1研究的意义 汽车悬架的运动分心I是汽.车总布置设计、运动校核的碗要内容之一，也是研究悬架几何学及其对平顺性、操纵稳定性等汽车性能影响的基础。

由于汽车悬架是比较复杂的空间机构，特别是前悬架一般多设计成主销内倾和后倾，并且控制劈轴也大都倾斜布置。

这些给悬架的运动学分析带来很大困难，过去多用几何作图的方法进行图解分析，所得结果误差较大并且费时费力[1]。

近年来，随者电子计算机技术的发展，国内已开始对汽车悬架的空间运动用计算机进行解析计算分析[2]。

这些方法均是针对某一种悬架型式的，目前，还没有一个可对各种悬架进行运动分析的通用方法。

三维空间机构模拟，即多刚体系统的运动学和动力学模拟在近20年已引起了广泛重视，目前已有不少可供使用的计算机软件，如ADAMS[3]、DADS-3D[4]和IMP等。

在多刚体系统的运动学和动力学分析中，如何选择描述刚体位置和方位的坐标是一项比较重要的 工作，坐标的选取不同建立的约束方程和动力学微分方程不同，求解的难易程度也不相同。

在程序ADAMS、DADS-3D中，采用” 参考点”坐标来描述每个刚体 ， 即用质心的坐标来描述刚体的位置，利用欧拉角、卡尔丹角或欧拉参数来描述刚体的方位，在 程序IMP中，利用” 相对坐标”描述刚体的位置和方位，它的特点是相邻两刚体 中后一个刚体的位里是用相对于前一个刚体的位置来描述。

利用角度变量描述刚体方位时，其物理意义明确，但在求解过程中可能遇到奇点而引起数值求解上的麻烦 , 利用欧拉参数可消去奇点，但物理意义不明确，且增加一个约束方程。

本文引入一种新的非独立坐标#8212;自然坐标，利用它来描述刚体的位置和方位时，有明确的物理意义，容易建立约束方程并可消除奇点[5]。