這是一本教授如何采用簡單直觀的方法進行機械(或結(jié)構(gòu))拓撲結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的專著。本書作者道格拉斯·布蘭丁（Douglass L�盉landing）曾經(jīng)在柯達公司工作長達20余年。書中的許多機械模型都來自于生產(chǎn)實踐，是作者長期工作的經(jīng)驗總結(jié)。
全書內(nèi)容共分為8章。第1章從簡單的二維裝置(本質(zhì)都是平面機構(gòu))出發(fā)，介紹了運動學中的一些基本概念，如自由度、約束、瞬心、反力等，并引出了約束線圖的概念。第2章簡單介紹了幾種典型的三維約束裝置，作為由平面裝置向空間裝置的過渡。第3章是全書的重點，從空間三維的角度系統(tǒng)介紹了約束線圖分析法的基本原理。第4～7章分別給出了該方法在柔性元件、聯(lián)軸器、復雜裝置和結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。第8章，也是本書的最后一章，則列舉了一個如何應(yīng)用約束圖譜法設(shè)計紡織機的具體實例。
在本書中，讀者可以學習到大量與機械運動學設(shè)計相關(guān)的準則和技巧。全書通過全面系統(tǒng)地探索那些歷史悠久但又有些抽象晦澀的運動設(shè)計原理(廣泛用于精密儀器設(shè)計實踐中己逾百年)，可使讀者從中獲取一系列獨特而強大的可用在任何機械(無論何種類型和尺寸)設(shè)計中的原則和技巧。而所有技巧的核心在于約束線圖分析法的運用。該方法可將機械連接的約束及自由度用一組空間線圖來表示，以達到可視化的目的。事實上，無論是精密儀器、辦公用品，還是汽車、飛機、空間站等，任何機械裝置都可找到這類線圖。了解這些設(shè)計原理不僅對求解疑難設(shè)計問題有幫助，同時也有助于設(shè)計質(zhì)優(yōu)價廉的新裝置。
此外，本書還提供了豐富的設(shè)計實例，以便于讀者迅速了解機械的工作原理，提高機械創(chuàng)新的技能以及駕馭復雜機械分析與設(shè)計的能力。
正如本書作者所言：“一幅圖片抵得上一千個單詞，一個模型抵得上一千幅圖片�！北緯�盡管蘊含了深刻的運動學原理，但運用的是大量線框形式表達的二維、三維機械模型。另外，全文鮮有公式，并不像一般工科教材專著那樣公式通篇，這使得本書的可讀性非常強。
精密機械設(shè)計：運動學設(shè)計原理與實踐前言前言本書通過全面系統(tǒng)地探索那些歷史悠久但有些抽象晦澀的運動學設(shè)計原理(廣泛用于精密儀器設(shè)計實踐中已逾百年)，可使讀者從中獲取一組獨特而功能強大的法則和技巧。這些法則與技巧可用在任何機械設(shè)計中，無論何種類型和尺寸，無論設(shè)計的儀器精密與否。所有技巧的核心在于約束線圖分析法的運用。該方法可將機械連接的約束及自由度用一組空間線圖來表示，以達到可視化的目的。這些線圖的空間關(guān)系一經(jīng)揭開，就可以發(fā)現(xiàn)在它們之間遵循一個相當簡單的“法則”。盡管并不是新的，卻并不為人們所熟知。事實上，無論是精密儀器、辦公用品還是大型車輛等，任何機械裝置都可找到這類線圖。通過學習識別機器中的這些線圖，機械設(shè)計工程師將能夠以全新的視角來了解機器的工作原理，從而往往會令他們給出其各自領(lǐng)域內(nèi)特異問題的完美解答。這些原理集成在一起，就是本書所提到的“精確約束設(shè)計原理”。它將使設(shè)計者對機器的性能有更為深刻的理解，從而有助于設(shè)計者更容易地設(shè)計質(zhì)優(yōu)價廉的新裝置。
精確約束設(shè)計原理將各種看似不同領(lǐng)域的機器設(shè)計問題整合在一起。例如，表現(xiàn)約束和自由度的線圖既可以在機構(gòu)的構(gòu)件連接中找到，也可以發(fā)現(xiàn)于單個結(jié)構(gòu)內(nèi)部。因此，諸如結(jié)構(gòu)分析與機構(gòu)設(shè)計這兩個不同的領(lǐng)域完全可以歸于同類，因為對二者而言都可采用相同的分析技巧。
精確約束設(shè)計原理不僅僅可以應(yīng)用于機器構(gòu)件(部件)間的機械連接，有時，我們需要跳出機器本身來審視這些連接，例如汽車的輪胎與道路之間的“連接”。當工程師在設(shè)計汽車懸架機構(gòu)時，為了確定諸如汽車轉(zhuǎn)向軸位置這類幾何特性，應(yīng)當認真考慮這種連接。與之類似的例子是，當工廠生產(chǎn)線上需要傳送一個又薄又長的卷幅(或柔性板材)——比如紙——時，我們必須將卷幅本身也作為機器的一個組成部分，并考慮傳送過程中卷幅與輥子之間的機械連接關(guān)系。本書最后一章就是探討精確約束設(shè)計原理如何在卷幅傳送裝置中應(yīng)用。
本書可以給機器設(shè)計者以靈感。受眾讀者群包括與機器(汽車、農(nóng)業(yè)機械、飛機、空間站、望遠鏡、辦公設(shè)備、精密儀器等)設(shè)計相關(guān)的工程師、設(shè)計師、科研人員、技師以及維修人員等，也可以是那些對機械癡迷或者希望能更好地理解機器工作原理的人員。本書的主題源于一些最基本的運動學原理，看似抽象的理論通過豐富多彩的實例來補充。讀者從中定能極大地加深對機器工作原理的理解，提高創(chuàng)新設(shè)計高性能、低成本機器以及分析了解現(xiàn)有復雜機器的能力。
作者編寫本書的目的就是將有關(guān)機器設(shè)計的運動學法則與技巧集成在一起，變成一個能使位于工程實踐第一線的工程師受益的系統(tǒng)實用教程。這些法則有些為大家所共知，有些則不然。其中的一些技巧則是全新的體驗。例如，約束線圖分析技巧是新的，所有這些法則與技巧以書中的方式來集成也肯定是新的。集成后所謂的“精確約束設(shè)計原理”，更是一種具有實用價值的方法論。它從運動學中的迷霧中沖出，將運動學設(shè)計原理應(yīng)用到機械設(shè)計問題的各個層面，而并不僅僅用在精密儀器的設(shè)計中。
在對精確約束設(shè)計原理進行闡述的過程中，本書首先介紹基本概念，然后