五自由度混联3D打印机设计与运动学分析

• 作者: 张俊 方汉良 池长城 汤腾飞
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 3D打印机 并联机构 运动学 工作空间 奇异性 多向3D打印
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 机械工程? 控制科学与工程
• 页码范围: 2822-2833
• 页数: 12页
• 分类号: TH112
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.10.014

摘要

为满足多向3D打印需求,提出一种五自由度混联3D打印机并对其进行运动学分析.该3D打印机由拓扑构型为2UPR&2RPS的并联机构和二自由度十字运动平台组成,其特点是在实现xyz三轴运动的同时,通过并联机构运动产生θ和ψ转角,获得多向3D打印的能力.基于旋量理论,分析该打印机的自由度,证实其具有空间两转动和三平动(2R3T)能力.运用闭环矢量回路法推导出运动学逆解方程,再通过消元法将其简化为一元三次方程,进而得到混联3D打印机的运动学正解.在此基础上,以分层切片搜索算法,预估该3D打印机的工作空间,并对其进行奇异性和运动仿真分析.研究结果表明:该五自由度混联3D打印机具有大的位置和姿态工作空间且无奇异位置,能够通过改变打印头的姿态实现多向3D打印.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张俊		21	34	3.0	5.0
2	方汉良		6	5	1.0	2.0
3	汤腾飞		4	6	1.0	2.0
4	池长城		1	0	0.0	0.0