朱景原， 王 见， 丁泽华， 周 辉， 曹 毅,3,4

(1. 江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122;2. 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122;3. 机器人技术与系统国家重点实验室，哈尔滨 150080; 4. 系统控制与信息处理教育部重点实验室，上海 200240)

在传统的多体机械系统分析中，为简化其运动学和动力学模型，运动关节被假定为理想关节[1-3]。然而，实际杆件因制造误差，关节元素装配误差和磨损效应，以及构件变形和材料缺陷等因素，关节连接处的间隙不可避免[4-7]。关节间隙使得理想的低副关节有可能成为高副关节，引起关节间的冲击现象，进而对关节元素瞬时施加和移除冲击所产生的接触力。这种冲击所产生的接触力容易导致机械系统的非线性响应，从而引起整个机构的振动与噪声，降低系统的可靠性、稳定性、精度和机械部件的使用寿命[8-9]。关节间隙同时也会引起冲击动载荷，影响系统载荷的传递，造成数值预测和实验测量之间的重要偏差[10]。

近几年，随着机构性能向高精度，高速度和轻量化的方向发展，对系统动力学响应预测的要求越来越高，因此含间隙机构的动力学研究已成为机械工程领域所要解决的关键问题之一。Flores等[11-12]综合数值计算和试验模拟的方法对含间隙旋转关节的曲柄滑块机构进行了动态响应的研究。Xu等[13-15]对含间隙平面2-DOF拾取器的动态性能进行了分析。Pereira等[16]分析了实际圆柱副接触力模型的适用范围，并评估不同接触模型对多体系统动态响应的影响。……