孙 静 韩雪艳 魏元浩 陈 爽 李仕华

1.燕山大学机械工程学院，秦皇岛，0660042.燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室，秦皇岛，066004

0 引言

并联指向机构作为一种工作性能要求很高的精密设备，必须具有高精度、高可靠性和长使用寿命等特征。机构的支承或构件在生产加工和装配中产生的微小误差以及在各种复杂环境中长期使用后产生的磨损都可能导致机构运动副出现间隙，这些运动副间隙相比结构本身的尺寸可能很小，但是在间隙内产生的零部件接触-分离的碰撞现象会导致刚度的突变，降低机构的运动精度，使其运动轨迹出现非线性波动，令机构出现明显的振动现象[1]，同时也会对机构的模态特性产生影响。固有频率的变化可能会导致不可预测的共振发生，从而大大降低设备的工作精度和使用寿命。然而实际中往往无法直接使用设备样机进行含间隙机构非线性模态实验，因此有必要寻找有效的方法建立含间隙并联指向机构振动模型以对其非线性模态特性进行分析。

模态和间隙振动特性研究是进行含间隙机构动力学优化、寿命预测和故障诊断的基础，国内外学者已经开展了许多相关研究。李艳清等[2]利用加权平均方法对含间隙两自由度弹簧-质量分段振动系统的非线性模态进行了研究。张艳龙等[3]将Dankowicz动摩擦模型引进力学系统中，结合数值仿真方法研究了非光滑因素间隙及摩擦作用下强非线性系统动力学行为。……