并聯臂這種結構最早是由瑞士洛桑理工學院(EPFL)的Reymond Clavel教授在上世紀80年代發(fā)明的Delta式結構。最早的Delta式并聯機械臂主要用來設計一種能以很快速度操作輕小物體的機器人。Delta式并聯機械臂,這是一種通過一系列互相連接的平行四邊形來控制目標在X、Y、Z軸上的運動的機械結構。近年來這種機械結構的應用日益廣泛,特別是它具有適應狹小空間,并能在其中有效工作的能力。1987年瑞士Demaurex公司首先購買了delta機器人的知識產權并將其產業(yè)化,主要用于巧克力、餅干、面包等食品包裝,后來由于硬件和軟件工程的發(fā)展帶來的技術和制造成本下降,很多創(chuàng)客在設計自己的3D打印機是借鑒了這種Delta并聯式機械臂的特點,于是就出現了如今我們常見的外形接近三角形柱體的Delta式3D打印機,玩家們稱為三角洲打印機。
一般這種單級Delta式機械臂原只能在狹小的空間里工作,其應用范圍就受到了限制。為了解決這個問題,近日,獨立的軟件和機電產品開發(fā)者Aad van der Geest在原有的Delta式機械臂的基礎上,開發(fā)了一種多級Delta式機械臂(Multi-Delta Robotic Arm),沒有增加其重量的情況下使其活動空間大幅增加。從傳統的Delta式機器人原理出發(fā),van der Geest將多個Delta式機械臂連接起來,并將較重的操作設備連到基座上。在開發(fā)了三個從6英寸(約15厘米)到近12英尺(約3.6米)高的原型設備之后,他最終找到了一個能夠制造可攜帶重量的輕量級機械臂的解決方案。為了使其有效地工作,van der Geest在設備的上方設計了一個包含伸縱機構和執(zhí)行控制裝置的基座。
從這個基座上鄉(xiāng)下延伸出三個帶關節(jié)的臂,并連接到一個三角形的平臺上,然后這種結構可反復疊加,直到達到預定的操作高度。這樣打造了經濟實用的大尺寸3D打印機。
由于并聯臂由3角型圓柱導桿固定,打印的的高度比龍門構架高的高得多的,由于三角形穩(wěn)定性好,因此在結構強度上會比龍門構架的好,而且打印物體的尺寸要比龍門架的高,精度更好,打印速度慢。
PRUSA i3是一款非常有趣的3D打印機:它完全拋棄了時下流行的那些華麗外表,一切目的就只是為了告訴人們3D打印是怎么回事。正因為如此,它造型簡陋卻又有優(yōu)異的性能,完全開源,價錢也不算貴。
PRUSA i3的組裝可能是最麻煩的部分,根據你的熟練度高低,需要5到10小時才能組裝完成。不過一旦渡過最難的部分,接下來的問題就比較簡單了。
布置打印任務大概需要20分鐘的時間,你需要在電腦上運行專門的軟件,規(guī)劃打印的各個細節(jié),并且可能還要對機器上的螺絲進行松緊調整。這個步驟結束之后,我們就可以進行打印了。
PRUSA i3采用的是3D打印機大廠Ultimaker 開發(fā)的軟件 Cura,這使得操作界面的使用更加簡便。當打印模型制作完成,各項設置也就緒后,剩下的事情就只剩用 USB 線將打印機和電腦相連,或是直接插入帶有模型文件的 SD 卡了。
PRUSA i3采用的是12V電源供電,不得不說這是它的一個弱點。比起Lulzbot 強大的 24V 來,PRUSA i3 的熱床和加熱頭的暖機時間非常慢,需要超過10分鐘的時間,是前者的兩倍。一旦暖機完成,那等待就沒有那么痛苦了。PRUSA i3 的打印速度比 Lulzbot Mini 慢 15% 至 20%,不過這沒那么不可接受,畢竟兩者的打印質量幾乎相同。
在使用的第一周里,PRUSA i3 每經過幾次打印可能都需要進行一次重新調校,但當結構穩(wěn)定下來之后,它的精度和可靠性都會逐漸接近 100%??偟膩碚f,PRUSA i3 的打印成品質量很好。如果說有些什么不足,那就是它過細的細絲和偏低的供電電壓使得設備在進行橋接、懸空這些部分的打印時處理不好。
和 Lulzbot Mini 這樣的同類產品相比,PRUSA i3 勝在銳利平整的邊角和精致的細節(jié),但在更大更復雜的結構上,還是 Lulzbot Mini 占優(yōu)。
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