作為智能制造時(shí)代的一種新興快速成型技術(shù),3D打印技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前3D打印機(jī)普遍采用串聯(lián)式和并聯(lián)式機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),比較適合于小尺寸、高精度模型的打印,但并不適合打印體積較大,但精度要求較低的模型。本文為了增加3D打印機(jī)的工作空間,研制了以6繩索6自由度繩索牽引式并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的繩索牽引式并聯(lián)3D打印機(jī)器人,并開(kāi)發(fā)了基于stm32的下位機(jī)控制系統(tǒng)和基于windows的上位機(jī)控制系統(tǒng),搭建了3D打印機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。由于繩索會(huì)在自重的作用下產(chǎn)生下垂,本文針對(duì)繩索牽引式并聯(lián)3D打印機(jī)器人,分別在將繩索當(dāng)做直線和懸鏈線模型時(shí)基于閉環(huán)矢量法和微元法建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并基于拉格朗日法建立了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型。最后的仿真結(jié)果表明,對(duì)于小跨度的繩索牽引式并聯(lián)3D打印機(jī)器人,懸鏈線模型和直線模型的繩索長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有差別,此時(shí)可以直接采用繩索直線模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,從而降低控制過(guò)程的復(fù)雜性,而對(duì)于大跨度繩索牽引式并聯(lián)3D打印機(jī)器人,繩索彎曲下垂較大,則必須將繩索當(dāng)做懸鏈線模型分析。繩索牽引式并聯(lián)3D打印機(jī)器人打印頭的工作空間與運(yùn)動(dòng)性能和其結(jié)構(gòu)息息相關(guān),本文設(shè)計(jì)了繩索順序連接和交叉連接... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1串聯(lián)式3D打印機(jī)

聯(lián)式 3D 打印機(jī)，串聯(lián)傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)慣性大，剛度較低，誤差累計(jì)現(xiàn)逐漸不能適應(yīng) 3D 打印高精度和高速的要求，與此相反，并聯(lián) 3D 打質(zhì)量較輕，因此慣性較低，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，承載能力強(qiáng)，因此相比于串聯(lián)構(gòu)能夠很好的適應(yīng) 3D 打印的要求，因此并聯(lián)結(jié)構(gòu)是未來(lái) 3D 打印機(jī)但是，受限于鉸鏈的運(yùn)動(dòng)范圍，并聯(lián)式 3D 打印機(jī)的打印空間有限對(duì)大型模型的打印要求，因此提高并聯(lián)式 3D 打印機(jī)的工作空間成串聯(lián) 3D 打印機(jī)相對(duì)于并聯(lián) 3D 打印機(jī)，能夠提供較大的工作空間，空間的提高，其傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)慣性，誤差累計(jì)現(xiàn)象也越加嚴(yán)重，并且本也急劇增加。文研究了使用繩索牽引式并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為 3D 打印機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其，并且由于繩索的伸縮范圍遠(yuǎn)大于鉸鏈的運(yùn)動(dòng)范圍，其工作空間也聯(lián) 3D 打印機(jī)。由于繩索的成本可以忽略不計(jì)，其經(jīng)濟(jì)型也優(yōu)于大3D 打印機(jī)。同時(shí)可模塊化的繩索牽引式并聯(lián)機(jī)器人 ReelAx6 已經(jīng)被 1-9），如將其設(shè)計(jì)思想用于繩索牽引式并聯(lián) 3D 打印機(jī)可以形成工印要求變化的可重構(gòu) 3D 打印機(jī)，這一點(diǎn)也是串聯(lián) 3D 打印機(jī)無(wú)法實(shí)

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1.1.2 繩索并聯(lián)機(jī)器人步入 21 世紀(jì)以來(lái)，機(jī)器人在人類的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，解放了人們的雙手，提高了制造業(yè)，農(nóng)業(yè)，甚至是服務(wù)業(yè)的工作效率，改變了們的生產(chǎn)生活方式。在 1954 年，世界上第一個(gè)能夠被電子編程的機(jī)器人機(jī)械臂George Devol 發(fā)明[6]，自此之后，適用于各種工作的機(jī)器人便被設(shè)計(jì)出來(lái)，幫助類完成各種各樣的工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電子電氣產(chǎn)品、汽車和其他運(yùn)輸設(shè)備等已現(xiàn)大部分自動(dòng)化的制造業(yè)領(lǐng)域，約有 85%的工作可以被機(jī)器人代勞，這說(shuō)明機(jī)器人行業(yè)不僅現(xiàn)在得到了廣泛的應(yīng)用，而且未來(lái)的發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖縖7]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]懸臂式3D打印機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析與打印實(shí)驗(yàn)（英文）[J]. 韓興國(guó),崔立秀,王為慶,陳海軍,殷國(guó)富.  機(jī)床與液壓. 2017(18)
[2]基于Simotion的金屬?gòu)?fù)合3D打印機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 夏偉,張李超,熊海洋.  機(jī)電工程. 2016(02)
[3]3D打印技術(shù)在建筑工程建設(shè)中的實(shí)踐[J]. 黃小江,賴斯藝,鄭釗杰,彭偉標(biāo).  價(jià)值工程. 2015(36)
[4]3D打印顛覆性創(chuàng)新應(yīng)用及商業(yè)模式研究[J]. 蘇秦,楊陽(yáng).  科技進(jìn)步與對(duì)策. 2016(01)
[5]直角坐標(biāo)系3D打印主要機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析[J]. 許向宏.  廣東印刷. 2015(03)
[6]機(jī)器人替代人工漸成全球趨勢(shì)將影響制造業(yè)發(fā)展[J].   政協(xié)天地. 2015(Z1)
[7]3D打印技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用及發(fā)展前景分析[J]. 孫建明,童澤平,殷志平.  現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2014(18)
[8]繩驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人繩索拉力及工作空間求解方法研究[J]. 桑秀鳳,陳筍,陳柏,耿令波,吳洪濤.  應(yīng)用科技. 2014(04)
[9]6自由度繩索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人力封閉工作空間的快速求解方法[J]. 歐陽(yáng)波,尚偉偉.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(15)
[10]基于SLS的快速樹(shù)脂模具技術(shù)研究[J]. 尚曉峰,楊申波.  工具技術(shù). 2012(11)

博士論文
[1]柔索牽引并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[D]. 劉鵬.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]基于組合模型的非線性預(yù)測(cè)控制算法及其應(yīng)用研究[D]. 楊劍鋒.浙江大學(xué) 2007
[3]非線性預(yù)測(cè)控制快速算法的研究與應(yīng)用[D]. 陳薇.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[4]大射電望遠(yuǎn)望懸索式饋源支撐系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)檢測(cè)與控制[D]. 王文利.西安電子科技大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于逆向工程及3D打印技術(shù)的誤差分析應(yīng)用研究[D]. 邵毅翔.華東理工大學(xué) 2017
[2]繩索牽引并聯(lián)機(jī)器人的點(diǎn)到點(diǎn)軌跡規(guī)劃與動(dòng)力學(xué)控制[D]. 張文佳.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]基于解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu)的3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D]. 李曉帆.燕山大學(xué) 2016
[4]繩索牽引并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模與控制研究[D]. 顏玉嬌.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[5]基于安卓平臺(tái)的模塊機(jī)器人控制設(shè)計(jì)[D]. 李政.北京郵電大學(xué) 2015
[6]并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差分析與補(bǔ)償方法研究[D]. 田培濤.燕山大學(xué) 2012
[7]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性預(yù)測(cè)控制研究及其應(yīng)用[D]. 陳建華.華北電力大學(xué)（北京） 2007
[8]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性預(yù)測(cè)控制中的應(yīng)用研究[D]. 李睿.西安理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3573115