高等空间机构学（第二版 研究生教学用书） [Aduanced Spatial Mechanism (Second Edition)] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄真，赵永生，赵铁石 著

图书标签:

• 空间机构学
• 机构设计
• 机械原理
• 研究生教材
• 高等教育
• 机械工程
• 运动学
• 动力学
• 连杆机构
• 机器人学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040393934

版次：2

商品编码：11471983

包装：平装

外文名称：Aduanced Spatial Mechanism (Second Edition)

开本：16开

出版时间：2014-05-01

用纸：胶版纸

页数：397

字数：460000

正文语种：中文

内容简介

　　《高等空间机构学（第二版 研究生教学用书）》包括机构分析和机构综合两个方面，开篇比较系统又简洁地介绍了螺旋理论。在机构分析方面，首先突出地介绍了作者提出的基于约束螺旋的自由度分析方法，这是一个十分有效而又简便的方法，也是目前具有通用性的实用方法；还介绍了影响系数原理、运动分析新的基于机构学概念的奇异新分类、机构的三阶螺旋系以及动力学的某些问题。在机构综合方面，讨论了各种自由度下的空间对称的多环并联机构的机型综合，并重点介绍了难度大的具有过约束的4自由度和5自由度并联机构的综合方法。此外，《高等空间机构学（第二版 研究生教学用书）》还简略地讨论了基于位移流形的机型综合原理，是为了让读者看到不同方法在一定程度上具有的关联性，并可以对比两种方法。
　　《高等空间机构学（第二版 研究生教学用书）》可以作为高等学校机械工程学科硕士研究生的教学用书，其中比较深入的部分可供博士研究生选用，还可以作为有关科技人员的参考用书。

内页插图

目录

第一篇 螺旋理论
第一章 螺旋理论基础
1-1 点、线、面的齐次表示
1-2 点、线、面的相互关系及两直线的互矩
1-3 线矢量及螺旋
1-4 螺旋的代数运算
1-5 刚体的瞬时螺旋运动
1-6 刚体上作用的力螺旋
参考文献
第二章 螺旋系和螺旋的相关性
2-1 二阶螺旋系
2-2 二系螺旋的性质
2-3 三阶螺旋系
2-4 特殊三系螺旋的几何性质
2-5 Grassmann线几何
2-6 螺旋在不同几何空间下的相关性
2-7 串联机器人机构的螺旋运动方程
参考文献
第三章 反螺旋系
3-1 反螺旋的概念
3-2 反螺旋系
3-3 反螺旋和被约束的运动
3-4 约束作用下存在的特殊转动
3-5 螺旋方程的反螺旋解法
参考文献

第二篇 机构的分析与综合
第四章 空间机构和机器人机构的结构分析
4-1 运动链参数的D-H表示法
4-2 空间机构的运动副分析
4-3 物体空间方位的欧拉角表示
4-4 空间机构和机器人机构的结构类型
参考文献
第五章 机构自由度分析的约束螺旋求解法
5-1 自由度的概念
5-2 机构自由度的通用公式问题
5-3 修正的Kutzbach-Grabler公式
5-4 机构中过约束的确定
5-5 自由度性质
5-6 机构自由度计算
5-7 机构实现确定运动的条件
参考文献
第六章 空间机构位置分析
6-1 机构的位置分析反解
6-2 机构位置正解的数值方法
6-3 机构位置正解的封闭方法
6-4 6-SPS并联机构的位置正解
6-5 机器人机构的工作空间分析
参考文献
第七章 运动影响系数的理论及机构运动分析
7-1 运动影响系数的概念
7-2 串联开链机构的运动影响系数及运动分析
7-3 并联机构的一阶运动影响系数及速度分析
7-4 并联机构的二阶运动影响系数及加速度分析
7-5 建立机构运动分析的其他方法
7-6 Stewart-Gough机构的运动分析
7-7 少自由度并联机构的影响系数的直接法
参考文献
第八章 少自由度机构的瞬时螺旋运动
8-1 三阶螺旋系的无穷多的节距和转轴的分布
8-2 空间三自由度并联角台机构的瞬时运动分析
8-3 三自由度3一RPs并联平台机构的瞬时运动分析
参考文献
第九章 机器人机构的奇异分析
9-1 奇异的概念及分类
9-2 平面四杆机构的奇异
9-3 串联机器人机构的奇异
9-4 Gough-stewart机构的奇异位型分析
9-5 三自由度3一RPs机构的奇异位型分析
9-6 多指多关节手和多臂机器人协同操作的奇异
参考文献
第十章 空间机构的动力学问题
10-1 空间机构的静力平衡和力雅可比矩阵
10-2 空间机构的动力学建模与分析
10-3 典型的6-SPS机构的受力分析
10-4 超确定输入多机器人系统的动力协调
参考文献
第十一章 少自由度并联机器人型综合的约束螺旋原理
11-1 并联机构的等效串联分支
11-2 串联分支的约束类型
11-3 少自由度并联机构的约束螺旋系
11-4 约束螺旋综合法的原理和步骤
参考文献
第十二章 对称少自由度并联机构的型综合
12-1 对称五自由度并联机构的型综合
12-2 对称四自由度并联机构的型综合
12-3 多自由度并联机构的输入干涉和选取
参考文献
第十三章 机构综合的位移流形理论
13-1 相关的数学基础
13-2 少自由度并联机构的位移流形综合原理
13-3 五自由度对称并联机构的型综合
参考文献

高等空间机构学（第二版 研究生教学用书） 本书系统地阐述了空间机构学的基本理论、分析方法和设计技术，旨在为高等院校机械工程、机器人学、自动化等相关专业的研究生提供一本全面、深入的教材。第二版在原有基础上，吸收了近年来空间机构研究的最新进展，内容更加充实，理论更加严谨，并结合了大量工程实例，以期更好地满足教学和科研的需求。 第一部分：空间机构学基础 本部分为后续章节的学习奠定坚实的基础，重点介绍空间机构学的基本概念、分类及其在工程中的应用。 绪论： 概述了机构学的历史发展，空间机构在现代工业、航空航天、生物医学等领域的广泛应用，以及学习空间机构学的意义和目标。 空间点的坐标变换与运动学： 详细介绍了三维空间中点的表示方法，包括笛卡尔坐标系、齐次坐标等，并阐述了刚体在三维空间中的位姿描述。重点讲解了旋转矩阵、平移向量以及它们组合的齐次变换矩阵，这是描述空间机构运动的基础。 空间连杆与关节： 定义了空间连杆的几何特征和运动学特性，并系统分类了各种常见的空间关节，如回转副、移动副、球面副、圆柱副、万向副等。深入分析了每个关节的自由度、约束以及其在空间机构中的作用。 空间机构的自由度分析： 引入了Kutzbach准则等经典方法，对空间机构的自由度进行精确计算。特别关注了退化自由度、冗余自由度等复杂情况的处理，为后续机构的机构综合和优化打下基础。 空间机构的运动学分析： 位置分析： 详细讲解了如何通过几何法、代数法和向量法来求解空间机构的位置。针对不同类型的空间机构，提供了多种解析和数值计算方法，包括逆运动学问题。 速度分析： 基于位置分析的结果，推导了空间机构的瞬时速度和角速度。介绍了速度投影法、微分法等多种速度分析技术。 加速度分析： 进一步推导了空间机构的瞬时加速度和角加速度。讲解了科里奥利加速度、相对加速度等概念，并提供了计算方法。 雅可比矩阵与奇异位形： 引入了雅可比矩阵的概念，并深入分析了其在速度分析和逆运动学问题中的应用。详细阐述了奇异位形的概念及其对机构运动性能的影响。 第二部分：空间机构的动力学分析 本部分侧重于空间机构的动力学行为，旨在研究机构在力的作用下的运动规律。 空间刚体动力学基础： 回顾了牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程等动力学基本原理，并将其应用于空间刚体。 空间机构的动力学建模： 介绍了多种动力学建模方法，包括牛顿-欧拉法、拉格朗日法、丹布尔法等。重点讲解了如何将各连杆的质量、惯性、外力和力矩纳入模型。 空间机构的动力学分析： 逆动力学分析： 在已知机构运动轨迹的情况下，求解驱动力或驱动力矩。这对于机构的驱动设计至关重要。 正动力学分析： 在已知驱动力或驱动力矩的情况下，求解机构的运动轨迹。这对于机构的性能预测和控制策略的制定非常重要。 考虑惯性力和摩擦力： 详细分析了惯性力、摩擦力以及其他外力对机构动力学行为的影响，并提供了相应的计算方法。 第三部分：空间机构的设计与综合 本部分关注空间机构的设计流程、优化方法以及新的机构类型。 机构综合的基本概念： 阐述了机构综合的任务和基本原则，包括功能综合、结构综合和性能综合。 空间机构的自由度与冗余度： 深入讨论了在机构综合过程中如何控制机构的自由度和冗余度，以满足特定的功能要求。 杆架类空间机构的设计： 平面机构的推广： 介绍了如何将经典的平面机构（如四杆机构、六杆机构）推广到三维空间，并分析其运动特性。 特有空间机构： 详细介绍了一些重要的空间机构类型，如三转四杆机构、UDC机构、R-C机构、特种机构等。分析了它们的结构特点、运动学和动力学性能。 路径和轨迹生成机构： 介绍了如何设计空间机构以实现特定的点位路径或空间轨迹的跟踪，这在机器人和数控技术中具有重要应用。 空间机构的优化设计： 性能指标： 定义了各种性能指标，如机构的传动比、刚度、稳定性、可达性等。 优化方法： 介绍了基于数学规划、遗传算法、模拟退火等优化算法在空间机构设计中的应用，以获得最优的设计参数。 新型空间机构的研究与展望： 探讨了当前空间机构领域的一些前沿研究方向，如可重构机构、柔性机构、自适应机构等，并对未来的发展趋势进行了展望。 第四部分：应用与实例 本部分通过具体的工程实例，展示了空间机构学在实际问题中的应用。 机器人技术中的空间机构： 分析了工业机器人、特种机器人（如探测机器人、医疗机器人）中常见的空间连杆机构和执行机构的设计与分析。 航空航天工程中的空间机构： 探讨了卫星天线展开机构、太阳帆板展开机构、对接机构等在极端环境下的设计要求和解决方案。 生物医学工程中的空间机构： 介绍了用于手术辅助、康复训练、微创器械等领域的空间机构设计。 其他工程应用： 涵盖了汽车悬架、精密测量仪器、自动化生产线等领域的空间机构应用实例。 本书旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助研究生深入理解空间机构学的精髓，掌握分析和设计复杂空间机构的能力，并为未来的科学研究和工程实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名热爱挑战的学生，对于那些能够解决实际工程难题的理论知识充满渴望。这本《高等空间机构学（第二版）》的出现，正好满足了我的这种需求。我尤其关注书中是否会深入探讨“机构综合”这一重要领域。机构综合，即根据预定的运动功能，设计出满足要求的机构，是机械设计中最具创造性的部分。我希望书中能够提供一些系统性的方法论，例如基于拓扑方法的机构综合、基于性能指标的机构综合，甚至是一些启发式的设计方法。我特别好奇书中是否会介绍一些用于空间机构综合的先进软件工具，以及如何利用这些工具来辅助设计过程。在实际工程中，我常常会遇到一些复杂的功能需求，而传统的“查手册”式的设计方法已经难以满足。我希望这本书能够为我提供一套系统的“设计思维”和“设计工具”，让我能够更加高效、创新地解决工程中的空间机构设计问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透着一股沉稳和厚重感，深蓝色的背景配上烫金的字体，一看就知道是正经的学术著作。拿到手里，厚度也相当可观，沉甸甸的，让人感觉里面一定蕴含着扎实的知识。我之前读过一些关于机构学的入门书籍，但总感觉有些概念停留在比较浅显的层面，对于更复杂的空间机构的理解总觉得隔靴搔痒。所以，当看到这本《高等空间机构学（第二版）》时，我内心是充满了期待的。我尤其感兴趣的是书中可能涉及到的那些复杂的几何变换和运动学分析。我之前在做某个项目时，遇到了一种多自由度的空间并联机构，当时为了分析它的运动学和动力学特性，查阅了大量的文献，走了不少弯路。这本书，我希望它能够提供一个系统性的理论框架，帮助我理解这类机构的设计原理和分析方法。特别是“高等”二字，让我觉得它应该能深入到一些我之前没有接触过的领域，比如更高级的约束分析、雅可比矩阵的推导与应用，甚至是一些数值仿真的方法。我猜想，书中应该会包含大量的公式推导和案例分析，我希望能从中学习到如何将理论知识转化为实际的应用，解决工程中遇到的难题。而且，作为研究生教学用书，其严谨性和深度应该是毋庸置疑的，这对于我这样的学习者来说，是最宝贵的。我非常期待这本书能够成为我解决复杂空间机构问题的“宝典”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名称，特别是“高等”和“空间机构学”，就足以引起我对它浓厚的兴趣。我一直对那些能够处理复杂三维运动的机械系统抱有极大的热情，而空间机构无疑是其中的佼佼者。我尤其想知道，书中是否会深入探讨“自由度分析”和“约束分析”在空间机构中的应用。在设计任何一个机械系统时，对自由度的准确判断是第一步，而对于空间机构来说，其自由度的计算和理解会比平面机构复杂得多。我期望书中能提供一套系统的方法论，例如Grübler准则在三维空间中的推广和应用，或者更先进的基于向量的自由度分析方法。同时，对于“约束分析”，我也充满了期待。如何合理地施加约束，避免冗余约束导致过大的内应力，或者避免欠约束导致机构不稳定，这些都是设计过程中必须面对的问题。我希望书中能够提供一些案例分析，展示如何通过约束分析来优化机构的设计，提高其性能和可靠性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对我来说是雪中送炭。我一直在寻找一本能够系统性地梳理空间机构学知识的教材，特别是在动力学分析方面。我之前阅读的一些资料，往往在动力学部分涉及不够深入，或者仅停留在欧拉-拉格朗日方程的简单应用。我期望这本《高等空间机构学（第二版）》能够提供更全面、更深入的动力学分析方法，包括但不限于牛顿-欧拉法、拉格朗日方程以及更高级的分析技术，例如基于Kane方程或Hamilton方程的方法。我特别关注书中是否会详细讲解如何建立空间机构的动力学模型，如何求解其运动方程，以及如何分析其在各种载荷下的响应。在工程实践中，准确的动力学模型对于机构的性能预测、故障诊断以及控制系统的设计至关重要。例如，在设计一个高动态响应的并联机器人时，精确的动力学模型可以帮助我们理解其惯性效应、重力效应以及阻尼效应，从而设计出更优化的控制算法，提高其速度和精度。我希望这本书能为我提供一套完整的方法论，让我能够从容应对各种空间机构的动力学分析难题。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对机器人技术非常感兴趣的学生，尤其是在三维空间中进行精确运动控制方面。因此，一本关于高等空间机构学的书籍对我来说至关重要。这本《高等空间机构学（第二版）》的出现，让我看到了希望。我非常好奇书中是否会深入探讨“构型空间”和“相空间”的概念，以及它们在分析和描述空间机构运动中的作用。我理解，对于复杂的空间机构，其运动状态可以用多个参数来描述，而这些参数的组合就构成了构型空间。对构型空间的理解，有助于我们分析机构的可达性、奇异性以及运动的规律性。我希望书中能够提供一些清晰的图示和例子，来帮助我直观地理解这些抽象的概念。同时，我也对书中可能涉及的“特异构型”（singular configurations）的分析非常感兴趣。特异构型往往是机构运动的瓶颈，理解它们的产生原因和影响，对于避免机构失效、优化设计至关重要。我希望书中能提供有效的检测和规避特异构型的方法，这将对我未来设计和控制机器人系统有极大的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我一直对机构学这个领域充满好奇，特别是那些能够在三维空间中实现复杂运动的机构。在我的研究中，常常需要设计一些能够进行多轴联动、高精度定位的系统，而传统的二维机构显然已经无法满足需求。因此，当我在书店看到这本《高等空间机构学（第二版）》时，我毫不犹豫地购买了。我非常期待书中能够深入探讨各种类型的空间机构，例如Stewart平台、Delta机器人等，这些都是在工业自动化、航空航天等领域有着广泛应用的高端装备。我希望书中能够详细阐述这些机构的结构特点、运动学模型、动力学特性以及控制策略。特别是对于Stewart平台，它的并行结构带来的高刚度和高精度一直让我着迷，但其运动学求解的复杂性也让不少人望而却步。我希望这本书能够提供清晰的推导过程和有效的求解方法，帮助我理解其背后的原理，甚至能够指导我进行相关机构的设计和优化。此外，我对于书中可能涉及的“约束分析”也抱有很大的兴趣。在设计复杂的空间机构时，如何有效地施加约束，避免冗余约束或欠约束，是至关重要的。这本书能否提供一些系统性的方法来分析和处理这些约束问题，将对我具有非常大的价值。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对于空间机构的“动力学耦合”问题感到困惑。在设计和分析复杂的空间机构时，各个构件之间的运动和受力往往是相互关联、相互影响的，这种耦合效应使得动力学分析变得异常困难。我非常期待这本《高等空间机构学（第二版）》能够深入剖析这些动力学耦合问题，并提供有效的解决方案。我希望书中能够详细讲解如何建立考虑了动力学耦合效应的空间机构动力学模型，以及如何求解这些复杂的动力学方程。特别是对于一些高速运动的空间机构，例如航空发动机中的涡轮叶片，或者高速切削机床中的刀具，其动力学特性对系统的性能和可靠性有着至关重要的影响。我希望这本书能够为我提供一套系统性的分析框架，帮助我理解和预测这些复杂系统在动态载荷下的行为，从而进行更精确的仿真和更优化的设计。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先吸引我的是它清晰的章节组织和逻辑结构。即使是面对一个如此庞大和复杂的学科，作者也将其拆解得井井有条，让读者能够循序渐进地进行学习。我特别留意到书中关于“空间运动学”的论述，这部分通常是理解空间机构的基础。我印象中，传统的平面机构学中，位姿变换主要依靠欧拉角或四元数，但空间机构的描述则更为复杂，涉及到更多的自由度和更精密的坐标变换。我期望这本书能够提供对这些变换的深入讲解，可能包括齐次坐标、旋转矩阵、齐次变换矩阵等在三维空间中的应用。更重要的是，我希望能看到书中关于如何建立空间机构运动学模型的详细步骤，以及如何分析其逆运动学和正运动学问题。我曾遇到过一个多自由度机械臂的设计，当需要精确控制末端执行器的位置和姿态时，运动学求解就变得异常关键，但计算量大且容易出错。这本书如果能提供一些高效的求解算法，或者对不同方法的优劣进行比较分析，那对我来说将是巨大的帮助。我还好奇书中是否会涉及一些更高级的理论，比如李群和李代数在机构学中的应用，这在一些前沿研究中已经开始崭露头角，如果这本书能有所涵盖，那就更加值了。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够将理论知识转化为实际工程应用的学科充满敬意。这本《高等空间机构学（第二版）》的名称，就预示着它将提供这样一种能力。我非常期待书中能够包含大量的实际工程案例分析，例如在航空航天、汽车工程、机器人技术等领域的应用。我希望通过这些案例，能够直观地理解空间机构的各种设计理念、分析方法以及应用局限性。我尤其想看到书中是如何将抽象的数学模型与具体的工程设计相结合的。比如，如何根据实际的应用需求，选择合适的机构类型；如何利用运动学和动力学分析来评估机构的性能；如何在设计过程中考虑制造工艺和成本等因素。我希望这本书不仅仅是一本理论教材，更是一本能够指导我进行实际工程设计的“实战手册”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新兴技术领域（如仿生机械、可穿戴设备）感兴趣的学生，我对能够实现复杂三维运动的机构设计抱有浓厚的兴趣。这本《高等空间机构学（第二版）》的出现，为我打开了一扇新的大门。我特别想知道，书中是否会探讨“可变拓扑机构”或“自适应机构”的设计原理。这些机构能够根据外界环境或任务需求，动态地改变其结构或运动模式，这在一些高端应用领域具有巨大的潜力。我希望书中能够提供一些关于如何设计和控制这类机构的理论基础和案例分析。例如，模仿生物体运动的仿生机械手，需要能够根据接触物体的大小和形状，实时调整其抓取策略和运动轨迹。我希望这本书能够为我提供一些关于这类“智能”机构设计方法的启示。

评分☆☆☆☆☆

书很经典

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很不错的书，买来好好学习一下。

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并联机器人的经典教材，不错

评分☆☆☆☆☆

书收到了，是我需要的，正版

评分☆☆☆☆☆

给老师买的，空间机构学基础

评分☆☆☆☆☆

挺好的，还特地从北京发过来

评分☆☆☆☆☆

京东的客服超级差！付了钱不给东西，大家不要买

评分☆☆☆☆☆

发货很快！

评分☆☆☆☆☆

内容和印刷质量都不错，给好评