该文在全面分析国内外微操作系统研究状况的基础上,对微操作系统及其相关理论和关键技术以及微装配作业等进行了深入的研究.微操作与宏操作相比有很多特殊性.针对微操作的特点,该文讨论了微操作系统的设计原则,设计了微操作系统的结构,它主要包括微操作手、显微视觉监视系统、精密三维工作平台、控制计算机组成.随着操作对象的微小化,微操作手与操作对象之间的吸附力成为了微操作环境中的主导因素.该文通过分析吸附力的原理、性质、种类,总结出吸附力对微操作过程的影响,并提出了减少吸附力的方法.压电陶瓷是微操作系统中的驱动元件,是一种理想的微位移器件,该文在分析压电/电致伸缩效应的基础上,对压电陶瓷器件的位移特性、迟滞特性、温度特性等基本特性进行了定量分析.柔性铰链是一种新型的传动机构,具有无机械磨擦、无间隙、分辨率高、加工简单等优点,尤其适合于微米、亚微米的微操作技术领域.该文分析了柔性铰链的设计理论,建立了柔性铰链在力矩和轴向力作用下的力学模型,为微操作手的设计奠定了基础.微操作系统的驱动系统是微操作系统的重要组成部分,该文研制了微操作系统的驱动硬件和软件,为微操作系统完成复杂的微细操作提供了保证.微装配是微操作系统的重要的研究方向,该文应用所研制的微操作系统,实现了微轴孔装配的作业任务.