机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例

机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例
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作者:
出版社: 高等教育出版社
2015-03
版次: 1
ISBN: 9787040421514
定价: 79.00
装帧: 精装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 287页
字数: 380千字
正文语种: 简体中文
分类: 工程技术
  •   与传统刚性机构相比,柔顺机构具有高精度、无间隙、无摩擦、免润滑、可单件加工、重量轻和便于小型化等优点。
      《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》详细介绍了柔顺机构主要的建模和设计方法,全面总结了柔顺机构的综合方法,并分类整理了包含数百种柔性单元和柔顺装置的大型图库。《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》旨在启迪和引导设计人员开展柔顺机构的研发。
      《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》主要面向具有一定机构设计经验的工程师和产品研发人员。对非工程领域的设计人员和发明家们亦有很好的参考价值。   豪厄尔,美国杨白翰大学教授,美国杨百翰大学教授。美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研发工程师。 第一部分柔顺机构导论
    第1章柔顺机构简介
    1.1什么是柔顺机构?
    1.2柔顺机构有哪些优点?
    1.3柔顺机构带来了哪些挑战?
    1.4为什么柔顺机构的应用变得越来越普遍?
    1.5哪些基本概念可以帮助我们理解柔顺性?
    1.5.1刚度和强度的不同
    1.5.2大柔度和高强度可以集于一身
    1.5.3产生柔性的基本方法
    1.6结论
    参考文献
    第2章使用本书进行柔性装置设计
    2.1内容纲要
    2.2设计柔顺机构时的几点考虑
    2.2.1疲劳失效
    2.2.2获得大变形
    2.2.3保持高离轴刚度
    2.2.4力与变形之间的耦合
    2.3在图库中寻找思路和概念
    2.4柔顺机构建模
    2.4.1根据变形大小选择建模方法
    2.4.2解析建模法与近似建模法的比较
    2.5综合出自己的柔顺机构
    2.5.1修改图库中找到的概念设计
    2.5.2替换现有的刚体机构
    2.5.3从功能需求出发
    2.6柔顺机构设计方法总结
    2.6.1选择概念设计
    2.6.2确定设计参数的取值
    扩展阅读

    第二部分柔顺机构建模
    第3章中行程柔性机构的分析
    3.1引言
    3.2挠曲梁的几何非线性建模
    3.3梁约束模型
    3.4实例分析:平行四边形柔性机构
    3.5结论
    扩展阅读
    第4章大挠度变形单元的建模
    4.1引言
    4.2大挠度的弯曲方程
    4.3弯曲非线性方程的求解
    4.4例子
    4.4.1固定一铰接型柔性梁
    4.4.2固定导向型柔性梁(双稳态机构)
    4.5结论
    扩展阅读
    参考文献
    第5章使用伪刚体模型
    5.1引言
    5.2平面梁的伪刚体模型
    5.3伪刚体模型的应用:开关机构的实例研究
    5.3.1设计方案I:短臂柔性铰链(SLFP)开关
    5.3.2设计方案Ⅱ:柔性梁开关
    5.3.3设计方案Ⅲ.固定一导向型柔性梁开关
    5.4结论
    致谢
    参考文献
    附录伪刚体模型实例(LarryL.Howeu撰写)

    第三部分柔顺机构综合
    第6章基于自由度与约束拓扑的综合
    6.1引言
    6.2基本原理
    6.2.1用旋量理论对运动进行建模
    6.2.2用旋量理论对约束进行建模
    6.2.3完备的自由度与约束空间图谱
    6.2.4运动学等效
    6.3FACT综合过程与案例研究
    6.3.1柔性球铰探针
    6.3.2XyO纳米定位台
    6.4FAcT目前的功能以及未来的潜能
    致谢
    参考文献
    第7章基于拓扑优化的综合
    7.1什么是拓扑优化7
    7.2柔顺机构的拓扑优化
    7.3基结构法
    7.4连续体法
    7.4.1SIMP法
    7.4.2均匀化法
    7.5讨论
    7.6优化算法
    致谢
    参考文献
    第8章用刚体置换法进行综合
    8.1定义、目的与局限性
    8.2刚体置换法的步骤
    8.2.1从刚体机构人手
    8.2.2从预定任务人手
    8.2.3从柔顺机构构型人手
    8.2.4如何根据载荷、应变以及运动特性选择最佳构型7
    8.3简单的自行车变速器设计
    参考文献
    第9章基于模块法的综合
    9.1引言
    9.2通用的模块综合法
    9.3基本模块
    9.3.1柔顺双杆组
    9.3.2柔顺四杆模块
    9.4功能特性的弹性运动学表示
    9.4.1柔度椭圆与瞬心
    9.4.2柔度椭球
    9.4.3特征运动旋量与特征力旋量
    9.5分解方法与设计实例
    9.5.1单点机构
    9.5.2运用柔度椭球设计多端口机构
    9.5.3基于瞬心的位移放大机构
    9.6结论
    扩展阅读
    参考文献

    第四部分柔顺机构图库
    第10章图库的组织
    10.1引言
    10.2分类
    10.2.1机构的组成单元
    10.2.2机构
    10.2.3分类方法的局限性
    10.3柔顺机构图库
    10.4结论
    参考文献
    第11章机构的组成单元
    11.1柔性件
    11.1.1梁(beams)
    11.1.2转动副(frevolule)
    11.1.3平移(ftranslate)
    11.1.4虎克铰(universal)
    11.2刚体关节
    11.2.1旋转(revolutel)
    11.2.2平移(prismatic)
    11.2.3虎克铰(funiversal)
    11.2.4其他
    参考文献
    第12章机构
    12.1基本机构
    12.1.1四杆机构ffour_barmechanisms)
    12.1.2六杆机构fsix_barmechanisms)
    12.2运动学
    12.2.1平移(translional)
    12.2.2旋转
    12.2.3平移-旋转
    12.2.4平行运动
    12.2.5直线
    12.2.6特定的运动路径
    12.2.7行程放大
    12.2.8空间定位
    12.2.9变胞
    12.2.10棘轮
    12.2.11锁
    12.2.12其他
    12.3动力学
    12.3.1能量存储
    12.3.2稳定性
    12.3.3恒力/常力
    12.3.4力放大器
    12.3.5阻尼
    12.3.6模态
    12.3.7其他
    参考文献
    第13章应用实例
    13.1机构的组成单元:柔性单元(flexibleelements)
    13.2机构:运动学(kinematic)
    13.3机构:运动力学(kinetic)
    参考文献
  • 内容简介:
      与传统刚性机构相比,柔顺机构具有高精度、无间隙、无摩擦、免润滑、可单件加工、重量轻和便于小型化等优点。
      《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》详细介绍了柔顺机构主要的建模和设计方法,全面总结了柔顺机构的综合方法,并分类整理了包含数百种柔性单元和柔顺装置的大型图库。《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》旨在启迪和引导设计人员开展柔顺机构的研发。
      《机械工程前沿著作系列·机器人科学与技术丛书:柔顺机构设计理论与实例》主要面向具有一定机构设计经验的工程师和产品研发人员。对非工程领域的设计人员和发明家们亦有很好的参考价值。
  • 作者简介:
      豪厄尔,美国杨白翰大学教授,美国杨百翰大学教授。美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研发工程师。
  • 目录:
    第一部分柔顺机构导论
    第1章柔顺机构简介
    1.1什么是柔顺机构?
    1.2柔顺机构有哪些优点?
    1.3柔顺机构带来了哪些挑战?
    1.4为什么柔顺机构的应用变得越来越普遍?
    1.5哪些基本概念可以帮助我们理解柔顺性?
    1.5.1刚度和强度的不同
    1.5.2大柔度和高强度可以集于一身
    1.5.3产生柔性的基本方法
    1.6结论
    参考文献
    第2章使用本书进行柔性装置设计
    2.1内容纲要
    2.2设计柔顺机构时的几点考虑
    2.2.1疲劳失效
    2.2.2获得大变形
    2.2.3保持高离轴刚度
    2.2.4力与变形之间的耦合
    2.3在图库中寻找思路和概念
    2.4柔顺机构建模
    2.4.1根据变形大小选择建模方法
    2.4.2解析建模法与近似建模法的比较
    2.5综合出自己的柔顺机构
    2.5.1修改图库中找到的概念设计
    2.5.2替换现有的刚体机构
    2.5.3从功能需求出发
    2.6柔顺机构设计方法总结
    2.6.1选择概念设计
    2.6.2确定设计参数的取值
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    第二部分柔顺机构建模
    第3章中行程柔性机构的分析
    3.1引言
    3.2挠曲梁的几何非线性建模
    3.3梁约束模型
    3.4实例分析:平行四边形柔性机构
    3.5结论
    扩展阅读
    第4章大挠度变形单元的建模
    4.1引言
    4.2大挠度的弯曲方程
    4.3弯曲非线性方程的求解
    4.4例子
    4.4.1固定一铰接型柔性梁
    4.4.2固定导向型柔性梁(双稳态机构)
    4.5结论
    扩展阅读
    参考文献
    第5章使用伪刚体模型
    5.1引言
    5.2平面梁的伪刚体模型
    5.3伪刚体模型的应用:开关机构的实例研究
    5.3.1设计方案I:短臂柔性铰链(SLFP)开关
    5.3.2设计方案Ⅱ:柔性梁开关
    5.3.3设计方案Ⅲ.固定一导向型柔性梁开关
    5.4结论
    致谢
    参考文献
    附录伪刚体模型实例(LarryL.Howeu撰写)

    第三部分柔顺机构综合
    第6章基于自由度与约束拓扑的综合
    6.1引言
    6.2基本原理
    6.2.1用旋量理论对运动进行建模
    6.2.2用旋量理论对约束进行建模
    6.2.3完备的自由度与约束空间图谱
    6.2.4运动学等效
    6.3FACT综合过程与案例研究
    6.3.1柔性球铰探针
    6.3.2XyO纳米定位台
    6.4FAcT目前的功能以及未来的潜能
    致谢
    参考文献
    第7章基于拓扑优化的综合
    7.1什么是拓扑优化7
    7.2柔顺机构的拓扑优化
    7.3基结构法
    7.4连续体法
    7.4.1SIMP法
    7.4.2均匀化法
    7.5讨论
    7.6优化算法
    致谢
    参考文献
    第8章用刚体置换法进行综合
    8.1定义、目的与局限性
    8.2刚体置换法的步骤
    8.2.1从刚体机构人手
    8.2.2从预定任务人手
    8.2.3从柔顺机构构型人手
    8.2.4如何根据载荷、应变以及运动特性选择最佳构型7
    8.3简单的自行车变速器设计
    参考文献
    第9章基于模块法的综合
    9.1引言
    9.2通用的模块综合法
    9.3基本模块
    9.3.1柔顺双杆组
    9.3.2柔顺四杆模块
    9.4功能特性的弹性运动学表示
    9.4.1柔度椭圆与瞬心
    9.4.2柔度椭球
    9.4.3特征运动旋量与特征力旋量
    9.5分解方法与设计实例
    9.5.1单点机构
    9.5.2运用柔度椭球设计多端口机构
    9.5.3基于瞬心的位移放大机构
    9.6结论
    扩展阅读
    参考文献

    第四部分柔顺机构图库
    第10章图库的组织
    10.1引言
    10.2分类
    10.2.1机构的组成单元
    10.2.2机构
    10.2.3分类方法的局限性
    10.3柔顺机构图库
    10.4结论
    参考文献
    第11章机构的组成单元
    11.1柔性件
    11.1.1梁(beams)
    11.1.2转动副(frevolule)
    11.1.3平移(ftranslate)
    11.1.4虎克铰(universal)
    11.2刚体关节
    11.2.1旋转(revolutel)
    11.2.2平移(prismatic)
    11.2.3虎克铰(funiversal)
    11.2.4其他
    参考文献
    第12章机构
    12.1基本机构
    12.1.1四杆机构ffour_barmechanisms)
    12.1.2六杆机构fsix_barmechanisms)
    12.2运动学
    12.2.1平移(translional)
    12.2.2旋转
    12.2.3平移-旋转
    12.2.4平行运动
    12.2.5直线
    12.2.6特定的运动路径
    12.2.7行程放大
    12.2.8空间定位
    12.2.9变胞
    12.2.10棘轮
    12.2.11锁
    12.2.12其他
    12.3动力学
    12.3.1能量存储
    12.3.2稳定性
    12.3.3恒力/常力
    12.3.4力放大器
    12.3.5阻尼
    12.3.6模态
    12.3.7其他
    参考文献
    第13章应用实例
    13.1机构的组成单元:柔性单元(flexibleelements)
    13.2机构:运动学(kinematic)
    13.3机构:运动力学(kinetic)
    参考文献
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