高等机构学

第1章 绪论
1．1 引言
1．2 机构学发展历史
1．2．1 国外古代机构学成就
1．2．2 中国古代机构学成就
1．2．3 近代机构学
1．2．4 现代机构学
1．3 我国机构学发展现状
1．4 高等机构学研究内容
参考文献

第2章 机构学基础
2．1 机构学基本概念
2．1．1 机器、机械、机构和运动链
2．1．2 机构的类型
2．1．3 运动链的类型
2．1．4 运动副及其类型
2．2 空间机构的自由度
2．3 并联机构简介
2．3．1 概述
2．3．2 发展历程
2．3．3 并联机构的主要类型
2．3．4 并联机构的应用
2．3．5 小结
参考文献

第3章 机构分析的数学基础
3．1 矩阵变换
3．2 张量简介
3．3 微分几何简介
参考文献

第4章 机构学分析的基本理论
4．1 机构的旋量分析
4．1．1 基本旋量理论
4．1．2 矩阵运算
4．1．3 指数变换
4．1．4 旋量运动
4．1．5 旋量系的线性相关性
4．1．6 反旋量和被约束的运动
4．1．7 机构运动的旋量分析
4．1．8 机构的旋量综合
4．2 机构的拓扑分析
4．2．1 拓扑和图论简介
4．2．2 图论基本概念
4．2．3 图的矩阵表示方法
4．2．4 机构的拓扑图
4．2．5 机构同构判定
4．2．6 拓扑刚度矩阵
4．2．7 串联机床与并联机床的刚度比较
4．3 机构分析的微分几何方法
4．3．1 群论
4．3．2 李群
4．3．3 李代数
4．3．4 李群与刚体运动
4．3．5 位移子群与位移子流形
4．3．6 基于微分几何的并联机构构型综合
4．3．7 小结
参考文献

第5章 机构运动学分析
5．1 运动学分析基本概念
5．1．1 运动学分析过程
5．1．2 运动学求解
5．2 平面机构运动学
5．2．1 平面四杆机构运动分析
5．2．2 3自由度平面并联机构运动学分析
5．3 空间机构运动学分析
5．3．1 D-H坐标系统
5．3．2 空间串联机构的运动学分析
5．3．3 空间并联机构的运动学分析
参考文献

第6章 机构奇异性分析
第7章 机构的静力学与动力学分析
第8章 新型机构

机构学又称为机构和机器理论，是机械工程领域中一门基础的学科，也是一门传统的学科。近代的机构学产生于18世纪的次工业革命，随着各种机器在工业中的大量应用，机构学在原来的机械力学基础上，通过对机械的结构学、运动学和动力学的研究，形成了机构学独立的体系和研究内容，发展成为一门独立的学科。随着新技术的发展，和航空航天、通信、电子、计算机、纳米技术、信息技术等新兴学科相比，机构学受到的关注度越来越低，一度曾被认为是夕阳学科。但是，机械工业作为人类社会现代化发展的基础工业，其地位永远是至关重要的。任何新技术和新产品，其本身或者其制造设备都离不开机械工业的支持。同时，随着技术的发展，机构学本身也在不停地发展和进步，新分析理论、新设计技术、新结构等纷纷出现，比较典型的有微分几何分析理论、并联机构、微纳机构等，使得机构学的研究内容、研究领域和研究方法都呈现了很大的变化，机构学已经由传统机构学逐步向现代机构学发展，并且在很多新兴领域得到应用。可以肯定的是，机构学不是夕阳学科，它不会过时消失，相反，随着技术的发展，机构学的研究内容和研究手段都会越来越先进。因此，作为机械学科的研究生，非常有必要了解现代机构学的研究内容和研究方法，以便为将来从事机械学科和其他相关学科的技术工作打下基础。作为高等机构学，本书的目的就是期望通过对新理论、新方法和新机构的介绍，使读者对现代机构学有初步的了解和认识，为深入的研究打下基础。
　　国内外专门讲述高等机构学，并且适合研究生的教材并不多。国外比较经典的是Sandor和Erdman教授1984年编写的Advanced Mechanism Design：Analysis and Synthe-sis，Volume2。这本教材的卷是为本科生编写，而第二卷则适合于研究生。国内几所高校也出版了自己的教材，这些教材参照国外教材和机构学发展情况，并结合自己学校的教学和科研特点编写而成，目前主要的教材有白师贤编著的《高等机构学》，楼鸿棣、邹慧君的《高等机械原理》，陆震的《高等机械原理》，韩建友的《高等机构学》，张春林的《高等机构学》。这些教材对促进高等机构学教学和科研的发展具有重要的意义。
　　现代机构学研究内容越来越广泛，研究手段越来越先进，如旋量分析法、图论分析法、微分几何分析法、机器人技术、并联机构、变胞机构、奇异位形等，而这些内容在传统的教材中体现比较少。本书编者根据多年科研的经验和自己的体验，在传统教材的体系基础上，把现代机构学的一些内容加入到高等机构学的教学中，使学生更加了解和贴近机构学研究的进展。因此，本书在编著过程中，参考了大量国内外相关专家学者的专著，如黄真教授的并联机构理论和旋量理论，马香峰教授的机器人动力学相关理论，李泽湘教授的机器人微分几何分析理论，马里兰大学Lung-Wen Tsai教授的并联和串联机构分析方法等，书中附有详细的参考文献，在此不一一列举，并对他们的学术成果表示敬意和感谢！