繩索式3D驅(qū)動裝置設(shè)計與實驗研究

發(fā)布時間：2020-08-21 08:58

【摘要】：3D(Three Dimension)驅(qū)動裝置在制造業(yè)應(yīng)用廣泛,尤其在發(fā)展前沿的3D打印快速成型技術(shù)中,是不可或缺的組成部分。本文所設(shè)計繩索式3D驅(qū)動裝置以3組繩索結(jié)構(gòu)作為傳動裝置,建立DELTA并聯(lián)型結(jié)構(gòu),繩索在步進電機的驅(qū)動下實現(xiàn)3D牽引,最終實現(xiàn)讓繩索帶動工作臺按指定路徑進行3D運動。在裝置程序的算法上,以開源固件為基礎(chǔ),對開源固件進行解讀、分析,根據(jù)3組繩索傳動的特性建立算法所需要的坐標系,并編寫了運動關(guān)系的程序。機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,考慮了裝置框架的選材、機身形狀、步進電機的選型、步進電機與繩索之間采用何種傳動方式等問題。對設(shè)計好的裝置進行了運動學(xué)分析,包括運動學(xué)反解分析、運動學(xué)正解分析、機械結(jié)構(gòu)雅克比矩陣的推導(dǎo)及速度分析。應(yīng)用SolidWorks軟件對裝置進行建模,ADAMS軟件對裝置運行過程中的位移、速度等變量進行了仿真分析。組建好的裝置搭載紅外激光筆進行了圓形軌跡的行走實驗,對運行記錄點應(yīng)用MATLAB軟件進行了圖形擬合處理。實驗證明利用繩索能夠帶動工作平臺按照指定路徑進行3D運動。本文設(shè)計的裝置可以以空間中三點為基礎(chǔ)進行搭建,通過搭載不同的平臺實現(xiàn)不同的應(yīng)用功能,相比于傳統(tǒng)的固定式工作臺有靈活性高、適應(yīng)性強、可用范圍廣以及成本低等特點,對提高生產(chǎn)勞動效率,工業(yè)生產(chǎn)有重要的應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH122;TM383.6
【圖文】：

混凝土管,橋式起重機

印快速成型技術(shù)中，通過復(fù)雜的程序帶動驅(qū)動裝置己經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個國民經(jīng)濟部門，是進行物資流通置和重要設(shè)備，是科學(xué)組織大批量生產(chǎn)、機械化流水標志之一，可以表征一個國家生產(chǎn)過程的自動化和機對減輕體力勞動，提高作業(yè)生產(chǎn)效率，乃至改善人們裝置的分類逡逑按運動方式可分為橋架型、臂架型、并聯(lián)型等。逡逑動裝置是應(yīng)用最廣泛的一類３Ｄ驅(qū)動設(shè)備，是指金屬成直線型或門型橋架特征的一大類３Ｄ驅(qū)動裝置，部定情況還可設(shè)有回轉(zhuǎn)或變幅機構(gòu)，運動的空間為長方能力大、適應(yīng)性強、穩(wěn)定性好、應(yīng)用廣泛等突出特點，葫蘆式起重機［７］、橋式起重機、門式（半門式）起重XW３Ｄ打印機［ｓ］，其他應(yīng)用，如夾娃娃機，生產(chǎn)線等機。逡逑

汽車起重機,連桿

逡逑架式起重機、懸臂式起重機等。圖１－２為中聯(lián)ＱＹ８０型汽車起重機。逡逑ｉ邋Ｊｖ＇＇二■「N、：ｓ邋：ｒ：逡逑圖１－２中聯(lián)ＱＹ８０型汽車起重機逡逑并聯(lián)型３Ｄ驅(qū)動裝置是由多個獨立的運動支鏈把動平臺及靜平臺連接一體，其具有３逡逑個及３個以上的自由度，以并聯(lián)方來式驅(qū)動閉環(huán)機構(gòu)從而進行工作。在并聯(lián)型３Ｄ驅(qū)動裝逡逑置發(fā)展過程中，最經(jīng)典的空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)就是ＤＥＬＴＡ［９，１Ｑ］機器人，目前在工業(yè)中逡逑應(yīng)用最為廣泛。３Ｄ打印中的連桿型３Ｄ打印機晸就屬于ＤＥＬＴＡ結(jié)構(gòu)，其具有３組連桿，逡逑每組連桿一端連接在立柱上，一端連接在工作平臺上，通過３組連桿實現(xiàn)對工作平臺的逡逑驅(qū)動，運動空間為立柱體，在立柱空間可以近似任意斜直線運動，大大縮短了路徑。圖逡逑１－３為“三角洲”邋３Ｄ打印機。逡逑ｒｔ邋Ｉ逡逑（ｙ逡逑圖１－３邋“三角洲”邋

打印機,連桿,汽車起重機,立柱