3D打印技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域、先進(jìn)制造等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,作為第三次工業(yè)革命的重要生產(chǎn)工具,3D打印技術(shù)在未來將會取得長足的進(jìn)步。3D打印機(jī)作為實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的載體,多年以來都以傳統(tǒng)的串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)為主,串并聯(lián)機(jī)構(gòu)各有各的的優(yōu)缺點(diǎn),柔索驅(qū)動并聯(lián)技術(shù)的發(fā)展為3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)提供了全新的選擇,并且能避開傳統(tǒng)串并聯(lián)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn),因此本文設(shè)計(jì)了一種新型柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機(jī)。本文對柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究:機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)分析、剛度與穩(wěn)定性分析、仿真分析與試驗(yàn)研究。針對3D打印機(jī)實(shí)際工作的需要,所設(shè)計(jì)的柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機(jī)由柔索驅(qū)動模塊、隨動張緊模塊、送料模塊、打印頭模塊、熱床與機(jī)架等級部分組成,通過柔索平行四邊形原理限制打印頭的轉(zhuǎn)動自由度,實(shí)現(xiàn)打印頭三自由度移動的打印操作,隨動張緊模塊的存在使得機(jī)構(gòu)成為完全約束的柔索驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu);通過矢量封閉原理與柔索長度約束,建立打印機(jī)的運(yùn)動學(xué)模型,通過牛頓-歐拉法建立打印機(jī)的動力學(xué)模型;打印噴頭工作的穩(wěn)定性對打印精度有著重要的影響,從定義出發(fā)建立了打印機(jī)的靜剛度模型,由于剛度矩陣在衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性時具有一定的局限性,在系統(tǒng)靜剛度的基礎(chǔ)上提出一種能表征系統(tǒng)穩(wěn)定性能的指標(biāo),可以便捷的分析打印機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;為了驗(yàn)證理論分析的正確性,對打印機(jī)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)模型、剛度模型以及穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行仿真分析,搭建柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機(jī)樣機(jī)試驗(yàn)平臺,進(jìn)行空行程精度試驗(yàn)與實(shí)際打印測試,通過仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比,表明理論分析的正確性以及柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機(jī)的可行性。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP334.8
【部分圖文】：

來源以 3D 打印技術(shù)與柔索驅(qū)動技術(shù)為研究背景，來源于國家“基于柔索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多功能 3D 打印機(jī)（2016.06-2018.0金重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目“多柔體耦合驅(qū)動腰部康復(fù)機(jī)器8-2020）”。背景與意義先的管理咨詢機(jī)構(gòu)麥肯錫公司于 2013 年發(fā)布了一項(xiàng)名為《濟(jì)的 12 大顛覆技術(shù)》的報告，分別分析研究了包括互聯(lián)機(jī)器人技術(shù)、3D 打印技術(shù)等 12 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)對未來經(jīng)濟(jì)影示就是麥肯錫公司所列舉的 12 種顛覆性技術(shù)及其未可能小。

圖 0.4 500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡 圖 0.5 FAST 5m 室內(nèi)縮比模型Fig 1.4 Five-hundred-meter aperture sphericaltelescopeFig 1.5 Five meters scale model of FAST圖 0.6 柔索驅(qū)動并聯(lián)腰部康復(fù)機(jī)器人 圖 0.7 4 臺起重機(jī)聯(lián)合吊裝文物Fig 1.6 The cable-driven parallel waistrehabilitation robotFig 1.7 Cooperation of four mobile cranes flifting the relic

圖 0.4 500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡 圖 0.5 FAST 5m 室內(nèi)縮比模型Fig 1.4 Five-hundred-meter aperture sphericaltelescopeFig 1.5 Five meters scale model of FAST圖 0.6 柔索驅(qū)動并聯(lián)腰部康復(fù)機(jī)器人 圖 0.7 4 臺起重機(jī)聯(lián)合吊裝文物Fig 1.6 The cable-driven parallel waistrehabilitation robotFig 1.7 Cooperation of four mobile cranes flifting the relic

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本文編號：2811023