智能复杂产品融合了多学科、多领域前沿技术，是带动产业升级的重要引擎。本教材介绍了智能互联产品、智能网联汽车、航空发动机、光刻机、计算机断层扫描仪（CT）、磁共振成像（MRI）装备、手术机器人等典型高端装备的发展历程、构造原理、最新成果和未来发展趋势，揭示了智能复杂产品学科交叉、集成创新的鲜明特性，即在智能复杂产品的发展过程中，往往一方面牵引相关技术和基础理论的发展，另一方面逐步集成更多领域的新技术，从而推动相关产业及其生态的发展。本教材内容广泛，突出核心原理和关键技术的阐述，特别是研发过程中的多学科集成创新方法，可作为高等院校高端装备智能制造及相关专业的本科生、研究生的教材，也可作为高端装备制造与相关核心技术研发的研究人员、技术人员与管理人员的专业参考书籍。

高等院校教师

前言
第1章绪论1
11什么是高端装备1
111高端装备定义1
112高端装备对经济社会的影响2
12高端装备的发展过程3
121高端装备的构想3
122高端装备的发明4
123高端装备的产业应用5
124高端装备的迭代升级5
125高端装备的淘汰6
13高端装备的分类7
131高端装备的产业应用分类7
132高端装备的功能形态分类8
133高端装备的核心理论技术分类9
14高端装备的基本结构9
141系统论视角下的高端装备10
142高端装备主要架构11
15本书基本结构14
151典型高端装备案例14
152本书章节安排17
本章小结17
思考题17
第2章高端装备构造的基础理论18
导语18
21先进材料技术18
211材料结构的基本理论18
212材料组织结构与性能控制技术基础22
213材料及应用24
22精密测量与控制技术28
221单一物理信息传感28
222精密测量系统31
223控制技术34
224智能传感与控制技术38
23精密制造与装配技术39
231机床与夹具39
232机械加工工艺过程及其控制41
233其他制造工艺技术44
234装配工艺技术48
24装备控制软件系统50
241总线通信50
242系统软件功能51
243系统数据管理53
244系统交互设计56
245互联网功能57
246高端装备操作系统安全管理59
25可靠性技术61
251可靠性模型61
252可靠性分析64
253失效模式、机理和影响分析66
254可靠性设计68
本章小结72
思考题72
参考文献73
第3章光刻机构造原理75
导语75
31概述75
311光刻与集成电路的发明75
312光刻工艺在集成电路制造中的作用77
313集成电路的发展与摩尔定律78
314光刻技术的发展历程81
32工作原理83
321投影式光刻机整机基本结构83
322光刻机主要性能指标85
33光源系统的构造原理88
331光源系统发展历程和应用工艺节点88
332汞灯光源的构造与发光原理90
333DUV光源的构造与发光原理92
334EUV光源的构造与发光原理95
34光学系统的构造原理102
341照明系统102
342投影系统110
35工件台系统的构造原理119
351工件台系统的功能、结构和主要工作流程119
352硅片承载与运动子系统121
353测量与校准子系统122
354对准、调平与补偿子系统125
36最新研究进展与发展启示129
361最新研究进展129
362发展启示131
本章小结131
思考题132
参考文献132
第4章航空发动机构造原理137
导语137
41概述137
411航空发动机的作用与特点137
412航空发动机的发展历程138
42工作原理144
421航空发动机的工作原理144
422航空发动机典型类型与特点147
43核心机构造与原理151
431压气机的基本构成与增压原理151
432主燃烧室的基本构成与工作原理153
433涡轮的基本构成与工作原理156
44加力燃烧室和喷管的构造原理164
441加力燃烧室164
442喷管166
45其他关键分系统的构造原理167
451进气道167
452燃油控制系统169
453起动点火系统170
454润滑系统174
46最新研究进展与发展启示177
461最新研究进展177
462发展启示179
本章小结179
思考题180
参考文献180
第5章高端手术机器人构造原理181
导语181
51高端手术机器人概述181
511手术机器人临床需求181
512手术机器人发展历程183
513手术机器人分类186
514手术机器人发展规律189
52工作原理190
521腔镜手术机器人系统架构191
522手术机器人体内感知原理193
523手术机器人的运动学原理197
524手术机器人主从控制原理200
525手术机器人能量器械原理202
53手术端子系统构造原理204
531手术端子系统204
532手术端机械臂构型206
533手术端末端器械209
534电动机与数控211
54医生控制子系统构造原理212
541主手机械结构212
542主手控制框架214
543主从操控模块217
544主从力反馈222
55影像处理子系统构造原理224
551手术图像采集模块224
552手术图像传输与显示226
553手术图像的处理229
56高端手术机器人其他子系统构造原理234
561高端手术机器人术前规划子系统234
562高端手术机器人安全控制子系统237
57高端手术机器人研究新进展与发展启示239
571高端手术机器人研究新进展239
572高端手术机器人发展启示240
本章小结241
思考题242
参考文献242
第6章计算机断层扫描仪构造原理247
导语247
61概述247
611首台CT247
612各代CT仪250
613螺旋CT252
614多排CT254
615其他CT技术255
62工作原理256
621基础知识256
622CT的基本原理259
623滤波反投影算法261
624扇形束重建264
625锥形束重建265
626螺旋CT重建266
63X射线管与高压发生器的构造原理268
631X射线管的发展268
632X射线管的技术指标271
633X射线管的高压发生器273
634X射线管与高压发生器的常见故障275
64X射线探测器的构造原理277
641探测器的发展历程277
642探测器的功能与类型277
643探测器的技术指标280
644探测器相关故障及维护283
65图像表征与校正系统构造原理284
651数据采集与图像显示284
652性能参数285
653伪影产生与校正288
66其他关键部件的构造原理292
661集电环292
662准直器293
663过滤器294
664检查床294
665机架295
67CT研究新进展与发展启示296
671CT研究新进展296
672CT发展启示298
本章小结299
思考题299
参考文献300
第7章磁共振成像装备构造原理301
导语301
71概述301
711磁共振成像简介301
712磁共振成像发展历程302
713现代磁共振成像装备304
72物理原理与装备结构305
721物理原理305
722装备结构315
73磁体系统的构造原理317
731磁场、电磁现象和人体磁化317
732磁体系统分类与评价指标320
74射频系统的构造原理323
741射频系统的原理323
742射频系统的组成326
743射频系统的射频线圈基本设计329
75梯度系统的构造原理335
751梯度系统的原理335
752梯度系统的组成341
753梯度系统的性能指标344
76其他关键分系统的构造原理345
761谱仪系统的构造原理345
762控制台系统的构造原理347
77磁共振成像装备研究新进展与发展启示348
771磁共振成像装备研究新进展348
772磁共振成像装备发展启示349
本章小结350
思考题351
参考文献351
总结与展望353