机构的型综合
并联机器人构型方法
=−+1
j
d
C d
M
(1.7)
由上式在已知d和M时，可以得到分支运动链的自由度数
j
C，从而给出分支运动链。例如，d =3，
M =3时，由式(1.7)可得
j
C =3，分支运动链可以是RRR、RPR、PRR等。并联机器人机构构型方法研究
1 0
寻找可以生成{ }
gi
L的分支运动链，此时可利用位移子群乘法运算的封闭性获得不同结构的分支。
i
M L。在{ }
gi
L确定后，§1-3机器人机构构型方法研究现状
机构的创新是机械设计中永恒的主题，人们要设计出新颖、合理、有用的并联机器人机构，不仅要
有丰富的实践经验，而且要熟悉机构的组成原理。机构是由运动副和构件按一定的方式连接而成的。机
构组成原理是机构类型研究的复杂而困难的问题
[75]
。机器人机构学是机器人科学的基础，很多空间机
[106-110]
基于螺旋理论研究了三自由度球面并联机构、三自由度移动并联机构、三移一转四自由
度并联机构和五自由度并联机构的型综合。方跃法和Tsai
[111-112]
运用反螺旋理论综合出一类三自由度球
面并联机构，并描述了动平台具有球面运动的几何条件；并综合出一类由相同支链构成的四自由度和五
自由度并联机构。
机器人机构设计中最重要的步骤之一是解决机构型综合的问题,机器人机构构型方法的研究具有十分重要的理论和实际意义,尤其是并联机器人的型综合方法一直以来都受到国内外许多研究学者的关注。在并联机器人机构的构型理论研究中,基于机构末端运动特征描述与机构需要完成的功能的简单有效的构型方法还缺乏系统的研究。
机械原理
5
p
末杆自由度： 末杆自由度：λ
2.3.2 空间机构的自由度
1. 空间机构自由度计算 （3）具有公共约束的单闭环机构自由度计算
F = ∑i ⋅ pi − 6 −m） = ∑fj − λ （
5
p
λ = λr + λtt + λtr
i=1
j=1
基本转动（移动）自由度： 基本转动（移动）自由度： 各轴线都平行于某一个方向：其值=1 1）各轴线都平行于某一个方向：其值=1 分别平行于两个不同方向： 其值=2 2）分别平行于两个不同方向： 其值=2 有不与前两个方向共面的第三个方向， 3）有不与前两个方向共面的第三个方向， 其值=3 其值=3
2.2.1 运动副
构成运动副的点、 构成运动副的点、线、面称为运动副的元素。 面称为运动副的元素。 （1）低副:两构件通过面接触构成的运动副. 低副:两构件通过面接触构成的运动副. （2）高副:两构件通过点或线接触构成的运动副. 高副:两构件通过点或线接触构成的运动副. 点或线接触构成的运动副
2.2.1 运动副
2.3.2 空间机构的自由度
1. 空间机构自由度计算 （4）计算机构自由度重要注意的问题 1）局部自由度
2.3.2 空间机构的自由度
1. 空间机构自由度计算 （4）计算机构自由度重要注意的问题 1）局部自由度
2.3.2 空间机构的自由度
1. 空间机构自由度计算 （4）计算机构自由度重要注意的问题 1）局部自由度
公共约束: 公共约束: 是指在机构中由于运动副的特性及布 置的特殊性， 置的特殊性，使得机构中所有的活动构件共同失 去了某些自由度， 去了某些自由度，即对ห้องสมุดไป่ตู้构中所有活动构件同时 施加的约束，公共约束记为m 施加的约束，公共约束记为m 。
科研机构创新组织模式
科研机构创新组织模式科研机构创新组织模式，是指科研机构通过不同的组织形式和模式，促进科学研究和创新活动的进行。
在现代科学研究中，科研机构起到了重要的作用，为科学研究人员提供了必要的资源和平台，促进科研成果的产生和转化。
下面将介绍几种常见的科研机构创新组织模式。
1.综合型科研机构综合型科研机构是指拥有多个科研部门和研究中心的机构，涵盖了多个领域的科学研究。
这种机构通常拥有大量的科研人员和丰富的科研资源，能够开展综合性的科学研究工作。
这种组织模式能够促进不同领域之间的交叉和合作，提高科研成果的创新性和实用性。
2.专业化科研机构专业化科研机构是指在某个特定领域进行深入研究的机构，通常由一批专业的科研人员组成。
这种机构通常具有较高的研究水平和专业化的研究设备，能够在特定领域内产生高水平的科研成果。
专业化的科研机构能够集中优势资源，推动某个特定领域的创新研究。
3.联合研究机构联合研究机构是指不同机构或组织之间合作建立的研究机构，旨在共同解决某个具体的科学研究问题。
这种机构通常由多个机构或团体共同投资建立，并共享研究资源和成果。
联合研究机构能够整合不同机构之间的科研优势，并提高科研资源的利用效率。
4.创新中心创新中心是指旨在促进科学技术创新的机构，通常由政府、企业等投资建立。
创新中心通常拥有先进的科研设施和丰富的创新资源，为科研人员提供良好的创新环境和条件。
创新中心能够为科研人员提供资金支持、技术支持和市场推广，促进科研成果的转化和产业化。
5.孵化器孵化器是指为初创企业提供培育和发展的服务机构，通常由政府、科研机构或高校设立。
孵化器提供包括场地、资金、技术咨询等在内的全方位支持，帮助初创企业快速成长。
科研机构孵化器能够将科学研究成果转化为商业化产品，促进科研成果的产业化和商业化。
以上是几种常见的科研机构创新组织模式。
不同的组织模式适用于不同的科研目标和需求，通过合理选择和组合不同的组织模式，可以提高科研机构的科研能力和创新水平。
黄真
黄真1936年2月生，1982～1984年留学美国佛罗里达大学，现任燕山大学机械工程学院教授、博士研究生导师。
研究方向机器人技术及并联机器人。
1953年踌躇满志的黄真高中毕业，此时正值国家第一个5年计划在东北重点建设国家重工业。
祖国的呼唤就是他奋进的目标，好男儿志在四方。
黄真毅然从江南乘了3天3夜的火车远赴哈尔滨上学。
1959年他从哈尔滨工业大学毕业，来到富拉尔基东北重型机械学院，后来随学校迁到秦皇岛。
改革开放给祖国的发展插上了翅膀，黄真也获得了出国学习的机会。
1982年，他以访问学者的身份访问了美国两所大学。
踏上异国国土，在傍晚纽约布鲁克林的拱桥上，那小汽车的红白灯光排成了平行的两条看不到头的长龙，壮观！国内外强烈反差形成了他最深的第一印象。
这样高度的现代化给他震撼和紧迫感。
他日以继夜、周末加班。
“这个中国人不要命了！”美国朋友惊讶于黄真的刻苦，黄真的回答让他们肃然起敬，“我46岁才起步，不像你们来日方长，我只有加倍努力。
”1984年，黄真回国开始了他的研究事业，他在心中立下了一个坚定的目标：中国人一定要在国际学术界占有一席之地。
此后的几十年里，黄真以“追求真理，实事求是”为座右铭，一步步实现着儿时的志向。
黄真勤勤恳恳地忘我付出着，几十年如一日，他的成绩也有目共睹。
1993年他成为国务院学位委员会评定的博士生导师并建立燕大的第二个博士点——机械学博士点。
此外，他是中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会机构学专业委员会名誉主任；担任过中国机械工程学会机械工业自动化学会常务理事、中国机械工程学会机械传动学会常务理事、全国高校机电自动化及机器人研究会常务理事、北京工业大学、浙江理工大学和安徽理工大学兼职教授；科学出版社《制造科学与机器人学丛书》编委，国际现代机械工程杂志《International Journal of Advances in Mechanic al Engineering》编辑；温哥华IEEE95会议程序委员会委员、台北2003 IEEE ICRA 国际机器人和自动化会议分会主席、美国拉斯维加斯2007ASME会议的分会主席、20 08法国第二届国际机构和机器人基本问题研讨会学术委员会委员，还担任了多个国内外重要学术期刊的审稿员。
中国房地产经纪机构种类
中国房地产经纪机构种类
目前，根据专业服务的具体类型，可以对我国的房地产经纪机构的类型和经营模式进行划分，大致可以划分为四类。
1.咨询类
以咨询为主要业务的房地产经纪机构向客户提供关于房产置业的专业意见，并收取咨询费。
咨询类房地产机构虽然对人员数量要求不高，但追求职员的高水平与高素质，同时，由于此类机构只提供软服务，因而机构的运营风险较小，对资金流的要求相对较低。
虽然目前业内对此类型的机构没有明确的资质门槛划分，但近年来，行业内自发地向高质量、高门槛靠拢。
咨询类房地产经纪机构的常见经营模式包括房地产工作室、房地产咨询公司以及置业顾问公司等形式。
2.估价类
以对房产价值进行评估为主要业务的房地产经纪机构向客户提供估价类服务，并收取一定比例或者金额的评估服务费。
此类机构通常需要具有一定的资质，通常由业内具有一定经验的专家组织成立。
3.中介类
中介类房地产经纪机构是数量最多，最为普遍、最为活跃的机构种类，主要进行房产的租赁、转让、抵押等中介业务。
房地产经营资质的取得是中介类房地产经纪机构的进行地产交易活动的基础。
在存量房时代，中介类房地产经纪机构对盘活市场资源至关重要。
随着市场竞争的日益激烈，国内房地产经纪机构正朝着标准化、品牌化、连锁与规模化的方向发展。
4.综合型
涵盖咨询、估价以及中介业务的房地产经纪机构被称为综合型房地产经纪机构，此类机构业务种类齐全、业务范围广泛，可以提供综合型服务。
此类机构具有两个典型的特点，首先是跨区域经营，能够提供综合型房地产经纪服务的机构往往规模较大，在多地成立连锁分部；其次是业务范围全面广泛，能够提供多种类的房地产经纪服务。
并联机器人构型方法 (1)
并联机器人机构构型方法研究
1-3-5基于集合的综合方法
高峰
[139]
使用复合铰链综合具有确定运动特征支链的方法综合了多种少自由度并联机构，并提出了
一种特殊的Plücker坐标，用于描述机构和支链的运动特征。在此基础上，宫金良、高峰
[140-142]
进的机器人机构构型分析方法，使用四种运动基（移动基、转动基、左螺旋基
定义并联机构中第j个分支总的自由度数为
j
C，则有下式成立
=1 =1
∑=∑
mg
j i
j i
C f (1.4)
将(1.4)代入(1.3)消去
i
f后得到
∑= +
m
j
j
C M d l (1.5)
对于分支运动链结构相同，且分支数等于机构自由度数的对称并联机构，又有以下条件成立
m = M且l = M−1 (1.6)
标记法、哈明数法、对称群理论、图论法等，这些理论研究积累了丰富的经验，综合并创新了多种机构
[77-83]
。到目前为止，已经形成了比较完善的平面机构构型理论和方法。
近年来，国内外机构型研究主要集中在并联机器人机构构型问题上。并联机构的结构属于空间多环
河北工业大学博士学位论文
11
度的非线性约束，才能确定动平台运动输出特性，而自由度的非线性约束增加了型综合的难度。
形统一描述基本运动副和串、并联机构末端执行器运动类型的理论框架。该方法可被认为是李群代数法
机械原理
上海交通大学 机械与动力工程学院机器人研究所 杭鲁滨 博士 副教授 Hanglb@
目录
本章教案
机械原理的研究对象及基本概念 机械设计概述 机械原理课程的地位和作用 机械原理学科的发展动向 思考题 习题
第 一 章 绪 论
基本要求
介绍机械原理的研究对象和内容； 机构、机器、机械的基本概念 机械运动方案设计的基本要求
本 节 内 容
机 械 原 理 的 研 究 对 象 及 基 本 概 念
机械原理的研究对象
机械原理－Machine Theory and Mechanism （机器理论与机构学）
研究机构和机器的运动及动力特性以及机械运动方 案设计的一门基础技术学科
机 械 原 理 的 研 究 对 象 及 基 本 概 念
机 械 设 计 概 述
机械设计概述
机 械设计的主要内容 机电一体化技术在机械运动方案设计中的作 用
机械设计的一般进程
机 械 设 计 概 述
机械设计过程并没有一个通用的固定顺 序，而必须按具体情况确定。机械设计的一 般进程。可分为四个阶段： 产品规划阶段 方案设计阶段 详细设计阶段 改进设计阶段
机械运动方案设计的主要内容
机械运动简图的型综合
若干个执行动作 机构型式 机构系统
机 械 设 计 概 述
机械运动简图的尺度综合
按机构型式 运动规律要求、动作配合 协调设计
由此看出，机械运动方案设计是机械产品设计中十分重要的内容，是决 定机械产品质量、水平、性能和经济效益的关键性一步。
机电一体化技术在机械运动方案设计中的作用
机械原理的基本概念
机构的定义：具有确定运动的构件系统 构件：是机器中运动的单元体 执行动作：完成机器工艺动作过程中的某一动作 执行构件：完成执行动作的构件 执行机构：完成执行动作的机构 执行机构系统：是机器的核心
机械原理 课程学习指南
〈〈机械原理〉〉课程学习指南说明：《机械原理》课程是高等学校机械类专业普遍开设的一门重要的技术基础课，是一门与专业紧密相关、培养机构设计方法和机械系统创新设计能力的重要主干课程，因此在整个教学环节中起着重要的作用。
根据武汉科技大学机械学院机械工程及自动化，机械电子工程，车辆工程本科《机械原理》课程教学大纲的要求，编写了本课程学习指南，对课程的基本情况，学习目的，教材和参考资料，考核方式，课程内容学时分配，主要内容及相关要求做了较详细的说明，目的是为了让学生能够积极主动，有的放矢的学好本课程。
一、课程的基本情况课程中文名称:机械原理课程英文名称：Mechanisms and Machine Theory课程代码：0304007课程类别：专业基础课课程性质: 必修课程学分：3总学时：72 讲课学时:54 实验学时:18 （实验单独设课18学时）授课对象：机械工程及自动化、机械电子工程、车辆工程前导课程：高等数学、理论力学、材料力学、机械制图、机械制造基础二、学习目的〈〈机械原理〉〉研究机构的型综合（结构设计）、机械系统设计等创造新机器的方法和原理；，研究常用机构运动学、动力学及其尺度综合并运用计算机进行机构优化设计的原理和方法。
它是一门运用性较强的技术基础课。
通过本课学习使学者具有对机构进行选型并能根据工艺要求进行机构尺度设计的基础知识，为专业课学习及工程机械的设计打下基础。
三、教材与参考书教材：廖汉元孔建益钮国辉主编〈〈机械原理〉〉机械工业出版社，2007参考书：[1] 孙桓主编〈〈机械原理〉〉（第七版）高等教育出版社，2006[2] 黄锡凯主编〈〈机械原理〉〉（第六版）高等教育出版社，2000[3] 陈作模主编《机械原理学习指南》(第四版) 高等教育出版社，2001[4] 孔建益主编《机械原理与机械设计实验》华中科技大学出版社2008四、考核方式《机械原理》课程采取课堂教学为主，另外辅助有课程设计的实践教学环节，还单独设立了实验课。
《机械原理》笔记
《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征：１)由一系列的运动单元体所组成。
2)各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。
具有以上1、2两个特征的实体称为机构。
构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体。
零件——机器中的制造单元体。
第二节机构的分析与综合及其方法机构分析:对已知机构的结构和各种特性进行分析。
机构综合:根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数。
机构综合的内容: 1.机构的结构综合2.机构的尺度综合3.机构的动力学综合。
机构的结构综合：主要研究机构的组成规律。
机构的尺度综合（或运动学综合）：研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数.概括为四类:(1)刚体导引:当机构的原动件做简单运动时，要求刚体连续地变换其位置。
(2)函数变换：使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数。
（3）轨迹复演：使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合。
（4)瞬时运动量约束:按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数。
准点——符合预定条件的几个位置。
只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法。
减小结构误差的途径是：合理确定准点的分布。
可按契比谢夫零值公式配置准点。
第三节学习本课的方法1．注意基本理论与基本方法之间的联系2. 用工程观点学习理论与基本方法3．注意加强感性认识和实践性环节第二章机构的结构分析第一节概述构成机构的基本要素——构件运动副运动链运动副:两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副。
约束---对构件间运动的限制。
运动副元素—运动副参加接触的部分。
空间运动副和约束的关系。
平面机构中只有Ⅳ级副和Ⅴ级副。
(为什么？）低副－-－副元素为面接触(如移动副、转动副);高副－－-－副元素为点(线）接触。
运动链---构件由运动副连接而成的系统。
机构—选定机架,给相应的原动件，其余构件作确定运动的运动链。
并联机构综合
m 显见 , 如果 c a 或 d b , 即 $1m 1 $21 , 则 (10)式
摘要
随着并联机构研究的逐步深入, 其内部耦合性的存在给其理论分析和实际应用所带来
的困难愈发凸显. 而作为在空间定向领域已获广泛应用的转动并联机构, 目前绝大多数并不解 耦. 基于螺旋理论, 通过分析转动并联机构自由度与分支自由度间关系, 确定了并联机构转动条 件; 由分支运动螺旋系建立了分支型综合准则, 保证了分支中转动的解耦; 提出了输入运动副选 择原则, 形成了转动解耦并联机构型综合方法, 并依此对转动解耦并联机构进行了综合.
r
(9)
$6r 0 0 0 ; 0 0 c a , $ 7r 0 0 0 ; 0 0 d b .
由(9)式所组成的约束螺旋矩阵定义如下:
$1r r $2 M f . r $6 $ r 7
(5)
(10)
式中, a, b 为实数. 若锁住分支一中的 Y 向转动, 则分支一对动平台 的约束螺旋系为
(4)
图1
U-URR 并联机构
586
中国科学: 技术科学
2011 年
第 41 卷
第5期
支均具有绕某方向的转动 , 且此两分支能够提供垂 直于该方向的两个移动自由度. 不妨以图 1 所示 U-URR 并联机构为例说明所提 出转动条件的适用性. 首先来看若满足第一个转动条件(RC-I), U-URR 并联机构是否可实现 Z 轴方向转动. 假设 U-URR 并 联机构中仅具有虎克铰的分支为分支一 , 另一分支 为分支二, 在定平台上建立固定坐标系 O-XYZ, 其中 Z 轴铅垂向上, Y 轴与 U 副转轴之一及 R 副转轴平行, 则分支一和分支二中均有平行于 Y 轴和 Z 轴的转动轴 线. 分支一的 Z 向转动轴线在定系 O-XYZ 下的运动螺 旋表示为:
机构类型变异
5.3 设计约束与类型变异创新设计
六杆机构机架变换
5.3 设计约束与类型变异创新设计
以夹紧机构为例来说明六杆组合运动链按照设计约束可 得到的新机构的方法
1 ）原始机构
铰链式夹进机构作为原始机构， 1为机架、2和3分别为液压缸和活 塞，5为连杆，4和6为连架杆，其 中6是执行杆，用于夹紧工件7。
2）一般化运动链
5.2 一般化运动链
由六杆运动链连杆类配的方案II 组成运动链示于图，其左面三杆之间 无相对运动，实际上形成一个刚体， 在该运动链中固定一杆后将成为一个 自由度的四杆机构，已不符合六杆运 动链的要求。
所以，六杆运动链连杆类配仅有一 种链杆类配方案。即表中方案I为LA (4/2)。
六杆运动链的连杆类配仅有一种方 案，即四个二副杆和两个三副杆进行组 合，按两个三副杆是否直接铰接，它可 以形成两种基本组合运动链，如图所示 的称斯蒂芬逊和瓦特型。
式（4）与式（6）相减得
（4） （5）
（6）
Ｎ-（Ｆ+３）=Ｌ3+２Ｌ4+３Ｌ５ +．．．+（ｎ-２）Ｌｎ （7）
5.2 一般化运动链
从以上公式N=4,P=4时，Ｌ =4，四杆运动链的链杆类配仅有一种。 2
在六杆运动链中，N=6,P=7。按式（3）和（4）可知，该运动链中不能具 有五副及五副以上的链杆，则按式（4）和（7）有
(1)连杆总数N和运动副总数P均保持不变，即N=6，P=7。 (2)必须含有一个液压缸。 (3)必须有一个固定杆，即机架（三副杆）。 (4)液压缸必须与机架连接或本身作为机架。 (5)活塞杆一端与液压缸组成移动副，其另一端不能与固定杆铰接 (6)应有一双副杆作为执行件，它不能与活塞杆铰接，但必须与固定杆铰接。
单自由度空间单封闭连杆机构的结构类型综合
单自由度空间单封闭连杆机构的结构类型综合佳木斯工学院 于影 周欣摘要 列出了带有转动副、移动副、圆柱副和球面副的空间单封闭形连杆机构的结构类型,并根据不同的结构特征来分类机构。
关键词:空间连杆机构 自由度1 结构特性本文所研究的是带有转动副(R)、移动副(P)、圆柱副(C)和球面副(S)的自由度为1的单封闭形空间连杆机构。
这种机构的自由度(F)为:(1)如果F=1,则表示机构中不存在双球面副构件;(2)如果F=2,则表示机构中存在双球面副构件,我们把这个双球面副构件称为 自由转动连杆 ,因自由转动连杆有一个绕两球面中心联线转动的局部自由度,它不影响整个机构的运动,所以整个机构只要有一个主动件就能获得确定的运动。
我们称输入构件与机架所构成的运动副为输入副。
输入副可以是转动副、移动副和圆柱副,它们分别由相应的动力源来驱动,当圆柱副作为输入副时,其直线位移或转角都可以作为机构的广义坐标。
2 结构公式由于单封闭形机构的特点是所含运动副的总数P和构件数目n相同,而且不可能少于3,因此,对于F=1,闭合约束数 =6的一般空间机构,应满足下面的关系式n=P1+P c+P s 3F=6(n-1)-5P1-4P c-3P s(1)整理(1)式后可得:F=P1+2P c+3P s-6(2)而P1+2P c+3P s=7(3)这里:n为机构中包括机架在内的构件数目;P1= P R+P P为单自由度运动副的数目;P R、P P、P C及P S 为对应转动副、移动副、圆柱副和球面副的数目。
对于所研究的机构,(1)式中各种运动副的数目受到一定的限制。
因一个球面副有三个自由度,所以机构中应含有的球面的数目应为P S 2,当P S=2时(即机构中含有双球面副构件),这时,机构将存在一个局部自由度。
而一个圆柱副具有二个自由度,所以机构中应含有的圆柱副的数目为P C 3。
对于由移动副和转动副所组成的单自由度,机构中所含的运动副数目应为P1 7。
机械创新设计复习题(含答案)
1.什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。
把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。
2. 什么是机械？机械的特点有哪些方面？传递能量、物料与信息。
其特点如下：12功。
3在拟定机械的功3.拟定功能目标要利于扩大设计思路 4.拟定功能目标要具有一定的超前意识 5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题4. 列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。
答：1．齿轮传动机构2．摩擦轮传动机构 3．瞬心线机构 4．连杆机构 5．带传动机构 6．链传动机构 7．绳索传动机构 8．液力传动 9．钢丝软轴传动机构 10．万向联轴器5. 什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维？定向思维：基本上属于逻辑性思维一类。
其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。
逆向思维：是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。
形象思维：EFG串联。
解：前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。
若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为PQ为：减小α和SL。
一、填空 1.维、横向思维、纵向思维。
2.理。
635法、头Triz理论即发明问题解决理论。
五大核心内容：1.创新思维方法与问题分析方法。
2.技术系统进化法则。
3.技术矛盾解决原理。
4.创新问题标准解法。
5.发明问题解决算法ARIZ。
6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库 6. Triz理论中，冲突解决矩阵原理有39个工程参数和40个发明问题解决原理可供应用；物-场分析法提出了76种标准解。
二、名词解释 1. 逆其思维通常摆脱正常的思维途径，以背逆能正常思索途径来寻找解决问题的解决斱法，思维要点：不挥手段，反其道行之。
孙恒《机械原理》(第八版)复习笔记及课后习题(含考研真题)详解-第1~3章【圣才出品】
1.2 课后习题详解 本章无课后习题。
1.3 名校考研真题详解 本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，没有涉及到本章内容的考研试题，读者简单 了解即可。
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第 2 章 机构的结构分析
2.1 复习笔记 本章作为重要的基础章节乊一，主要介绍了机构的组成和分类、机构具有确定运劢的条 件和自由度的计算、机构的组成原理和结构分析等内容。学习时需要重点掌插机构自由度的 计算和组成原理等内容，主要以分析计算题的形式考查。除此乊外，机构的组成、分类、具 有确定运劢的条件等内容，常以选择题、填穸题和判断题的形式考查，复习时需要把插其具 体内容，重点记忆。 一、机构的组成及分类 1．机构的组成 （1）构件、运劢副和自由度（见表 2-1-1）
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第 1 章 绪论
1.1 复习笔记
本章作为《机械原理》的开篇章节，简单介绍了本书的研究对象及内容、学习目的和学 科的収展现状。本章无重难点知识，只需了解即可。
研究对象及内容（见表 1-1-1） 表 1-1-1 研究对象及内容
四、平面机构自由度的计算 1．平面机构的特点 （1）在平面机构中每个自由构件具有三个自由度。 （2）每个平面低副提供两个约束、一个自由度，每个平面高副提供一个约束、两个自 由度。 2．平面机构自由度的计算方法 设平面机构中除机架外共有 n 个活劢构件，pl 个低副和 ph 个高副，则此平面机构的自 由度为 F＝3n－（2p1＋ph）。 五、计算平面机构自由度时应注意的事项（见表 2-1-7）
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机械原理高级篇章连杆机构分析与综合
y 1
C
2
0.5x
C1
0.866y C1 1
（得4）到将（由n步-2）骤个(2)设求计得方的程xC。i、yCi （i=3,...,n)代入上式， （5）求解上述（n-2）个设计方程，即可求得未知量。
注意：共有2个未知量：xC1 、yC1 n=4（给定连杆4个位置）时可得一组确定解。
滑块的导路方向线与x轴的正向夹角为
tgδ y C2 y C1 xC2 xC1
1
cos θ1i sin θ1i 0 R1i
0
D1i sin θ1i cos θ1i
1
1 0 x Pi - x P1
D1i 0
1
y Pi
-
y P1
0 0 1
平移矩阵
xQi
xQ1
y Qi
D1i
y
Q1
1
1
(5—3)
旋转矩阵
二 刚体导引机构的运动设计
B的位移约束方程——定长方程为
(xBi-xA)2+(yBi-yA)2=(xB1-xA)2+(yB1-yA)2 (i=2,3,…n)
B1(xB1,yB1) 1
2
B2
12 i
1i
Bi
y
O
x
A(xA,yA)
R-R连架杆（导引杆）的设计步骤
（1）由连杆上给定的P点的位置xPi、yPi（i=1,2,...,n)和 1i=i - 1(i=2,3,…,n),求刚体(连杆)位移矩阵D1i。
2）实现已知轨迹问题 主要指设计轨迹生成机构的问题
2、设计方法 1）实验法
2）几何法 3）解析法
5—1 平面连杆机构解析综合
刚体导引机构的运动设计 轨迹生成机构的运动设计 函数生成机构的运动设计 平面多杆机构的设计
解耦并联机构
z α
z(θ1,θ2 ,θ3) α(θ1 , θ2 , θ3 ,
θ4
)
β
β(θ1,θ2 ,θ3,θ4,θ5 )
γ γ(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6 )
x x(θ1)
y
y(θ2 )
z α
z (θ3 ) α(θ4 )
β
β(θ5 )
γ γ(θ6 )
基于螺旋理论对解耦的定义
• 2002年，文献[1]把机构的解耦运动定义为：机构实现的一 定范围内的运动，其对应旋量为简单旋量(线距或旋量)，且 在此运动过程中保持等价。2003年，文献[2]同样从这一观 点出发给运动解耦下了一个定义，如果两个运动的运动螺 旋均为简单螺旋，且始终保持平行（对移动来说）或重合 （对转动来说），这两运动就是解耦的。且依据解耦运动 的范围，文献[1]还把机构的解耦运动分为三种：点邻域解 耦、大范围解耦和全局解耦。
(1)如果机构的每个输出变量x、y、z、α、β、γ均为所有主动输入θ一项；
(2)如果x、y、z、α、β、γ中某些输出变量只是部分输入变量θ1～θr ( r < M)的函数， 则称输出输入为部分解耦，如下式的第二项，输入与输出变量间关系呈三角化形式；
(3)如果输出输入变量间存在一一对应关系时，则称为完全解耦，如下式的第三项。
x x(θ1,θ2 ,,θM )
y
y(θ1,θ2 ,,θM
)
z
α
z(θ1,θ2 ,,θM α(θ1,θ2 ,,θM
) )
β γ
β(θ1,θ2 ,,θM ) γ(θ1,θ2 ,,θM )
x x(θ1)
y
y(θ1,θ2 )
解耦并联机构型综合方法
•基于支链驱动理论的解耦转动并联机构的型综合
常见的组织结构类型
常见的组织结构类型1.功能型组织结构：功能型组织结构指按各部门的专业职能来组织的一种形式，例如生产部、销售部、财务部等。
这种结构类型适用于需要强调专业分工和技能的组织，能够使各部门形成相对独立的运作机制，提高工作效率。
然而，这种组织结构可能会导致各部门之间的协作和沟通不足，以及决策和信息流动的障碍。
2.事业部制组织结构：事业部制组织结构是将组织按产品线或市场划分为若干个相对独立的事业部门，每个事业部门具有自己的职责、目标和利润责任。
这种结构类型适用于多元化经营的组织，能够更好地适应市场需求并提高决策效率。
然而，事业部制组织结构可能会导致资源的重复使用和信息的孤立，需要进行有效的协调和沟通。
3.矩阵式组织结构：矩阵式组织结构是一种将功能部门和项目组合起来进行管理的结构。
在矩阵型组织中，人员同时属于一个功能部门和一个项目组，项目组负责特定的项目，跨越功能部门的划分。
这种结构类型能够充分利用各个专业职能部门的资源，并提供更灵活的决策和协作机制。
然而，矩阵式组织结构可能会导致权责不清、决策流程复杂和沟通困难等问题。
4.地域型组织结构：地域型组织结构是按地理区域划分的一种组织形式，例如按国家、地区或城市进行划分。
这种结构类型适用于在多个地理区域进行业务的组织，能够更好地适应当地市场需求和规章制度，并提供更有效的服务和支持。
然而，地域型组织结构可能会导致统一管理和协调的困难，需要在各地区之间建立良好的沟通和协作机制。
5.集团型组织结构：集团型组织结构是由多个相互关联的子公司或业务部门组成的一种形式，每个子公司或业务部门都有一定的自主管理权和责任。
这种结构类型适用于大型跨国企业或多元化经营的组织，能够实现资源整合和业务协同效应，并提供更好的管理控制和风险分散机制。
然而，集团型组织结构可能会导致资源的重复使用和决策的滞后，需要进行有效的协调和整合。
总之，不同的组织结构类型适用于不同的组织和业务需求。
在选择和设计组织结构时，需要综合考虑组织的规模、业务特点、市场需求、人员能力和协作效率等因素，以实现组织的有效运作和持续发展。
机构的组成原理和机构类型综合
第二章 机构的组成原理和机构类型综合（3学时）一、教学目的和教学要求1、目的：使学生了解机构的组成以及机构具有确定运动条件，了解能表征机构运动情况的简单图形（即机构运动简图的画法），为对已有机构进行分析或创造新的机构提供条件。
本课程的研究对象主要是各种机构，为了对机构进行研究，显然首先需要知道机构是如何构成的？在什么条件下机构具有确定的运动？以及在设计新机构时或对已有的机构进行分析时如何把研究的机构用简单的图形表示出来？ 2、教学要求1) 了解机构的组成、搞清楚运动副、运动链、约束和自由度等基本概念。
2) 能绘制常用机构的机构运动简图。
3) 能计算平面机构的自由度。
4) 对高副低代和平面机构的组成原理有所了解。
二、本章重点教学内容及教学难点1、重点：运动副、运动链等的概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
2、难点：机构自由度的计算中有关虚约束的识别和处理问题（但不是教学重点），要求对虚约束有一个明确的概念，并对机构中存在虚约束的一些比较常见的情况有所了解；平面机构的组成原理、结构分类，以及高副低代。
§2-1 机构的组成及运动简图一、构件与运动副1．名词解释：构件： 组成机构的每一个独立运动单元体。
运动副：两构件直接接触而又能产生一定形式的相对运动的连接。
运动副元素：参与接触而构成运动副的点、线、面。
运动副分类：按组成运动副的两构件间的相对运动是平面运动还是空间运动，分为平面运动副和空间运动副两类。
自由度：构件所具有的独立运动的数目（或确定构件位置的独立参变量的数目）。
作平面运动的自由构件具有三个自由度。
约束：对独立运动所加的限制。
两构件间约束的多少和约束的特点完全取决于运动副的形式。
2．各种平面运动副的约束特点：1）图2-1a 所示运动副，构件2沿x 轴和y 轴的两个相对移动受到约束，构件2只能绕垂直于xoy 平面的轴相对转动。
这种具有一个独立相对转动的运动副称为转动副。
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2
非匀速转动机构
3
往复运动机构（包括往复移动和摆动）
4
间歇运动机构（包括间歇转动、摆动和移动） 1.间歇转动机构（棘轮、槽轮、凸轮、不完全齿轮机构） 2.间歇摆动机构（利用连杆曲线上近似圆弧或直线段实现） 3.间歇移动机构（由连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、组合机构 等来实现单侧停歇、双单侧停歇、步进移动） 差动机构 1.差动螺旋机构 2.差动棘轮机构 3.差动齿轮机构 4.差动连杆机构 5.差动滑轮机构 1.直线机构（连杆机构、行星齿轮机构等） 2.特殊曲线（椭圆、抛物线、双曲线等）绘制机构 3.工艺轨迹机构（连杆机构、凸轮机构、凸轮连杆机构） 1.斜面杠杆机构 2.铰链杠杆机构 3.肘杆式机构 1.棘轮调节机构 2.偏心调节机构 3.螺旋调节机构 4.摇杆调节结构 5.可调式导杆机构
间歇转动机构也可转变成间歇移动机构。图 5—16是槽轮变异为移动形式；图5一17是 棘轮变异为移动形式。这种变异可实现间歇 移动。
机构运动副类型的转换
改变机构中的某个或多个运动副的型式，可以设 计创新出不同运动性能的机构。通常的变换方式 有两种：转动副与移动副之间的变换；高副与低 副之间的变换。 图8.14中a为某手套自动机的传动机构，将移动副 和转动副对换后，即得b所示新型机构。这机构不 仅克服了原机构移动副（位于上方）润滑的困难， 也避免了易污染产品的弊病。图8.13所示六杆急 回机构有一个重大缺点，就是输出速度不均匀， 要求等速时不适应。这时，可用凸轮副代替低副 来解决，图8.15所示机构即为其中一种方案。
图8.16 同性异形机构示例
图8.16中a所示OAB为一曲柄OA和连杆AB等长的对心曲柄滑块 机构，图8.16中b，c所示的2个机构在运动特性上完全与a相同， 故这三个机构是3个同性异形机构。
(四)基于组合原理的机构创新设计 把一些基本机构按照某种方式组合起来，创新设计出一种与原机构特点 不同的新的复合机构。常见的有:串联组合、并联组合、混接式组合等。 1）机构的串联组合：将两个或两个以上的单一机构按顺序联接，每一 个前置机构的输出运动是后续机构的输入运动，这样的组合方式，称之 为机构的串联组合。三个机构Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ串联组合框图如图8.17所示。
表8.2 机构的基本功能
转动 转动
序号 1
基本功能 变 换 运 动 形 式
可执行机构 1.双曲柄机构 2）齿轮机构 3）带传动机构 4）链传动机构 2.曲柄摇杆机构 2）曲柄滑块机构 3）摆动导杆机构 4）摆动 从动杆凸轮机构 3.曲柄滑块机构 2）齿轮齿条机构 3）挠性输送机构 4）螺旋 机构 5）正弦机构 6）移动推杆凸轮机构 4.槽轮机构 2）不完全齿轮机构 3）空间凸轮间歇运动机构 5.双摇杆机构 6.正切机构 7.双滑块机构 2）移动推杆移动凸轮机构 1）齿式棘轮机构 2）摩擦式棘轮机构 1）齿轮机构（用于增速或减速） 2）双曲柄机构 1）齿轮机构 2）蜗杆机构 3）锥齿轮机构 1）差动轮系 2）各种2自由度机构 1）离合器 2）凸轮机构 3）连杆机构 4）杠杆机构 1）平面连杆机构 2）连杆－齿轮机构 3）凸轮－连杆机构 4） 联动凸轮机构 1）增力机构 2）增程机构 3）微动机构 4）急回特性机构 5） 夹紧机构 6）定位机构
图8.18 机构串联组合 示例
•如图8.18所示，前置子机构的从动件与后续机构的主动 件直接联接，可以用来改变运动形式，实现复合位移函数 和运动特性。
2）机构的并联组合 以一个多自由度机构作为基础机构，将一个或几个 自由度为1的机构（可称为附加机构）的输出构件 接入基础机构，这种组合方式称为并联组合。图 8.19所示为并联组合的几种常见的联接方式的框 图。最常见的由并联组合而成的机构有共同的输入 （如图（b）、(c)所示）；有的并联组合系统也有 两个或多个不同输入（如图(a)所示）；还有一种 并联组合系统的输入运动是通过本组合系统的输出 构件回授的（如图(e)所示）。
机构的型综合
1.机构构型的主要创新设计方法 （一）机构构型的变异创新设计 为了满足一定的工艺动作要求，或为了使机构具有某些性能 与特点，改变已知机构的结构，在原有机构的基础上，演变 发展出新的机构，称此种新机构为变异机构。常用的变异方 法有以下几类： 机构的倒置 机构内运动构件与机架的转化，称为机构的倒置。按照运动 的相对性原理，机构倒置后各构件间的相对运动关系不变， 但可以得到不同的机构。 例如，要设计一双足步行机构，要求脚跟对于腰部的轨迹如 图8.12中a所示，实现该轨迹的最简单机构是四杆机构，但从 连杆曲线图谱中，难以找到合适的四杆机构，于是便改用六 杆机构，并得到不同构件为机架的3种机构方案b、c、d。
2.创新设计步骤 （一）机械总功能的分解 将机械需完成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解成多个分功 能或功能元，找出各分功能或功能元的运动规律和动作过程。 （二)功能原理方案的分解 将总功能分解成多个功能元之后，对功能元进行求解，即将所需的执 行动作，用合适的执行机构来实现。将功能元的解进行组合、评价、 优选，从而确定其功能原理方案。 为了得到能实现功能元的机构，在设计中，需要对执行构件的基本运 动和机构的基本功能有一全面的了解。 执行机构基本运动 常用机构执行构件的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动三种， 回转和直线运动是最简单的机械运动形式。按运动有无往复性和间歇 性，基本运动的形式如表8.1所示。
图8.21（a）是以“运载”的方式将附加子机构装置在基 础子机构的运动构件上面构造新机构，这样可以得到各种 复杂的或特定的运动。（b）是以差动机构作为基础机构， 该基础机构的一个输入运动是由整个机构的输出运动经附 加子机构反馈运动得到的。
（a） 图8.21 机构混接组合示例
（b）
图是一种齿轮加工机床的误差补偿机构，由具有两个自由度的蜗 杆机构(蜗杆与机架组成的运动副是圆柱副)作为基础机构，主动 构件为蜗杆1。凸轮机构为附加机构，而且附加机构的一个构件 又回接到主动构件蜗杆1上。从动构件是蜗轮2。输入的运动是蜗 杆1的转动，从而使蜗轮2以及与蜗轮2并接的凸轮实现转动；凸 轮的转动又使蜗杆1实现往复移动，从而使蜗轮2的转速根据蜗杆 1的移动方向而增加或减小。
图8.13 杆组扩展法示例
机构局部结构的改变
改变机构局部结构(包括构件运动机构和机构组成 机构)，可以获得有特殊运动性能的机构。
图5—9是一个能克服死点的机构。曲柄滑块机构在滑块主动，曲 柄从动时，若连杆与曲柄位于一条直线，则机构处于死点位置。 为了改变这种状况，常采用多个曲柄滑块机构错位排列或使用大 飞轮克服死点。而图5—9机构是一个较简单的克服死点机构。结 构特点是在滑块上制成导向槽，利用滚滑副的导向作用，使机构 克服死点位置，而完成机构由移动变换为转动，且无死点位置。
1 3 2
1 3 2
3 2
2 3
2
3
图8.19 并联组合的几种常见方式
并联组合可实行运动的合成和分解，其组合效应比串联组合更为 多种多样。图8.20 a和b所示机构是以一差动机构为基础子机构， 再附接若干单自由度子机构来构造组合机构的方法。这种组合可 实行运动的合成或分解，其组合比串联组合更为多种多样，也就 是更便于用来机构创新设计。
(三)基于组成原理的机构创新设计 根据机构组成原理，将零自由度的杆组依次连 接到原动件和机架上去或者在原有机构的基础 上，搭接不同级别的杆组，均可设计出新机构。 1)杆组依次连接到原动件和机架上设计新机构； 2)将杆组连接到机构上设计新机构； 3)根据机构组成原理优选出合适的机构构型、
0
输入
1
1 2
2
3
3
输出
图8.17 机构的串联组合
a)构件固接式串联：若将前一个机构的输出构件和后一个 机构的输入构件固接，串联组成一个新的复合机构。不同 类型机构的串联组合有各种不同的效果： · 将匀速运动机构作为前置机构与另一个机构串联，可以 改变机构输出运动的速度和周期； · 将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联， 则可改变机构的速度特性； · 由若干个子机构串联组合得到传力性能较好的机构系统。 轨迹点串联 b)假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一点的 轨迹，通过该轨迹点与后一个机构串联，这种联接方式称 轨迹点串联。
机构结构的移植与模仿
将一机构中的某些机构应用于另一种机构中的设计 方法，成为机构的移植。利用某一结构特点设计新 的机构，称为结构的模仿。 例：由反凸轮机构联想，摆动杆为主动构件，从动 构件为一轮廓向径有规律变化的圆盘状构件，就可 以构造出如图5—14所示的棘轮机构。 如将渐开线齿轮的基圆半径变得无穷大时，则渐 开线就展直成直线，齿轮也就展直成齿条，见图 5—15。
图8.12 双足步行机构创新设计
机构的扩展
以原有机构为基础，增加新的构件，构成一个扩 大的新机构，称为机构的扩展。机构扩展，原有 机构各构件间的相对运动关系不变，但所构成的 新机构的某些性能与原机构差别很大。 例如要设计一个具有大行程速比系数的机构，一 般都先选有急回特性的四杆机构（如曲柄摇杆机 构、曲柄滑块机构、导杆机构和导块机构），再 附加杆组，就可获得如图8.13所示的多种六杆机 构。
2
往复摆动
3
单向移动
往复移动
5
间歇运动
1.槽轮机构中的槽轮 2.棘轮机构中的棘轮 3.凸轮机构 4.连杆机构
1.平面连杆机构中的连杆曲线 2.行星轮系中行星轮上任意点的轨迹
6
实现轨迹
2）机构的基本运动 机构的功能是指机构实现运动变换和完成某种功用 的能力。利用机构的功能可以组合成总功能的新机 械。表8.2表示常用机构的一些基本功能。 3）机构的分类 为了使所选用的机构能实现某种动作或有关功能， 还可以将各种机构按运动转换的种类和实现的功能 进行分类。表8.3介绍了按功能进行机构分类的情 况。