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第1章 绪论 1

1.1 机器及机构的基本概念 1

1.1.1 机器的基本概念 1

1.1.2 机器的能量流、物质流和信息流 1

1.1.3 机器的类型及其基本特征 3

1.1.4 动力机器类别与功能 5

1.1.5 工作机器的类别和功能 5

1.1.6 信息机器的类别与功能 6

1.1.7 机构的基本类型和主要特征 6

1.2 机电一体化技术和现代机器 8

1.2.1 机电一体化系统的涵义 8

1.2.2 机电一体化系统的基本组成 9

1.2.3 机电一体化系统各子系统的基本构成 10

1.2.4 机电一体化系统的评价 10

1.2.5 机电一体化系统的设计思想 10

1.2.6 现代机器 12

1.3 广义机构的基本概念 12

1.3.1 广义机构雏议 12

1.3.2 信息时代广义机构概念的形成 13

1.3.3 广义机构的广义性的具体体现及其作用 14

1.4 广义机构的基本特性和种类 14

1.4.1 广义机构的基本特性 14

1.4.2 广义机构的种类 15

第2章 现代机器与广义机构 17

2.1 现代机器的基本特征 17

2.2 广义执行机构的特征、分类和基本特性 20

2.2.1 广义可控执行机构的特征 22

2.2.2 广义可控机构的分类 22

2.2.3 广义执行机构的基本特性 26

2.3 现代机器的应用 26

2.3.1 缝制设备中的广义机构 27

2.3.2 数码照相机 28

2.3.3 数控机床 28

第3章 液动和气动机构 30

3.1 液动机构的原理和特点 30

3.2 液压传动系统的组成 31

3.2.1 液压泵和液压马达 31

3.2.2 液压控制阀 36

3.2.3 液压基本回路 38

3.3 液动机构的应用实例 39

3.4 气动机构的原理和特点 43

3.5 气压传动系统的组成 44

3.5.1 气动执行元件 44

3.5.2 气动基本回路 50

3.6 气动机构的应用实例 50

第4章 电磁机构 55

4.1 概述 55

4.1.1 电磁机构的概要 55

4.1.2 电磁机构的分类 56

4.1.3 电磁机构的应用场合 56

4.2 电磁铁的设计原理 56

4.2.1 电磁铁的分类 56

4.2.2 电磁铁的吸力特性和负载特性 57

4.2.3 电磁铁吸力计算 58

4.2.4 两种磁路结构电磁铁吸力估算及其吸力特性 58

4.2.5 电磁铁设计实例 61

4.3 控制电动机的工作原理和基本特点 69

4.3.1 控制电动机的类型和用途 69

4.3.2 直流伺服电动机的工作原理和特性 70

4.3.3 交流伺服电动机的工作原理和特性 76

4.3.4 反应式步进电动机的工作原理和基本特点 83

4.3.5 其他类型的步进电动机 90

4.4 电磁机构的应用 92

4.4.1 电磁铁式机构 92

4.4.2 控制电动机式机构 93

第5章 特殊驱动的机构 96

5.1 压电驱动机构的工作原理及应用实例 96

5.2 形状记忆合金驱动机构的工作原理及应用实例 99

5.3 磁致伸缩材料驱动机构的工作原理及应用实例 111

5.4 光电机构工作原理及应用实例 120

第6章 柔顺机构 122

6.1 概述 122

6.1.1 柔顺机构的基本概念 122

6.1.2 柔顺机构的分类和特点 123

6.1.3 柔顺机构中的杆件（片段）和柔性铰链 125

6.2 柔顺机构分析的基本原理和方法 127

6.2.1 柔顺片段的伪刚体模型 127

6.2.2 机构的建模 132

6.2.3 伪刚体机构中力与变形的关系 137

6.3 柔顺机构的应用 141

6.3.1 典型的柔性铰链 141

6.3.2 日常用的柔顺机构 142

6.3.3 柔顺平行导向机构 143

6.3.4 双稳态柔顺机构 145

6.3.5 其他场合的柔顺机构 146

第7章 振动与惯性作用的机构 149

7.1 振动机构的概述 149

7.1.1 振动利用的途径 149

7.1.2 振动机构的用途、分类与特点 149

7.2 振动机构中物料的运动 151

7.2.1 物料的运动状态 151

7.2.2 物料的滑行运动 152

7.2.3 物料的抛掷运动 156

7.2.4 运动学参数的选择 158

7.2.5 计算实例 161

7.3 振动机构的动力学特性参数 163

7.3.1 物料滑行运动时的结合质量与当量阻尼 164

7.3.2 物料抛掷运动时的结合质量与当量阻尼 165

7.3.3 弹性元件的结合质量与阻尼 165

7.3.4 振动机构的频率比与弹簧刚度 166

7.3.5 振动机构的计算质量、总阻尼系数与功率消耗 167

7.3.6 计算实例 168

7.4 曲柄连杆式振动机构 170

7.4.1 弹性连杆激振器 171

7.4.2 弹性连杆式振动水平输送机 171

7.4.3 弹性连杆式垂直螺旋振动输送机 172

7.4.4 双质体隔振式弹性连杆振动机 173

7.4.5 双槽体平衡式弹性连杆振动机 174

7.4.6 隔振平衡式三质体振动机 175

7.4.7 非线性弹性连杆式振动机构 176

7.4.8 计算实例 178

7.5 电磁式振动机构 179

7.5.1 电磁激振器 180

7.5.2 电磁激振力 181

7.5.3 动力学分析 182

7.5.4 动力学参数 183

7.5.5 非线性电磁振动机 185

7.5.6 计算实例 186

7.6 惯性作用的机构 187

7.6.1 惯性激振器 187

7.6.2 单轴式单质体惯性振动机 189

7.6.3 双轴式单质体惯性振动机 191

7.6.4 多轴式惯性振动机 193

7.6.5 自同步惯性振动机 193

7.6.6 双质体惯性振动机 200

7.6.7 非线性惯性振动机 201

7.6.8 冲击式惯性振动机 201

7.6.9 计算实例 203

第8章 微动机构和微机构 205

8.1 概述 205

8.1.1 微动机构的类型和特点 205

8.1.2 微机构的概况和基本特点 206

8.1.3 微机构的研究与应用 207

8.2 热变形式微动机构 208

8.2.1 热变形式微动机构的工作原理 208

8.2.2 热变形式微动机构的应用实例 209

8.3 磁致伸缩式微动机构 211

8.3.1 磁致伸缩式微动机构的工作原理 211

8.3.2 磁致伸缩式微动机构应用实例 212

8.4 压电式微动机构 213

8.5 微型电动机 215

8.5.1 旋转微型电动机 215

8.5.2 直线微型电动机 218

8.6 微致动器 222

8.6.1 微电动机 223

8.6.2 磁致伸缩致动器 225

8.6.3 悬浮式致动器 225

8.6.4 热致动器 225

8.6.5 流体与流变体致动器 226

8.6.6 其他智能结构的微致动器 228

8.7 微机器人 232

8.7.1 微机器人系统 234

8.7.2 电致伸缩蠕动微机器人 234

8.7.3 蠕动微机器人的结构智能化 234

8.7.4 典型微机器人 236

8.7.5 微机器人附件 238

参考文献 241