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| 內容簡介： |
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本书首先对机器人机构学分析的重要工具——螺旋理论、线矢量、螺旋运动、力螺旋及螺旋相关性和相逆性进行了阐述，并以此为基础，深入地讲述了机器人机构拓扑结构分析的基本理论和方法，主要包括串联机器人机构、单回路机器人机构及并联机器人机构的拓扑结构特征与综合。其中，对动平台输出为3T-0R和0T-3R的两类并联机器人进行了重点介绍。后，本书叙述了腿式移动机器人和轮式移动机器人的运动机构。本书适合作为高等学校机器人工程相关专业的本科生教材，也可作为研究生和机器人工程技术人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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刘宇，男，博士，教授/博士生导师，就职于哈尔滨工业大学机电学院机器人研究所。先后主持参加国家自然科学基金重点项目、863重点项目20余项。获得中国人民解放军科技进步一等奖一项。研究领域主要包括：空间机器人、冗余度机器人、并联机器人、移动机器人等。
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| 目錄：
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第1章 绪论1
1.1 现代机械系统1
1.1.1 组成1
1.1.2 机器人设计的一般过程2
1.2 机器人机构学2
1.2.1 拓扑结构研究现状4
1.2.2 主要特点5
1.2.3 研究的基本问题5
1.2.4 适用的理论方法7
1.3 本书主要内容、特点与建议7
1.3.1 主要内容7
1.3.2 特点与建议8
习题10
第2章 螺旋理论基础11
2.1 点、线、面的齐次表示12
2.1.1 点的齐次坐标12
2.1.2 直线的矢量方程12
2.1.3 平面的矢量方程15
2.2 点、线、面的相互关系及两直线的互矩17
2.2.1 直线与平面的交点17
2.2.2 两平面的交线18
2.2.3 两直线的互矩18
2.2.4 两直线的交点19
2.2.5 两直线的公法线20
2.3 线矢量及螺旋21
2.4 螺旋的代数运算23
2.4.1 螺旋的数乘运算23
2.4.2 两螺旋的加法运算24
2.4.3 两螺旋的互易积25
2.5 刚体的瞬时螺旋运动25
2.5.1 刚体的瞬时转动25
2.5.2 刚体的瞬时移动26
2.5.3 刚体的运动合成27
2.6 刚体上作用的力螺旋29
2.6.1 刚体上的作用力29
2.6.2 刚体上作用的力偶30
2.6.3 刚体上作用力的合成30
习题33
第3章 螺旋的相关性和相逆性34
3.1 螺旋系及其基本定理34
3.1.1 基本定义34
3.1.2 螺旋系串联定理35
3.1.3 单回路运动链的螺旋方程35
3.1.4 螺旋系并联定理36
3.2 螺旋的相关性36
3.2.1 螺旋相关性定义36
3.2.2 秩判定方法37
3.2.3 几何条件判定方法37
3.3 串联机器人螺旋运动方程44
3.4 螺旋的相逆性46
3.4.1 反螺旋的定义46
3.4.2 反螺旋系49
3.4.3 反螺旋和被约束的运动56
3.4.4 约束线矢力作用下存在的特殊转动58
习题64
第4章 串联机器人机构拓扑结构特征与综合65
4.1 串联机器人机构拓扑结构特征65
4.1.1 串联机器人机构结构组成及其符号表示65
4.1.2 串联机器人机构的活动度公式68
4.1.3 串联机器人机构运动输出特征矩阵68
4.2 串联机器人机构运动输出特征方程71
4.2.1 运动螺旋的矩阵表示71
4.2.2 运动副的运动输出特征矩阵72
4.2.3 串联机器人机构运动输出特征方程求解74
4.3 串联机器人机构运动输出特征矩阵运算75
4.3.1 运动输出特征矩阵运算规则75
4.3.2 运算示例77
4.3.3 运动副轴线特殊配置类型及其运动输出特征79
4.4 串联机器人机构的拓扑结构综合82
4.4.1 拓扑结构综合主要步骤82
4.4.2 拓扑结构综合示例83
4.4.3 串联机器人机构的拓扑结构类型87
习题89
第5章 单回路机器人机构拓扑结构特征与综合91
5.1 单回路机器人机构过约束性及其分类91
5.2 过约束回路秩的判定93
5.2.1 基本原理93
5.2.2 求秩示例94
5.3 单回路机器人机构的活动度与运动副特性96
5.3.1 活动度公式96
5.3.2 消极运动副及其判定97
5.3.3 主动副及其判定99
5.4 一般过约束回路拓扑结构综合100
5.4.1 基本原理100
5.4.2 拓扑结构综合主要步骤100
5.4.3 一般过约束回路拓扑结构类型103
5.5 特殊过约束回路研究简介104
5.5.1 特殊过约束回路主要特点104
5.5.2 主要研究方法105
5.5.3 典型特殊过约束回路及其存在条件105
习题107
第6章 并联机器人机构拓扑结构特征与综合108
6.1 并联机器人机构结构组成108
6.1.1 并联机器人机构结构分解108
6.1.2 支路基本类型109
6.1.3 并联机器人机构结构组成的符号表示111
6.2 机构活动度111
6.2.1 活动度公式111
6.2.2 虚约束类型及其判定113
6.2.3 消极运动副及其判定115
6.3 并联机器人机构运动输出116
6.3.1 并联机器人机构运动输出特征矩阵116
6.3.2 并联机器人机构运动输出特征方程117
6.3.3 运动输出特征矩阵的确定119
6.3.4 支路运动副在静平台的配置122
6.4 多回路机构耦合度123
6.4.1 多回路机构结构组成123
6.4.2 运动链约束度与机构耦合度123
6.4.3 基本运动链及其判定126
6.5 活动度类型与控制解耦原理128
6.5.1 活动度类型及判定128
6.5.2 运动输入-输出控制解耦原理129
6.6 主动副位置及其判定130
6.6.1 主动副数目130
6.6.2 主动副判定准则131
6.7 并联机器人机构拓扑结构综合方法132
6.7.1 基本方法与功能要求132
6.7.2 拓扑结构综合的一般过程133
习题134
第7章 3T-0R并联机器人机构拓扑结构综合与分类135
7.1 支路结构类型与支路组合135
7.1.1 单开链支路结构类型135
7.1.2 混合单开链支路结构类型136
7.1.3 支路组合方案139
7.2 3T-0R并联机器人机构拓扑结构综合140
7.2.1 支路为单开链的拓扑结构综合140
7.2.2 支路为混合单开链的拓扑结构综合146
7.3 3T-0R并联机器人机构拓扑结构类型及其分类149
7.3.1 拓扑结构基本类型及其扩展149
7.3.2 基于瞬时运动输出特性的拓扑结构类型154
7.3.3 拓扑结构特征及其分类158
习题158
第8章 0T-3R并联机器人机构拓扑结构综合与分类159
8.1 支路结构类型与支路组合159
8.1.1 单开链支路结构类型159
8.1.2 混合单开链支路结构类型161
8.1.3 支路组合方案163
8.2 0T-3R并联机器人机构拓扑结构综合163
8.2.1 支路仅为单开链的拓扑结构综合163
8.2.2 支路有混合单开链的拓扑结构综合168
8.3 0T-3R并联机器人机构拓扑结构类型及其分类173
8.3.1 拓扑结构类型173
8.3.2 拓扑结构特征及其分类176
习题177
第9章 移动机器人的运动机构178
9.1 概述178
9.2 运动的关键问题180
9.3 腿式移动机器人181
9.3.1 腿的数目182
9.3.2 单腿的自由度182
9.3.3 步态规划183
9.3.4 运动机构185
9.4 轮式移动机器人195
9.4.1 轮子的类型195
9.4.2 常见的轮式移动机器人底盘结构(运动机构形式)196
9.4.3 设计所考虑的关键问题199
9.5 轮腿混合移动机器人201
习题203
参考文献204
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