Delta型3D打印机的动力学性能研究

发布时间：2024-03-17 05:33

　　3D打印是增材制造技术的一种,因其快速成型的特点,消除了传统的产品设计局限,可以实现传统制造业无法完成的产品。该技术在工业生产中对于节省原材料及制造成本方面效果显著。近些年来,3D打印技术更是对人类生活的诸多方面产生了影响。为了进一步提高3D打印机自身打印速度以及打印精度,本文以Delta型3D打印机为研究对象,针对打印机自身结构特点进行合理的设计以及数值建模,并重点开展运动学、动力学、惯性参数辨识以及样机实验的相关研究。(1)在对Delta型3D打印机设计和建模的基础上,根据各构件之间的几何关系结合数值代数方法,推导了打印机滑块与动平台位置相对关系的反解运动方程,进而求出了速度雅克比矩阵;利用MATLAB软件,运用数值分析法,通过运动学反解模型搜索求出了该型3D打印机的有效工作工作空间;最后,采用Adams软件作运动学仿真,得到了打印机动平台喷嘴处的位移、速度以及加速度随时间变化的运动曲线,说明了该型3D打印机具有的运动平滑性,同时,也验证了所建立的运动学模型的正确性。(2)构建了Delta型3D打印机系统机、电耦合的全局动力学模型。利用旋量键合图在并联机器人动力学建模上的优势,构建...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 3D打印机的发展历程
    1.3 3D打印机的分类及研究现状
    1.4 3D技术相关科学领域的研究现状
        1.4.1 并联机构动力学建模方法的研究
        1.4.2 动力学参数辨识
    1.5 课题研究内容及研究意义
第2章 Delta型3D打印机的运动学分析
    2.1 DELTA型3D打印机简介
    2.2 机构运动学分析
    2.3 雅克比矩阵及速度分析
    2.4 有效姿态工作空间
    2.5 打印机运动学仿真
    2.6 本章小结
第3章 Delta型3D打印机的动力学分析
    3.1 键合图的概述
    3.2 旋量键合图的概述
        3.2.1 旋量键合图的基本概念
        3.2.2 基本通口元件
        3.2.3 变换器
        3.2.4 三维运动刚体旋量键合图模型的建立
        3.2.5 运动副旋量键合图模型的建立
    3.3 打印机本体动力学模型的建立
        3.3.1 驱动支链旋量键合图建模
        3.3.2 动平台旋量键合图的建模
        3.3.3 机械本体的逆向动力学仿真
        3.3.4 打印机的全局动力学建模
        3.3.5 机构动力学实验验证
    3.4 本章小结
第4章 Delta型3D打印机的动力学参数辨识
    4.1 基本动力学参数
    4.2 动力学参数线性化模型的建立
        4.2.1 关键点速度旋量等效
        4.2.2 关键点力旋量等效
        4.2.3 构件动力学模型的线性化
        4.2.4 机构惯性参数线性化模型
    4.3 机构动力学参数辨识
        4.3.1 机构惯性的参数辨识原理
        4.3.2 打印运动轨迹的优化
        4.3.3 机构参数辨识流程
    4.4 本章小结
第5章 参数辨识实验研究
    5.1 实验过程及设备介绍
    5.2 参数辨识及实验验证
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3930586