第1章 平面连杆机构的运动分析 1
1-1 坐标变换及坐标变换矩阵 1
一、共原点笛卡儿坐标系间的旋转变换 1
二、不共原点笛卡儿坐标系间的坐标变换 3
三、齐次坐标及其变换 5
四、刚体作空间运动时的位移矩阵 7
五、绕任意轴转动的坐标变换矩阵 7
1-2 封闭向量多边形法 8
一、独立封闭形个数 9
二、用封闭向量多边形法建立机构的位置方程组 9
三、机构位置方程组的求解 9
四、平面连杆机构的速度和加速度分析 10
1-3 复数法 13
一、平面连杆机构位移分析的复数法 13
二、平面连杆机构速度分析的复数法 13
三、平面连杆机构加速度分析的复数法 14
1-4 平面连杆机构的分类及其代号 15
一、杆组的分类及其代号 15
二、平面连杆机构的分类及其代号 15
1-5 平面杆组的装配构形 16
一、平面Ⅱ级杆组 16
二、平面Ⅲ级杆组 19
三、平面Ⅳ级杆组 57
1-6 平面连杆机构的装配构形 59
一、平面四杆机构 59
二、平面五杆机构 65
三、平面Ⅱ级六杆机构 67
四、平面Ⅲ级六杆机构 72
五、其他平面多杆高级连杆机构 79
1-7 平面连杆机构极限位置的确定 82
一、确定机构极限位置的理论 82
二、确定机构极限位置的算例 83
第2章 空间连杆机构的运动分析 90
2-1 方向余弦矩阵法 90
一、机构运动的几何等同性条件 90
二、用空间机构运动的几何等同性条件建立机构的位置方程 91
2-2 完全有效元素法 92
一、矩阵闭环方程及其展开 92
二、机构位置方程组的求解 95
三、速度分析 95
四、加速度分析 95
五、完全有效元素法的特点 97
2-3 确定一类空间连杆机构装配构形的程序 97
一、程序的结构及功用 97
二、程序的输入 97
2-4 单闭环单自由度空间连杆机构的装配构形 100
一、空间四杆机构的装配构形 100
二、空间五杆机构的装配构形 101
三、空间六杆机构的装配构形 110
四、空间七杆机构的装配构形 121
第3章 机械手的位姿分析 124
3-1 机械手的直接问题 124
一、机械手的位姿方程 124
二、机械手的位姿正解 125
三、机械手的速度正解 127
四、机械手的加速度正解 128
3-2 机械手的间接问题 128
一、机械手的位姿逆解 128
二、机械手的速度逆解 130
三、机械手的加速度逆解 130
3-3 机械手间接问题的树状解 131
一、三关节机械手的树状解 131
二、四关节机械手的树状解 136
三、五关节机械手的树状解 141
3-4 机械手的绝对速度和绝对加速度 144
一、绝对位矢的递推计算公式 144
二、绝对角速度和绝对角加速度的递推计算公式 144
三、构件上点的绝对速度和绝对加速度的递推计算公式 145
第4章 机构的运动误差分析 150
4-1 概述 150
4-2 机构运动误差分析的全微分法 150
一、位置误差 150
二、速度、加速度误差 151
三、算例 152
第5章 机构的动力分析 154
5-1 机构的力分析 154
一、引言 154
二、不考虑摩擦时的机构力分析 154
三、考虑摩擦时的平面机构力分析 155
5-2 机器真实运动的求解 160
一、等效力学模型 160
二、运动方程式 161
三、真实运动的求解 162
第6章 平面机构的平衡 166
6-1 平面机构平衡的基本条件 166
一、机构的总质心 166
二、机构的惯性主矢和惯性主矩 166
三、机构惯性主矢和惯性主矩的平衡条件 167
6-2 机构惯性力平衡的线性独立向量法 168
一、线性独立向量法 168
二、用加配重的办法能完全平衡平面连杆机构惯性力的条件 170
三、最少配重数目 172
6-3 机构惯性力平衡时配重计算的最优化方法 172
一、惯性力完全平衡的最优化方法 173
二、惯性力部分平衡的最优化方法 173
三、最优化方法 173
四、算例 173
第7章 机器人机构的动力分析 177
7-1 刚体的转动惯量和惯量矩阵 177
一、刚体的转动惯量和回转半径 178
二、刚体对任意轴的转动惯量、惯量积和惯量矩阵 179
三、惯量矩阵的平行移轴定理 180
四、惯量椭球 181
五、惯量主轴 182
六、刚体的动量矩和动能的惯量矩阵表示 183
7-2 机器人动力学分析的凯恩方程 186
一、刚体的凯恩动力学方程 186
二、机械手的偏速度和偏角速度 188
三、机械手的关节驱动力和驱动力矩 191
四、机械手的关节约束反力和约束反力矩 194
7-3 机器人动力学分析的拉格郎日方法 198
一、刚体的拉格郎日方程 198
二、刚体拉格郎日方程与凯恩动力学方程的相同性 199
第8章 平面凸轮机构的设计与反求设计 200
8-1 直动从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 200
一、直动滚子从动件盘状凸轮机构的设计 200
二、直动滚子从动件盘状凸轮机构的反求设计 204
三、直动斜底从动件盘状凸轮机构的设计 206
四、直动斜底从动件盘状凸轮机构的反求设计 208
8-2 摆动从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 211
一、摆动滚子从动件盘状凸轮机构的设计 212
二、摆动滚子从动件盘状凸轮机构的反求设计 216
三、摆动斜底从动件盘状凸轮机构的设计 223
四、摆动斜底从动件盘状凸轮机构的反求设计 228
五、摆动平底从动件盘状凸轮机构的设计与反求设计 234
8-3 平面凸轮机构数值反求设计中的关键技术 241
一、导数dr/dθ的计算 241
二、凸轮四大角和从动件行程的确定 243
三、推杆运动规律解析式的确定 243
8-4 平面凸轮机构设计与反求设计的实例计算 243
一、直动滚子从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 243
二、直动斜底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 245
三、摆动滚子从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 247
四、摆动斜底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 248
五、摆动平底从动件盘状凸轮机构设计与反求设计的实例计算 250
第9章 机构的运动综合 252
9-1 机构运动综合的解方程组法 252
一、按从动件的急回特性设计平面连杆机构 252
二、按主动件和从动件的对应位置设计平面连杆机构 259
三、按给定的连杆位置设计平面连杆机构 265
9-2 空间四杆机构的运动综合 271
一、空间四杆机构的函数综合 271
二、空间四杆机构的刚体导引综合 276
9-3 机构运动综合的最优化方法 281
一、数学模型的建立 282
二、优化方法的选择 283
三、优化设计实例 284
附录 非线性代数方程组的求解方法 291
1 求解非线性代数方程组的一般迭代法 292
一、简单迭代法 292
二、牛顿—拉夫逊法 292
三、詹重禧法 293
2 求解多元多项式方程组的消元方法 297
一、基本概念 297
二、吴方法 298
三、m=n的基组结式消元法 302
四、m≥n的结式消元法 306
主要参考文献 309
一、主要引文 309
二、作者近期论著 310