变胞机构全构态动力学模型及其数值仿真研究

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变胞机构全构态动力学模型及其数值仿真研究

金国光¹, 丁希仑², 张启先²

1. 天津工业大学机电学院, 天津　300160;2. 北京航空航天大学机器人研究所, 北京　100083

收稿日期:2003-06-12 修回日期:2004-03-05 出版日期:2004-08-25 发布日期:2004-08-25

Research on Configuration-complete Dynamics Modeling and Numerical Simulation of Metamorphic Mechanism

JIN Guo-guang¹, DING Xi-lun², ZHANG Qi-xian²

1. School of Mechanical and Electronic Engineering , Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300160, China;2. Robotics Institute, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing100083, China

Received:2003-06-12 Revised:2004-03-05 Online:2004-08-25 Published:2004-08-25

摘要/Abstract

摘要： 依据Kane方程建立了变胞机构任意构态的动力学方程。引入广义速率的变换矩阵,建立了包含所有构态的变胞机构全构态动力学模型———一种组合式的微分/代数方程;全构态动力学模型用正交补阵的方法求解,根据变胞机构的特征,引入其构态切换条件;最后通过数值仿真算例说明该方法的应用。动力学仿真结果表明,变胞机构由一个构态向下一个构态切换的瞬时,机构将产生很大的冲击力。

关键词: 变胞机构, 构态, 全构态, 动力学, 仿真

Abstract: Dynamics equations of metamorphic mechanism for an arbitrary configuration are established according to Kane's equations. Hence, the configuration-complete dynamic modeling of metamorphic mechanism, a serial of diferential/algebraical equations, is formed by introducing the transformation matrix of generalized speeds. The configuration-complete dynamic modeling includes all configurations of metamorphic mechanism. And the configuration-complete dynamic modeling is solved by means of orthogonal complement array. The configuration-changing condition is proposed based on the characteristic of metamorphic mechanism. Finally, a numerical simulation illustration is shown to elucidate the application of this method. The dynamic simulation results show that the mechanism will be greatly impacted when the metamorphic mechanism changes from a configuration to another.

Key words: metamorphic mechanism, configuration, configuration-complete, dynamics, simulation

金国光;丁希仑;张启先. 变胞机构全构态动力学模型及其数值仿真研究[J]. 航空学报, 2004, 25(4): 401-45.

JIN Guo-guang;DING Xi-lun;ZHANG Qi-xian. Research on Configuration-complete Dynamics Modeling and Numerical Simulation of Metamorphic Mechanism[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2004, 25(4): 401-45.

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