前言
高等機構學(Advanced Kinematics and Dynamics of Mechanisms)是在機械原理(Theory of Machine and Mechanisms)課程的基礎上繼續深入研究機構結構、機構運動分析和機構綜合的課程。在研究內容方面,從平面機構的分析與綜合擴展到空間機構的分析與綜合,從轉子慣性力的平衡擴展到機構慣性力的平衡,從剛性構件擴展到彈性構件,從單自由度機構擴展到多自由度機構,從簡單的高副機構擴展到瞬心線高副機構和共軛曲線高副機構等,研究方法也轉變為以計算機為工具,以高等數學中的坐標變換與矩陣運算為主的解析法。
高等機構學是機械設計及理論學科研究生的主要學位課程之一。目前,全國各高校在開設這一課程時,由于缺少教材,基本上是導師自選參考書,自擬講稿,再輔以機構學領域的一些參考書。因此,迫切需要編寫研究生用高等機構學教材。但是,機械設計及理論學科以及相關學科的研究生數量較少,教材需求量不大,研究生教材的出版十分困難。機械工業出版社對該教材的出版給予了大力支持和幫助,作者深表感謝。
本書是根據機構學的發展現狀、最新科學技術在機構學中的應用以及與機構學交叉學科的發展情況,在原《高等機構學》講義的基礎上修訂而成。
在內容的編排上,保留了原教材的主要內容,刪減了與機械原理課程重復的內容和強調圖解法的機構學幾何基礎,采用了充分利用計算機的解析法代替傳統的幾何作圖設計法,增加了高副機構的基本理論和反映最新科技發展的機器人機構、仿生機構等內容,突出了更高層次的機構設計及其創新設計,并在每章后設置了習題,供課后練習之用。由于機械設計及理論學科是研究機械共性的基礎學科,所涉及的內容十分廣泛,各高等工科學校結合自己的專業特色,在該學科的研究方向設置上的差別非常大,為適合不同的研究方向,本書在內容選擇上采取了寬口徑的模式,各校在使用本書時可結合各自的特色增減教學內容。
機構學的研究方法有兩大類型,即圖解法和解析法。隨著數學方法的普及和計算機技術的發展,數學不斷融入機構學,促進了現代機構學的快速發展。本書在編寫中,基本以解析方法為主,特別強調矢量法和矩陣法為主的解析方法,沒有涉及復數法、對偶數等其他方法。
參加本書編寫的有:張春林,趙自強,李志香,馬超。全書由張春林教授、趙自強老師統稿,并擔任主編。
本書承蒙北京工業大學余躍慶教授審閱,并提出許多寶貴的修改意見,作者深表感謝。
在本書的編寫過程中,一些研究生也在公式推導與錄入方面做了大量工作,這里一并表示感謝。
本書可作為高等學校機械設計及理論學科的研究生教材,或機械類本科生高年級學生選修課教材,還可作為機械原理教師的參考用書。
由于作者水平有限,難免會存在誤漏欠妥之處,竭誠歡迎讀者批評指正。
張春林