机器人机构自由度分析理论

《机器人机构自由度分析理论》系统地论述了机器人机构自由度分析的理论和方法，书中主要内容包括：运用实例指出依据构件个数和运动副约束个数简单代数求和原理的机构自由度计算方法，以及计算结果常与机构实际不相一致的五个基本根源及其解决的必要条件；通过研究运动链的终端约束与运动，建立机器人末端执行器自由度的分析理论；在研究了机器人可达工作空间及其在工作空间内的奇异性和运动静力后，提出了分析机器人机构配置自由度的基本思路和方法；在应用方面，通过空间可展结构和自由度分析理论在双足仿人机器人、汽车悬架、多自由度实验台等的综合实例论述了该理论体系在创新设计中的重要意义。本书可作为机械设计与自动化专业的教师、研究生和高年级本科生的教学参考书。 

本书系统地论述了机器人机构自由度分析的理论和方法，主要内容包括：运用实例指出依据构件个数和运动副约束个数简单代数求和原理的机构自由度计算方法，以及计算结果常与机构实际不相一致的五个基本根源及其解决的必要条件；通过研究运动链的终端约束与运动，建立机器人末端执行器自由度的分析理论；在研究了机器人可达工作空间及其在工作空间内的奇异性和运动静力后，提出了分析机器人机构配置自由度的基本思路和方法；在应用方面，通过空间可展结构和自由度分析理论在双足仿人机器人、汽车悬架、多自由度实验台等的综合实例论述了该理论体系在创新设计中的重要意义。
本书可作为机械设计与自动化专业的教师、研究生和高年级本科生的教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员提高创新设计能力之用。

第1章 导论
　　1.1　机构学的历史回顾与发展展望
机构学是研究机构运动规律和传动规律的一门科学，它包括机构运动学和构造机构学两部分。机构运动学主要讨论两方面的问题：分析现有机构在动件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等的性质；按预期的运动规律来设计机构以达到所需的运动要求。构造机构学主要研究机构的结构组成原理。机构的结构原理、运动学、动力学和精度分析等方面的研究成果可以为确定各种机构的运动、选择机构的类型和尺寸、进行运动学和动力学计算以及创新设计提供理论和方法嘲。
　　1.1.1　机构学的研究范畴
18世纪初，随着蒸汽机和纺织机的发明和改进，微积分、理论力学等学科开始建立并日臻完善，为各种机械的设计和发明提供了理论基础和手段。那时，机构学还包含在应用力学的范畴。19世纪下半叶以后，机械工业的迅速发展对机构的应用以及与它相应的分析和综合提出了更进一步的要求。在英国，以Willis为代表的机构学者们，按运动变换性质与速比关系对机构进行分类，并着重研究了齿轮和行星传动。在德国，以Reuleaux和Burmester为代表的机构学者们，引入运动副、运动链和机构简图等概念，从机构结构原理上探讨机构的可能类型，进而发展到提炼机构的共性问题，并主要按运动几何学原理以图解方法进行机构的分析和综合。
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