考虑含间隙运动副磨损的空间站机械臂动力学分析

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：李博alucardxl@sina.com,，刘旭柠，郭杰，王宇男，胡凯

单位：1.天津工业大学航空航天学院，天津300387；2.天津市现代机电装备技术重点实验室，天津300387；3.平高集团储能科技有限公司，天津300300

摘要：以含间隙空间站机械臂机构为研究对象，分析运动副磨损对机构运动输出精度的影响。首先，结合Lankarani-Nikravesh接触碰撞力模型与LuGre滞滑摩擦力模型对机构进行动力学建模，建立磨损深度与穿刺深度、刚度系数的关系函数；其次，探究不同间隙条件下，系统的动态响应特征；最后将仿真结果与Archard模型相结合，分析不同条件下运动副的磨损情况，重构非规则间隙表面，求解磨损对系统动态响应的作用。结果表明：对于开环机构，间隙位置越靠近末端执行器对末端的影响越大，与航天器本体相连接的运动副磨损相对较严重，非规则间隙下，速度与加速度波动发生的时间滞后于规则间隙。<br>

关键词：运动副间隙；磨损；LuGre模型；机械臂；动力学建模