大空间3D打印机Z轴机械手末端配重绳索牵引机构设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1 目的及意义(含国内外研究现状的分析)
1.1 研究意义
与传统的机加工方式如车、铣、刨、磨等减材制造相比,3D 打印(增材制造)具有生产工序简单、制造周期短、加工对象范围宽、工艺结构灵活等优点。随着软件技术和互联网的发展,3D 打印技术在智能制造中的价值与日俱增#61531;1#61533; 。根据 3D 打印所用材料的状态及成形方法,3D 打印技术可分为熔融沉淀成型(FDM)、光固化立体成型(SLA)、分层实体制造(LOM)、电子束选区融化(EBM)、激光选区融化(SLM)#61531;2#61533; 、金属激光熔融沉淀(LDMD)等,其中熔融沉淀成型技术成熟度高,成本较低,是最常见的 3D 打印技术#61531;3#61533;。而作为以机器人为主题的 21 世纪,机器人在 3D 打印领域中的应用日趋广泛。
机器人种类繁多,从结构上看可归结为机器人手臂,移动机器人以及人性机器人。机器人手臂又可分为串联式和并联式,移动机器人可分为陆地移动型和空中飞跃型,人形机器人则是两者的集大成,是可以移动的机械臂或四肢#61531;4#61533; 。3D打印机器人就是基于 3D 打印技术、机器人机构学、机械臂结构拓补优化等整
合发展而来的。
水泥材料作为道路工程、桥梁工程的基本材料,在建筑行业起着不可替代的重要作用,以水泥作为 3D 打印材料在建筑行业正引起广泛关注。但以水泥材料为主体的土木工程结构尺寸大、质量大,由此导致打印喷头整体质量大,对支撑其运动的机械臂而言有效载荷重量比低、结构笨重、功耗高#61531;5#61533;。而对于服务性机器人而言,其必须是轻量级的且与人交互安全,节能环保,这就使机械臂的轻量化设计变得异常重要。由于一个轻量化的设计可能会以一个过于“软”的机器人而告终,这使得系统容易发生不必要的振动。因此,需要考虑对合规性的设计约束。而约束条件是基于运动性能、动力要求和结构强度限制的,以此减轻重量#61531;6#61533; 。

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