具体描述
An introduction to the mathematical theory of design for articulated mechanical systems known as linkages. This book will be useful to mathematics, engineering and computer science departments that teach courses on mathematical modelling of robotics and other articulated mechanical systems.
好的，以下是一本名为《Kinematic Synthesis of Planar Mechanisms》的图书简介，内容详尽，旨在探讨平面连杆机构运动学综合的各个方面，但完全不涉及您提到的《Geometric Design of Linkages》的内容。 --- 图书名称：《Kinematic Synthesis of Planar Mechanisms》 图书简介 本书《Kinematic Synthesis of Planar Mechanisms》是一部全面、深入探讨平面连杆机构运动学综合理论与应用的前沿专著。本书旨在为机械设计工程师、机构学研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个坚实的理论基础和实用的设计工具包，用以解决从运动轨迹规划到特定功能实现过程中最复杂的运动学综合问题。 本书的核心焦点在于“综合”（Synthesis），即逆向工程的过程——根据期望的运动学性能要求来设计机构的几何布局和结构参数。与侧重于分析（Analysis）的传统教材不同，《Kinematic Synthesis of Planar Mechanisms》将运动学综合视为一个系统性的、多阶段的优化过程，强调对设计空间的高效探索和对约束条件的精确满足。 全书内容结构清晰，逻辑递进，从基础概念的建立到高级算法的应用，层层深入。 第一部分：基础概念与数学建模 本书首先回顾了平面连杆机构的基本组成要素、自由度计算（如Grübler准则及其扩展）以及运动学描述方法。重点在于建立稳健的数学模型，这对于后续的综合至关替。我们将详细介绍利用复数表示法、齐次变换矩阵（Homogeneous Transformation Matrices）以及微分运动学（Differential Kinematics）来精确描述机构位姿和速度的建立过程。随后，本书会系统地阐述运动学综合的分类，包括位置综合、点轨迹综合、功能综合以及轨迹形状综合，并明确区分解析法与图解法的适用范围和局限性。 第二部分：位置综合的解析方法 位置综合是运动学综合的基石，目标是确定一组连杆长度，使得机构能够在预定的多位置点集上精确停靠或通过。本书深入剖析了不同阶数（2位点、3位点、4位点）铰链四连杆机构（Four-Bar Linkage）的位置综合。 对于两位置综合，我们将详细推导解析公式，并探讨如何处理退化情况。对于三位置综合，本书重点讲解了“点对点”映射的几何构造原理，特别是围绕中心点（Center of Rotation）方法的严格数学证明与计算流程。更进一步，本书拓展至四位置综合的解析求解，讨论了如何通过解高阶多项式方程组来寻找连杆长度的有限解集。对于多自由度机构（如曲柄摇杆和双摇杆）的位置综合，本书引入了雅可比矩阵的视角来处理过约束问题。 第三部分：轨迹综合与功能综合 轨迹综合是本书的另一核心部分，关注如何设计机构以使输出端点的轨迹（Path）尽可能接近给定的目标曲线。 点轨迹综合（Path Generation）： 详细介绍基于“相对瞬心轨迹”的原理，重点讲解了切比雪夫多项式逼近法（Chebyshev Polynomial Approximation）及其在优化轨迹逼近误差中的应用。我们探讨了如何利用机构的运动学特性，将复杂的曲线轨迹分解为一系列可被连杆机构有效逼近的子段。 功能综合（Function Generation）： 针对输入角与输出角之间的特定函数关系 $ Phi = f( heta) $ 的实现，本书详细阐述了布鲁克-霍夫曼（Bruhat-Hofmann）法和高斯法（Gauss Method）。这些方法侧重于通过特定的连杆长度组合来最小化函数误差，特别是如何利用机构的“最佳逼近点”（Chebyshev Spacing）来均匀分配误差，确保在整个工作行程内性能一致。 第四部分：计算方法与优化技术 现代运动学综合越来越依赖于强大的数值方法。本书投入大量篇幅介绍如何将复杂的综合问题转化为可计算的优化问题。 我们将系统介绍最小二乘法（Least Squares）在轨迹点匹配中的应用，以及如何构建目标函数来量化设计误差。特别地，本书详细阐述了全局优化算法，如遗传算法（Genetic Algorithms, GA）、模拟退火（Simulated Annealing, SA）以及粒子群优化（Particle Swarm Optimization, PSO）在探索非凸综合解空间中的有效策略。书中提供了详细的算法伪代码和MATLAB/Python实现指南，帮助读者将理论转化为实际的CAD/CAE工具。 第五部分：机构的优化与选择 综合得到的初始解集往往需要进一步的优化以满足实际机械设计的要求，如最小化尺寸、避免奇异位形、确保平稳运动等。本书讨论了： 1. 奇异位形分析（Singularity Analysis）： 如何识别和避免在工作范围内可能出现的瞬心共线或机构锁定状态。 2. 运动平顺性（Motion Smoothness）： 引入了加速度和曲率分析，确保机构在高速运动时的动态性能。 3. 机构选择与比较： 提供了系统化的指标来评估不同综合方案（如四杆、五杆机构）的优劣，帮助工程师做出最优选择。 结论 《Kinematic Synthesis of Planar Mechanisms》不仅仅是一本理论教材，更是一本面向工程实践的指南。通过严谨的数学推导、对经典方法的深入剖析以及对现代计算工具的整合应用，本书为读者提供了设计和优化具有特定运动学功能的任何平面连杆机构所需的全部知识体系。本书的读者将能够自信地应对从简单凸轮替代到复杂机器人并联机构的运动学设计挑战。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 qciss.net All Rights Reserved. 小哈图书下载中心 版权所有