郑　晓， 王　君

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)



Delta结构3D打印机运动学研究

郑晓， 王君

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

描述一种直线型Delta结构3D打印机的结构，对结构进行了一定等效简化。以该3D打印机机械本体为研究对象，对其运动学反解以及速度反解进行分析与研究，推导出运动学反解方程以及速度反解公式。

3D打印机; 运动学; Delta结构

3D打印(Three Dimension Printing，3DP)技术[1]是采用离散材料(液体、粉末、丝、板、片、块等)逐层累加原理制造实体零件的技术。相对于传统的材料去除技术，3D打印是一种自下而上材料累加的制造工艺[2-3]。进入21世纪以来，Delta系列机器人呈现出高速、高精度、灵活性等发展方向[4]，Pierrot团队相继发明了四支链的H4、I4、Heli4以及Part4等机构[5-7]，Clavel先后提出将外转动副改为移动副的三种变异形式[8]，即直线型Delta结构，本文研究的3D打印机，其结构即为一种直线型Delta结构。

Delta结构3D打印机是Delta结构并联机器人与3D打印的融合。3D打印技术在国内的应用还不十分广泛，因而对3D打印机的研究还处于初期阶段。而目前对Delta结构并联机器人运动学研究主要集中在对四支链机构的研究上，Pierrot[6]、Choi[9]等均采用牛顿迭代法对H4变异机构进行运动学分解求解。对于直线型Delta结构虽有一些研究[10-13]，但其运动学求解方式普遍较为繁琐。针对以上情况，本文对直线型Delta结构3D打印机进行运动学分析，结合几何和代数的方法，求出运动学反解，并在运动学分析的基础上对其进行速度分析，求出其雅克比(Jacobi)矩阵，同时得到其速度反解。……