機器人機構(gòu)自由度分析理論

內(nèi)容概要

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

書籍目錄

前言第1章  導(dǎo)論  1.1  機構(gòu)學(xué)的歷史回顧與發(fā)展展望  1.2  自由度研究在機構(gòu)設(shè)計及分析中的基礎(chǔ)性地位  1.3  空間機構(gòu)自由度分析的研究歷程及其研究中存在的理論與實踐的矛盾  1.4  機構(gòu)自由度計算結(jié)果與機構(gòu)實際自由度矛盾的根源  1.5  本書的結(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  剛體的運動描述  2.3  運動和力的螺旋描述  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  運動鏈的運動螺旋系及其終端約束螺旋系  3.1  運動副自由度的螺旋表述  3.2  運動鏈的運動螺旋  3.3  運動螺旋及其互易螺旋  3.4  終端約束不變條件下運動鏈的綜合第4章  機器人機構(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動空間  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)合運動鏈的等價替換第5章  機器人機構(gòu)末端執(zhí)行器的工作空間分析  5.1  基于機器人機構(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)機器人機構(gòu)工作空間的對稱性研究  5.3  對稱同態(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動鏈綜合第6章  機器人機構(gòu)工作空間內(nèi)的奇異性分析  6.1  機構(gòu)奇異性問題的研究現(xiàn)狀  6.2  分析并聯(lián)機器人機構(gòu)奇異性的動態(tài)系統(tǒng)的靜平衡方程  6.3  機器人機構(gòu)奇異空間的對稱性分布  6.4  并聯(lián)機器人機構(gòu)末端執(zhí)行器奇異性分析方法的應(yīng)用研究第7章  運動學(xué)建模的三點坐標法  7.1  用三點坐標法建立機器人機構(gòu)的運動學(xué)方程  7.2  空間并聯(lián)機構(gòu)的正運動學(xué)問題第8章  機器人機構(gòu)的運動靜力分析  8.1  串聯(lián)機器人機構(gòu)的運動靜力分析  8.2  并聯(lián)機器人機構(gòu)的運動靜力分析第9章  機器人機構(gòu)在工作空間中的運動特性分析  9.1  幾個機構(gòu)學(xué)基本概念的理論注釋  9.2  指定了末端執(zhí)行器的機構(gòu)配置自由度的分析  9.3  機構(gòu)配置自由度計算的一般步驟  9.4  并聯(lián)機構(gòu)配置自由度分析方法的應(yīng)用研究第10章  機構(gòu)自由度分析模型的理論基礎(chǔ)  10.1  機構(gòu)末端執(zhí)行器自由度的分析基礎(chǔ)  10.2  機構(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)單元的機構(gòu)學(xué)原理  11.3  常見的可展結(jié)構(gòu)單元的運動特性分析第12章  自由度分析理論在機構(gòu)綜合中的應(yīng)用  12.1  機構(gòu)綜合問題的提出  12.2  機構(gòu)綜合的基本步驟  12.3  機構(gòu)綜合的應(yīng)用分析參考文獻常用符號表

章節(jié)摘錄

　　第1章　導(dǎo)論　　1.1　機構(gòu)學(xué)的歷史回顧與發(fā)展展望　　機構(gòu)學(xué)是研究機構(gòu)運動規(guī)律和傳動規(guī)律的一門科學(xué)，它包括機構(gòu)運動學(xué)和構(gòu)造機構(gòu)學(xué)兩部分。機構(gòu)運動學(xué)主要討論兩方面的問題：分析現(xiàn)有機構(gòu)在動件上各點的軌跡、位移、速度、加速度等的性質(zhì)；按預(yù)期的運動規(guī)律來設(shè)計機構(gòu)以達到所需的運動要求。構(gòu)造機構(gòu)學(xué)主要研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成原理。機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、運動學(xué)、動力學(xué)和精度分析等方面的研究成果可以為確定各種機構(gòu)的運動、選擇機構(gòu)的類型和尺寸、進行運動學(xué)和動力學(xué)計算以及創(chuàng)新設(shè)計提供理論和方法嘲?！　?.1.1　機構(gòu)學(xué)的研究范疇　　18世紀初，隨著蒸汽機和紡織機的發(fā)明和改進，微積分、理論力學(xué)等學(xué)科開始建立并日臻完善，為各種機械的設(shè)計和發(fā)明提供了理論基礎(chǔ)和手段。那時，機構(gòu)學(xué)還包含在應(yīng)用力學(xué)的范疇。19世紀下半葉以后，機械工業(yè)的迅速發(fā)展對機構(gòu)的應(yīng)用以及與它相應(yīng)的分析和綜合提出了更進一步的要求。在英國，以Willis為代表的機構(gòu)學(xué)者們，按運動變換性質(zhì)與速比關(guān)系對機構(gòu)進行分類，并著重研究了齒輪和行星傳動。在德國，以Reuleaux和Burmester為代表的機構(gòu)學(xué)者們，引入運動副、運動鏈和機構(gòu)簡圖等概念，從機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理上探討機構(gòu)的可能類型，進而發(fā)展到提煉機構(gòu)的共性問題，并主要按運動幾何學(xué)原理以圖解方法進行機構(gòu)的分析和綜合。

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