瞬心的意思、瞬心的详细解释

瞬心的解释

[instantaneous] 刚体在某一瞬时的转动中心

词语分解

• 瞬的解释 瞬 ù 眨眼，眼球一动：“尔先学不瞬，而后可言射矣”。一瞬即逝。 极短的时间：转瞬。瞬间。瞬时。瞬即。瞬华（指短暂的时光）。瞬息。瞬时速度。 笔画数：； 部首：目； 笔顺编号：
• 心的解释 心 ī 人和高等动物体内主管血液循环的器官（通称“心脏”）：心包。心律。心衰。心悸。 中央，枢纽，主要的：心腹。中心。 习惯上指思想的器官和思想情况，感情等：心理。心曲。心魄。心地。心扉。衷心。心旷神

专业解析

在汉语词典与工程力学交叉领域，“瞬心”是一个具有明确物理学定义的专业术语，其核心含义如下：

一、汉语词典释义

“瞬心”是“瞬时速度中心”的简称，指刚体在平面运动中的某一瞬时，其速度为零的点。该点并非固定于物体上，而是随运动不断变化的空间位置概念。从构词看：

• “瞬”：强调时间上的瞬时性（《现代汉语词典》释义：一眨眼；转眼）；
• “心”**：**借指空间中的中心点或基准点（《辞海》释义：事物的中央或重心）。

二、力学专业定义

在理论力学中，瞬心（Instantaneous Center of Rotation）指：

刚体作平面运动时，存在唯一速度为零的点。此时刚体上所有其他点的运动，均可视为绕该点作瞬时转动（《工程力学手册》）。其数学表达为： $$ v_P = vO + omega times r{OP} $$ 当 $v_P = 0$ 时，$P$ 点即为瞬心。

三、典型应用场景

1. 机构分析

   例如四连杆机构中，通过瞬心法可计算构件角速度比（《机械原理》高等教育出版社）。

2. 车辆动力学

   汽车转向时，车身绕垂直于地面的瞬时轴旋转，该轴与地面的交点即瞬心（《车辆系统动力学》清华大学出版社）。

3. 机器人运动学

   机械臂末端轨迹规划需实时计算各关节瞬心位置（《机器人学导论》机械工业出版社）。

四、与相关概念的区别

• 质心：物体质量分布的中心，与受力相关；
• 形心：几何形状的中心；
• 瞬心：纯运动学概念，仅由瞬时速度场决定。

学术引用建议：进一步研究可参考经典力学著作，如清华大学版《理论力学》或哈工大《机械原理》中对瞬心法的系统论述。

网络扩展解释

瞬心（Instantaneous Center of Rotation），全称“瞬时速度中心”或“瞬时转动中心”，是理论力学和机械原理中用于描述刚体平面运动瞬时状态的核心概念。其定义为：在某一瞬时，刚体上（或其延展平面内）速度为零的点，此时整个刚体的运动可视为绕该点的纯转动。

核心特性与分类

1. 瞬时性
   瞬心的位置仅在该时刻有效，下一时刻可能随运动状态改变。例如，车轮纯滚动时，瞬心位于接触点，但滚动后接触点变化，瞬心也随之移动。

2. 类型

   • 绝对瞬心：相对于固定参考系速度为零的点（如静止地面上的接触点）。
   • 相对瞬心：两运动刚体间相对速度为零的点（如齿轮啮合点）。

3. 存在性
   刚体平面运动必存在唯一瞬心，但可能位于刚体实际范围外（如平移运动时瞬心在无穷远处）。

确定方法

1. 转动副连接：瞬心位于转动副中心（如铰链连接点）。
2. 纯滚动接触：瞬心为接触点（如车轮与地面接触点）。
3. 速度方向法：已知刚体上两点速度方向，作其垂线，交点为瞬心。

应用举例

• 车轮滚动：瞬心在接触点，轮缘各点速度方向垂直于该点与瞬心的连线。
• 四杆机构：通过瞬心法可快速求解连杆上某点的速度方向。
• 齿轮传动：两齿轮的瞬心位于啮合点，用于分析传动比。

注意事项

• 瞬心与质心不同，前者仅由运动状态决定，后者由质量分布决定。
• 平移运动时，瞬心在无穷远处，此时角速度为零。

通过瞬心分析可简化复杂机构的运动学计算，是机械设计中的重要工具。

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