本書(shū)邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外當(dāng)代機(jī)構(gòu)學(xué)的華人權(quán)威學(xué)者,就機(jī)構(gòu)學(xué)中一些熱點(diǎn)問(wèn)題的最新研究成果作了較為全面的闡述,內(nèi)容涵蓋拓?fù)錂C(jī)構(gòu)學(xué)、基于約束螺旋理論的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析、并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、變胞原理和變胞機(jī)構(gòu)、并聯(lián)機(jī)構(gòu)綜合的微分幾何方法、平面機(jī)構(gòu)的分析與綜合、凸輪機(jī)構(gòu)的分析與綜合、基元式機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及機(jī)電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)等。
《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展(第1卷)》適用于機(jī)械工程學(xué)科的研究生教學(xué),對(duì)從事機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的科研工作者及工程技術(shù)人員亦有重大參考價(jià)值。
《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展》聘請(qǐng)了中國(guó)(大陸、香港、臺(tái)灣)和英國(guó)等多名華人機(jī)構(gòu)學(xué)者參加撰寫(xiě)。他們從機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展史和研究現(xiàn)狀的角度,在不同的研究方向上較系統(tǒng)地介紹了各位學(xué)者的研究成果。內(nèi)容涵蓋拓?fù)錂C(jī)構(gòu)學(xué)、基于約束螺旋理論的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析、并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔順機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、變胞原理和變胞機(jī)構(gòu)、并聯(lián)機(jī)構(gòu)綜合的微分幾何方法、平面機(jī)構(gòu)的分析與綜合、凸輪機(jī)構(gòu)的分析與綜合、基元式機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及機(jī)電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)等!冬F(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展》對(duì)揭示現(xiàn)代機(jī)械的機(jī)構(gòu)組成原理,總結(jié)新機(jī)構(gòu)創(chuàng)造與應(yīng)用方法,建立滿(mǎn)足特定性能的現(xiàn)代機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)理論有著十分重要的意義,將為我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和發(fā)明提供較系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和有效、實(shí)用的方法。
在人類(lèi)文明和社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中,制造業(yè)始終是創(chuàng)造社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的主要源泉。在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)下,各國(guó)的綜合國(guó)力和競(jìng)爭(zhēng)能力在很大程度上體現(xiàn)于制造業(yè)和先進(jìn)制造技術(shù)。在制造技術(shù)中,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力占有十分重要的位置。機(jī)械產(chǎn)品的核心是機(jī)構(gòu),因此現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)理論的研究是機(jī)械結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)的基礎(chǔ),是現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品發(fā)明創(chuàng)造的源泉,是提高國(guó)家制造業(yè)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵。由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的創(chuàng)新性,因此,現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的研究對(duì)提高我國(guó)機(jī)械學(xué)的學(xué)術(shù)水平和機(jī)械產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力有著十分重要的意義。
《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展》一書(shū)聘請(qǐng)了中國(guó)(大陸、香港、臺(tái)灣)和英國(guó)等多名華人機(jī)構(gòu)學(xué)者參加撰寫(xiě)。他們從機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展史和研究現(xiàn)狀的角度,在不同的研究方向上較系統(tǒng)地介紹了各位學(xué)者的研究成果。該書(shū)的出版是他們集體智慧和辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶,它對(duì)揭示現(xiàn)代機(jī)械的機(jī)構(gòu)組成原理,總結(jié)新機(jī)構(gòu)創(chuàng)造與應(yīng)用方法,建立滿(mǎn)足特定性能的現(xiàn)代機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)理論有著十分重要的意義,將為我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和發(fā)明提供較系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和有效、實(shí)用的方法。
國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部將現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)研究作為制造領(lǐng)域重點(diǎn)的基礎(chǔ)研究方向,并持續(xù)支持了我國(guó)現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)的研究。許多機(jī)構(gòu)學(xué)者獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助,產(chǎn)生了不少創(chuàng)新的理論和重要的應(yīng)用成果,對(duì)我國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展和自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)起到了積極的推動(dòng)作用!冬F(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展》一書(shū)的出版也體現(xiàn)了這一點(diǎn)。
我相信《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)進(jìn)展》的編寫(xiě)和出版會(huì)對(duì)我國(guó)機(jī)械科學(xué)領(lǐng)域的研究人員、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程技術(shù)人員、研究生和大學(xué)生有重要的參考價(jià)值,對(duì)推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)研究、提升我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械裝備和產(chǎn)品的自主創(chuàng)新能力將起到積極的作用。
鄒慧君,1958年4月畢業(yè)于上海交通大學(xué)船舶動(dòng)力系,現(xiàn)為上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)電一體化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)、單自由度和多自由度可控機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及空間凸輪機(jī)構(gòu)空間廓面CAD/CAM等方面研究。
鄒慧君教授已培養(yǎng)和正在培養(yǎng)博士研究生26名、碩士研究生36名。主講機(jī)械原理、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理等課程。先后主持30多項(xiàng)科研項(xiàng)目,其中包括國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng),博士點(diǎn)基金項(xiàng)目2項(xiàng),上海市科技發(fā)展基金項(xiàng)目3項(xiàng)。主編出版了《高等機(jī)械原理》、《機(jī)械原理》(面向21世紀(jì)教材)、《機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理》、《機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)》、《機(jī)械原理》(普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材)等16部著作。在重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇(其中有近50篇被El收錄)。
鄒慧君教授1994年獲首屆寶鋼優(yōu)秀教師一等獎(jiǎng)(全國(guó)性),1998年獲上海市優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng),1999年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。由于十多年來(lái)在機(jī)構(gòu)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)理論和方法研究方面的開(kāi)創(chuàng)性工作,2002年獲中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)構(gòu)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。自1992年起已主持全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)工作十多年,為推動(dòng)我國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)現(xiàn)代化和國(guó)際化作出重要貢獻(xiàn),2006年獲中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)構(gòu)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)獎(jiǎng),F(xiàn)為中國(guó)機(jī)械工程學(xué)機(jī)械傳動(dòng)分會(huì)副主任、機(jī)構(gòu)學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任、上海市現(xiàn)代設(shè)計(jì)法研究會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。他還擔(dān)任《機(jī)械設(shè)計(jì)與研究》(全國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊、美國(guó)El Page One收錄期刊)主編,《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》,《機(jī)械傳動(dòng)》和高等教育出版社英文期刊《Frontiers of Mechanical Engineering in China)的編委。
第一章 中國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)20年主要研究成果和發(fā)展展望
1.1 引言
1.2 機(jī)械學(xué)的內(nèi)涵及其在科技發(fā)展中的作用
1.2.1 機(jī)械學(xué)的內(nèi)涵
1.2.2 機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展
1.2.3 機(jī)構(gòu)學(xué)是機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
1.3 中國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)20年主要研究成果
1.3.1 概述
1.3.2 連桿機(jī)構(gòu)的分析與綜合理論和方法研究逐步深入,成果顯著
1.3.3 凸輪機(jī)構(gòu)理論和應(yīng)用研究初見(jiàn)成效
1.3.4 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)成為機(jī)構(gòu)學(xué)新的分支
1.3.5 深入開(kāi)展機(jī)器人理論與技術(shù)研究,研究成果矚目
1.3.6 可控機(jī)構(gòu)分析和綜合的研究日益深化
1.3.7 廣泛深入地開(kāi)展機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究
1.3.8 機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展大大推動(dòng)了機(jī)械原理課程的改革
1.4 機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)展展望
1.4.1 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)類(lèi)型綜合和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理論新方法研究
1.4.2 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法的研究
1.4.3 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)理論、方法及計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)的研究
1.4.4 微機(jī)構(gòu)和微動(dòng)機(jī)構(gòu)的理論和應(yīng)用研究
1.4.5 仿生機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用
1.4.6 操作機(jī)器人機(jī)構(gòu)和步行機(jī)機(jī)構(gòu)的研究和開(kāi)發(fā)
1.4.7 機(jī)構(gòu)和機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究
1.4.8 傳統(tǒng)的典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和方法研究仍需深入
1.5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第二章 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)學(xué)
2.1 概述
2.1.1 現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)
2.1.2 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)學(xué)
2.2 串聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)渚C合
2.2.1 串聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.2.2 機(jī)構(gòu)的方位特征矩陣
2.2.3 串聯(lián)機(jī)構(gòu)方位特征方程
2.2.4 串聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)渚C合
2.3 單回路機(jī)構(gòu)的拓?fù)渚C合
2.3.1 單回路機(jī)構(gòu)的過(guò)約束性及其分類(lèi)
2.3.2 單回路機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征
2.3.3 單回路機(jī)構(gòu)的拓?fù)渚C合
2.3.4 過(guò)約束回路的拓?fù)漕?lèi)型
2.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征
2.4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成
2.4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)方位特征方程
2.4.3 機(jī)構(gòu)活動(dòng)度
2.4.4 機(jī)構(gòu)耦合度
2.4.5 基本運(yùn)動(dòng)鏈與變拓?fù)錂C(jī)構(gòu)
2.4.6 活動(dòng)度類(lèi)型與拓?fù)淇刂平怦钚?
2.5 并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用
2.5.1 拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法
2.5.2 2T-2R并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)
2.5.2 2T一2R并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 少自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)
3.1 機(jī)構(gòu)的自由度分析
3.1.1 引言
3.1.2 關(guān)于螺旋理論
3.1.3 傳統(tǒng)的Grubler-Kutzbach公式
3.1.4 修正的Grabler-Kutzbach公式
3.1.5 計(jì)算自由度的幾條規(guī)則
3.1.6 實(shí)例分析
3.1.7 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)確定運(yùn)動(dòng)的條件
3.2 對(duì)稱(chēng)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的“約束螺旋綜合理論”和型綜合
3.2.1 對(duì)稱(chēng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的綜合原理
3.2.2 四自由度和五自由度機(jī)構(gòu)的綜合
3.3 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的無(wú)限多的螺旋運(yùn)動(dòng)
3.3.1 末端運(yùn)動(dòng)螺旋系的所有軸線(xiàn)在空間的分布
3.3.2 主螺旋的節(jié)距
參考文獻(xiàn)
第四章 并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
4.1 概述
4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
4.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型
4.2.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
4.2.4 并聯(lián)機(jī)器人標(biāo)定
4.2.5 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用
4.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型
4.3.1 運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型
4.3.2 運(yùn)動(dòng)支鏈類(lèi)型
4.3.3 機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)基
4.3.4 機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)單元
4.3.5 運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)算
4.3.6 G集和機(jī)器人末端運(yùn)動(dòng)特征分類(lèi)
4.3.7 基于運(yùn)動(dòng)基與G集的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型
4.4 并聯(lián)機(jī)器人性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.4.1 Jacobian矩陣
4.4.2 機(jī)器人工作空間
4.4.3 機(jī)器人奇異位形
4.4.4 系統(tǒng)的解耦、各向同性和極值求解的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
4.4.5 速度各向同性和速度極值指標(biāo)
4.4.6 承載各向同性和承載能力極值指標(biāo)
4.4.7 變形剛度各向同性和變形剛度極值指標(biāo)
4.4.8 誤差各向同性和誤差極值指標(biāo)
4.5 空間模型與并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.1 平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人的空間模型
4.5.2 平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人的空間模型
4.5.3 空間三自由度DELTA并聯(lián)機(jī)器人的空間模型
4.5.4 并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力與力矩傳感器設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第五章 混合輸入機(jī)構(gòu)
5.1 可控機(jī)構(gòu)的分類(lèi)、應(yīng)用及發(fā)展概況
5.1.1 精確實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)的研究概況與可控機(jī)構(gòu)的分類(lèi)
5.1.2 可調(diào)機(jī)構(gòu)
5.1.3 變轉(zhuǎn)速輸入機(jī)構(gòu)
第六章 柔順機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)
第七章 變胞原理和變胞機(jī)構(gòu)的發(fā)展
第八章 并聯(lián)機(jī)構(gòu)綜合的微分幾何方法
第九章 平面連桿機(jī)構(gòu)的分析與綜合
第十章 現(xiàn)代凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合
第十一章 基元式機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
第十二章 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第十三章 機(jī)電一體化系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
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