刘树青，王兴松

(1.东南大学 机械工程学院，南京 211189;2.南京工程学院 先进制造技术工程中心，南京 211167)

剪式机构作为可展机构应用广泛，其基本组成单元为由两个连杆与转动销轴连接的“X”型结构，称为剪式单元。由多个剪式单元相互串接可构成平面多级剪式伸缩机构，将其合理搭接，可形成丰富实用的立体剪式单元。在建筑、工程机械、机器人、空间结构等领域广泛应用。随着航天技术的发展，可展机构成为航天领域研究热点，而剪式机构作为应用最广的可展机构形式，对其拓扑结构、可展开性、运动学、结构动力学等方面的相关研究较受重视［1-4］，而对其机构动力学研究相对较少。

对剪式可展机构，若直接建立动力学模型则会导致方程规模大，求解困难，较难实时仿真与控制。剪式可展机构由剪式单元组合而成，模块化程度高，甚至各剪式单元结构相同或相似。因此，将该机构划分为简单子系统建立运动方程，并利用子系统间的拓扑结构，建立整体系统非线性动力学模型，实现程式化建模，可有效缩减求解规模，对此，文献［5-8］均有研究。

本文针对由相互耦合子系统构成的复杂多体系统剪式可展机构提出高效计算子系统方法。该方法将复杂多体系统划分为简单子系统，分别建立各子系统运动方程，并通过子系统间的递推关系建立整系统运动方程，将求解整体系统大规模运动方程转化为求解子系统小规模运动方程，与传统方法相比，计算效率更高。……