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研究生课程教学大纲课程编号：00212727课程名称：高等机构学英文名称：AdvancedKinematicsandDynamicsofMechanisms学时：40学分：2.5适用学科：机械设计及理论课程性质：选修课（作为必修课条件不成熟）先修课程：机械原理一、课程的性质及教学目标课程的性质：高等机构学是机械设计及理论学科研究生的主要学位课程之一，是在机械原理的基础上发展起来的，是机械原理课程内容的发展与深化。其研究内容仍然是围绕机构的组成与结构、机构的运动分析与综合以及机械系统动力学等内容。但在机构种类方面，已从平面低副机构扩展到空间低副机构，高副机构的基本理论远远超过机械原理内容。教学目标：培养学生在机械原理课程的基础上继续深入研究机构结构、机构运动分析和机构综合。通过学习，使学生能从平面机构的分析与综合扩展到空间机构的分析与综合；从转子惯性力的平衡扩展到机构惯性力的平衡；从刚性构件扩展到弹性构件；从单自由度机构扩展到多自由度机构；从简单的高副机构扩展到瞬心线高副机构和共轭曲线高副机构等。学会以计算机为工具，以高等数学中的坐标变换与矩阵运算为主的解析法的研究问题方法。二、课程的教学内容及基本要求机构的结构理论是高等机构学中的重要组成部分，也是对机构学的基础理论进行深入研究的内容。主要掌握空间闭链机构和开链机构的组成原理，机构的自由度计算，图论的基本知识，机构的型综合和数综合。该部分内容也是机构创新设计的重要途径。机构的运动分析是研究机构工作性能的主要依据之一。求解机构运动构件的运动轨迹，位移、速度、加速度是运动分析的目的。掌握用坐标变换原理和矩阵方程为数学工具，把平面机构和空间机构运动分析的数学方法统一起来，节省建模时间。低副机构的综合是机构学中主体部分。掌握刚体导引机构的综合，轨迹发生机构的综合，函数发生机构的综合构成了连杆机构综合的三大内容。按运动轨迹综合连杆机构是当代机构综合中发展较快的内容。仿生机构、机械手、机器人机构的综合与运动轨迹密切相关。本书中仍采用矩阵变换作数学工具，统一的工具可使运算过程更加熟练。采用数学方法进行机构综合时，其计算结果十分精确，但从机械设计的规范化可知，机构综合的尺寸必须要经过公差设计等后续处理。因此，讨论综合尺寸的公差设计也列入本课程的内容。高副机构的基本理论是现代机构学的重要内容之一。其中，瞬心线机构和共轭曲线机构是最典型的高副机构。本书对这两种机构分别进行介绍，讨论它们之间的异同点与设计方法。仿生学促进了传统机构学的发展，研究仿生机构学已产生了巨大的效益。走行机器人、爬行机器人、柔性手腕等都是仿生机构学的研究成果。因此，本书对仿生机构也作了简单介绍。机器人已经成为现代高科技的代表，因此，在不与其他课程重复的前提下，讨论串联机器人和并联机器人的工作原理和运动特性也是本教材的内容之一。由于现代机械的高速、高精度运转，机械平衡日益受到重视。考虑到构件的弹性以及机械系统动力学是不容忽视的问题。所以，本书也讨论了一些机构动力学中的基本问题。机构学中的数学基础。这些基础知识为深入研究高等机构学提供了入门常识和系统的运算工具。三、课内学时分配章节内容讲课学时备注第一章绪论1第二章高等机构学的数学基础4第三章机构的结构理论4第四章机构的运动分析4第五章低副机构的运动综合4第六章高副机构基础4第七章机器人机构简介4第八章仿生机构概述4第九章平面机构的平衡4第十章机构弹性动力学4第十一章机械系统动力学3合计学时40四、推荐教材与主要参考书目［1］《高等机构学》，主编张春林，北京理工大学出版社2006年1月。五、教学与考核方式开卷考试，卷面成绩占80%，平时成绩及实验成绩占20%。编写人（签字）：邵万珍编写时间：2012.06.25