| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题研究的背景意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第9-12页 |
| 1.2.1 国外发展现状 | 第9-11页 |
| 1.2.2 国内发展状况 | 第11-12页 |
| 1.3 3D打印与脊柱矫形器 | 第12-15页 |
| 1.3.1 脊柱侧弯及其矫正 | 第12-13页 |
| 1.3.2 脊柱矫形器的传统成型方法 | 第13-14页 |
| 1.3.3 3D打印在矫形器制造中的应用 | 第14-15页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1.4.1 满足矫形器成型的3D打印机结构设计 | 第15页 |
| 1.4.2 双喷头打印系统的设计 | 第15页 |
| 1.4.3 设计闭环系统 | 第15-17页 |
| 第二章 总体方案设计 | 第17-33页 |
| 2.1 FDM式3D打印机成型的原理及特点 | 第17-18页 |
| 2.2 3D打印脊柱矫形器流程规划 | 第18-20页 |
| 2.3 3D打印机的成型方式与结构方案的选择 | 第20-24页 |
| 2.3.1 极坐标结构的选择 | 第20页 |
| 2.3.2 龙门结构的选择 | 第20-24页 |
| 2.4 3D打印机的成型空间的确定 | 第24-28页 |
| 2.4.1 大尺寸的结构设计 | 第24-25页 |
| 2.4.2 基于人体尺寸百分位数设计的成型空间 | 第25-28页 |
| 2.5 成型平台与喷头系统 | 第28-29页 |
| 2.5.1 成型平台和驱动方式 | 第28-29页 |
| 2.5.2 喷头系统与挤出机 | 第29页 |
| 2.6 控制系统的选择方案 | 第29-31页 |
| 本章小结 | 第31-33页 |
| 第三章 龙门极坐标结构设计 | 第33-52页 |
| 3.1 龙门极坐标3D打印机旋转机构的设计 | 第33-38页 |
| 3.1.1 3D打印机旋转平台的设计 | 第33-34页 |
| 3.1.2 3D打印机旋转传动机构的设计 | 第34-36页 |
| 3.1.3 计算齿轮接触疲劳应力 | 第36-37页 |
| 3.1.4 齿轮模数计算 | 第37-38页 |
| 3.1.5 齿轮几何尺寸计算 | 第38页 |
| 3.2 3D打印机径向传动结构设计 | 第38-45页 |
| 3.2.1 径向传动机构的设计 | 第38-39页 |
| 3.2.2 滚珠丝杠的选用 | 第39-41页 |
| 3.2.3 滚珠丝杠副强度校核 | 第41-42页 |
| 3.2.4 滚珠丝杠副精度确定 | 第42-43页 |
| 3.2.5 径向传动机构步进电机选型 | 第43-45页 |
| 3.3 快速成型机升降传动机构的设计 | 第45-48页 |
| 3.3.1 滑动丝杠选型 | 第46页 |
| 3.3.2 滑动丝杠自锁与强度校核 | 第46-47页 |
| 3.3.3 螺杆精度的确定 | 第47-48页 |
| 3.4 双喷头设计 | 第48-51页 |
| 本章小结 | 第51-52页 |
| 第四章 3D打印机结构仿真与成型误差分析 | 第52-66页 |
| 4.1 关键部件的变形分析 | 第52-56页 |
| 4.2 径向机构的动力学仿真 | 第56-58页 |
| 4.3 模态分析 | 第58-63页 |
| 4.3.1 径向丝杠模态分析 | 第58-60页 |
| 4.3.2 整体机身模态分析 | 第60-63页 |
| 4.4 3D打印成型误差组成分析 | 第63-65页 |
| 本章小结 | 第65-66页 |
| 第五章 3D打印机固件的修改与研究 | 第66-83页 |
| 5.1 常用的几种3D打印机固件 | 第66-67页 |
| 5.2 开源固件Marlin整体架构 | 第67-71页 |
| 5.3 直角坐标Marlin固件的修改 | 第71-75页 |
| 5.3.1 数据来源与处理 | 第71页 |
| 5.3.2 坐标转换 | 第71-74页 |
| 5.3.3 坐标转换模块编写 | 第74-75页 |
| 5.4 Marlin固件速度规划 | 第75-78页 |
| 5.4.1 速度规划 | 第76-77页 |
| 5.4.2 Marlin固件中的预处理功能 | 第77-78页 |
| 5.5 配置文件参数修改 | 第78-81页 |
| 5.6 双喷头成型的速度优势 | 第81-82页 |
| 本章小结 | 第82-83页 |
| 第六章 闭环控制研究与样机验证 | 第83-95页 |
| 6.1 全闭环与半闭环控制 | 第83-85页 |
| 6.1.1 全闭环控制系统 | 第84页 |
| 6.1.2 半闭环控制系统 | 第84-85页 |
| 6.2 磁编码器与控制板 | 第85-88页 |
| 6.2.1 磁敏电阻式编码器 | 第85-86页 |
| 6.2.2 磁编码器 | 第86-87页 |
| 6.2.3 光电编码器 | 第87-88页 |
| 6.3 闭环控制系统的整体设计 | 第88-92页 |
| 6.3.1 步进电机 | 第89页 |
| 6.3.2 Nano Zero控制板与AS5047D磁传感器 | 第89-92页 |
| 6.4 磁编码器安装与闭环系统调试 | 第92-94页 |
| 6.4.1 Nano zero固件烧录 | 第92-93页 |
| 6.4.2 磁编码器安装与调试 | 第93-94页 |
| 本章小结 | 第94-95页 |
| 结论 | 第95-96页 |
| 参考文献 | 第96-98页 |
| 附录A 龙门极坐标3D打印机工程图 | 第98-105页 |
| 附录B NANO ZERO控制板原理图 | 第105-106页 |
| 致谢 | 第106页 |