一種多輸出3d打印冗余并聯(lián)機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術領域，特別涉及一種多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人。
【背景技術】
[0002]3D打印技術是增材制造技術的一種，利用計算機輔助設計三維物體模型，轉換為STL格式的文件；將模型文件導入分層軟件進行分層，規(guī)劃打印噴頭的軌跡，一層一層打印實物產品。3D打印技術提高了工作效率，能在短時間內制造實物產品，縮短產品設計制造周期。隨著3D打印技術的發(fā)展，打印材料和設備不斷創(chuàng)新，成型速度和精度不斷提高，在航空、醫(yī)療、教育等領域得到了廣泛的應用。適用于家庭及辦公室的3D打印機器人越來越受到重視，這種3D打印機器人體積小、價格低、打印材料無污染。
[0003]現(xiàn)有的大部分3D打印機器人是串聯(lián)機構，串聯(lián)機構的3D打印機器人結構簡單，但是打印速度慢和精度不高。而現(xiàn)有的并聯(lián)機構3D打印機器人大部分只有一個輸出，一次只能打印一個產品，在進行批量生產時，效率比較低，生產成本高。本次發(fā)明的多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人，通過在動平臺上布置4個打印頭，一次可以打印4個相同的產品，大大的提高了工作效率，并且通過增加冗余驅動可以提高動平臺的剛度，更好的控制動平臺的運動精度，提高打印精度。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題是提出一種多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人，可以一次打印多個相同的產品，且通過冗余驅動，增加動平臺的剛度，能提高打印物品的精度。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是:
[0006]一種多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人，該機器人包括:基座組件、雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件、平行四邊形運動支鏈組件、打印噴頭組件、關節(jié)軸承安裝軸、關節(jié)軸承連桿；構成這種裝置的零部件之間的連接為:
[0007]基座組件中，兩條關節(jié)軸承連桿兩端的安裝孔分別通過兩根安裝軸連接，形成球畐IJ，整體構成平行四邊形；三個豎直布置的U型滑塊分別通過三組構成完全一致的平行四邊形運動支鏈組件與打印噴頭組件動平臺的三個U型接口連接；U型轉軸插入L型連接塊的安裝孔，形成轉動副；U型轉軸的兩個U型接口與導軌電機座的兩個U型接口通過短軸連接，形成轉動副；直線絲桿電機中的螺旋桿一端與關節(jié)軸承安裝軸的安裝孔連接，形成球副；三組構成完全相同的雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件通過關節(jié)軸承安裝軸插入動平臺上的三個銷孔。
[0008]基座組件主要包括:機架、電機、聯(lián)軸器、導軌、U型滑塊、L型連接塊；電機固定在機架上，電機轉動時，通過聯(lián)軸器帶動螺旋桿轉動，使得U型滑塊沿導軌做直線運動；L型連接塊通過螺釘固定于機架上；機架總體布置為:上、下兩個完全相同的六邊形通過豎直導軌連接，三個電機布置在等邊三角形的頂點，三個L型連接塊布置在六邊形的長邊的正中間位置。
[0009]雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件主要包括:直線絲桿電機、螺旋桿、導軌電機座、導軌、T型滑塊、U型轉軸、關節(jié)軸承安裝軸、螺母；其中一套絲桿運動支鏈的構成為:u型轉軸插入基座組件中的L型連接塊的安裝孔，形成轉動副；U型轉軸的U型接口與導軌電機座的U型接口通過短軸連接，形成轉動副；直線絲桿電機固定于導軌電機座上，螺旋桿插入直線絲桿電機，通過T型滑塊沿導軌做直線運動；螺旋桿的另一端插入關節(jié)軸承安裝的安裝孔中，通過螺母定位，形成球副；兩套構成完全相同的絲桿運動的支鏈構成雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件；雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件中的兩個絲桿電機的運動完全一致，絲桿電機轉動時，螺旋桿轉動，帶動關節(jié)軸承安裝軸運動，使得動平臺運動。
[0010]平行四邊形運動支鏈組件主要包括:第一關節(jié)軸承連桿、第二關節(jié)軸承連桿、第一安裝軸、第二安裝軸；第一關節(jié)軸承連桿一端的安裝孔與第一安裝軸的一端連接，形成球副；第一關節(jié)軸承連桿另一端的安裝孔與第二安裝軸的另一端連接，形成球副；第二關節(jié)軸承與第一、第二安裝軸的連接完全一致；豎直布置的U型滑塊運動帶動平行四邊形運動支鏈運動，使得動平臺運動。
[0011]打印噴頭組件主要包括:動平臺、打印噴頭、U型接口、銷孔；動平臺為等邊三角形構造，其中三個打印噴頭安裝在等邊三角形的頂點，一個打印噴頭安裝在等邊三角形的正中心位置；三個U型接口分別與三組平行四邊形運動支鏈運動組件中的安裝軸固定連接；三個銷孔與分別與三組雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件中的關節(jié)軸承安裝軸固定連接。
[0012]多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人中的三個電機轉動，帶動與之相連的螺旋桿轉動，是的豎直布置的U型滑塊沿相應的導軌做直線運動，驅動對應的運動支鏈組件運動；多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人中的三對直線絲桿電機轉動，每對直線絲桿電機帶動與之相連的螺旋桿運動，使得雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件運動；多輸出3D打印冗余并聯(lián)機器人的各個電機配合運動，帶動打印噴頭組件運動，使得四個打印噴頭實現(xiàn)空間內的平移運動。
[0013]本發(fā)明所具有的有益效果:利用冗余驅動的并聯(lián)機構大剛度性和高運動精度，通過在動平臺上增加打印頭的數(shù)量，提供一種可以多輸出的3D打印機器人。該裝置不但可以一次打印一個產品，而且可以一次打印多個產品，根據(jù)冗余驅動并聯(lián)機構的特點，提高動平臺的承載能力，增加運動的平穩(wěn)性，運動精度高。利用螺旋導軌傳遞動力，將電機轉動轉化為直線運動，為打印噴頭組件提供動力。這種3D打印機器人動平臺剛度大，運動精度高，一次可以打印多個產品，是一種新型的3D打印機器人。
【附圖說明】
:
[0014]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明基座組件示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明平行四邊形運動支鏈組件示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明打印噴頭組件示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明關節(jié)軸承連桿示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明關節(jié)軸承安裝軸示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明U型轉軸示意圖；
[0022]圖9為本發(fā)明短軸示意圖；
[0023]圖10為本發(fā)明導軌電機座示意圖；
[0024]圖11為本發(fā)明U型滑塊示意圖；
[0025]圖12為本發(fā)明T型滑塊示意圖；
[0026]圖13為本發(fā)明L型連接塊示意圖；
[0027]圖中:基座組件1、雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件2、平行四邊形運動支鏈組件3、打印噴頭組件4、機架5、電機6、聯(lián)軸器7、螺旋桿8、U型滑塊9、導軌10、L型連接塊11、U型轉軸12、導軌電機座13、直線絲桿電機14、短軸15、T型滑塊16、導軌17、關節(jié)軸承安裝軸18、第一安裝軸20、第二安裝軸21、第一關節(jié)軸承連桿22、第二關節(jié)軸承連桿23、動平臺24、打印噴頭25、銷孔26、U型接口 27、安裝孔28、安裝孔29、安裝孔30、安裝孔31、U型接口 32、U型接口 33、U型接口 34、U型接口 35、安裝孔36。
【具體實施方式】
[0028]結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0029]本發(fā)明的技術方案:
[0030]基座組件I中，兩條關節(jié)軸承連桿22、23兩端的安裝孔28、29分別通過兩根安裝軸20、21連接，形成球副，整體構成平行四邊形；三個豎直布置的U型滑塊9分別通過三組構成完全一致的平行四邊形運動支鏈組件3與打印噴頭組件動平臺的三個U型接口 27連接；U型轉軸12插入L型連接塊11的安裝孔36，形成轉動副；U型轉軸的兩個U型接口 32、33與導軌電機座13的兩個U型接口 34、35通過短軸15連接，形成轉動副；直線絲桿電機14中的螺旋桿19 一端與關節(jié)軸承安裝軸18的安裝孔30連接，形成球副；三組構成完全相同的雙聯(lián)絲桿運動支鏈組件2通過關節(jié)軸承安裝軸18與動平臺上的三個銷孔26固定連接；各部件之間的位置及連接如圖1所示。
[0031]基座組件I如圖1、2所示，主要包括:機架5、電機6、聯(lián)軸器7、螺旋桿8、U型滑塊9、導軌10、L型連接塊11 ;電機6固定在機架5上，電機6轉動時，通過