現(xiàn)代機(jī)器與裝備的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計——特征溯源型綜合理論及應(yīng)用
機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計，亦稱構(gòu)型綜合或型綜合，是現(xiàn)代機(jī)器與裝備產(chǎn)品開發(fā)過程中概念設(shè)計階段最主要的任務(wù)。本書從機(jī)械運動功能入手，通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明，提出一套便于邏輯推演、適合概念設(shè)計階段現(xiàn)代機(jī)器與裝備機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新構(gòu)思和設(shè)計的特征溯源型綜合理論與方法，主要內(nèi)容包括： 現(xiàn)代機(jī)器功能結(jié)構(gòu)與開發(fā)過程，基于任務(wù)需求的運動特征定義、提取、表達(dá)與分類，運動特征的運算法則與完備性證明，機(jī)構(gòu)末端至支鏈末端的特征溯源設(shè)計，支鏈末端至關(guān)節(jié)的特征溯源設(shè)計，關(guān)節(jié)特征的拓?fù)錁?gòu)造，運動特征集聚方法與定性評價指標(biāo)，面向復(fù)雜任務(wù)需求的特征溯源流程，以及應(yīng)用案例。
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目錄
前言
第一章緒論1
1.1正確認(rèn)識現(xiàn)代機(jī)械和機(jī)器1
1.2機(jī)構(gòu)發(fā)展歷史及其應(yīng)用3
1.3機(jī)器與機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合方法5
1.4本書內(nèi)容11
參考文獻(xiàn)13第二章現(xiàn)代機(jī)器的功能結(jié)構(gòu)與開發(fā)過程
21
2.1引言21
2.2現(xiàn)代機(jī)器的功能結(jié)構(gòu)21
2.2.1物理結(jié)構(gòu)21
2.2.2功能邏輯結(jié)構(gòu)23
2.2.3復(fù)雜機(jī)器的功能邏輯結(jié)構(gòu)24
2.3現(xiàn)代機(jī)器的產(chǎn)品開發(fā)過程24
2.3.1機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)一般過程24
2.3.2機(jī)器運動方案設(shè)計27
2.3.3機(jī)器運動方案設(shè)計過程與功能邏輯結(jié)構(gòu)27
2.3.4本書研究的目的29
參考文獻(xiàn)30
第三章基于任務(wù)需求的運動特征定義、提取、表達(dá)與分類31
3.1引言31
3.2運動特征的定義31
3.3機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)34
3.3.1運動副類型的描述35
3.3.2相鄰運動副間的方位描述36
3.3.3開鏈機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)36
3.3.4閉鏈機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)37
3.3.5拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)說明38
3.4基于任務(wù)需求的特征提取與特征表達(dá)39
3.5運動特征分類44
3.6運動特征的簡易表達(dá)46
3.7本章小結(jié)52
參考文獻(xiàn)53
第四章運動特征的運算法則與完備性證明54
4.1引言54
4.2運動特征的等效條件54
4.3運動特征的衍生法則55
4.3.1特征線平行二維串聯(lián)R特征56
4.3.2特征線平行三維串聯(lián)R特征59
4.3.3平行四邊形Pa副： ｛R（B1， ω）R（M1， ω）｝∩｛R（B2， ω）R（M2， ω）｝，（B1M1 B2M2）62
4.3.4特征線平行的串聯(lián)U特征63
4.3.5串聯(lián)S特征64
4.3.6平行四邊形U∧副：｛U（B1， u， v）U（M1， u， v）｝∩｛U（B2， u， v）U（M2， u， v）｝，（B1M1 B2M2）65
4.3.7U·副：｛U（B1， u， v）U（M1， u， v）｝∩｛U（B2， u， v）U（M2， u， v）｝∩｛U（B3， u， v）U（M3， u， v）｝，（B1M1 B2M2 B3M3）66
4.4運動特征的遷移法則68
4.4.1T特征68
4.4.2R特征69
4.5運動特征的交換法則72
4.6運動特征的分組法則73
4.7運動特征的基代換法則75
4.8運動特征的復(fù)制與增廣法則77
4.9運動特征的融合法則80
4.10運算法則的簡易表達(dá)80
4.11本章小結(jié)87
參考文獻(xiàn)87
第五章機(jī)構(gòu)末端至支鏈末端的特征溯源設(shè)計88
5.1引言88
5.2運動特征求交法則88
5.3機(jī)構(gòu)末端至支鏈末端的特征溯源流程90
5.4求交法則的圖形化簡易表達(dá)96
5.5本章小結(jié)100
參考文獻(xiàn)100第六章支鏈末端至關(guān)節(jié)的特征溯源設(shè)計101
6.1引言101
6.2運動特征求并法則101
6.3支鏈末端至關(guān)節(jié)的特征溯源流程104
6.4求并法則的圖形化簡易表達(dá)107
6.5本章小結(jié)114第七章關(guān)節(jié)特征的拓?fù)錁?gòu)造115
7.1引言115
7.2簡單關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造115
7.3復(fù)合關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造117
7.4變構(gòu)態(tài)的關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造122
7.5特種關(guān)節(jié)125
7.6本章小結(jié)127
參考文獻(xiàn)127
第八章運動特征集聚方法與定性評價指標(biāo)129
8.1引言129
8.2特征集聚定性分析129
8.3運動特征集聚與純度分析131
8.4驅(qū)動副的選取方法135
8.5定性評價指標(biāo)135
8.6本章小結(jié)140
參考文獻(xiàn)140
第九章面向復(fù)雜任務(wù)需求的特征溯源流程141
9.1引言141
9.2特征溯源型綜合方法的流程141
9.3運動特征分組方法143
9.4本章小結(jié)144
參考文獻(xiàn)144
第十章運動特征集聚與設(shè)計的案例分析145
10.1引言145
10.2末端特征分析案例H4機(jī)構(gòu)145
10.3可移動式著陸器的運動特征設(shè)計148
10.3.1可移動式著陸器的運動特征提取與融合148
10.3.2機(jī)器人的運動特征分組152
10.4本章小結(jié)154
參考文獻(xiàn)154
第十一章固定式著陸器特征溯源設(shè)計155
11.1引言155
11.2具有｛R（A， u）｝｛S（N）｝著陸腿的固定式著陸器特征溯源設(shè)計155
11.2.1RMC確定以及數(shù)綜合155
11.2.2RMCLMC的溯源： ｛R（N， u）｝157
11.2.3LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造162
11.2.4著陸腿結(jié)構(gòu)的確定與優(yōu)選164
11.2.5固定式著陸器構(gòu)型167
11.3具有姿態(tài)調(diào)整功能的固定式著陸器特征溯源設(shè)計167
11.3.1運動特征提取167
11.3.2RMC確定以及數(shù)綜合168
11.3.3RMCLMC的溯源169
11.3.4著陸器的腿構(gòu)型設(shè)計170
11.3.5LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造170
11.3.6具有姿態(tài)調(diào)整能力的著陸器構(gòu)型171
11.4總結(jié)172
參考文獻(xiàn)172
第十二章可移動式著陸器特征溯源設(shè)計173
12.1引言173
12.2具有三支鏈移位腿的可移動式著陸器特征溯源173
12.2.1RMC確定以及數(shù)綜合173
12.2.2RMCLMC的溯源174
12.2.3LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造177
12.2.4移位腿機(jī)構(gòu)的確定與優(yōu)選177
12.2.5具有三支鏈移位腿的可移動式著陸器182
12.3機(jī)構(gòu)桁架功能融合的可移動式著陸器的特征溯源設(shè)計183
12.3.1腿的機(jī)構(gòu)桁架功能融合方法183
12.3.2功能融合腿末端特征的確定與數(shù)綜合184
12.3.3支鏈末端特征的確定184
12.3.4支鏈的設(shè)計194
12.3.5具有被動支鏈的功能融合腿的構(gòu)型與優(yōu)選194
12.3.6功能融合腿的著陸巡視機(jī)器人197
12.4具有桁架與機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化的可移動式著陸器設(shè)計198
12.4.1總體設(shè)計思想與流程198
12.4.2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計200
12.4.3運動特征添加至桁架的規(guī)則202
12.4.4著陸器的桁架設(shè)計 203
12.4.5功能融合腿的著陸巡視機(jī)器人217
12.5具有著陸地形適應(yīng)能力的可移動式著陸器設(shè)計217
12.6總結(jié)220
參考文獻(xiàn)221
第十三章大型仿生恐龍機(jī)器人特征溯源設(shè)計222
13.1引言222
13.2大型仿生恐龍機(jī)器人運動特征設(shè)計222
13.2.1運動特征需求222
13.2.2機(jī)器人的特征分組225
13.3頭部｛S（N）｝設(shè)計226
13.3.1RMC確定以及數(shù)綜合226
13.3.2RMCLMC的溯源227
13.3.3LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造229
13.3.4驅(qū)動副選取229
13.3.5尾部構(gòu)型229
13.4尾部n·｛（N， u）R（N， v）｝運動特征設(shè)計231
13.4.1RMC確定以及數(shù)綜合231
13.4.2RMCLMC的溯源231
13.4.3LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造234
13.4.4驅(qū)動副選取234
13.4.5尾部構(gòu)型234
13.5腿部｛U（N， u， v）R（B， u）｝運動特征溯源236
13.5.1RMC確定以及數(shù)綜合236
13.5.2RMCLMC的溯源236
13.5.3LMCJMC的溯源與關(guān)節(jié)拓?fù)錁?gòu)造237
13.5.4驅(qū)動副選取237
13.5.5機(jī)械腿構(gòu)型238
13.6大型仿生恐龍239
13.7本章小結(jié)239
參考文獻(xiàn)239
附錄一符號與標(biāo)記240
附錄二運動特征溯源法則244
附錄三支鏈類型256
附錄四數(shù)學(xué)工具263
參考文獻(xiàn)274
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