機(jī)器人機(jī)構(gòu)自由度分析理論

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)地論述了機(jī)器人機(jī)構(gòu)自由度分析的理論和方法，主要內(nèi)容包括：運(yùn)用實(shí)例指出依據(jù)構(gòu)件個(gè)數(shù)和運(yùn)動(dòng)副約束個(gè)數(shù)簡(jiǎn)單代數(shù)求和原理的機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法，以及計(jì)算結(jié)果常與機(jī)構(gòu)實(shí)際不相一致的五個(gè)基本根源及其解決的必要條件；通過(guò)研究運(yùn)動(dòng)鏈的終端約束與運(yùn)動(dòng)，建立機(jī)器人末端執(zhí)行器自由度的分析理論；在研究了機(jī)器人可達(dá)工作空間及其在工作空間內(nèi)的奇異性和運(yùn)動(dòng)靜力后，提出了分析機(jī)器人機(jī)構(gòu)配置自由度的基本思路和方法；在應(yīng)用方面，通過(guò)空間可展結(jié)構(gòu)和自由度分析理論在雙足仿人機(jī)器人、汽車懸架、多自由度實(shí)驗(yàn)臺(tái)等的綜合實(shí)例論述了該理論體系在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的重要意義。    本書(shū)可作為機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)的教師、研究生和高年級(jí)本科生的教學(xué)參考書(shū)，也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力之用。

書(shū)籍目錄

前言第1章  導(dǎo)論  1.1  機(jī)構(gòu)學(xué)的歷史回顧與發(fā)展展望  1.2  自由度研究在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析中的基礎(chǔ)性地位  1.3  空間機(jī)構(gòu)自由度分析的研究歷程及其研究中存在的理論與實(shí)踐的矛盾  1.4  機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際自由度矛盾的根源  1.5  本書(shū)的結(jié)構(gòu)安排第2章  螺旋理論基礎(chǔ)  2.1  直線的Plncker列向量  2.2  剛體的運(yùn)動(dòng)描述  2.3  運(yùn)動(dòng)和力的螺旋描述  2.4  螺旋的互易積及其幾何意義  2.5  螺旋的線性組合及螺旋系的主螺旋第3章  運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)螺旋系及其終端約束螺旋系  3.1  運(yùn)動(dòng)副自由度的螺旋表述  3.2  運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)螺旋  3.3  運(yùn)動(dòng)螺旋及其互易螺旋  3.4  終端約束不變條件下運(yùn)動(dòng)鏈的綜合第4章  機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器的自由度  4.1  末端執(zhí)行器的約束空間及自由運(yùn)動(dòng)空間  4.2  末端執(zhí)行器的自由度分析理論  4.3  末端執(zhí)行器的自由度分析理論的應(yīng)用  4.4  復(fù)合運(yùn)動(dòng)鏈的等價(jià)替換第5章  機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器的工作空間分析  5.1  基于機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器自由度分析的工作空間研究  5.2  空間并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間的對(duì)稱性研究  5.3  對(duì)稱同態(tài)定理在工作空間分析中的應(yīng)用  5.4  基于工作空間分析的運(yùn)動(dòng)鏈綜合第6章  機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間內(nèi)的奇異性分析  6.1  機(jī)構(gòu)奇異性問(wèn)題的研究現(xiàn)狀  6.2  分析并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)奇異性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的靜平衡方程  6.3  機(jī)器人機(jī)構(gòu)奇異空間的對(duì)稱性分布  6.4  并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器奇異性分析方法的應(yīng)用研究第7章  運(yùn)動(dòng)學(xué)建模的三點(diǎn)坐標(biāo)法  7.1  用三點(diǎn)坐標(biāo)法建立機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程  7.2  空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題第8章  機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靜力分析  8.1  串聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靜力分析  8.2  并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靜力分析第9章  機(jī)器人機(jī)構(gòu)在工作空間中的運(yùn)動(dòng)特性分析  9.1  幾個(gè)機(jī)構(gòu)學(xué)基本概念的理論注釋  9.2  指定了末端執(zhí)行器的機(jī)構(gòu)配置自由度的分析  9.3  機(jī)構(gòu)配置自由度計(jì)算的一般步驟  9.4  并聯(lián)機(jī)構(gòu)配置自由度分析方法的應(yīng)用研究第10章  機(jī)構(gòu)自由度分析模型的理論基礎(chǔ)  10.1  機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器自由度的分析基礎(chǔ)  10.2  機(jī)構(gòu)配置自由度的分析基礎(chǔ)第11章  空間可展結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)學(xué)原理  11.1  自然界中的可展結(jié)構(gòu)  11.2  可展結(jié)構(gòu)單元的機(jī)構(gòu)學(xué)原理  11.3  常見(jiàn)的可展結(jié)構(gòu)單元的運(yùn)動(dòng)特性分析第12章  自由度分析理論在機(jī)構(gòu)綜合中的應(yīng)用  12.1  機(jī)構(gòu)綜合問(wèn)題的提出  12.2  機(jī)構(gòu)綜合的基本步驟  12.3  機(jī)構(gòu)綜合的應(yīng)用分析參考文獻(xiàn)常用符號(hào)表

章節(jié)摘錄

　　第1章　導(dǎo)論　　1.1　機(jī)構(gòu)學(xué)的歷史回顧與發(fā)展展望　　機(jī)構(gòu)學(xué)是研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳動(dòng)規(guī)律的一門(mén)科學(xué)，它包括機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和構(gòu)造機(jī)構(gòu)學(xué)兩部分。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)主要討論兩方面的問(wèn)題：分析現(xiàn)有機(jī)構(gòu)在動(dòng)件上各點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等的性質(zhì)；按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)以達(dá)到所需的運(yùn)動(dòng)要求。構(gòu)造機(jī)構(gòu)學(xué)主要研究機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成原理。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和精度分析等方面的研究成果可以為確定各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、選擇機(jī)構(gòu)的類型和尺寸、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供理論和方法嘲。　　1.1.1　機(jī)構(gòu)學(xué)的研究范疇　　18世紀(jì)初，隨著蒸汽機(jī)和紡織機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)，微積分、理論力學(xué)等學(xué)科開(kāi)始建立并日臻完善，為各種機(jī)械的設(shè)計(jì)和發(fā)明提供了理論基礎(chǔ)和手段。那時(shí)，機(jī)構(gòu)學(xué)還包含在應(yīng)用力學(xué)的范疇。19世紀(jì)下半葉以后，機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用以及與它相應(yīng)的分析和綜合提出了更進(jìn)一步的要求。在英國(guó)，以Willis為代表的機(jī)構(gòu)學(xué)者們，按運(yùn)動(dòng)變換性質(zhì)與速比關(guān)系對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類，并著重研究了齒輪和行星傳動(dòng)。在德國(guó)，以Reuleaux和Burmester為代表的機(jī)構(gòu)學(xué)者們，引入運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖等概念，從機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理上探討機(jī)構(gòu)的可能類型，進(jìn)而發(fā)展到提煉機(jī)構(gòu)的共性問(wèn)題，并主要按運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)原理以圖解方法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析和綜合。

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