本书针对机器人构型、性能间的映射关系，提出了利用GF集的描述构型设计特征的方法。本书具有非代数、无量纲、六维无关联、有序性等特点，在一般并联机器人、解耦并联机器人、微操作机器人的构型综合以及人形机器人构态规划方面有着非常重要的应用。为解决并联机器人型综合这个难题，本书引入了若干种新型复合运动副、新型复合支链，丰富了并联机器人构型。上述复合运动副、复合支链均具有确定的末端特征，基于GF集及其求交定理可以方便的进行并联机器人的型综合。另外，利用描述机器人性能的GF集对人形机器人构态进行了系统的分析，提出了站立、倒立、坐、躺等基本构态，并对具有自交互的构态进行了深入分析。

本书是一部介绍作者提出和建立的并联机器人型综合的GF集理论的专著。主要内容包括：并联机器人末端特征的GF集的定义与分类、GF集合成的移动定律与转动定律和推论、并联机器人数综合模型、GF集的求交运算性质和法则、支链中运动副转动轴线迁移定理以及具有特定末端特征的支链设计、并联机器人末端特征的GF集组合形式和并联机器人的构型、考虑输入与输出关联关系的并联微操作机器人和重载操作机的拓扑构型等。本书的特色是用机构学的基本原理和数学的集合论相结合建立了系统的并联机器人机构拓扑设计的GF集理论，为机器人和机构的发明提供了理论、技术和实用的工具。

本书可供从事机械和自动化相关专业研究的大学教师、研究人员、工程技术人员、硕士和博士研究生阅读和参考。

前言

符号与标记

第一章　绪论

　1.1 概述

　1.2 机构拓扑学研究的意义

　1.3 并联机构的应用

　1.4 机构自由度计算公式

　1.5 机构型综合的群论方法

　1.6 机构型综合的图论方法

　1.7 机构型综合的螺旋理论

　1.8 机构型综合的线性变换方法

　1.9 机构型综合的单开链方法

　1.10 本书内容

第二章 机器人末端特征GF集及其特性

　2.1 概述

　2.2 GF集的定义

　2.3 GF集的分类

　2.4 GF集的合成定律

　　2.4.1 移动特征合成定律

　　2.4.2 转动特征合成定律

　2.5 并联机构拓扑的构成条件

第三章　GF集的求交运算法则

　3.1 概述

　3.2 GF集求交运算的性质

　3.3 GF集的求交运算定理

　　3.3.1 第一类与第一类纯移动味集求交定理

　　3.3.2 两个具有一维转动特征的第一类GF集求交定理

　　3.3.3 两个具有二维转动特征的第一类GF集求交定理

　　3.3.4 两个具有三维转动特征的第一类GF集求交定理

　　3.3.5 两个具有一维转动特征的第一类与第二类GF集求交定理

3.3.6 两个具有二维转动特征的第一类与第二类GF集求交定理

3.3.7 两个具有三维转动特征的第一类与第二类GF集求交定理

3.3.8 第二类一维纯转动与三维纯转动GF集求交定理

3.3.9 第二类二维纯转动与三维纯转动GF集求交定理

3.3.10 两个具有三维纯转动特征的第二类GF集求交定理

 3.4 纯移动GF集求交运算法则

 3.5 一维转动GF集求交运算法则

 3.6 二维转动GF集求交运算法则

 3.7 三维转动GF集求交运算法则

第四章 给定末端特征的机器人支链设计

 4.1 概述

 4.2 简单与复合运动副

 4.3 支链中转动轴线迁移定理

 4.4 具有纯移动末端特征的支链

 4.5 具有一维转动末端特征的机器人支链

 4.6 具有二维转动末端特征的机器人支链

 4.7 具有三维转动末端特征的机器人支链

第五章 移动并联机器人型综合

 5.1 概述

 5.2 二维移动并联机器人型综合

 5.3 三维移动并联机器人末端特征的组合形式

 5.4 三维移动并联机器人机构类型

第六章 具有一维转动特征的并联机器人型综合

 6.1 概述

 6.2 GⅠF(Ta 0 0；Rα 0 0)型并联机器人型综合

 6.3 GⅠF(Ta Tb 0；Rα 0 0)型并联机器人型综合

 6.4 GⅠF(Ta Tb Tc；Rα 0 0)型并联机器人型综合

 6.5 GⅠF(Rα 0 0；Ta 0 0)型并联机器人型综合

 6.6 GⅠF(Rα 0 0；Ta Tb 0)型并联机器人型综合

第七章 具有二维转动特征的并联机器人型综合

 7.1 概述

 7.2 GⅠF(Ta 0 0；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 7.3 GⅠF(Ta Tb 0；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 7.4 GⅠF(Ta Tb Tc；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 7.5 GⅠF(Rα Rβ 0；0 0 0)型并联机器人型综合

 7.6 GⅠF(Rα Rβ 0；Ta 0 0)型并联机器人型综合

 7.7 GⅡF(Rα Rβ 0；Ta Tb 0)型并联机器人型综合

第八章 具有三维转动特征的并联机器人型综合

 8.1 概述

 8.2 GⅠF(Ta 0 0；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 8.3 GⅠF(Ta Tb 0；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 8.4 GⅠF(Ta Tb Tc；Rα Rβ 0)型并联机器人型综合

 8.5 GⅡF(Rα 0 0；Ta Tb 0)型并联机器人型综合

 8.6 GⅠF(Rα Rβ Rγ ；Ta 0 0)型并联机器人型综合

 8.7 GⅠF(Rα Rβ Rγ ；Ta Tb 0)型并联机器人型综合

第九章 二至六自由度并联微操作机器人构型

 9.1 概述

 9.2 并联微操作机器人支链类型

 9.3 并联微操作机器人输人与输出关联关系

 9.4 六自由度并联微操作机器人构型

9.4.1 1-2-3型6-DOF并联微操作机构

9.4.2 2-2-2型6-DOF并联微操作机构

 9.5 五自由度并联微操作机器人构型

9.5.1 2-2-1型5-DOF(xyzβγ)并联微操作机构

9.5.2 1-1-3型5-DOF(xyzβγ)并联微操作机构

9.5.3 1-2-2型5-DOF(yzαβγ)并联微操作机构

 9.6 四自由度并联微操作机器人构型

9.6.1 1-1-2型4-DOF(xyzα)并联微操作机构

9.6.2 0-1-3型4-DOF(yzαβ)并联微操作机构

9.6.3 1-1-2型4-DOF(yzαβ)并联微操作机构

9.6.4 1-1-2型4-DOF(zαβγ)并联微操作机构

 9.7 三自由度并联微操作机器人构型

9.7.1 1-1-1型3-DOF(xyz)并联微操作机构

9.7.2 1-2-型3-DOF(zyγ)并联微操作机构

9.7.3 0-0-3型3-DOF(zαβ)并联微操作机构

9.7.4 0-1-2型3-DOF(zαβ)并联微操作机构

 9.8 二自由度并联微操作机器人构型

9.8.1 1-1-0型2-1-DOF(xy)并联微操作机构

9.8.2 0-0-1-2型2-DOF(zα)并联微操作机构

 9.9 三种并联微操作机器人

第十章 重载操作机的构型

 10.1 概述

 10.2 锻造操作机输入和输出关联特性与分解

 10.3 Ⅵ型操作机主运动机构的构型

 10.4 Ⅴ型操作机主运动机构的构型

 10.5 Ⅳ型操作机主运动机构的构型

 10.6 Ⅲ型操作机主运动机构的构型

 10.7 锻造操作机构型的应用

参考文献