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机器人机构拓扑特征运动学


作者:
沈惠平
定价:
129.00元
ISBN:
978-7-04-056709-0
版面字数:
370.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
精装
重点项目:
暂无
出版时间:
2021-12-09
物料号:
56709-00
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
机械工程
三级分类:
机械设计及理论

本书介绍了作者提出的“机器人机构拓扑特征运动学”,试图给出机器人机构运动学发展的新方向、运动学解题的新范式。本书是作者10 年来承担的国家自然科学基金项目中有关拓扑学、运动学方面的研究成果之一。全书共6 章。第1 章介绍了运动学的发展历史、地位及作用,机器人机构拓扑特征运动学的背景、特点及研究内容,本书的主要内容,以及拓扑特征运动学的一般解题模式。第2—6 章介绍了机构拓扑特征运动学的理论、原理方法与实例分析,包括:基于POC 方程和SOC 单元的并联机构拓扑分析的内容与方法;机构拓扑特征运动学建模原理与位置求解方法;影响机构拓扑特征运动学建模与位置求解的10 个因素,并揭示相应规律;具有特殊POC 的第Ⅲ类问题的拓扑特征运动学建模与符号式位置正解的求解;基于拓扑特征的并联机构奇异性、工作空间分析方法及其应用。其中,第3、4、6 章为本书的创新点,也是特色之所在;第5 章为解题应用,富有技巧。

本书逻辑结构清晰、原理方法易学、数学求解简便、举例丰富翔实。本书可供机器人机构拓扑学、运动学、动力学及控制等专业的研究生、科研人员与工程技术人员学习和参考,也可供高校机械工程专业的本科生拓展课外知识之用。

  • 前辅文
  • 第1章 绪论
    • 1.1 运动学的发展历史\ezx 从理论运动学到计算运动学
      • 1.1.1 运动学的起源
      • 1.1.2 理论运动学的发展、 停顿与范式
      • 1.1.3 计算运动学的出现
    • 1.2 运动学的地位、 作用与发展
      • 1.2.1 运动学的地位、 作用
      • 1.2.2 推动运动学发展的一个新视角\ezx 拓扑对运动学的影响
    • 1.3 机构拓扑特征运动学的提出
      • 1.3.1 机构拓扑特征运动学提出的背景及其特点
      • 1.3.2 机构拓扑特征运动学的属性
    • 1.4 机构拓扑特征运动学的研究内容
    • 1.5 本书的主要内容
    • 1.6 机构拓扑特征运动学的一般解题模式
    • 1.7 本章小结
    • 参考文献
  • 第2章 基于POC方程和SOC单元的并联机构拓扑分析的内容与方法
    • 2.1 引言
    • 2.2 串、 并联机构的POC计算
    • 2.3 机构回路的独立位移方程数
    • 2.4 机构的非瞬时自由度计算及消极运动副(消极自由度)判定准则
    • 2.5 基于SOC的机构组成原理\ezx SOC的约束度
      • 2.5.1 基于SOC的并联机构组成原理
      • 2.5.2 SOC的约束度
    • 2.6 机构的拓扑结构分解\ezx SKC/BKC的耦合度
      • 2.6.1 机构的拓扑分解方法
      • 2.6.2 SKC/BKC的构成与判定准则
      • 2.6.3 SKC/BKC的耦合度
    • 2.7 基于SKC/BKC的机构拓扑解析表达
    • 2.8 并联机构的拓扑分析实例
      • 2.8.1 支链相同的并联机构
      • 2.8.2 支链不同的并联机构
    • 2.9 D\bzx H矩阵变换公式
    • 2.10 本章小结
    • 参考文献
  • 第3章 机构拓扑特征运动学建模原理与位置求解方法
    • 3.1 引言
    • 3.2 机构拓扑特征运动学建模原理及位置正解的三种形式
    • 3.3 拓扑特征运动学建模与位置求解的三类问题
      • 3.3.1 第I类问题的拓扑特征运动学建模与位置数值解求解
      • 3.3.2 第I\!I类问题的拓扑特征运动学建模与位置封闭解求解
      • 3.3.3 第I\!I\!I类问题的拓扑特征运动学建模与位置符号解求解
    • 3.4 三类问题位置正解的解题策略与应用原则
    • 3.5 SKC单元的位置求解
      • 3.5.1 第一类SKC单元\ezx SKC^0(0
      • 3.5.2 第二类SKC单元\ezx SKC^k(\varDelta ^ + _ j ,\varDelta ^ - _ j
      • 3.5.3 第三类SKC单元\ezx SKC^k(\varDelta ^+_j, 0, -\varDelta ^-_j
      • 3.5.4 k=2的两种SKC单元的位置求解示例
    • 3.6 机构拓扑特征、 运动学建模/位置求解方法与正解形式之间的规律
    • 3.7 本章小结
    • 参考文献
  • 第4章 影响拓扑特征运动学建模与位置求解的10个因素
    • 4.1 引言
    • 4.2 为拓扑特征运动学建模与位置求解提供方向、 路径的因素
      • 4.2.1 SKC的类型、 数目及连接方式
      • 4.2.2 位置分析最优路径
      • 4.2.3 独立位移方程数\xi
      • 4.2.4 POC
    • 4.3 影响拓扑特征运动学建模与位置求解难易、 效率、 计算量的因素
      • 4.3.1 耦合度k
      • 4.3.2 主变量位置选取
      • 4.3.3 独立回路数v
    • 4.4 帮助识别动平台独立位姿参数以及输入\bzx 输出运动参数关系的因素
      • 4.4.1 DOF
      • 4.4.2 I\bzx O运动解耦性
    • 4.5 影响机构拓扑特征计算正确性的因素
      • 4.5.1 消极运动副(消极自由度)
      • 4.5.2 消极运动副(消极自由度)的识别方法
    • 4.6 影响机构拓扑特征运动学建模与位置求解的十大因素的综合分析
      • 4.6.1 十大因素的定性与定量及其重要性分析
      • 4.6.2 十大因素影响的途径和结果
    • 4.7 本章小结
    • 参考文献
  • 第5章 具有特殊POC的第I\!I\!I类问题的拓扑特征运动学建模与符号式位置正解求解
    • 5.1 引言
    • 5.2 单自由度一平移(1T)并联机构(v=1, k=0)
    • 5.3 两自由度两平移(2T)并联机构(v=1, k=0)
    • 5.4 三自由度三平移(3T)并联机构(v=2, k=1)
    • 5.5 两自由度一平移一转动(1T1R)并联机构(v=2,k=1)
    • 5.6 三自由度两平移一转动(2T1R)并联机构(v=2, k=1)
    • 5.7 第1个四自由度三平移一转动(3T1R)并联机构(v=3, k=2)
    • 5.8 第2个四自由度三平移一转动(3T1R)并联机构(v=3, k=2)
    • 5.9 本章小结
    • 参考文献
  • 第6章 基于拓扑特征的并联机构运动学性能分析方法与应用
    • 6.1 引言
    • 6.2 奇异性原理及分析方法
      • 6.2.1 机构奇异性研究的内容
      • 6.2.2 基于雅可比矩阵的奇异位形原理及分析方法
      • 6.2.3 基于SKC单元的奇异性分析原理
    • 6.3 工作空间分析的约束处理及求解方法
      • 6.3.1 工作空间的约束处理
      • 6.3.2 工作空间的求解方法
      • 6.3.3 基于子空间结构化叠加的工作空间分析方法
    • 6.4 Vari-Orthoglide三平移并联机构拓扑特征运动学性能分析实例
      • 6.4.1 拓扑特征分析
      • 6.4.2 位置方程生成与符号解求解
      • 6.4.3 速度、 加速度分析
      • 6.4.4 基于拓扑特征的机构奇异性分析
        • 6.4.4.1 SKC的奇异性分析
        • 6.4.4.2 奇异曲线和奇异曲面分析
      • 6.4.5 基于拓扑特征的机构工作空间分析
        • 6.4.5.1 SKC_1的工作空间计算
        • 6.4.5.2 SKC_2的工作空间计算
        • 6.4.5.3 机构任务工作空间的分析与求解
    • 6.5 本章小结
    • 参考文献
  • 附录
    • 附表1 ARK系列会议及其出版的论文集
    • 附表2 CK系列会议及其出版的论文集
    • 附表3 运动学的发展历程\ezx 从理论运动学(TK)、 计算运动学(CK)\\\frac \qquad\quad\, 到拓扑特征运动学(TCK)
  • 后记

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