本书通过全面系统地探索那些历史悠久但有些抽象晦涩的运动学设计原理(广泛用于精密仪器设计实践中已逾百年)，可使读者从中获取一组独特而功能强大的法则和技巧。这些法则与技巧可用在任何机械设计中，无论何种类型和尺寸，无论设计的仪器精密与否。所有技巧的核心在于约束线图分析法的运用。该方法可将机械连接的约束及自由度用一组空间线图来表示，以达到可视化的目的。这些线图的空间关系一经揭开，就可以发现在它们之间遵循一个相当简单的“法则”。尽管并不是新的，却并不为人们所熟知。事实上，无论是精密仪器、办公用品还是大型车辆等，任何机械装置都可找到这类线图。通过学习识别机器中的这些线图，机械设计工程师将能够以全新的视角来了解机器的工作原理，从而往往会令他们给出其各自领域内特异问题的完美解答。这些原理集成在一起，就是本书所提到的“精确约束设计原理”。它将使设计者对机器的性能有更为深刻的理解，从而有助于设计者更容易地设计质优价廉的新装置。
　　精确约束设计原理将各种看似不同领域的机器设计问题整合在一起。例如，表现约束和自由度的线图既可以在机构的构件连接中找到，也可以发现于单个结构内部。因此，诸如结构分析与机构设计这两个不同的领域完全可以归于同类，因为对二者而言都可采用相同的分析技巧。
　　精确约束设计原理不仅仅可以应用于机器构件(部件)间的机械连接，有时，我们需要跳出机器本身来审视这些连接，例如汽车的轮胎与道路之间的“连接”。当工程师在设计汽车悬架机构时，为了确定诸如汽车转向轴位置这类几何特性，应当认真考虑这种连接。与之类似的例子是，当工厂生产线上需要传送一个又薄又长的卷幅(或柔性板材)——比如纸——时，我们必须将卷幅本身也作为机器的一个组成部分，并考虑传送过程中卷幅与辊子之间的机械连接关系。本书最后一章就是探讨精确约束设计原理如何在卷幅传送装置中应用。
　　本书可以给机器设计者以灵感。受众读者群包括与机器(汽车、农业机械、飞机、空间站、望远镜、办公设备、精密仪器等)设计相关的工程师、设计师、科研人员、技师以及维修人员等，也可以是那些对机械痴迷或者希望能更好地理解机器工作原理的人员。本书的主题源于一些最基本的运动学原理，看似抽象的理论通过丰富多彩的实例来补充。读者从中定能极大地加深对机器工作原理的理解，提高创新设计高性能、低成本机器以及分析了解现有复杂机器的能力。
　　作者编写本书的目的就是将有关机器设计的运动学法则与技巧集成在一起，变成一个能使位于工程实践第一线的工程师受益的系统实用教程。这些法则有些为大家所共知，有些则不然。其中的一些技巧则是全新的体验。例如，约束线图分析技巧是新的，所有这些法则与技巧以书中的方式来集成也肯定是新的。集成后所谓的“精确约束设计原理”，更是一种具有实用价值的方法论。它从运动学中的迷雾中冲出，将运动学设计原理应用到机械设计问题的各个层面，而并不仅仅用在精密仪器的设计中。
　　在对精确约束设计原理进行阐述的过程中，本书首先介绍基本概念，然后在这些基本概念的基础上提出精确约束设计原理，辅以大家所熟悉的实例，从而将抽象的概念变得更加形象具体。另外，本书尽管有大量精彩的运动学连接实例，但并不是一本运动连接的分类图书。作者既不是这些实例的发明者，也不想深究它们的原创者。这里只有一个目的——更加形象地阐述丰富多彩的精确约束设计原理。

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