绳索式3D驱动装置设计与实验研究

发布时间：2020-08-21 08:58

【摘要】：3D(Three Dimension)驱动装置在制造业应用广泛,尤其在发展前沿的3D打印快速成型技术中,是不可或缺的组成部分。本文所设计绳索式3D驱动装置以3组绳索结构作为传动装置,建立DELTA并联型结构,绳索在步进电机的驱动下实现3D牵引,最终实现让绳索带动工作台按指定路径进行3D运动。在装置程序的算法上,以开源固件为基础,对开源固件进行解读、分析,根据3组绳索传动的特性建立算法所需要的坐标系,并编写了运动关系的程序。机械结构的设计过程中,考虑了装置框架的选材、机身形状、步进电机的选型、步进电机与绳索之间采用何种传动方式等问题。对设计好的装置进行了运动学分析,包括运动学反解分析、运动学正解分析、机械结构雅克比矩阵的推导及速度分析。应用SolidWorks软件对装置进行建模,ADAMS软件对装置运行过程中的位移、速度等变量进行了仿真分析。组建好的装置搭载红外激光笔进行了圆形轨迹的行走实验,对运行记录点应用MATLAB软件进行了图形拟合处理。实验证明利用绳索能够带动工作平台按照指定路径进行3D运动。本文设计的装置可以以空间中三点为基础进行搭建,通过搭载不同的平台实现不同的应用功能,相比于传统的固定式工作台有灵活性高、适应性强、可用范围广以及成本低等特点,对提高生产劳动效率,工业生产有重要的应用价值。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH122;TM383.6
【图文】：

混凝土管,桥式起重机

印快速成型技术中，通过复杂的程序带动驱动装置己经广泛应用于各个国民经济部门，是进行物资流通置和重要设备，是科学组织大批量生产、机械化流水标志之一，可以表征一个国家生产过程的自动化和机对减轻体力劳动，提高作业生产效率，乃至改善人们装置的分类逡逑按运动方式可分为桥架型、臂架型、并联型等。逡逑动装置是应用最广泛的一类３Ｄ驱动设备，是指金属成直线型或门型桥架特征的一大类３Ｄ驱动装置，部定情况还可设有回转或变幅机构，运动的空间为长方能力大、适应性强、稳定性好、应用广泛等突出特点，葫芦式起重机［７］、桥式起重机、门式（半门式）起重XW３Ｄ打印机［ｓ］，其他应用，如夹娃娃机，生产线等机。逡逑

汽车起重机,连杆

逡逑架式起重机、悬臂式起重机等。图１－２为中联ＱＹ８０型汽车起重机。逡逑ｉ邋Ｊｖ＇＇二■「N、：ｓ邋：ｒ：逡逑图１－２中联ＱＹ８０型汽车起重机逡逑并联型３Ｄ驱动装置是由多个独立的运动支链把动平台及静平台连接一体，其具有３逡逑个及３个以上的自由度，以并联方来式驱动闭环机构从而进行工作。在并联型３Ｄ驱动装逡逑置发展过程中，最经典的空间三自由度并联机构就是ＤＥＬＴＡ［９，１Ｑ］机器人，目前在工业中逡逑应用最为广泛。３Ｄ打印中的连杆型３Ｄ打印机晸就属于ＤＥＬＴＡ结构，其具有３组连杆，逡逑每组连杆一端连接在立柱上，一端连接在工作平台上，通过３组连杆实现对工作平台的逡逑驱动，运动空间为立柱体，在立柱空间可以近似任意斜直线运动，大大缩短了路径。图逡逑１－３为“三角洲”邋３Ｄ打印机。逡逑ｒｔ邋Ｉ逡逑（ｙ逡逑图１－３邋“三角洲”邋

打印机,连杆,汽车起重机,立柱

【参考文献】