序言

现代机构学是机械工程学科的重要分支之一,是设计和开发各种现代机械装备与机电一体化产品的基础,是机械发明创造的源泉。近年来,现代机构学领域快速发展,涌现出许多新技术、新成果,对装备制造业和现代机械工业的发展产生了根本性影晌。进入21世纪以来,中国机构学在国际学术舞台上独树一帜,成为我国机械工程领域在国际学术界享有盛誉的学科之一。在机构学发展的关键时刻,国家自然科学基金委员会于2013年11月在常州召开了"中国机构学发展中青     

厚积而薄发 格物以致知———戴建生教授新著《机构学与机器人学的几何基础与旋量代数》与《旋量理论与李群、李代数》评述

<正>戴建生教授在机构学与机器人学领域取得了丰硕的研究成果,他是国际上享有盛誉的可重构机构与可重构机器人学领域的权威专家,并于今年(2015年)获得了ASME机构学与机器人学终身成就奖。藉二十余年的学术积淀,戴教授在耳顺之年(2014年)出版了两部新著。其中,《机构学与机器人学的几何基础与旋量代数》为高等教育出版社"机器人科学与技术"丛书的第一部;这     

2012中国机构与机器科学国际会议(第18届中国机构学会议)暨2012海峡两岸机构学学术研讨会(CCMMS 2012)2号通知

2012年是中国机构学专业委员会成立30周年。30年前,在黄山举行了首届全国机构学学术会议。30年后,在黄山举行中国机构与机器科学国际会议(CCMMS2012),更是意义非凡。本届会议将于2012年7月13日-17日举行,交流国内外机构学领域的最新研究成果,报告机构学研究动态和新进展,促进这一领域工作的深入和全面提高。会议将广泛邀请美、英、德、     

中国机械工程学会机械传动分会机构学专业委员会机构学学术贡献奖、学术创新奖评奖章程

一、前言为表彰对中国的机构学研究、应用与发展作出杰出贡献或取得重大成就的专业人士 ,特设立机构学学术贡献奖、学术创新奖。　　二、评奖原则本奖项面向机构学研究、应用的专业人员 ,包括曾经或正在参与中国机械工程学会机械传动分会机构学专业委员会工作的、对机构学发展有贡献的人员。机构学学术贡献奖主要针对曾经为中国机构学的研究、应用与发展作出杰出贡献的专业人士。机构学学术创新奖主要针对目前正在机构学领域进行创新性工作、并在机构学研究、应用与发展中取得重大成就的专业人士 ,包括发表具有高水平机构学学术论文的专家、…     

行为机构学与高端装备创新设计

近年来,科技的迅猛发展对高端装备以及各类机器的环境适应性、交互能力等提出了更高要求,一类新的机构学研究方向——基于“交互特性”的行为机构学研究呼之欲出且迫在眉睫。在尝试阐述行为机构学内涵的基础上,重点展望行为机构学的6个重点研究方向和两大核心科学问题,其中重点研究方向包括机构与机器的行为学基础与表征方法、适应性机构学理论、超材料/超结构、面向群体/群智行为的机构综合理论与技术、人-机器人共融的机构学基础、面向性能保障与增强的其他行为机构学基础等。通过对航空航天领域复杂加工、太空深海探测等几个典型应用场景的示例枚举,展现行为机构学研究潜在重要的科学与工程价值,行为机构学对高端装备的创新设计和应用可起到重要支撑作用。     

计算机辅助分析技术在机构学中的应用

总结了近年来机构学领域计算机辅助分析技术的使用情况,指出了此种技术在机构的结构分析、机构的运动与动力分析、机构精确分析及机构控制等方面的应用前景及其优缺点等。     

柔顺精密定位与操作机构研究进展

柔顺机构是一种利用柔顺元件的弹性变形来传递或转换运动、力或能量的新型机构。与传统的刚性机构相比，柔顺机构具有高精度、无间隙、无摩擦磨损、免装配及易于小型化等特点，是机构学研究领域的一个重要分支。以精密定位和精密操作两类代表性的柔顺机构为研究对象，从分析与设计、传感与控制等方面介绍了该领域国内外的研究现状、存在的主要问题和发展趋势。     

加强现代机构学的研究，推动机械产品创新设计的发展

文章研究了机构学形成及发展现状,展望了机构学的发展前景。论述了现代机构学的研究内容。现代机构学的不断发展,将大大推动机械产品创新设计的发展。指出机构学应该是一门不断发展的学科。我们机构学研究人员应该坚持努力,为21世纪的现代机构学研究出谋划策。     

新型三自由度并联机构工作空间分析

随着并联机构技术的发展,少自由度并联机构由于具有结构相对简单,控制容易等优点,逐步成为机构学领域新的研究热点,在工业领域有着广阔的应用前景。针对并联机构工作空间较小的特点,对一种新型三自由度并联机构进行研究。该机构的工作空间对称分布于定平台的两侧。在分析其结构特点的基础上,推导出其位置反解方程。根据约束条件,采用数值方法绘制出工作空间的三维立体图和Z截面上的边界图。并定量分析了机构设计参数对工作空间大小的影响。     

坐标测量机的新发展——并联运动机构坐标测量机

从空间机构学的角度出发,可将坐标测量机分为串联机构坐标测量机和并联机坐标测量机两大类.由于并联机构坐标测量机测量精度高,测头位姿灵活,同时又具有“硬件”简单,“软件”复杂的特点,因而,正在成为坐标测量机领域研究的新热点.文章首先分析了普通笛卡尔串联机构坐标测量机的发展现状及存在问题,然后介绍了并联机构坐标测量机的结构及特点,并对国内外有关并联运动机构理论及其在坐标测量机领域的研究现状与发展趋势进行了综述,最后,对并联机构坐标测量机研究过程中应注意的主要问题进行了探讨.     

基于FIS理论的Myard环形组网机构运动学分析

为揭示折展机构连续与瞬时运动的本质与代数关联，将有限瞬时旋量理论（FIS理论）应用于一类过约束折展机构的分析中，提出包括折展单元及其组网机构的运动学分析方法。首先介绍了FIS理论的基本原理、Myard机构和Myard环形组网机构的组成原理。其次对于Myard机构，通过选定合适的初始位形，以构建有限旋量闭环方程的方式解决了折展单元的关节运动参数映射，基于旋量三角积与螺旋运动的定义提出了基于有限旋量的轨迹求解方法，随后由有限与瞬时旋量的微分映射关系得到Myard机构的速度模型。在此基础上，结合参数化的等效广义副将3-Myard环形组网机构简化为单闭环机构，以求解机构的参数映射关系，随后借助与Myard机构相同的分析流程便得到组网机构的位移与速度模型。提出折展单元及其环形组网机构的关节参数映射、运动轨迹和速度模型的分析方法，丰富了折展机构的运动学分析理论，为解决折展单元及其组网机构的运动学分析问题提供了新选择。     

变拓扑机构理论的基本问题

研究了变拓扑机构理论的三个基本问题：变拓扑机构的定义、变拓扑机构的基本变拓扑方式及其相关性。主要以图论和点形图理论为工具,在定义机构拓扑结构、机构理想化、理想机构、机构的元和变元集等新概念基础上,提出了变拓扑机构新概念,并给出了严谨的数学定义。提出了变拓扑机构的三种基本变拓扑方式,准确表述了三种基本变拓扑方式的内涵。基本变拓扑方式是变拓扑机构拓扑结构变化的基本原理之一。依据该基本原理,发现、提出并充分证明了变拓扑机构基本变拓扑方式的两个相关性定理及其三个推论。     

机器人机构结构综合方法的基本思想、特点及其发展趋势

对机器人机构结构综合3种方法(基于螺旋理论的方法、基于位移子群/子流形的方法和基于方位特征的方法)的基本思想与特点进行比较研究。研究表明,基于方位特征的方法具有显著的特点:可得到非瞬时机构和非瞬时自由度,机构存在的几何条件具有一般性(以上不同于基于螺旋理论的方法);结构学基本方程揭示了机构的拓扑结构、运动方位特征和自由度三者之间的显式映射关系,运算规则较少,且几何意义明确,易于操作,只使用简单的数学工具(矢量代数等),便于设计者理解和应用,适用于所有机构(不含Bennett等一类机构)的结构综合(以上不同于基于位移子群的方法)。研究亦表明,基于单开链单元的结构组成原理,构建机构结构学、运动学和动力学三者密切相关的系统理论与方法是机构拓扑结构学发展的重要方向之一。     

螺旋理论在空间机构运动和动力分析中的应用

本文用正交螺旋法对一自由度单环空间机构的运动分析进行了研究,导出其速度和加速度的计算公式,在此基础上又对其动力分析进行了研究,从而扩展了螺旋理论的应用。     

分形理论在机械密封端面形貌分析中的应用

机械密封摩擦与密封机理研究的基础是密封端面,目前,其摩擦磨损机理和密封机理均没有形成公认的一种理论,其中,密封端面形貌及变化是研究过程中难以分析计算和确定的,分形理论能建立一个端面形貌测量与测量仪器无关、参数惟一的数学模型.     

基于圆锥滚子的弧面凸轮三维CAD

基于空间机构的共轭啮合原理 ,采用齐次坐标变换法推导了基于圆柱滚子的弧面凸轮的曲面方程与压力角方程 ,并利用UG软件的二次开发模块 ,开发了弧面凸轮三维CAD软件     

内啮合弧面凸轮机构及其CAD

根据内啮合弧面凸轮机构的特点 ,基于齐次坐标变换和空间机构的共轭啮合原理 ,推导了内啮合弧面凸轮的轮廓曲面方程和压力角方程 ,利用UG软件的二次开发模块开发了内啮合弧面凸轮的三维CAD软件 ,最后通过实例对软件进行了验证。内啮合弧面凸轮机构可用作高效大转矩的减速装置 ,有很好的应用前景与推广价值。     

换向用差速轮的传动原理与分析计算

以一产品开发实例来阐述一种换向机构差速轮的原理,差速轮是利用轮之间直径差的原理在换向机构的作用下使得运动体具有往复运动的形式,重点分析差速轮的传动机理及应用。目前国内关于换向用的差速论论述的参考资料很少,故本文重点研究其传动机理。通过对其结构的分析给出结构最佳参数的理论与经验值。     

The main achievements in the past 24 years and the prospects of mechanism research in China

Since 1982, the symposiums on mechanism in China has been held fifteen times. In the past 24 years, Chinese mechanism has experienced a phenomenal development. Generally, fundamental research on traditional mechanisms is enhanced; mechanism and creative design of products are closely combined; modern mechanism with advanced and new technology is opened up; and mechanism is promoted to modernization. These are manifested in the following aspects: theory research on analysis and synthesis of traditional mechanism is deeply developed; computer-aided design on mechanisms is realized vigorously; conceptual design of mechanism system and mechanical products is energetically pushed; research on robot mechanisms and its industrial application is deeply developed; research on analysis and synthesis of controllable mechanisms and compliant mechanisms are energetically carried out; research on the dynamics of mechanisms and machines is vigorously developed; and reformation of teaching contents and system of mechanism is energetically carried out. Through the above-mentioned aspects of theory research and practical application, the theoretical and academic levels of Chinese mechanism can be considered at the advanced international level. However, there are not many original and breakthrough research achievements of fundamental research in China. In the meantime, there is a larger gap in the aspect of practical application of mechanism in the country compared with advanced countries in the world.     

新型汽车电泳涂装输送机构的动力学建模*

针对一种新型汽车电泳涂装输送机构,提出一种结合解析几何法、旋量理论与虚功原理建立机构动力学模型的方法。充分利用该机构的对称结构特点,通过解析几何的方法分析该机构中各被动关节的速度、加速度,再引入旋量理论得出该机构各主动关节的速度、加速度,在此基础上应用虚功原理建立该机构旋量形式的动力学方程,进而计算出可直接实现控制的机构各主动关节轴向驱动力。利用Matlab和ADAMS软件分别对所建立模型进行仿真,仿真结果的一致性表明了该动力学模型的可靠性。所提出的动力学建模方法可简化建模过程,其步骤清晰,易于程序化实现,其研究结果可为进一步实现该新型汽车电泳涂装输送机构的高性能控制及实际工程应用奠定基础。