随着科技水平的提高,高精度机械系统对于微幅、低频振动隔离的需求也日益提高。无重力条件下陀螺仪运转、姿态调整、帆板展开等微幅低频扰动不利于航天器的稳定性和正常运转,而有重力条件下的地面试验是验证航天器在轨表现的关键一环,所以需要在两种环境使用高性能隔振器隔离这些振动源。传统线性隔振器为实现低频隔振需降低刚度,但同时会降低其稳定性和承载能力。通过引入非线性刚度实现尽可能拓宽隔振频带和保持较好的承载能力是近年来该领域的热点话题。X型结构、准零刚度（Quasi-Zero-Stiffness,QZS）结构和含滚子结构的线性隔振器是三种典型的高静刚度、低动刚度非线性隔振器。它们分别具有以下优势和不足:准零刚度结构简单,线性刚度可以减小至0,但三次刚度项大;滚子结构可以灵活地设计非线性力;X型结构的非线性刚度十分有益,但线性刚度难以减小至0。本文旨在利用多种非线性刚度系统设计新型的准零刚度隔振器,实现隔振频带向超低频拓宽,并分析新型隔振器的静力学特性和低频范围内的动力学特性,说明新型隔振器的优势。具体内容如下:设计无重力环境中使用线性刚度元件的X型隔振器（X-Shaped Isolator with Linear Stiffness,X-LS）,分析该结构的静力学和动力学特性,说明相对于线性隔振器的优势。建立力学模型,通过能量法得到X-LS结构的动力学方程。通过谐波平衡法和龙格-库塔法得到简谐位移激励下结构位移传递率的频率响应,分析结构各个参数对隔振性能的影响。通过龙格-库塔法比较各参数条件下系统受到冲击激励后的时域响应。结果表明X-LS结构具有负刚度和有益的非线性刚度,调整系统参数可以使隔振频带比线性隔振器的隔振频带更宽,能有效减轻冲击后的剧烈振动。设计无重力环境中使用QZS作为刚度元件的X型隔振器（X-Shaped Isolator with Quasi-Zero-Stiffness,X-QZS）,分析该结构的静力学和动力学特性,并与QZS和X-LS结构进行对比。通过静力学分析发现X-QZS结构刚度不对称并且具有准零刚度特征。通过谐波平衡法近似解析地分析系统的动态响应,并得到数值方法的验证。比较了不同弹簧刚度、弹簧长度、弹簧预压缩量、装载角度、位移激励幅值对结构动力学特性的影响。结果表明,在一定参数条件下XQZS结构的隔振性能全面优于QZS和X-LS结构,具体表现为更低量级的共振频率和更好的抗冲击能力。设计滚子结构的非线性刚度抵消重力环境下X-QZS结构的负刚度,并分析耦合QZS和滚子结构的X型隔振器（X-Shaped Isolator with Quasi-Zero-Stiffness and Roller,X-QZS-R）受简谐位移激励产生的响应,与重力环境中X-LS结构的表现进行对比。提出滚子运动轨迹的设计方法,通过静力学分析得到结构力-位移关系,通过设计凹板轨迹可以使X-QZS-R结构在更大的位移范围内实现准零刚度特性。通过能量法和谐波平衡法求解受简谐位移激励不同系统参数下的系统响应。相比X-LS结构,X-QZS-R结构准零刚度范围更广且无负刚度带来的承载力限制,可以实现类似无重力环境X-QZS结构低于1Hz的超低频隔振效果。本文提出了结合X型结构与准零刚度结构的设计方法,形成的无重力环境下X-QZS结构实现了优越的超低频隔振效果,形成的有重力环境下使用非对称凹形轨迹滚子结构抵消X-QZS结构负刚度的设计方法,实现较好的承载能力和类似无重力环境X-QZS结构的宽隔振频带。提出的新型准零刚度隔振器为非线性隔振器性能的提升提供了新思路。