朱慧琴

摘要：讨论了柔性关节铰机械系统动力学递推组集建模问题。利用Wittenberg的关联矩阵对开环拓扑树结构进行了柔性关节铰运动学递推组集建模，采用连体浮动坐标系对柔性关节铰运动进行分解，用部件模态法对柔性关节铰变形进行离散，建立了柔性关节铰系统运动学递推组集建模的数学描述方法;推导了柔性转动铰系统运动学方程。

关键词：柔性关节铰 柔性机械系统动力学 动力分析

1.前言

复杂空间机械臂的物理模型是受控多体系统。考虑到现代机构的构型愈来愈大及其高速运转，其组成部件及关节必须视为柔性体。建立柔性体系统的程式化、便于计算机自动实现的数学模型是机械系统动力学数字仿真的基础。从理论上讲，根据力学基本原理推导系统离散的仿真数学模型并无太大困难，只是比较繁琐。近几十年来，国内外许多学者已给出多种形式基本类同的数学模型。然而，数学模型相当复杂，数值计算呈病态，仿真计算慢是长期困惑着力学工作者的难题。

近几十年来，多体系统动力学迅速发展，成为应用力学中发展最快的领域之一。一方面，多体系统正越来越多地用来作为诸如机器人、机构、链系、缆系、空间结构和生物动力学系统等实际系统的模型，另一方面，对多体系统动力学的研究活动已经促进了许多子领域的研究，当前最感兴趣的多体动力学研究领域是把柔性效应并人动力学控制方程中去【1-3】。……