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基于約束法線的機構自由度計算與應用 版權信息
- ISBN：9787122467133
- 條形碼：9787122467133 ; 978-7-122-46713-3
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
基于約束法線的機構自由度計算與應用 內容簡介
本書專注于解決機構設計中自由度分析的難題,特別是針對虛約束對自由度計算的影響進行了深入研究。首先介紹了虛約束形成的具體幾何條件與一般規律,然后基于這些理論,提出了約束法線和約束法平面的概念,并建立了一套完整的機構自由度計算方法。通過剛體自由度、運動副約束和虛約束的分析,建立了機構自由度、各構件自由度總數量、各構件之間實際約束自由度的總數量三者之間的平衡方程,提出了一種新的基于約束法線的機構自由度計算方法。 本書理論充分,物理意義明確,并且提供了豐富的實例分析,包括典型平面機構、空間機構和耦合機構等,以驗證新方法的準確性和通用性。特別是針對空間并聯機構和多環路耦合機構,本書提出的自由度分析方法展現了直觀、嚴謹和準確的特性。 本書適合機械工程、自動控制等領域的技術人員以及高校相關專業的師生閱讀,為他們提供一套新的理論方法,用于更準確地分析機構自由度。
基于約束法線的機構自由度計算與應用基于約束法線的機構自由度計算與應用 前言
機構自由度分析是機構設計的基礎,它可以幫助機構設計者明確機構的約束條件,探索機構的運動特性,預測機構的工作范圍。傳統的機構自由度分析方法計算出現問題,根本原因是虛約束的存在影響了機構自由度的計算。但由于對虛約束的形成機理不明確,目前為止還沒有找到虛約束形成的具體幾何條件與一般規律,早已形成共識的“機構中存在虛約束的幾種特定幾何條件”至今仍是通過經驗來識別機構中虛約束的唯一途徑。因此,研究能夠準確判斷機構中虛約束的理論方法有非常重要的意義。
本書針對機構中存在虛約束影響自由度計算的問題,在闡明虛約束形成的具體幾何條件與一般規律的基礎上,建立機構自由度、各構件自由度總數量、各構件之間實際約束自由度的總數量三者之間的平衡方程,得到一種理論充分、物理意義明確的機構自由度計算方法。主要內容如下:
(1)為判斷剛體自由度與參照物間產生約束的關系,以剛體自由度與過約束問題為研究重點,提出了約束法線和約束法平面的概念,將接觸點處的約束簡化為約束法線用以表示剛體受到的約束。通過探究法線數量、分布之間的幾何關系對自由度的限制,建立了判斷剛體自由度及其特性、過約束及其數量的約束法線幾何定理,可準確分析判斷剛體的自由度性質,為剛體自由度與過約束的判斷提供理論依據。
基于約束法線的機構自由度計算與應用 目錄
第1章 緒論 //001
1.1 機構自由度計算研究背景及其意義 001
1.2 機構自由度的研究現狀 005
1.3 機構自由度計算中問題的剖析 014
1.4 本書的編寫思路與內容技術路線 016
1.5 本章小結 018
第2章 判斷剛體自由度的幾何定理 //019
2.1 剛體的運動方式 019
2.2 定位法線與定位法面的定義 020
2.3 判斷剛體自由度與性質的幾何定理 021
2.4 判斷剛體過約束的幾何定理 025
2.5 本章小結 028
第3章 構件的自由度與過約束分析 //029
3.1 并聯構件 029
3.2 機構中運動副與構件的排列序號 030
3.3 各類運動副的法線及其數量與分布 031
3.4 法線的分類及其傳遞規律 037
3.4.1 法線的類型及其表示方法 037
3.4.2 靜法線與動法線的判斷方法 038
3.5 并聯構件自由度與過約束的判斷 040
3.5.1 靜法線對并聯構件自由度與過約束的影響 040
3.5.2 動法線對并聯構件自由度與過約束的影響 041
3.6 本章小結 049
第4章 機構自由度的分析與計算 //050
4.1 機構的自由度 050
4.2 機構的三種類型 051
4.3 虛約束的形成機理 051
4.3.1 虛約束的定義 051
4.3.2 構件形成虛約束的條件 052
4.3.3 機構中確定虛約束的方法步驟 057
4.4 基于約束法線的機構自由度通用公式的建立 058
4.4.1 建立機構自由度通用公式的基本思路 058
4.4.2 機構自由度通用公式的建立 059
4.4.3 機構自由度分析計算的步驟 059
4.5 本章小結 060
第5章 基于約束法線的平面機構自由度分析計算 //061
5.1 基于約束法線的平面機構自由度分析計算的步驟 061
5.2 虛約束判斷與機構自由度的實例分析計算 062
5.2.1 存在虛約束的平面機構自由度實例分析 062
5.2.2 過約束構件速度不匹配或瞬時過約束平面機構計算實例 070
5.2.3 單自由度平面機構的自由度與計算分析實例 072
5.2.4 多自由度平面機構的計算實例 082
5.3 本章小結 085
第6章 基于約束法線的空間并聯機構自由度分析計算 //086
6.1 基于約束法線的空間并聯機構自由度分析計算的步驟 086
6.2 基于約束法線的空間并聯機構自由度計算實例分析 087
6.2.1 3-SS并聯機構自由度分析與計算 087
6.2.2 m-SS并聯機構自由度分析與計算 088
6.2.3 Sarrus并聯機構自由度分析與計算 090
6.2.4 3-PRS并聯機構自由度分析與計算 091
6.2.5 單環斜推并聯機構自由度分析與計算 092
6.2.6 雙滑塊4P機構自由度分析與計算 093
6.2.7 3分支S/PRS/PSS非對稱并聯機構自由度分析與計算 094
6.2.8 Davies并聯機構自由度分析與計算 096
6.2.9 空間對稱三分支并聯機構自由度分析與計算 097
6.2.10 空間非對稱四分支并聯機構自由度分析與計算 100
6.3 典型的機構自由度計算方法分析對比 105
6.3.1 基于螺旋理論的空間3-RRC并聯機構自由度分析計算 105
6.3.2 基于幾何代數的空間3-RRC并聯機構自由度分析計算 107
6.3.3 基于約束法線的空間3-RRC并聯機構自由度分析計算 109
6.3.4 空間3-RRC并聯機構自由度的模擬驗證 111
6.3.5 空間3-RRC并聯機構自由度分析計算的各方法優缺點 112
6.4 本章小結 113
第7章 基于約束法線空間耦合機構自由度分析計算 //114
7.1 基于約束法線空間耦合機構自由度分析計算的步驟 114
7.2 基于約束法線的對稱型空間耦合機構自由度計算實例分析 115
7.2.1 確定耦合構件 116
7.2.2 耦合構件的自由度與過約束分析 116
7.2.3 耦合機構自由度計算 118
7.2.4 動平臺自由度的模擬驗證 118
7.3 基于約束法線的非對稱空間耦合機構自由度計算實例分析 120
7.3.1 確定耦合構件 121
7.3.2 耦合構件的自由度與過約束分析 121
7.3.3 耦合機構自由度計算 125
7.3.4 動平臺自由度的模擬驗證 125
7.4 本章小結 128
參考文獻 //129
展開全部
基于約束法線的機構自由度計算與應用 作者簡介
羅國軍，山西工程科技職業大學，講師，長期從事機械設計、機構、機器人等相關技術的科研與教學工作，具備深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。在基于約束法線理論研究方面，建立了機構自由度、各構件自由度總數量以及實際約束自由度的平衡方程，為機構自由度的準確計算提供了新方法。這一成果不僅具有重要的理論價值，也為工程實踐中的機構設計和優化提供了有力支持。承擔相關課題5項，發表相關學術論文10余篇。
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