种开链的形式开始，最后变成一个结构。
因此，变胞机构主要的研究对象是在运动过程中有效杆件数目和自由度数可变的多杆机构。
1.2变胞机构的国内外研究现状Dai.J.S和Rees Jones J在1999年应用图论和邻接矩阵的方法，对一些典型变胞机构的等效机构和构型变换进行了进一步研究，提出了一种用矩阵运算描述机构构态变换的方法。
戴建生和张启先于2000年首次在国内介绍了变胞机构的概念和特点。
2001年台湾成功大学Lee和法国Herve提出了断续自由度(Discont inuity Mobility)机构。
2002年李端玲等综合运用旋量理论、图论、多回路机构分析等多种方法，对魔术花球机构的自由度和构态变化进行了分析，对机构的构成原理和机构中的运动链展开进行了计算，完善和发展了变胞机构的理论。
2003年李端玲对变胞机构的机构学进行了分析，提出了一种行之有效的变胞机构构态变化的矩阵消阶法和一种变胞机构结构综合的方法，推动了变胞机构的理论发展:新加坡南洋理工大学Chen等开发一种变胞水下车，利用变胞思想变换车型，通过控制车的构态变化，来完成所需的任务。
2004年刘川禾等在研究了变胞机构后，提出了变胞的三种方式;北京航空航天大学田娜、丁希仑等开发的火星变胞探测车，利用变胞原理采用构件变换，使该车型变换不同的行走方式。
2005年郭宗和等对变胞机构的基本理论进行了研究，规范了变胞机构的定义、变胞的目的、变胞机构的分类和变胞的方法且提出了变胞运动链的概念和几种变胞运动副。
2006年张贞等利用一系列矩阵运算，对变胞机构的结构综合进行了研究，提出了任意构态的变胞机构的结构综合方法。
变胞机构的研究目前在国内外都处于起步阶段，自从该机构提出以后，已经引起了许多国内外学者的关注，但变胞机构的理论还有待完善。
1.3变胞机构研究的理论意义变胞机构是从一个崭新的角度来研究机构学，基于生物学中细胞分裂和再生的概念，对该机构命名了一个全新的机构概念。
变胞机构改变了传统机构学的形式分析和构件数分析，有望对传统机构学的机构概念和设计方法有所突破，促进传统机构学的发展.对这种新机构的研究除了有关结构学、运动学和动力学外，还涉及到图论、李代数和旋量理论等知识，是一个综合性的研究并占据了国际上机构学和机器人学的理论前沿，对它的进一步研究，将有望提出机构学研究的新理论和新方法.变胞机构的提出在传统意义的机构学基础上突破了传统机构的定义，从而使机构学的研究有了更宽广的意义。
变胞机构提供了新的空间可扩展式机构，随着对变胞机构研究的深入，将有更多的发现，也将研究出一些新机器、新构型，为发明新机械和改进现有机械的性能提供有效的理论依据和方法。
1.4变胞机构研究的实际应用变胞机构的提出引起了国际机构学和机器人学研究领域的关注。
它除了对机构学理论的进一步发展做出了贡献外，还具有广泛的实际应用。
(1)在机器人技术中的应用利用自动组合这一特点，可将变胞机构的重组和重构特点用于机械制造和机器人研究中，如:可展开2折叠式空间伸展臂，巡线机器人，爬行机器人和特种机器人等，这将对机器人技术的发展具有重大意义。
(2)在胞装机械中的应用变胞机构的概念是在对复杂多样性灵巧胞装折叠纸盒的研究中提出的，对该类机构的研究，将对胞装业的自动化设计和自动化流水线的研究有推动作用。
如适应多种形式的多样性折叠胞装机械的设计和制造，对现有胞装机械进行改进等。
该研究可以使机械具有更多的功能选择和重组、重构的特征。
如何从可扩展式机构向新的机构发展，构想出一种具有重组和重构特性的机构，这是一个新的挑战。
它有机地熔融于手工艺品和灵巧纸盒中。
对这种新机构的研究也将把机构分析方法应用于手工艺品和胞装品的设计研究中，该研究对传统的胞装机械提出了工艺上的挑战，对多指灵巧机械手提供了新的应用领域。
(3)在连杆机构中的应用除了高度可折叠特点之外，变胞机构可按不同的需求，在运动中改变构态，从而可提供具有不同自由度数的机构。
例如从单一构件变化到四杆机构、五杆机构甚至是更多杆机构，从而扩大了机构的适用范围。
同样，该类机构可完成在运动中从串联到并联和从并联到串联的机构构态的自动转换，这些都是传统机构学无法做到的。
(4)在航天领域中的应用在航天技术中，由于受到运载工具有效载荷舱几何尺寸的限制，卫星和空间站不可避免地大量采用可伸展可组装结构形式，所以折叠式和可扩展式机构的研究成为国际上的一个研究热点，如由Costabile等在1996年研究的大型卫星天线Spence等在1995年研究的发射架装置都采用了折叠机构。
变胞机构具有构态变化和自动组合的特点，能在不同的状态提供不同的自由度数，自动组合成一种新的机构，适应不同任务，且在运动过程中可以通过机构自身杆件的相互合并达到高度的可折叠可伸展性，极大的减少了运载工具所携带的机构的数量，节省了载荷仓的空间。
因此对变胞机构的研究可以为航天的发展提供新型的空间可扩展式机构，有望取代以往传统的折叠机构。
(5)在其他方面中的应用变胞机构可展开、可折叠特性在许多方面都可以得到广泛应用，如折叠式机车、可折叠自行车、可折叠摄像机架、折叠梯、帐篷、便携式旅行架、升降架、军事掩体、临时建筑和变形玩具等。
在航海上也有类似的应用，如潜艇救援和海上人员换乘设备，逃生装置等。
随着对变胞机构研究的深入，将会有更多的发现，其应用前景也将更为广阔。
2.柔性机构2.1柔顺机构定义柔性机构有部分柔性机构和全柔性机构之分，其中全柔性机构又分为具有集中柔度的全柔性机构和具有分布柔度的全柔性机构。
前者的特征是柔性运动代替了全部的运动副，后者的特征是无传统的铰链，柔性相对均匀的分布在整个机构之中。
2.2柔性结构优点相对于传统的刚性结构而言，柔性结构具有以下优点：①可减少构件数目，无需装配，从而降低了成本；②无需铰链或轴承等运动副，运动和力的传递是利用组成它的的某些或全部构件的变形来实现；③无摩擦，磨损及传动间隙，无效行程小，且不需要润滑，可实现高精度运动，避免污染，提高寿命；④可存储弹性能，自身具有回程反力。
⑤易于小型化和大批量生产；⑥易于和其他非机械动力相匹配。
2.3柔性机构应用由于柔性机构有以上优点，使得它在微机电系统（MEMS）,精密定位，无装配设计和仿生机械等领域中得到广泛的应用。
作为柔性机构最简单形式之一的柔性铰链具有结构紧凑，体积小，无间隙，无摩擦，无需润滑，运动平滑连续喝位移分辨率高（最高可达1nm）等优点，目前已经在航空，宇航，精密测量，光学工程和生物工程领域获得重要的应用。
但是由于其反复变形容易引起疲劳破坏，对于具有集中柔性的柔性机构又容易出现应力集中现象，大变形引起的非弹性变形加上其设计和分析的难度，使得它在实际应用中受到一定的限制。
微电子机械系统(MEMS)的机械和电子组件是由单一的过程装配在一起的,但是,在这两种组件的设计和装配的自动化方面存在着不平衡现象。
总的来说,按照典型的“从功能到装配”的方式来自动化地设计微电子线路并不困难。
在此过程中,机械组件要达到相同的自动化程度则要困难得多。
为了完全自动化地设计和装配MEMS,以获得较好的经济效益,因此像微电子线路那样对微型机械设计过程开发恰当结构就很有必要。
但传统的机械结构是由刚性绞链连接组成的,它不能满足这点及以下这些微观领域内的要求:①消除装配需要;②把全部机构限制在同一平面的一个或两个层内;③减轻摩擦的不利影响柔性机构(一种能够全面弯曲的机械)能满足以上所有的要求,并且具有系统综合的潜能。
目前研究的焦点在于该机械的综合方面及寻找系统的研究方法。
在柔性机构中,功能行为(如所需的弹性变形)是物质实体的拓扑结构、形状、尺寸的直接结果,这三种特性一起提供了实体在外载荷下变形及所需的运动的本质能力。
因此拓扑结构、形状、尺寸决定了该实体是否是柔性结构。
2.3.1全柔性机构在MEMS中的应用近几年来,日本、美国、欧洲等各国都投入大量资金进行全柔性机构的研究与开发,在进行基础理论研究的同时,已相继研制出了一些各具特色的MEMS产品或实验样机以作为MEMS的主体。