机构轨迹生成理论及其产品创新设计

《21世纪先进制造技术丛书》序

序

前言

第1章 绪论

1.1 选题的意义

1.2 机构轨迹生成理论概述

1.2.1 机构轨迹生成问题的内涵说明

1.2.2 机构轨迹生成理论的主要研究内容

1.2.3 机构轨迹生成问题的模型描述

1.3 机构轨迹生成理论研究进展

1.3.1 机构轨迹分析研究进展

1.3.2 机构轨迹综合研究进展

1.4 机构轨迹创新

1.4.1 机构轨迹创新问题的提出

1.4.2 机构轨迹创新设计方法及其计算机辅助创新设计

1.5 本书的主要内容

参考文献

第2章 机构轨迹分析理论与方法

2.1 早期典型轨迹分析方法

2.1.1 四连杆曲线的模糊数学识别方法

2.1.2 基于矩常量的轨迹分析方法

2.2 轨迹分析理论基础

2.2.1 傅里叶变换理论

2.2.2 相关函数

2.3 基于二次傅里叶变换的均匀采样轨迹分析方法

2.3.1 消除旋转、平移和比例变换效应的傅里叶描述函数

2.3.2 标准化形状函数的二次傅里叶变换

2.3.3 机构轨迹几何特征匹配度及其有效性讨论

2.4 基于最大几何特征谱的非均匀采样轨迹分析方法

2.4.1 非均匀采样机构轨迹的纯几何特征量化提取方法

2.4.2 纯几何特征量化提取的快速数值算法

2.4.3 非均匀采样机构轨迹的几何特征谱求解步骤

2.4.4 机构运动轨迹几何特征谱的有效性讨论

2.5 轨迹相关分析

2.6 比较与讨论

参考文献

第3章 机构轨迹直接综合方法

3.1 引言

3.2 基于遗传算法的机构轨迹直接综合方法

3.2.1 遗传算法简介

3.2.2 基于遗传算法的机构轨迹综合方法

3.3 基于人工免疫网络的机构轨迹直接综合方法

3.3.1 机构轨迹优化综合的多峰优化特性分析

3.3.2 基于人工免疫网络的机构轨迹多峰优化模型及算法

3.3.3 实例

3.3.4 实例分析

参考文献

第4章 机构轨迹间接综合方法

4.1 原始轨迹曲线生成方法

4.1.1 轨迹冗余问题

4.1.2 实例：平面四杆机构轨迹曲线生成

4.2 电子轨迹图谱库的建立方法

4.2.1 轨迹分类方法

4.2.2 电子轨迹图谱库的建立

4.2.3 电子轨迹图谱库的检索

4.3 轨迹识别方法

4.3.1 轨迹识别方法分类及其基本实现途径

4.3.2 机构轨迹曲线进化识别方法

4.4 基于免疫计算的机构轨迹间接综合方法

4.4.1 机构轨迹综合的模式匹配模型

4.4.2 免疫计算方法的分类、聚类与模式匹配的机理

4.4.3 基于免疫计算的机构轨迹间接综合方法步骤

4.4.4 实例与分析

4.4.5 小结

参考文献

第5章 基于机构轨迹生成的创新设计

5.1 创新设计方法概论

5.1.1 创新设计的基本法则

5.1.2 常用创新设计方法

5.1.3 创新设计应注意的问题

5.2 机构创新设计方法研究进展与分析

5.2.1 机构创新设计研究内容

5.2.2 机构创新设计方法研究进展

5.2.3 机构创新设计方法研究进展分析

5.3 基于轨迹特征的机构创新设计方法

5.3.1 颜氏机构创新设计方法概要

5.3.2 颜氏机构创新设计方法中的创新途径分析

5.3.3 机构轨迹创新设计方法

5.4 基于机构轨迹生成的计算机辅助创新设计

5.4.1 基于机构轨迹生成的计算机辅助创新设计的研究内容

5.4.2 基于机构轨迹生成的计算机辅助创新设计关键支撑技术

5.5 基于回路配置的机构运动链图自动绘制方法

5.5.1 相关图论基础

5.5.2 实现算法

5.5.3 算法特性分析与实例

参考文献

第6章 机构同构判定

6.1 机构同构判定的意义及其研究进展

6.1.1 机构同构判定问题对于创新设计的意义

6.1.2 机构同构判定问题研究进展

6.2 同构判定问题的基础知识

6.2.1 图的相关定义

6.2.2 图的矩阵表示

6.2.3 TSP问题

6.2.4 图的同构问题

6.3 机构同构判定问题的模型描述

6.3.1 运动链拓扑结构的表示方法

6.3.2 机构运动链框架排序法

6.3.3 机构同构问题的降次TSP模型

6.3.4 实例

6.4 同构判定问题的进化求解

6.4.1 遗传算法求解

6.4.2 免疫算法求解

6.4.3 蚂蚁算法求解

6.5 分析与讨论

参考文献

第7章 基于轨迹特征的机械运动方案生成

7.1 引言

7.2 基于矩阵分解的机构概念设计方案自动生成方法

7.2.1 方法概要

7.2.2 功能和物理积木块

7.2.3 物理积木块的层次抽象与矩阵表示

7.2.4 自动综合方法

7.2.5 任务分解方法

7.2.6 组合分析

7.2.7 设计实例与分析

7.2.8 机构概念设计方案自动生成方法及其在定性轨迹机构设计中的应用

7.3 基于多粒度共进化功能推理的机械运动方案生成方法

7.3.1 面向机械运动方案设计的多粒度共进化功能推理模型

7.3.2 面向机械运动方案设计的多粒度共进化功能推理算法

7.3.3 算法特性分析

7.3.4 应用实例

7.3.5 小结

参考文献

第8章 面向协同设计的机械CAD模型简化

8.1 协同设计及其关键支撑技术概述

8.1.1 协同设计

8.1.2 协同设计的关键支撑技术

8.2 模型简化技术及其研究进展

8.2.1 模型简化的概念

8.2.2 网格模型简化技术

8.2.3 模型简化技术研究进展

8.3 机械CAD模型简化

8.3.1 机械CAD网格模型及其简化技术的特点

……

附录 计算机辅助机构轨迹创新设计原型系统

参考文献

《机构轨迹生成理论及其创新设计》系统地阐述了机构轨迹生成理论及基于机构轨迹生成的计算机辅助创新设计方法。全书内容共分为8章。第1章作为绪论，对机构轨迹生成理论进行概述。第2章着重讲解机构轨迹分析理论与方法，第3章和第4章分别讨论机构轨迹直接综合方法和间接综合方法，上述三章构成了机构轨迹生成的基本理论。第5章论述了基于机构轨迹生成的创新设计，在此基础上，第6-8章讨论了基于机构轨迹生成的计算机辅助创新设计的若干关键支撑技术，它们分别是机构同构判定、基于轨迹特征的机械运动方案生成和面向协同设计的机械CAD模型简化。《机构轨迹生成理论及其创新设计》附录介绍了作者开发的计算机辅助机构轨迹创新设计原型系统。
《机构轨迹生成理论及其创新设计》适合于从事机械工程和CAD研究与应用的科技工作者和工程技术人员阅读使用，也可作为高等院校机械等工程类、计算机应用等信息类相关专业研究生和本科生的教学参考书。