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| 編輯推薦： |
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本书为张策老师继《机械工程史》《机械工程简史》之后的又一著作。《机构学史》适合对机构设计、运动学和动力学的历史发展、关键影响因素以及机构学在机械工程中的应用感兴趣的广大读者，也可作为机构学领域的研究者、教师和研究生的参考资料。它有助于读者从宏观角度更好地理解机构学史的发展脉络；同时，从微观角度深入了解机构学的具体内容。本书有望在高校开设机构学史相关课程或科普讲座中发挥作用，对于帮助学生全面了解机械工程专业，形成科学的世界观，培养人文精神具有重要的现实意义。
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| 內容簡介： |
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机器是由机构组成的。在古代的数千年中，人类创造和使用了许多机器和机构，但没有产生机构学理论。近代的机构学理论是在文艺复兴以后，特别是在两次工业革命中诞生的。第二次世界大战以后，现代机构学蓬勃发展。
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| 關於作者： |
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张策，男，1941年出生，教授。主要从事机构学、机械动力学的教学和研究，并对社会科学，尤其是历史领域抱有浓厚兴趣。主持多项教学与科研项目，出版多部学术著作。在职期间，张策教授出版了《弹性连杆机构的分析与设计》，主编了《机械原理与机械设计》本科生教材和《机械动力学》研究生教材。退休后，他继续其学术贡献，出版了《机械动力学史》，《机械工程简史》，以及英文著作《AHistoryofMechanicalEngineering》等。2019年荣获IFToMM杰出服务贡献奖。刘建琴，女，1972年出生，副教授。研究方向涵盖隧道掘进机械设计、智能掘进技术、机械动力学，以及现代设计理论与方法。负责讲授本科生的《机械原理》课程和研究生的《机械动力学》课程。此外，主持了多项科研项目，并以优质作者和通讯作者的身份发表了30余篇论文，同时获得了20余项发明专利的授权。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1机构与机器
1.1.1近代机构学中关于机构和机器的定义
1.1.2关于机器的组成
1.2机构学史简介
1.2.1机构和机构学的发展简史
1.2.2推动和影响机构学发展的重要因素
1.2.3学习和了解机构学史的目的
1.3关于本书的名称
1.4本书的写作特点
第2章古代机构
2.1概述
2.1.1古代人类使用工具的3个时代
2.1.2古代机械发展的3个主要区域
2.2最早的文明——苏美尔和埃及
2.2.1最古老的人类文明
2.2.2希腊化时期
2.2.3伊斯兰文明的高峰
2.3欧洲发展的特点与曲折
2.3.1古代希腊：科学的发祥地
2.3.2希腊化时期
2.3.3罗马时期与中世纪
2.4中国的辉煌与落伍
2.5古代力学与机械的科学发展与著作
2.5.1古代希腊——力学与机械科学的萌芽之地
2.5.2世界其他地区的机械技术著作
2.6各种古代机构发展简介
2.6.1简单机械
2.6.2汲水机械
2.6.3起重机械
2.6.4连杆机构
2.6.5机械传动
2.6.6计时器——水钟
2.6.7欧洲古代的天文仪器
2.6.8中国古代的天文仪器
2.6.9切削加工机械
2.6.10礼仪与娱乐性机械
2.7本章小结
2.7.1依靠直觉和灵感的创造
2.7.2古代与现代相通
附录： 编后随笔
第3章近代早期： 从文艺复兴到工业革命前夜
3.1近代的分期和近代机构学的发展脉络
3.2资本主义发展初期巨大的社会变革
3.2.1资本主义生产方式的出现
3.2.2地理大发现
3.2.3文艺复兴运动
3.2.4改革、启蒙运动和资产阶级革命
3.3达·芬奇和伽利略
3.3.1达·芬奇
3.3.2伽利略
3.4经典力学的创立
3.4.1科学精神的解放和天文学的突破
3.4.2经典力学创立之前的理论准备
3.4.3经典力学的创立
3.4.4牛顿以后经典力学的继续发展
3.5工业革命前的机构发明与理论进展
3.5.1机械钟表的发明
3.5.2关于齿廓曲线的研究
3.5.3螺旋理论的萌芽
第4章近代中期： 优质次工业革命
4.1优质次工业革命发展概况
4.1.1优质次工业革命的历史背景
4.1.2优质次工业革命的主要内容
4.1.3机械工程学科的诞生
4.2机构运动学的发展与命名
4.2.1机构运动学成为首先建立的分支学科
4.2.2巴黎技术学院开设机构课程
4.2.3法国的理论运动学研究
4.2.4Kinematics： 安培的命名
4.319世纪中叶的机构学研究
第5章近代晚期： 第二次工业革命
5.1第二次工业革命发展概况
5.1.1第二次工业革命的历史背景
5.1.2第二次工业革命的主要内容
5.1.3近代两次工业革命的特点
5.2德国学派与机构学学科体系的形成
5.2.1德国学派形成之前的机构学
5.2.2德国学派的创始人——雷罗
5.2.3运动几何学学派的奠基者——布尔梅斯特
5.3机构学的俄国学派
5.3.1俄国学派的创始人——契贝雪夫
5.3.2阿苏尔的机构结构学理论
5.3.3俄国学派的齿轮啮合理论
5.3.4苏联时期的发展
5.4近代机构学形成历史的简要总结
第6章近代机构学各分支领域的发展
6.1近代的机构运动学研究
6.1.1理论运动学研究的开创与发展
6.1.2连杆机构
6.1.3凸轮机构和间歇运动机构
6.1.4机械传动机构
6.2近代的机构结构学研究
6.2.1两大学派初步奠定机构结构学的基础
6.2.2关于机构自由度问题的早期研究
6.3近代的机械动力学研究
6.3.1关于机构动力学、机械动力学等不同称谓
6.3.2机械动力学发展的力学理论准备
6.3.3机械动力学分析方法的早期发展
6.3.4早期分析方法的局限性： 正动力学的欠缺
6.3.5机械动力学综合方法的早期发展
6.4近代机构学小结
6.4.1近代的机构发明和机构学发展大事记
6.4.2机械传动日益发展成一个独立领域
第7章现代机构学发展的背景和概况
7.1第三次科技革命概述
7.1.1新的科学革命
7.1.2“二战”催生了第三次科技革命
7.1.3战后的世界和平
7.1.4新时期的哲学进展
7.1.5与机械工程相关的技术与理论领域的进步
7.1.6机器人的诞生和发展
7.1.7机械工程在新时期的地位
7.2现代机构学发展概况
7.2.1现代机构学发展的特征
7.2.2现代机构学研究的3大中心地区
7.2.3现代机构学的国际组织与国际活动
7.2.4现代机构学相关领域的著名期刊
第8章现代机构学在美国和欧洲的发展
8.1现代机构学在美国的创立
8.2美国对现代机构学作出的主要贡献
8.2.1创立了基于计算机的分析与综合的现代解析方法
8.2.2创立了机器人机构学——现代机构学的最前沿领域
8.2.3开辟了现代机构动力学新的研究内容
8.2.4创造和发掘了适用于机构学的多种新数学工具
8.3美国机构学的主要代表人物
8.3.1美国学派的创始人——弗洛丹斯坦
8.3.2ASME学术成就奖获得者
8.3.3关于“学派”和“美国学派”
8.4现代机构学在欧洲的发展
8.4.1欧洲现代机构学的代表人物
8.4.2欧洲现代机构学发展的主要特点
附录： 编后随笔
第9章现代机构学在中国的起步和发展
9.1中国机械原理教学和研究的起步
9.1.1中国机械原理教学与研究的奠基人
9.1.2改革开放前中国的机械原理教学和研究
9.2改革开放带来了中国机构学的新局面
9.2.1上海交通大学等校邀请外国讲学
9.2.2机构学专业委员会成立
9.2.3机构学界教师出国访问和进修
9.2.4IFToMM中国委员会成立
9.2.5中国举办大型国际会议
9.2.6各级政府大力支持科学研究工作的开展
9.2.7改革开放后的教学工作简述
9.3中国现代机构学研究的主要成绩
9.3.1自由度理论和结构综合理论： 中国机构结构学突出的创新点
9.3.2变胞机构： 国际机构学的创新与突破
9.3.3机器人理论与技术的研究成果令人瞩目
9.3.4广泛深入地开展了机构动力学的研究
9.3.5连杆机构和凸轮机构： 传统的主题，崭新的成果
9.4中国现代机构学研究的主要团队简介
9.4.1北京工业大学机构学研究简介
9.4.2北京航空航天大学机构学研究简介
9.4.3大连理工大学机构学研究简介
9.4.4哈尔滨工业大学机构学研究简介
9.4.5华南理工大学机构学研究简介
9.4.6南方科技大学机构学研究简介
9.4.7清华大学机构学研究简介
9.4.8上海交通大学机构学研究简介
9.4.9天津大学机构学研究简介
9.4.10燕山大学机构学研究简介
9.4.11杨廷力团队机构学研究简介
9.5中国机构学学者获得奖励的情况
9.5.1获得国际奖励的情况
9.5.2获得奖励和奖励的情况
9.5.3获得机构学专业委员会奖励的情况
附录： 编后随笔
第10章现代机构学各分支领域的发展(上)
10.1机器人的发展和机器人机构学的概貌
10.1.1机器人的诞生和发展概貌
10.1.2机器人机构学发展概貌
10.2现代机构学的数学和力学工具的发展
10.2.1D-H矩阵
10.2.2非线性代数方程的求解
10.2.3图论
10.2.4旋量理论和李群、李代数
10.3现代机构结构学的发展
10.3.1概述
10.3.2现代结构综合发展的两个阶段
10.3.3同构判别问题
10.3.4机构自由度问题的研究和解决
10.4现代机构运动学的发展
10.4.1概述
10.4.2平面机构分析与综合的解析方法和计算机求解
10.4.3空间机构(含机器人机构) 的运动分析与综合
10.4.4理论运动学在新时期的进一步发展
第11章现代机构学各分支领域的发展(下)
11.1现代机械动力学的发展
11.1.1概述
11.1.2机构平衡问题的全面解决
11.1.3计入构件弹性和运动副间隙的机构动力学
11.1.4多体动力学的应用
11.1.5柔性机器人机构的动力学
11.2现代机构学阶段出现的新型机构
11.2.1灵巧手机构
11.2.2柔顺机构
11.2.3折纸机构
11.2.4分度凸轮机构
11.2.5新型传动机构
11.2.6混合输入机器
11.2.7变胞机构
第12章机构学未来发展预测
12.1背景： 新的工业革命
12.2世界机构学未来发展之重点
12.2.1可以期待一个机构结构创新的高潮
12.2.2机械动力学仍将深入发展
12.2.3机构学理论与工程实践必将进一步结合
12.3中国机构学要克服不足，继续前行
12.3.1介绍两篇文章
12.3.2中青年学者会把中国机构学推向更高的高峰
参考文献
附录A人名表
附录B术语的汉英对照和索引
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前言
一
笔者毕生从事机械原理与机械设计类课程的教学和机构学与机械动力学领域的研究工作。2006年退休后转向机械工程领域发展历史的著述，先后出版了《机械动力学史》［ZC2］和《机械工程史》［ZC1，ZC8］。现在撰写完毕的《机构学史》，是笔者的最后一部著作。
本书简要地描述了几千年来古代机构的发明历史，并较详细地介绍了近代机构学和现代机构学诞生和发展的历史，以及机构学的各分支领域在近代和现代发展进步的历史。
在古代，人类创造和使用了许多机构，但没有产生机构学理论，这可以从一些机械史类的书籍中得到了解。同时，作为一门重要学科的“机构学”的全部历史，笔者也仅见到数篇文章加以描述［AI2，AJ，KT］，其中最长的一篇文章［KT］也仅有20页，限于文章的篇幅，这种描述当然是粗略的。
美国机构学家A.Erdman撰写的《四十年来现代运动学的发展》一书［EA2］是有代表性的、篇幅较长的一部著作，但它只描述了现代机构学从20世纪50—90年代初的发展； 虽然也涉及古代和近代的一些问题，但描述甚为简单。显然，应该有专门论述世界机构学的形成和发展历史的专著，才能把学科发展的背景、史实、人物、代表性的学说和论著、研究范围的扩展和变化等基本问题讲清楚。但是，几十年来一直在机构学领域工作的笔者，却始终没有见到这样的专著。也就是说，迄今为止，还没有一本针对整个机构学史进行全面、细致地阐述和研究的史书。
依笔者之所见，国内外在机构学史方面开展的研究中存在着如下一些缺陷和不足。
（1） 关于近代机构学，目前对其发展史的论述尚少，而且不够细致、存在偏差。优质，在现有文献中介绍了一些近代机构学的孤立的史实，但缺少对史实之间逻辑联系的描述； 第二，关于机构学在近代诞生和发展的历史脉络的研究中，对于机构学的称谓，是theory of mechanism and machine（TMM），还是kinematics，在现有的文章中也还存在着分歧［EA2，AI2，AJ，KT］； 第三，还存在着由于因素导致的彼此的偏见（这种情况并不是太多，主要存在于苏俄和西方之间）。笔者已经注意到这些问题，并通过研究形成了自己的独立见解，在本书中提出了鲜明而清晰的论点。
（2） 关于现代机构学，虽然个别文献（如［EA2］）对20世纪50—90年代初机构学的发展作了较为详细的介绍，但是对中国学者的贡献只是星星点点地提及一些。这也难怪，中国的现代机构学研究在20世纪80年代才刚刚崛起。但是，中国很快就形成了世界上最大的机构学研究队伍，涌现出以黄真、杨廷力、戴建生等为代表的一批已站到世界机构学优质位置的高水平学者。现在，中国已成为和美国、欧洲形成鼎足之势的机构学研究大国［DJ2］。文献［ZH，ZH8，LR］对中国机构学的进步作了较全面的介绍，但对机构学的论述尚显不足。总的来说，目前对现代机构学的发展作出了完整论述的文献尚少。
（3） 现在几乎所有涉及机构学史的文献（无论是近代的，还是现代的），对推动机构学发展的社会、、经济和科技背景缺少足够的描述。对于机构学这样一个与机械工程的发展紧密联系的学科，应该用唯物史观去指导其发展历史的研究。
本书沿用笔者始终采用的科技史的“外史写法”［LB］，即在社会的与经济的发展，以及基础科学和相关科技领域发展的大环境下，来描述一门学科的发展史（见第1章）。
本书注重描述机构学发展的历史脉络，试图揭示一些历史事件之间的联系。本书对近代机构学的诞生，提出了一个新的观点： 近代机构学的诞生，从安培（AM Ampère）的命名（kinematics）开始（1834），到雷罗（F.Reuleaux）建立机构结构学的基本概念（1875），是一个持续了40余年的历史过程。本书对国际机构学界多认为“安培的命名标志着机构学的诞生”的意见提出了异议（详见第4章、第5章）。
二
此书撰写中最费周折，而完成后笔者的自我满意度又偏低的部分是第9章，即有关现代机构学在中国的起步和发展的一章。写作之初，脑子里就有这样一个念头： “虽说是写世界的机构学史，但毕竟是中国人在写，所以中国的部分当然要加强些。”但加强到什么程度？怎么掌握这个分寸？笔者预先缺少一个明确的、可执行的界定，结果越写越多。又担心，写得多了如何掌握平衡？把不太重要的写了，比较重要的遗漏了怎么办？
于是，商量出了现在用的办法： 选出11个在机构学领域贡献较多的学校和团队。重点把这几所学校的机构学研究历史写出来，这样，中国机构学发展中最重要的事件应当不会有太多的遗漏。但这样一来，在现代机构学的部分，中国的分量就显得太过偏重了。也曾想给这本书加个副标题，想了想，不好加，算了，就这样吧。
这些学校和团队机构学研究简介的篇幅一般在1400~2000字，载于9.4节中，主要撰稿人如下：（依校名和团队名的汉语拼音顺序排列）：
（1） 北京工业大学机构学研究简介 （余跃庆撰稿）
（2） 北京航空航天大学机构学研究简介 （于靖军撰稿，丁希仑审定）
（3） 大连理工大学机构学研究简介 （王德伦撰稿）
（4） 哈尔滨工业大学机构学研究简介 （郭宏伟撰稿）
（5） 华南理工大学机构学研究简介 （张宪民撰稿）
（6） 南方科技大学机构学研究简介 （戴建生撰稿）
（7） 清华大学机构学研究简介 （谢富贵撰稿，刘辛军审定）
（8） 上海交通大学机构学研究简介 （郭为忠撰稿，邹慧君审定）
（9） 天津大学机构学研究简介 （陈焱、刘海涛、孙涛、戴建生等撰
初稿，黄田、张策补充审定）
（10） 燕山大学机构学研究简介（黄真撰稿）
（11） 杨廷力团队机构学研究简介（杨廷力、沈惠平撰稿）
此外，关于IFToMM（国际机器与机构理论联合会）技术标准化委员会的部分（7.2.3节）由福州大学张俊教授撰写，关于IFToMM中国委员会简介的部分（9.2.4节）由天津大学吴芝亮副教授撰写，11.2.3节折纸机构的部分特请天津大学陈焱教授撰写。
应该说明，以上参与了部分章节撰写的同志并未参与全书总体方案的研究，而笔者却参与了他们所撰写的内容的修改，故全书整体内容的疏漏与存在的缺陷的责任均由笔者承担。
三
本书最后附有人名表和术语的汉英对照和索引。人名表列有出现在正文中的人物，以机构学领域的人物为主，也包括一些相关领域（但不包括政界）的人物。术语的汉英对照和索引给出了出现在各章中的技术术语和其他相关词汇。
作为一本科技史书，本书对参考文献比较重视。为了便于编辑和查找，本书采用了一种新的编辑文献号的方法，详见参考文献中的说明。
笔者的毕生事业可使笔者算作机构学的圈内人。但是，机构学的范围较大，笔者真正从事的研究工作只不过局限于一个不大的领域。关于整个机构学范围的知识都是学习得来的，甚至很多都是在写书过程中学习而得来的。因此，在史实和观点上肯定存在着一些谬误之处，恳请各位读者不吝指出。
四
本书的撰写得到了国家自然科学委员会的项目和资金支持，这也极大地增强了笔者的信心，在此，首先向国家自然科学委员会和有关的同志们表示衷心的感谢！
本书的撰写也得到了国内很多同仁的帮助。
笔者在构思和撰写的全过程中，曾不止十数次地与杨廷力教授进行讨论。从全书的整体布局到大多数章节的内容，
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