基于Roberson-Wittenburg方法的变胞机构动力学研究李端玲，刘瑞雪**510（北京邮电大学自动化学院，北京100876）摘要：变胞机构是由英国伦敦大学的戴建生教授与ReeJones于1998年在亚特兰大召开的ASME第25届机构学双年会上提出的。它是一种新型机构，具有构态变化和自动组合等特点，还具有高度展开、折叠的性质。在不同的构态下变胞机构的有效杆件数目及自由度数也不同，从而具备了更多的功能和特性。本文重点介绍了基于Roberson-Wittenburg法的变胞机构的拓扑描述方法，然后使用Roberson-Wittenburg法对变胞机构的动力学进行分析，建立了该机构任意构态q上的点的位置、速度和加速度数学模型，并给出了一个包装领域的变胞机构动力学分析的实例。结果表明，该法简便有效，易于编程实现。关键词：变胞机构；Roberson-Wittenburg方法；动力学分析中图分类号：TH11215DynamicResearchofMetamorphicmechanismbasedonRoberson-WittenburgmethodLIDuanling,LIURuixue(AutomationSchool,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)2025303540Abstract:MetamorphicmechanismisheldinAtlantain1998bytheUniversityofLondon,UKUsingDHTransformationReeJonesatthe25thASMEfirstinstitutionstolearndoubletheannualmeeting.Metamorphicmechanismisahighlystartfoldingagencyhasaconfigurationstatechangesandautomaticcombination,toprovideadifferentnumberofdegreesoffreedominadifferentstatetochangethenumberofagenciestoeffectivelybarstheautomaticcombinationofnewinstitutions,toaccommodatetheneedfordifferentfunctions.Inthispaperrepresentationmethodsoftopologicalstructuresofmetamorphicmechanismareintroduced,andtheRoberson-Wittenbergmethodisspeciallyintroduced.Then,theRoberson-Wittenbergmethodisusedtoanalyzethedynamicofmetamorphicmechanism.Andthemathematicmodelsofposition,velocityandaccelerationofanypointbelongstotheconfigurationareestablished.Anexampletoverifythemethodisgiven.Themethodhastheadvantagesofcalculationsimplicity,andeasyprogramming.Keywords:metamorphicmechanism;Roberson-Wittenburgmethod;dynamic0引言1998年，变胞机构在亚特兰大举行的第25届ASME机构学与机器人学会议上被第一次提出[1]。它是一种新型机构，具有构态变化和自动组合等特点，还具有高度展开、折叠的性质。变胞机构虽然是一种新型机构，但由于其新颖性和交叉性，已成为机构学研究的焦点和新领域。在变胞机构的研究中伦敦大学的戴建生教授深入探讨了变胞的原理和变胞的实现形式，对变胞机构的很多特性进行了分析，发现了它的很多优点[2]，为变胞机构的理论研究奠定了基础。在变胞机构的结构学研究，特别是变胞机构的分析和综合领域，北京邮电大学李端玲教授等取得了很大的研究成果。在变胞机构的运动学和动力学研究方面，天津工业大学金国光等提出了基于Kane方法的变胞机构动力学模型，在描述变胞机构的拓扑结构的过程中，使用了Huston低序体阵列来实现，该方法即为Kane-Huston法[3]。重庆大学的侯少毅等---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---作者简介：刘瑞雪，（1987-），男，硕士研究生，主要研究方向：机构学与机器人学。通信联系人：李端玲，（1974-），女，教授，主要研究方向：机构学与机器人学。liduanling@163.com-1----本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---对变胞机构的运动学进行了分析，使用的方法为影响系数法[4]。北京邮电大学的李端玲则使45505560用螺旋理论的方法，对变胞机构建立了旋量形式的Lugrange方程和旋量形式的Newton-Euler方程[5]。本文用Roberson-Wittenburg方法针对一种典型的树形变胞机构进行构态分析和动力学仿真。1变胞机构的构态分析在变胞机构中，将各杆件以对应的顶点Bi（i=1,2，…）来表示，下角标i为杆件的序号，联系杆件与杆件之间的铰链用图中对应的顶点与顶点之间的弧Oj（j=1,2，…）来表示，下角标j为运动副的序号，弧...