使構件上某點作準確或近似直線運動的機構，大多由製造簡便的轉動副和桿狀構件組成。由於加工高精度移動副已無困難，這種機構僅在儀錶和某些機械上尚有應用。這種機構分為近似直線運動和正確直線運動的兩類。
① J.瓦特近似直線運動機構：19世紀初，為瞭代替當時笨重的齒扇鏈條機構，J.瓦特利用並行運動原理製成一種近似直線運動機構（圖1)。這種機構處於中間位置時，AD⊥AB，AB∥CD，AE：DE=CD：AB，E點軌跡有一段近似直線，其長度至少等於AD。
② 波舍利準確直線運動機構：1864年波舍利發明準確直線運動機構，它是一個8桿機構。在圖2a中，直線OA繞O點轉動，動點P和Q在沿直線OA移動的同時分別畫出
和
兩條曲線，若
OP×
OQ=常數，則
稱為
的互反曲線。若
為以
C為圓心，以
CO為半徑的圓弧(圖2b)，則其互反曲線即為垂直於
OC的直線
qq。波舍利準確直線運動機構就是按照上述條件設計而成的。例如在鋸床上，這種機構的
Q軸裝上電動機和圓鋸，擺動
CP桿，圓鋸就能沿
qq作直線切割。
此外，著名的直線運動機構尚有分別以契貝謝夫、羅伯茨命名的直線運動機構和以哈特、肯普、斯科特－拉塞爾命名的準確直線運動機構等。