机械工程学报

作者：杨玉维, 李彬, 周海波, 赵新华, 宋阳, 刘凉, 赵磊

单位：1. 天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室 天津 300384;；2. 机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学) 天津 300384

关键词：刺破力,缝合针,能量耗散,入刺速度,猪肝脏,冲击与摩擦,动力学性能,数值仿真,运动副间隙；

基金：天津市科技重大专项（16ZXZNGX00070，15ZXZNGX00040，16ZXZNGX00010）、天津市自然科学基金重点项目（17JCZDJC30400）；天津市自然科学基金（17JCYBJC18300，18JCYBJC87900）、国家自然科学基金青年基金（11702190）和国家重点研发计划“智能机器人”重点专项（2017YFB1303502）资助项目。

由于配合公差、设计及制造偏差等因素影响，导致机械手运动副间隙客观存在。而运动副间隙又可诱发系统冲击、振动，导致系统动力学性能下降（机械手动力学性能直接影响系统末端执行器轨迹跟踪精度）。针对具有间隙、摩擦运动副的移动并联机械手动力学性能进行相关研究。基于弹性Hertz理论、LuGre摩擦模型与关节支反力，系统构建运动副间隙约束与力学模型。为了便于采用多体动力学分析系统力学性能，首次提出、采用碰撞冲击方向矩阵，将间隙运动副力学模型转化为外力，进而依次系统构建移动并联、双串联机械手动力学模型。针对不同运动副间隙量、跟踪轨迹、负载等参数，进行动力学性能数值仿真，并对结果进行比较与分析，探讨了计及计及非完美运动副的移动并联机械手动力学分析的工程意义。

来源：2019年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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