Delta型3D打印机多能域系统动力学全解建模与实验

对Delta型3D打印机多能域机、电耦合系统展开了动力学建模研究。利用旋量键合图在并联机器人动力学建模上的优势,构建了该打印机机械本体子系统的动力学模型,并结合传统键合图建立驱动子系统的动力学模型,获得打印机系统机、电耦合的全局动力学模型。对于给定的动平台运动轨迹,对比Adams数值仿真、Matlab理论计算以及实验实测驱动力结果,证明了该机构多能域系统动力学全解模型的正确性。该成果为后续动力学参数辨识以及动力学控制研究奠定基础,也为其他机械系统动力学建模提供了新思路。     

混凝土3D打印设备开发及工艺规划

针对混凝土三维打印特点和混凝土的材料特性,开发了混凝土3D打印系统及其工艺规划。设计了2种龙门式框架结构。控制系统采用稳定性、可靠性更高的数控系统,对挤出机构进行了仿真分析,对料仓、预搅拌机构及螺杆进行了优化设计。通过实验验证了系统和工艺设计的可行性,针对印刷过程中发现的一些问题进行了分析,并对系统和工艺进行了改进。     

基于3D打印的减速机传动系统实验模型

为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。     

基于单目视觉的叶轮零件三维重构方法研究

针对高像素图像合成模型运算量大、图像标定过程复杂等问题,对图像预处理、图像信息提取和匹配等方面进行了研究,提出了一定角度的序列图像重构模型方法。基于单目视觉重建原理,利用SIFT算法提取、匹配图像的特征点集,对基本矩阵进行了奇异值分解,得到了摄像机矩阵;引入了绝对对偶二次曲面的自标定算法,用于自动建立物体坐标系,依据反向投影原理恢复了模型;搭建了叶轮零件的三维重构实验平台,进行了网格模型重构实验。研究结果表明:所提出的方法能将零件的三维模型准确重构,实现高精度、高效率的自动化三维逆向建模;提供了一种可靠的模型获取方式,可为3D打印加工提供上游技术支持。