机构的自由度计算是机构的一个基本问题。对于将参与方方面面的机械创新活动的机械工程专业的学生和机械工程师，能够正确分析机构自由度是其不可或缺的知识和能力。然而，至今百余年来人们始终未获得一个普遍适用的公式，使自由度分析遇到困难。

这里向读者介绍黄真首创的基于反螺旋理论的自由度通用原理和公式。

本书将以螺旋理论最基础的知识和众多的各种类型的实际例子，将这个新的自由度统一原理介绍给读者，让他们了解最必要的螺旋理论和自由度基础知识，并能够正确且简洁地对其实际工作中遇到的各种各样的机构进行正确的自由度分析。

本书分6章，主要内容包括螺旋理论基础、基于反螺旋的自由度普遍原理，以及平面机构、并联机构、一般空间机构和复杂网络机构的自由度分析。

本书除可作为机械工程专业大学生和广大机械工程师的参考读物外，还可作为有关研究生及科技人员的参考用书。

前辅文
第1章 螺旋理论基础
  1.1 线矢量及螺旋
   1.1.1 直线的矢量方程
   1.1.2 直线到原点的距离和两直线的互矩
   1.1.3 线矢量及螺旋
  1.2 螺旋的代数运算和螺旋系
   1.2.1 螺旋的数乘
   1.2.2 两螺旋的代数和
   1.2.3 两螺旋的互易积
   1.2.4 螺旋系的概念
  1.3 刚体的螺旋运动和其上的作用力
   1.3.1 刚体的瞬时转动和移动
   1.3.2 刚体的瞬时螺旋运动
   1.3.3 刚体上作用的力和力偶
   1.3.4 刚体上作用的力螺旋
  1.4 螺旋在不同几何空间下的相关性
   1.4.1 螺旋的相关性
   1.4.2 特殊几何条件下螺旋的相关性
  1.5 反螺旋
   1.5.1 反螺旋的概念
   1.5.2 反螺旋的物理意义和对偶性
   1.5.3 反螺旋的数目和计算
   1.5.4 约束反螺旋和机构的自由度
  1.6 反螺旋和所允许转动的转动轴线
第2章 基于反螺旋的自由度普遍原理
  2.1 自由度的概念和所出现的困惑
   2.1.1 自由度的概念
   2.1.2 机构自由度分析的困惑和普遍性原理的提出
  2.2 运动副的螺旋表达
  2.3 基于反螺旋的自由度原理和公式
   2.3.1 机构自由度原理的三方面问题
   2.3.2 基于反螺旋理论的过约束
   2.3.3 ``通用的自由度公式''
   2.3.4 局部自由度
  2.4 基于反螺旋的过约束分析
   2.4.1 过约束的发生和运动链闭合的方式
   2.4.2 机构的复杂度
   2.4.3 机构的公共约束
   2.4.4 并联机构的自由度分析
  2.5 自由度的性质
   2.5.1 移动运动和转动运动
   2.5.2 物体的转动轴线
   2.5.3 瞬时自由度与全周自由度
   2.5.4 广义运动副
   2.5.5 正确和简化自由度计算的几条规则
第3章 平面机构
  3.1 平面机构的自由度计算原理
   3.1.1 快速判定平面机构中是否存在过约束的方法
   3.1.2 基于``过约束'' 的平面机构自由度计算原理
   3.1.3 可完整拆分机构的解法
   3.1.4 非完整可拆机构的过约束
   3.1.5 纯滑块机构的分析
  3.2 一般平面机构计算
   3.2.1 直线导路机构
   3.2.2 矿石破碎机
   3.2.3 包装机送纸机构
   3.2.4 钢坯传送机构
   3.2.5 巨型压力机
   3.2.6 8 杆机构
   3.2.7 钢坯翻钢机
   3.2.8 钢条飞剪机
   3.2.9 2 自由度钢坯定尺机
   3.2.10 切纸机
   3.2.11 液压压力机
   3.2.12 绘图仪
   3.2.13 连杆传动机构
   3.2.14 卧式锻造机
   3.2.15 具有弹簧保险的加压机
   3.2.16 行程倍增曲柄机构
   3.2.17 锯石机平动机构
  3.3 复杂平面机构的自由度分析
   3.3.1 三分角度仪
   3.3.2 4 缸活塞空气压缩机
   3.3.3 复杂连杆滑块机构
   3.3.4 初轧翻钢机
   3.3.5 13 杆变拓扑2 自由度大剪
  3.4 正确地建立机构的实际结构与机构的运动简图的对应关系
第4章 并联机构
  4.1 对称的并联机构
   4.1.1 实现3T 的3-CRR 机构
   4.1.2 实现3T 的3-RRC 机构
   4.1.3 Hunt 实现1T2R 的3-RPS 机构
   4.1.4 实现2T1R 的3-RRR(RR) 机构
   4.1.5 Zlatanov 和Gosselin 的1T3R 3-(RRR) RR 机构
   4.1.6 实现2T2R 的4-R(CRR) 机构
   4.1.7 实现2T3R 的5 自由度3-RR(RRR) 并联机构
   4.1.8 实现2T 的3-UU 机构
   4.1.9 实现1T2R 的3-RSR 机构
  4.2 具有不同自由度的UPU 机构
   4.2.1 Tsai 氏实现3T 的3-UPU 并联机构
   4.2.2 实现3T 的非对称3-UPU 并联机构
   4.2.3 实现3R 的3-UPU 并联机构
   4.2.4 实现3T1R 的4-UPU 机构
   4.2.5 变化的5 自由度3-UPU 并联机构
  4.3 非对称并联机构
   4.3.1 Tricept 机构
   4.3.2 TriVariant 机构
   4.3.3 2 自由度2R 球面5 杆机构
   4.3.4 Carricato 机构
   4.3.5 Exechon 机器人机构
  4.4 分支含闭环的并联机构
   4.4.1 含球铰的4 杆闭环
   4.4.2 Delta 机构分析
   4.4.3 Delta 机构自由度的全杆件分析
第5章 一般空间机构
  5.1 一般空间多环机构的自由度计算原理
   5.1.1 一般空间多环机构的结构特点
   5.1.2 一般空间多环机构的自由度计算原理
  5.2 一般空间机构自由度的解法
   5.2.1 含双球副的空间4 杆机构
   5.2.2 球面7 杆机构
   5.2.3 空间斜盘机构
   5.2.4 一种空间双环机构
  5.3 传动机构
   5.3.1 列索夫万向接头
   5.3.2 具有双直角滑杆的联轴器
   5.3.3 转动变同轴方向移动的机构
   5.3.4 变换转动方向的机构
   5.3.5 平行轴传动双球机构
  5.4 螺旋机构
   5.4.1 双螺旋机构
   5.4.2 三螺旋机构
   5.4.3 自锁滚珠螺旋机构
   5.4.4 4H 型Delassus 机构
  5.5 特殊应用机构
   5.5.1 飞机起落架
   5.5.2 揉面机
   5.5.3 缝纫机空间9 杆钩线机构
   5.5.4 缝纫机空间5 杆钩线机构
   5.5.5 汽车差速器
  5.6 液压机构
   5.6.1 具倾斜曲柄和导路的机械
   5.6.2 逆向活塞发动机
   5.6.3 倾斜圆盘油马达机构
  5.7 强耦合复杂多环空间机构
  5.8 古典机构
   5.8.1 Bennett 机构分析
   5.8.2 Goldberg 5 杆机构分析
第6章 空间网络多面体耦合机构
  6.1 结构分析
  6.2 3 杆组的运动链的反螺旋
  6.3 8 杆单环机构的过约束和允许的运动
  6.4 2 环13 杆链的过约束和允许的运动
  6.5 3 环16 杆链的反螺旋和允许的运动
  6.6 三叉链连接形成整体机构时的过约束
参考文献
索引

黄真，1936年2月出生于天津，祖籍江苏宜兴，1959年毕业于哈尔滨工业大学。现任燕山大学教授，博士生导师。中国机械工程学会机构学专业委员会名誉主任。从事并联机器人理论研究多年，获国家自然科学基金等项目共20余项，国内外发表论文350余篇，出版著作6部，其中包括2012年由国际学术组织IFToMM推荐由Springer出版社出版的Theory of Parallel Mechanisms。突出贡献是，首创了分析机构自由度的统一通用的自由度原理和公式，解决了困惑机构学界150年的历史问题。曾4次获得国家教育部和河北省自然科学一等奖，2010年获IFToMM授予的“卓越成就奖”，为该奖设立以来第一次授予的华人学者。

机构的自由度计算是“机械原理”的一个基本问题。然而，百余年来发现没有真正普遍通用的公式，自由度分析因之常常错误。虽然国内外众多学者潜心研究，然而一直未获得解决。黄真成功首创了基于反螺旋理论的自由度原理，并以此建立了一种普遍适用通用统一的方法。本书将简明地介绍这个理论并以各种类型的机构为例介绍这种分析方法，有助于读者分析各种实际机构的问题。