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我国机构学十年来主要 研究成果及发展展望 邹慧君 教授 上海交通大学机械与动力工程学院 E-mail: hjzou@sjtu.edu.cn 1. 引言 2. 连杆机构的分析与综合理论研究已步步深 入，成果显著 3. 凸轮机构的设计方法和动力学的研究成果累累 4. 机构系统设计和机械产品概念设计方兴未艾 5. 深入开展机器人机构学及其工业应用研究 6. 大力进行可控机构的分析和综合的研究 7. 努力开展机构与机械动力学研究 8. 机械原理（机构学）课程改革卓有成效 9. 机构学发展展望 10. 结束语 1. 引言 上世纪70年代到80年代以来，我国机构学经历了一场飞速发展前的酝酿和积聚。那时我国邀请了国外的机构学家来华讲学交流，如美国的B.Roth, A.T.Yang, D.C.Tao, 英国的 P.Duffe，德国的O.Dittrich，日本的小川洁，加藤一郎，牧野洋，澳大利亚的K.H.Hunt等等。同时，我国派出一大批中青年学者去美国、英国、日本、德国等国访问或攻读学位。“请进来，派出去”的方式对我国机构学水平的提升起到了十分重要的作用。 上世纪80年代开始，全国许多著名的高等学校开始招收机构学方面的硕士研究生、博士研究生。针对机构学不少前沿课题开展了深入研究，取得了不少可喜的研究成果。 粗略的统计来看，从上世纪90年代开始至今，在国内几本重要的机械类期刊（如机械工程学报、中国机械工程、机械设计与研究、机械设计、机械科学与技术等）上发表的有关机构学方面的论文就有逾千篇。在机构学学术讨论会上发表的论文也有500余篇。出版的机构学专著在50本以上。这些论文和专著，不少有独特见解和独创性研究成果。 2、连杆机构的分析与综合理论研究已步步深入，成果显著 在连杆机构的综合与分析的系统理论与方法方面[3,4]提出了以单开链为单元，以新的拓扑特性（单开链的约束度、机构的耦合度）为基础的一种新的机构组成原理，并揭示了机构特性与运动学方程、动力学方程之间的内在联系，建立了一套统一的数学模型。 在平面连杆机构综合方面，提出了综合杆组的概念和平面连杆机构按位置及速度、加速度等各阶运动参数综合的理论和方法[5,6]。按提出的6种三杆和二杆(包括其变形)组建立统一的综合方程式，可方便地实现4~8杆机构的综合。 提出了基于计算机技术的平面连杆机构综合的新方法，建立传动特性或导引特性的数据库，有利于提高求解精度和设计速度[7,8]。 提出了基于轨迹局部特性的机构轨迹精确实现方法，提高了轨迹机构求解精度和设计速度[9]。提出了机架杆方向结构误差与从动杆杆长结构误差的概念，采用改进遗传算法进行轨迹机构、函数生成机构的优化综合[10,11]。 2. 连杆机构的分析与综合理论研究已步步深入，成果显著 在空间连杆机构的分析方面，也取得了不少研究成果[12~16]。采用影响系数法进行空间机构运动分析，采用类复向量进行任意空间连杆机构位移分析。采用等距条件、共面条件建立起整个空间可调机构RS－SRR－SS刚体导引的优化综合数学模型。应用吴文俊创立的数学机械化方法和计算机符号处理技术——符号法进行复杂连杆机构的位置分析。 在连杆机构分析与综合方面已有多本专著均有自己的特色[17~20]。文献[17]阐述了连杆机构的组成分析、创新设计、运动分析、精度分析、力分析等，附有设计实例，便于工程技术人员应用。文献[18]阐述了空间机构的运动分析、力分析、闭链机构设计、机器人机构设计等。文献[19]提出了平面杆组型转化的理论，对机构的组成、运动学与动力学提供一个研究体系。文献[20]对平面连杆机构的综合方法作了深入的介绍。 3．凸轮机构的设计方法和动力学的研究成果累累 凸轮机构的设计与制造的研究仍然处于比较活跃的状态。主要集中在凸轮的CAD/CAM和动力学的研究上。 对于凸轮机构CAD/CAM的研究比较广泛。文献[21~23]提出了各类凸轮机构通用的解析公式。文献[24-29]提出了对凸轮廓面采用共轭曲面自适应方法进行分析和综合的解析原理，为凸轮机构的CAD/CAM提供了理论基础。为了解决精确加工空间曲面提出了采用等距曲面的双包络加工原理，并在实际加工中加以应用。 为了适应高速分度凸轮机构设计与制造的需要，还开展了圆柱分度凸轮机构等的动力学理论和实验研究[30~35]，建立了动力学模型，进行了动力特性分析，这些研究有利于提高凸轮机构的运行速度和改善凸轮机构的动态性能。 3．凸轮机构的设计方法和动力学的研究成果累累 凸轮机构已有多本著作[36~39]，对推动凸轮机构设计起着重要的作用。文献[36]全面阐述凸轮机构的新理论与新方法以及有关材料、制造技术问题。从满足实际需要还附有一些实用的图、表