张玉玲，　谷勇霞，　赵杰亮，　吴嘉宁

(1.北京工商大学材料与机械工程学院　北京，100048) (2.清华大学摩擦学国家重点实验室　北京，100084)



基于PSD的柔性机械臂末端振动特性测试与分析*

张玉玲1，谷勇霞1，赵杰亮2，吴嘉宁2

(1.北京工商大学材料与机械工程学院北京，100048) (2.清华大学摩擦学国家重点实验室北京，100084)

摘要针对含谐波减速器柔性空间机械臂的臂杆刚度以及关节转速对机械臂末端振动的影响，利用位置敏感探测器(position sensitive detector，简称PSD)对机械臂的振动特性进行了测试分析。通过改变臂杆刚度和关节转速中单一因素，分别测量了机械臂在不同臂杆刚度和不同关节转速下的末端振动响应。研究结果表明，随着臂杆拉力和机械臂关节转速的增大，机械臂末端的振动幅度呈现上升趋势，且机械臂关节转速的改变对机械臂末端振动的影响大于臂杆刚度所造成的振动影响。

关键词臂杆刚度; 关节转速； 机械振动； 位置敏感探测器

引言

随着航天技术的发展和对太空探索步伐的加快，空间机械臂作为航天器上的重要维护工具，可以完成释放、回收卫星以及空间站在轨装配等各种任务，成为目前的研究热点之一[1-2]。然而，空间机械臂在运动过程中由于受到弹性变形和机械振动的影响，机械臂末端的定位精度成为机械臂研究中的突出问题[3-4]，严重限制机械臂执行高精度任务的能力和运行稳定性，因此测试空间机械臂在运动过程中的振动特性具有重要意义。目前有些学者在研究机械臂动力学性能时，不仅考虑了臂杆柔性，还考虑了机械臂关节柔性、间隙、摩擦和驱动器等非线性因素，这对于精确分析机械臂振动特性至关重要。……