由于同步辐射的X射线纳米探针技术具有高通量、穿透力强、高探测灵敏度和可以开展原位分析等优点,被广泛应用于材料科学、环境科学、生命科学、地质探测、物理化学、天文和考古等众多科研领域中。在纳米探针的X射线纳米聚焦系统中,聚焦光学元件的稳定性对纳米探针的性能有着重要影响,因此对该类光学元件的调节机构提出了高精度和高稳定性要求。由于具备无摩擦、无间隙、运动连续且无需润滑等优点,柔性铰链在国际上被广泛用于硬X射线纳米探针姿态调节机构系统的设计中,以实现高精度、高稳定性的调节。本文研究的目的是针对硬X射线纳米探针K-B镜聚焦光学元件的调节需求,在国外现有技术的基础上,全面系统化掌握柔性铰链精密调节机构的设计和优化分析方法,探索发展全新的铰链加工技术路线并掌握相关关键技术,填补国内在该领域的技术短板,实现对高精度高稳定柔性铰链机构的自主研发。本文以直圆形铰链基本构型为基础,采用弹性力学理论分析了该铰链构型的运动特点。通过弹性力学理论、伪刚体模型和有限元分析方法,推导了不同铰链对数的平行连杆柔性铰链机构的受力输入和位移输出的对应关系,并讨论了铰链对数n、切割半径Rf、刚性杆长度L、铰链最小厚度t和铰链厚度w等参数的影响。在不同的驱动力条件下,弹性力学分析、伪刚体模型与有限元计算结果误差分别约为2%和8%,理论分析与有限元模拟结果一致。并通过有限元模拟分析方法,验证了所设计铰链机构的运动行程、载荷、结构强度、精度和稳定性等技术指标满足设计要求。本文并进一步选用多片平行连杆柔性铰链,成功设计了一维线性运动柔性铰链位移机构,并完成了有限元分析。有限元结果表明,该位移机构在单向合力为12 N和10 N的载荷下,单向输出位移分别可达142.3μm和118.5μm,满足±100μm的行程需求;铰链工作时局部的最大应力约为411.8 MPa,小于17-7PH不锈钢材料的许用应力803.3 MPa;机构的一阶频率为191.01 Hz,高于100 Hz的应用需求,进一步验证了柔性铰链设计的可行性。本文率先尝试采用金属3D打印技术,来实现直圆形柔性铰链结构的加工。结合国内3D打印加工技术的发展,选取SLM工艺探索实现超薄壁结构的打印方法,成功研制出柔性铰链薄片结构并完成必要的检测。装配出一维线性纳米运动机构样机并完成了调试测试工作。测试结果表明,该机构在采用两对n=6的柔性铰链的情况下,实现了0.2 mm运动行程、位置稳定性可达到±1.7 nm（RMS）。验证了3D方式所加工的柔性铰链机构在行程、稳定性上能够满足纳米聚焦K-B镜调节机构的高精度高稳定的技术要求。通过本文的研究,系统化掌握了柔性铰链精密调节机构的设计和优化分析方法,发展了金属3D打印的铰链加工技术路线并掌握相关关键技术,实现了高精度高稳定柔性铰链机构的自主研发。