机器人机构拓扑学及其创建历程

本书主要内容分为两篇 。第一篇为“机器人机构拓 扑学”，可为机构的拓扑创 新设计（发明新机构）提供 系统的理论与方法。主要内 容包括：3个基本概念（运 动副轴线的几何约束类型、 单开链单元和方位特征集） 、3个基本原理（运动特征 对应性原理、拓扑等效原理 和基于SOC单元的机构组成 原理）、4个基本公式（串 联机构POC方程与并联机构 POC方程及其线性符号运算 方法、具有一般性的空间机 构DOF公式和Assur运动链 的耦合度公式）、机构拓扑 设计的系统方法（简单支路 拓扑综合的一般方法、基于 拓扑等效原理的复杂支路拓 扑综合的一般方法和并联机 构拓扑设计的系统方法）以 及拓扑设计方法的主要特点 （包括拓扑结构类型综合与 类型的性能分析及其优选， 此方法既与运动位置无关， 可得到非瞬时性机构，又与 定坐标系无关，因而机构存 在的几何条件具有一般性） 。第二篇为“机构学新理论 体系的创建与发展”。主要 内容包括：学术研究之路— —兴趣、探索与贡献，学术 研究的纵向发展过程：学术 研究之道——机构拓扑学基 本公式的创建、质疑与回应 ，学术研究之路的横断面放 大图；学术研究之美——“ 情”与“理”的融合，原始创 新源于非逻辑思维的灵感。 本书可作为机构学、机 器人学、制造系统与自动化 等相关领域的研究生教材或 高年级本科生教材，也可作 为相关科研人员的参考用书 。

第1章 绪论 1.1 机器人机构拓扑学的发展概况 1.1.1 机构的拓扑设计 1.1.2 机构拓扑学的基本任务 1.1.3 机构拓扑设计的基本模式 1.1.4 拓扑设计的主要方法 1.1.5 机构学理论体系 1.2 本书的目标与原创性成果 1.2.1 主要目标 1.2.2 基本概念 1.2.3 基本原理 1.2.4 基本公式 1.2.5 并联机构的拓扑特征 1.2.6 并联机构拓扑设计方法 1.2.7 基于单开链单元的机构学理论体系 1.3 机构学新理论体系的创建历程 1.3.1 学术研究之路：兴趣、探索与贡献 1.3.2 学术研究之道：创建、质疑与回应 1.3.3 学术研究之美：理、情与景的融合 1.4 本章小结 参考文献 第一篇 机器人机构拓扑学 第2章 机构的拓扑结构及其符号表示 2.1 概述 2.1.1 机构拓扑结构的传统描述方法 2.1.2 机构拓扑结构描述方法的进展 2.1.3 机构的拓扑结构设计 2.2 机构拓扑结构的三要素 2.2.1 运动副类型 2.2.2 单开链单元及其连接关系 2.2.3 运动副轴线的几何约束类型 2.3 机构拓扑结构的符号表示 2.3.1 多自由度运动副的符号表示 2.3.2 机构拓扑结构的符号表示 2.3.3 单开链的拓扑结构组成 2.4 机构拓扑结构的运动过程不变性 2.5 机构拓扑结构的定义 2.6 基于拓扑结构的机构分类 2.7 本章小结 参考文献 第3章 方位特征集 3.1 概述 3.2 运动副的方位特征集 3.2.1 P副的方位特征集 3.2.2 R副的方位特征集 3.2.3 H副的方位特征集 3.3 机构的方位特征集 3.3.1 引例 3.3.2 方位特征集 3.3.3 确定机构方位特征集的方法