运动链拓扑结构自动综合可直接为机构方案创新设计提供各种优选结构类型,是构思、发明新机构的基础。本论文以机构方案创新设计为应用目标,基于单开链迭加法对平面运动链拓扑缩图图谱自动综合及相关问题进行了较深入系统的研究。论文的工作与成果主要体现在以下几个方面：首先,详细地讨论了平面运动链拓扑图描述与矩阵表示方法,为机构分析与综合提供良好的数学工具。针对平面运动链拓扑缩图图谱综合自动化和图形化的需要,给出了基于构件与运动副关联矩阵绘制平面运动链拓扑缩图的一般方法。从平面运动链拓扑缩图及邻接矩阵表示出发,提出了实现平面运动链同构判别的拓扑缩图等价电路法,从而解决平面运动链拓扑结构自动综合中一难点问题。接着,提出了实现平面单、复铰运动链拓扑缩图图谱统一自动综合的改进单开链迭加法。在双色拓扑图的帮助下,统一了平面单、复铰运动链的结构分解及消极子结构判别的一般步骤。对综合过程中的单开链单元分配条件进行了优化,并在单开链迭加过程中引入同构及含消极子结构判别算法,去除不满足要求运动链以提高综合效率。结合绘制单、双色拓扑缩图的方法,基于MATLAB7.0编制了平面单、复铰运动链拓扑缩图图谱统一自动综合程序,综合出了12杆及以下1-3自由度的平面单、复铰运动链单、双色拓扑缩图图谱。然后,提出了实现平面齿轮-连杆运动链三色拓扑缩图图谱自动综合的齿轮单开链迭加法。引入三色拓扑图描述,给出了平面齿轮-连杆运动链的单闭、开链结构分解及消极子结构判别方法。在同构及消极子结构判别方法的帮助下,平面齿轮-连杆运动链可由若干个齿轮单开链按一定规则有序地迭加到基础运动链上而综合生成。结合绘制三色拓扑缩图的方法,基于MATLAB7.0编制了平面齿轮-连杆运动链拓扑缩图图谱自动综合程序,综合出了基础运动链为5杆5副及6杆7副Stehpenson型基础运动链,包含齿轮数在2至6的各个齿轮副数和焊点数的平面齿轮-连杆运动链三色拓扑缩图图谱。最后,探讨了基于运动链拓扑缩图图谱再生的机构方案创新设计一般方法。它能将综合生成的平面运动链拓扑缩图图谱直接用于机构方案创新设计中,大量的平面单、复铰运动链和齿轮-连杆运动链拓扑缩图图谱也可直接为新机构的产生提供丰富的创造源泉。基于该方法对复杂装载工作装置和轧钢机轧辊驱动装置进行了较为系统的结构类型综合与优选,为新型装载工作装置和轧钢机轧辊驱动装置的产生与设计提供了良好的备选结构类型。