作為智能制造時代的一種新興快速成型技術(shù),3D打印技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前3D打印機普遍采用串聯(lián)式和并聯(lián)式機構(gòu)作為執(zhí)行機構(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)機構(gòu)作為執(zhí)行機構(gòu)的繩索牽引式并聯(lián)3D打印機器人,并開發(fā)了基于stm32的下位機控制系統(tǒng)和基于windows的上位機控制系統(tǒng),搭建了3D打印機器人實驗平臺。由于繩索會在自重的作用下產(chǎn)生下垂,本文針對繩索牽引式并聯(lián)3D打印機器人,分別在將繩索當(dāng)做直線和懸鏈線模型時基于閉環(huán)矢量法和微元法建立了機器人的運動學(xué)模型,并基于拉格朗日法建立了機器人的動力學(xué)模型。最后的仿真結(jié)果表明,對于小跨度的繩索牽引式并聯(lián)3D打印機器人,懸鏈線模型和直線模型的繩索長度幾乎沒有差別,此時可以直接采用繩索直線模型進行運動控制,從而降低控制過程的復(fù)雜性,而對于大跨度繩索牽引式并聯(lián)3D打印機器人,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打印機器人打印頭的工作空間與運動性能和其結(jié)構(gòu)息息相關(guān),本文設(shè)計了繩索順序連接和交叉連接... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1串聯(lián)式3D打印機

聯(lián)式 3D 打印機，串聯(lián)傳動鏈運動慣性大，剛度較低，誤差累計現(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)對稱，承載能力強，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 3D 打印機但是，受限于鉸鏈的運動范圍，并聯(lián)式 3D 打印機的打印空間有限對大型模型的打印要求，因此提高并聯(lián)式 3D 打印機的工作空間成串聯(lián) 3D 打印機相對于并聯(lián) 3D 打印機，能夠提供較大的工作空間，空間的提高，其傳動鏈運動慣性，誤差累計現(xiàn)象也越加嚴重，并且本也急劇增加。文研究了使用繩索牽引式并聯(lián)機構(gòu)作為 3D 打印機的執(zhí)行機構(gòu)，其，并且由于繩索的伸縮范圍遠大于鉸鏈的運動范圍，其工作空間也聯(lián) 3D 打印機。由于繩索的成本可以忽略不計，其經(jīng)濟型也優(yōu)于大3D 打印機。同時可模塊化的繩索牽引式并聯(lián)機器人 ReelAx6 已經(jīng)被 1-9），如將其設(shè)計思想用于繩索牽引式并聯(lián) 3D 打印機可以形成工印要求變化的可重構(gòu) 3D 打印機，這一點也是串聯(lián) 3D 打印機無法實

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文1.1.2 繩索并聯(lián)機器人步入 21 世紀以來，機器人在人類的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，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，世界上第一個能夠被電子編程的機器人機械臂George Devol 發(fā)明[6]，自此之后，適用于各種工作的機器人便被設(shè)計出來，幫助類完成各種各樣的工作。據(jù)統(tǒng)計，在電子電氣產(chǎn)品、汽車和其他運輸設(shè)備等已現(xiàn)大部分自動化的制造業(yè)領(lǐng)域，約有 85%的工作可以被機器人代勞，這說明機器人行業(yè)不僅現(xiàn)在得到了廣泛的應(yīng)用，而且未來的發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖縖7]。

【參考文獻】：
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本文編號：3573115