并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算與奇異分析的幾何代數(shù)方法
定 價(jià)：120 元
叢書(shū)名：21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書(shū)
- 作者：李秦川，柴馨雪，姚輝晶著
- 出版時(shí)間：2019/9/1
- ISBN：9787030605290
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類(lèi)：TH112.1
- 頁(yè)碼：248
- 紙張：
- 版次：01
- 開(kāi)本：B5
機(jī)構(gòu)是裝備的骨架，自由度是機(jī)構(gòu)的基本屬性。對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度計(jì)算以掌握其數(shù)目和性質(zhì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的基本問(wèn)題。以并聯(lián)機(jī)構(gòu)為代表的復(fù)雜空間多環(huán)閉鏈機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算長(zhǎng)期以來(lái)一直是機(jī)構(gòu)學(xué)研究中的難點(diǎn)問(wèn)題。本文在幾何代數(shù)框架下，利用幾何代數(shù)可以直接對(duì)不同維度的幾何元素直接進(jìn)行表達(dá)和計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，提出了幾何代數(shù)框架下并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的約束求交和運(yùn)動(dòng)求交方法，可以得到機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)空間的解析表達(dá)式，統(tǒng)一回答了并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目、性質(zhì)和全周性的問(wèn)題；提出并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析的幾何代數(shù)方法，運(yùn)用外積等算子考察機(jī)構(gòu)約束的線(xiàn)性相關(guān)性，可以得到機(jī)構(gòu)奇異軌跡的解析表達(dá)式，具有代數(shù)性質(zhì)和幾何意義統(tǒng)一的特點(diǎn)，為軌跡規(guī)劃和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。
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目錄
《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書(shū)》序
前言
主要符號(hào)表
第一篇 幾何代數(shù)基礎(chǔ)
第1章 緒論 3
1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法概述 3
1.1.1 基于機(jī)構(gòu)拓?fù)鋮?shù)的自由度計(jì)算方法 4
1.1.2 基于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)約束方程的自由度計(jì)算方法 6
1.1.3 基于李群/李代數(shù)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法 7
1.1.4 基于螺旋理論的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法 9
1.1.5 基于幾何代數(shù)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法 10
1.1.6 其他方法 11
1.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析方法概述 12
1.3 幾何代數(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 13
1.4 本書(shū)主要內(nèi)容 15
參考文獻(xiàn) 16
第2章 幾何代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 30
2.1 基本定義 30
2.1.1 內(nèi)積 30
2.1.2 外積 30
2.1.3 幾何積 32
2.2 幾何代數(shù)基本元素 32
2.2.1 片積 32
2.2.2 多維向量 33
2.3 幾何代數(shù)基本運(yùn)算 33
2.3.1 對(duì)偶 33
2.3.2 并集 34
2.3.3 交集 35
2.4 本章小結(jié) 37
參考文獻(xiàn) 37
第3章 幾何代數(shù)框架下的運(yùn)動(dòng)空間與力空間 38
3.1 螺旋理論和幾何代數(shù) 38
3.2 運(yùn)動(dòng)空間和力空間 40
3.3 過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)中約束的形成原因 42
3.3.1 冗余約束 42
3.3.2 公共約束 44
3.4 本章小結(jié) 44
參考文獻(xiàn) 44
第二篇 幾何代數(shù)框架下的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法
第4章 幾何代數(shù)框架下并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的約束求并方法 47
4.1 串聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)空間分析方法 47
4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的約束求并方法 48
4.3 并集運(yùn)算中的線(xiàn)性相關(guān)項(xiàng)判別和剔除 51
4.4 算例1：3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 52
4.5 算例2：3-RPC并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 57
4.6 本章小結(jié) 60
參考文獻(xiàn) 61
第5章 幾何代數(shù)框架下并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的運(yùn)動(dòng)求交方法 62
5.1 基于運(yùn)動(dòng)求交的并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法 62
5.2 運(yùn)動(dòng)求交方法與約束求并方法的對(duì)比 63
5.3 算例1：平面四桿機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 64
5.4 算例2：3PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 65
5.5 算例3：3RRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 69
5.6 算例4：3RRR(RR)并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 72
5.7 本章小結(jié) 76
參考文獻(xiàn) 76
第6章 古典Bennett機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 77
6.1 Bennett機(jī)構(gòu)描述 77
6.2 Bennett機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 78
6.3 本章小結(jié) 83
參考文獻(xiàn) 83
第7章 基于Grassmann-Cayley代數(shù)的過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法 85
7.1 Grassmann-Cayley代數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí) 85
7.1.1 擴(kuò)張子 85
7.1.2 并集算子 86
7.1.3 交集算子 86
7.2 Grassmann-Cayley代數(shù)框架下的自由度計(jì)算方法 87
7.2.1 分支運(yùn)動(dòng)鏈和動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)空間 87
7.2.2 冗余約束 88
7.2.3 Grassmann-Cayley代數(shù)法自由度計(jì)算流程 89
7.3 算例1：Sarrus機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 90
7.4 算例2：2UPR-2RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 92
7.5 算例3：3-PRRR并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 95
7.6 本章小結(jié) 97
參考文獻(xiàn) 98
第三篇 幾何代數(shù)框架下的并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析方法
第8章 3-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 103
8.1 3-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析 103
8.2 3-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置奇異分析 105
8.3 3-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)姿態(tài)奇異分析 115
8.4 本章小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 120
第9章 6-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 122
9.1 6-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置分析 122
9.2 6-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置奇異分析 125
9.3 6-6 Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)姿態(tài)奇異分析 134
9.4 本章小結(jié) 138
參考文獻(xiàn) 138
第10章 三自由度平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 139
10.1 少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析步驟 139
10.2 3-RRR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 141
10.2.1 3-RRR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 142
10.2.2 3-RRR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 145
10.3 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 148
10.3.1 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 149
10.3.2 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 151
10.3.3 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 151
10.3.4 特殊3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 153
10.4 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 156
10.4.1 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 158
10.4.2 3-RPR平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 162
10.5 本章小結(jié) 165
參考文獻(xiàn) 166
第11章 兩轉(zhuǎn)一移三自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 167
11.1 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 167
11.1.1 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 169
11.1.2 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 172
11.1.3 3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 173
11.2 2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 177
11.2.1 2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 180
11.2.2 2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 183
11.2.3 2-UPR-RPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 184
11.3 2-UPR-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 189
11.3.1 2-UPR-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 191
11.3.2 2-UPR-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 194
11.3.3 2-UPR-SPR并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 195
11.4 Tex3并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 200
11.4.1 Tex3并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 203
11.4.2 Tex3并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 205
11.4.3 Tex3并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 206
11.5 本章小結(jié) 211
參考文獻(xiàn) 212
第12章 三自由度移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 213
12.1 3-RPRR移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 213
12.1.1 3-RPRR移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 216
12.1.2 3-RPRR移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 218
12.1.3 3-RPRR移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 218
12.2 3-UPU移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異分析 222
12.2.1 3-UPU移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束的片積 224
12.2.2 3-UPU移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異軌跡 230
12.2.3 3-UPU移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異位形分析 231
12.3 本章小結(jié) 233
參考文獻(xiàn) 234
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