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

【摘要】：隨著智能化生產(chǎn)時代(工業(yè)4.0時代)的到來,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,具有獨(dú)特的優(yōu)勢。3D打印技術(shù)已經(jīng)成為近年來制造業(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)增加了更多的競爭性和創(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)保無污染,價格便宜,易于制作。基于對現(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。為了達(dá)到一臺3D打印機(jī)一次可以打印多個產(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)計了兩種不同類型的多輸出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,通過共用動平臺的運(yùn)動,在動平臺上布置多個打印頭,可以同時打印多個產(chǎn)品；以Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)為輔助構(gòu)型,增加冗余驅(qū)動,提高動平臺的運(yùn)動精度和運(yùn)動平穩(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一轉(zhuǎn)動(3T1R)解耦并聯(lián)機(jī)構(gòu),通過相同的支鏈共用驅(qū)動,用一套驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動多個動平臺完成相同的運(yùn)動,實現(xiàn)多輸出的目的。并且以此為設(shè)計原型,完成了樣機(jī)的制作和3D打印實驗。文中主要進(jìn)行了對這兩種并聯(lián)機(jī)器人的自由度、運(yùn)動學(xué)正反解、工作空間、靈巧性和靜剛度、運(yùn)動學(xué)標(biāo)定等理論分析,并且對第二種多輸出3D打印解耦并聯(lián)機(jī)器人的制造加工、組裝調(diào)試、產(chǎn)品打印實驗進(jìn)行了簡要介紹。
【關(guān)鍵詞】：3D打印機(jī)器人 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 運(yùn)動學(xué)分析 樣機(jī)實驗
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國外3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內(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 研究內(nèi)容及存在問題18-20
• 1.3.1 3D打印現(xiàn)有問題18
• 1.3.2 課題研究內(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)計分析23-24
• 2.3 運(yùn)動學(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)動仿真分析30-33
• 2.4 運(yùn)動性能分析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)計分析43-49
• 3.1.1 3T1R并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計43-46
• 3.1.2 3D打印并聯(lián)機(jī)器人46-49
• 3.2 運(yùn)動學(xué)分析49-55
• 3.2.1 自由度分析49-51
• 3.2.2 運(yùn)動學(xué)正解分析51-53
• 3.2.3 動學(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)制作與實驗分析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74-76
• 4.2.2 樣機(jī)控制程序分析76-79
• 4.3 樣機(jī)實驗分析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
• 作者簡歷97-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙新華;并聯(lián)機(jī)器人精度分析與綜合研究取得突破[J];天津科技;2005年01期

2 劉善增;余躍慶;杜兆才;楊建新;;并聯(lián)機(jī)器人的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀(連載)[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2007年08期

3 陳峰;耿永鋒;;6-6型繩牽引并聯(lián)機(jī)器人的方位空間研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年06期

4 劉辰;趙升噸;;并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及驅(qū)動方式合理性的探討[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2013年06期

5 ;中國首個3D打印并聯(lián)機(jī)器人在重慶誕生[J];機(jī)械工程師;2014年01期

6 ;中國首個3D打印并聯(lián)機(jī)器人研制成功 成本僅十萬元[J];自動化博覽;2013年12期

7 ;重慶設(shè)計出3D打印并聯(lián)機(jī)器人[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2013年06期

8 趙鐵石,黃真;欠秩空間并聯(lián)機(jī)器人輸入選取的理論與應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報;2000年10期

9 曹清林,岑向東,楊玉萍,沈世德;一種線性平面并聯(lián)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計[J];南通工學(xué)院學(xué)報;2000年S1期

10 金振林,高峰;一種正交并聯(lián)機(jī)器人的靈巧度指標(biāo)及其分布[J];機(jī)械設(shè)計;2001年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賀利樂;段志善;;并聯(lián)機(jī)器人的動態(tài)性能及控制方法的研究現(xiàn)狀與展望[A];振動利用技術(shù)的若干研究與進(jìn)展——第二屆全國“振動利用工程”學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

2 高峰;;并聯(lián)機(jī)器人應(yīng)用及其機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2000年

3 孫立寧;劉彥武;曲東升;李長峰;;靶定位并聯(lián)機(jī)器人控制研究[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

4 陳文家;陳書宏;趙明揚(yáng);;一種用于加工的新型4自由度并聯(lián)機(jī)器人[A];2001年中國智能自動化會議論文集（上冊）[C];2001年

5 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];中國航空學(xué)會液壓氣動專業(yè)2005年學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

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];中國航空學(xué)會控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

7 楊廷力;金瓊;劉安心;沈惠平;姚芳華;;基于單開鏈單元的兩平移兩轉(zhuǎn)動輸出并聯(lián)機(jī)器人機(jī)型設(shè)計[A];第十三屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2002年

8 張旭;裴忠才;;液壓6自由度并聯(lián)機(jī)器人的控制系統(tǒng)研究[A];第五屆全國流體傳動與控制學(xué)術(shù)會議暨2008年中國航空學(xué)會液壓與氣動學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 郭希娟;黃真;;并聯(lián)機(jī)器人加速度的各向同性[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2000年

10 張建明;王寧;王樹青;;使用模糊轉(zhuǎn)換器的神經(jīng)元非模型控制及在液壓并聯(lián)機(jī)器人中的應(yīng)用[A];1998年中國控制會議論文集[C];1998年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 記者 周芹 張亦筑;我市研發(fā)出國內(nèi)首臺3D打印并聯(lián)機(jī)器人[N];重慶日報;2013年

2 記者 王陽;“并聯(lián)機(jī)器人”研發(fā)形成體系[N];上海科技報;2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇宇;繩牽引并聯(lián)機(jī)器人的力學(xué)分析與性能優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 劉鵬;柔索牽引并聯(lián)機(jī)器人力學(xué)分析及穩(wěn)定性評價[D];西安電子科技大學(xué);2015年

3 張泉;3-PRR柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)平臺的動力學(xué)建模及主動振動控制[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 劉善增;三自由度空間柔性并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

5 李艷;二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)器人的動力學(xué)建模及控制研究[D];山東大學(xué);2010年

6 李海虹;一種含柔性桿件的高速并聯(lián)機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];天津大學(xué);2009年

7 劉欣;兩種并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)性能分析與運(yùn)動控制研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

8 李艷文;幾類空間并聯(lián)機(jī)器人的奇異研究[D];燕山大學(xué);2005年

9 張世輝;并聯(lián)機(jī)器人漢字雕刻技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2005年

10 張耀欣;高性能平面二自由度并聯(lián)機(jī)器人研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳美鈺;平面五桿并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)特性與控制系統(tǒng)研究[D];北京工商大學(xué);2010年

2 黃偉明;基于3-RRRT并聯(lián)機(jī)器人的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 焦亞彤;6自由度3支鏈并聯(lián)機(jī)器人的工作空間分析[D];河北大學(xué);2015年

4 宋婷;二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)器人動態(tài)控制研究[D];長安大學(xué);2015年

5 陳景禮;3-PCR并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動仿真與精度分析[D];河北工程大學(xué);2015年

6 李楠;名優(yōu)綠茶并聯(lián)采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2015年

7 馬同;3-PSP并聯(lián)機(jī)器人的位姿測量與控制系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2015年

8 胡如方;并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)參數(shù)測試方法及實驗驗證[D];安徽工程大學(xué);2015年

9 曾繼濤;一種三自由度快速并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)仿真研究[D];電子科技大學(xué);2015年

10 劉麗;六自由度并聯(lián)機(jī)器人軌跡生成及實驗研究[D];長春理工大學(xué);2015年

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

本文編號：279035