本文關(guān)鍵詞：多輸出3D打印并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著智能化生產(chǎn)時(shí)代(工業(yè)4.0時(shí)代)的到來(lái),新型的生產(chǎn)制造技術(shù)打破了傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)的限制。3D打印技術(shù)即增材制造技術(shù)的產(chǎn)生,區(qū)別于傳統(tǒng)的等材制造和減材制造技術(shù),改變了人們對(duì)制造工業(yè)的看法。3D打印技術(shù)不僅可以制造出傳統(tǒng)制造技術(shù)能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品,而且在制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,外表面精度要求高的產(chǎn)品時(shí),具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。3D打印技術(shù)已經(jīng)成為近年來(lái)制造業(yè)備受矚目的新型生產(chǎn)技術(shù)。隨著3D打印設(shè)備、材料、技術(shù)的不斷更新,其打印速度、打印精度不斷提高,也為3D打印產(chǎn)業(yè)行業(yè)增加了更多的競(jìng)爭(zhēng)性和創(chuàng)新性。本次研究的目的主要是在3D打印熔融沉積(FDM)技術(shù)的基礎(chǔ)上,與并聯(lián)機(jī)構(gòu)相結(jié)合,設(shè)計(jì)一種新型的3D打印設(shè)備。應(yīng)用FDM技術(shù)的3D打印設(shè)備適合辦公室環(huán)境,環(huán)保無(wú)污染,價(jià)格便宜,易于制作。基于對(duì)現(xiàn)有3D打印機(jī)的研究分析,目前大部分的FDM技術(shù)的3D打印機(jī)一次只能打印一個(gè)產(chǎn)品,大多數(shù)運(yùn)用串聯(lián)機(jī)構(gòu),而串聯(lián)機(jī)構(gòu)具有其自身的缺點(diǎn)。為了達(dá)到一臺(tái)3D打印機(jī)一次可以打印多個(gè)產(chǎn)品的目的,且在一定程度上提高打印產(chǎn)品的表面精度和力學(xué)性能,提出了一種多輸出的3D打印并聯(lián)機(jī)器人。設(shè)計(jì)了兩種不同類(lèi)型的多輸出3D打印并聯(lián)機(jī)器人：(1)多輸出3D打印冗余并聯(lián)機(jī)器人。這種3D打印并聯(lián)機(jī)器人以Delta并聯(lián)機(jī)構(gòu)為主構(gòu)型,通過(guò)共用動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng),在動(dòng)平臺(tái)上布置多個(gè)打印頭,可以同時(shí)打印多個(gè)產(chǎn)品；以Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)為輔助構(gòu)型,增加冗余驅(qū)動(dòng),提高動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。(2)多輸出3D打印解耦并聯(lián)機(jī)器人。根據(jù)提出的一種新型三移動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)(3T1R)解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu),通過(guò)相同的支鏈共用驅(qū)動(dòng),用一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)多個(gè)動(dòng)平臺(tái)完成相同的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)多輸出的目的。并且以此為設(shè)計(jì)原型,完成了樣機(jī)的制作和3D打印實(shí)驗(yàn)。文中主要進(jìn)行了對(duì)這兩種并聯(lián)機(jī)器人的自由度、運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解、工作空間、靈巧性和靜剛度、運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定等理論分析,并且對(duì)第二種多輸出3D打印解耦并聯(lián)機(jī)器人的制造加工、組裝調(diào)試、產(chǎn)品打印實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
【關(guān)鍵詞】：3D打印機(jī)器人 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題的研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國(guó)外3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及存在問(wèn)題18-20
• 1.3.1 3D打印現(xiàn)有問(wèn)題18
• 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.4 研究意義20-21
• 2 多輸出3D打印冗余并聯(lián)機(jī)器人21-41
• 2.1 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)描述21-23
• 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析23-24
• 2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析24-33
• 2.3.1 位置反解分析24-27
• 2.3.2 工作空間分析27-28
• 2.3.3 雅可比矩陣分析28-30
• 2.3.4 運(yùn)動(dòng)仿真分析30-33
• 2.4 運(yùn)動(dòng)性能分析33-40
• 2.4.1 奇異和靈巧性分析33-36
• 2.4.2 靜剛度分析36-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 3 多輸出3D打印解耦并聯(lián)機(jī)器人41-63
• 3.1 3D打印解耦并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計(jì)分析43-49
• 3.1.1 3T1R并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)43-46
• 3.1.2 3D打印并聯(lián)機(jī)器人46-49
• 3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析49-55
• 3.2.1 自由度分析49-51
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析51-53
• 3.2.3 動(dòng)學(xué)逆解分析53-55
• 3.3 奇異及工作空間分析55-57
• 3.3.1 機(jī)構(gòu)奇異性分析55-56
• 3.3.2 工作空間分析56-57
• 3.4 仿真分析57-61
• 3.5 本章小結(jié)61-63
• 4 “蜘蛛3D打印機(jī)”的樣機(jī)制作與實(shí)驗(yàn)分析63-87
• 4.1 機(jī)構(gòu)有限元仿真分析63-73
• 4.1.1 靜應(yīng)力有限元分析64-67
• 4.1.2 機(jī)構(gòu)模態(tài)分析67-71
• 4.1.3 零部件有限元分析71-73
• 4.2 樣機(jī)的制作73-79
• 4.2.1 樣機(jī)硬件設(shè)計(jì)74-76
• 4.2.2 樣機(jī)控制程序分析76-79
• 4.3 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)分析79-85
• 4.3.1 控制分層軟件分析79-82
• 4.3.2 產(chǎn)品模型打印分析82-85
• 4.4 本章小結(jié)85-87
• 5 總結(jié)與展望87-89
• 5.1 工作總結(jié)87-88
• 5.2 工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄A93-95
• 索引95-97
• 作者簡(jiǎn)歷97-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

【相似文獻(xiàn)】

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6 王志峰;吳強(qiáng);王占林;付永領(lǐng);;離散微分跟蹤器應(yīng)用于并聯(lián)機(jī)器人單通道控制[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

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本文編號(hào)：279035