瞬心的意思、瞬心的詳細解釋

瞬心的解釋

[instantaneous] 剛體在某一瞬時的轉動中心

詞語分解

• 瞬的解釋 瞬 ù 眨眼，眼球一動：“爾先學不瞬，而後可言射矣”。一瞬即逝。 極短的時間：轉瞬。瞬間。瞬時。瞬即。瞬華（指短暫的時光）。瞬息。瞬時速度。 筆畫數：； 部首：目； 筆順編號：
• 心的解釋 心 ī 人和高等動物體内主管血液循環的器官（通稱“心髒”）：心包。心律。心衰。心悸。 中央，樞紐，主要的：心腹。中心。 習慣上指思想的器官和思想情況，感情等：心理。心曲。心魄。心地。心扉。衷心。心曠神

專業解析

在漢語詞典與工程力學交叉領域，“瞬心”是一個具有明确物理學定義的專業術語，其核心含義如下：

一、漢語詞典釋義

“瞬心”是“瞬時速度中心”的簡稱，指剛體在平面運動中的某一瞬時，其速度為零的點。該點并非固定于物體上，而是隨運動不斷變化的空間位置概念。從構詞看：

• “瞬”：強調時間上的瞬時性（《現代漢語詞典》釋義：一眨眼；轉眼）；
• “心”**：**借指空間中的中心點或基準點（《辭海》釋義：事物的中央或重心）。

二、力學專業定義

在理論力學中，瞬心（Instantaneous Center of Rotation）指：

剛體作平面運動時，存在唯一速度為零的點。此時剛體上所有其他點的運動，均可視為繞該點作瞬時轉動（《工程力學手冊》）。其數學表達為： $$ v_P = vO + omega times r{OP} $$ 當 $v_P = 0$ 時，$P$ 點即為瞬心。

三、典型應用場景

1. 機構分析

   例如四連杆機構中，通過瞬心法可計算構件角速度比（《機械原理》高等教育出版社）。

2. 車輛動力學

   汽車轉向時，車身繞垂直于地面的瞬時軸旋轉，該軸與地面的交點即瞬心（《車輛系統動力學》清華大學出版社）。

3. 機器人運動學

   機械臂末端軌迹規劃需實時計算各關節瞬心位置（《機器人學導論》機械工業出版社）。

四、與相關概念的區别

• 質心：物體質量分布的中心，與受力相關；
• 形心：幾何形狀的中心；
• 瞬心：純運動學概念，僅由瞬時速度場決定。

學術引用建議：進一步研究可參考經典力學著作，如清華大學版《理論力學》或哈工大《機械原理》中對瞬心法的系統論述。

網絡擴展解釋

瞬心（Instantaneous Center of Rotation），全稱“瞬時速度中心”或“瞬時轉動中心”，是理論力學和機械原理中用于描述剛體平面運動瞬時狀态的核心概念。其定義為：在某一瞬時，剛體上（或其延展平面内）速度為零的點，此時整個剛體的運動可視為繞該點的純轉動。

核心特性與分類

1. 瞬時性
   瞬心的位置僅在該時刻有效，下一時刻可能隨運動狀态改變。例如，車輪純滾動時，瞬心位于接觸點，但滾動後接觸點變化，瞬心也隨之移動。

2. 類型

   • 絕對瞬心：相對于固定參考系速度為零的點（如靜止地面上的接觸點）。
   • 相對瞬心：兩運動剛體間相對速度為零的點（如齒輪齧合點）。

3. 存在性
   剛體平面運動必存在唯一瞬心，但可能位于剛體實際範圍外（如平移運動時瞬心在無窮遠處）。

确定方法

1. 轉動副連接：瞬心位于轉動副中心（如鉸鍊連接點）。
2. 純滾動接觸：瞬心為接觸點（如車輪與地面接觸點）。
3. 速度方向法：已知剛體上兩點速度方向，作其垂線，交點為瞬心。

應用舉例

• 車輪滾動：瞬心在接觸點，輪緣各點速度方向垂直于該點與瞬心的連線。
• 四杆機構：通過瞬心法可快速求解連杆上某點的速度方向。
• 齒輪傳動：兩齒輪的瞬心位于齧合點，用于分析傳動比。

注意事項

• 瞬心與質心不同，前者僅由運動狀态決定，後者由質量分布決定。
• 平移運動時，瞬心在無窮遠處，此時角速度為零。

通過瞬心分析可簡化複雜機構的運動學計算，是機械設計中的重要工具。

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