柔顺机构设计理论与实例

**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6.3 FACT综合过程与案例研究6.3.1 柔性球铰探针6.3.2 XyO纳米定位台6.4 FAcT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77.2 柔顺机构的拓扑优化7.3 基结构法7.4 连续体法7.4.1 SIMP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*佳构型78.3 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