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【魍生技】数学思维在结构设计中的应用

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发表于 2017-2-6 19:35:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 魍者归来 于 2017-2-6 21:37 编辑 / V. c8 T' q6 W. y/ q/ L$ Y

+ ^8 _, e0 Z6 y# E8 u5 z- @* V& d曾经给一家公司做过平面关节式工作臂(类似挖掘机的工作臂),由于客户只提供了使用条件的要求,而没有具体的参数要求,所以,工作臂的长度,铰接点的位置都要自己来搞定。
2 s' B5 ?' ~+ ?& ~* [) ^) o# [4 b) Z* a8 K9 i0 _3 `( t
第一步:拟合曲线
6 w$ N7 L/ {6 S, \根据用户提供的使用条件确定特征点,绘制拟合曲线,反求多元方程,高中难度。. I, i0 S' K* e0 ^9 O* C
. Y1 n9 ^3 Y' p& j0 K
第二步:简化模型
" Y( E9 X- L# M: s7 F. j5 E将工作臂简化成开式多段连杆机构,《机械原理》第一章的东西。3 M. \7 P( g! _3 z1 Y! L# M# S& Z

" ]5 s( M4 f/ F! q' s7 B) Q第三步:确定参数
  q, C* ~) `( R  z结合相似的产品,初选参数,然后验证,修改,再验证……直到满足设计要求。常规套路自然是依靠经验数值了,可惜这个是新产品,能参照的内容不多,如果依靠尝试的话又太消耗时间了……& Z; r( y5 s0 u) O% C! ]
$ _& K( O, z0 u6 I7 |9 b
解决方法:以机架与工作臂的铰接点为原点o,其他各点分别为a、b、c……用极坐标表示各点参数,用矩阵表示各段连杆,用坐标变换法求出各点的绝对坐标,以此来确定参数。用VB建立迭代计算程序,为点增加极值范围约束和基础增幅,让计算机求出参数并与理论曲线逼近,得出最终的参数方案。
0 K- }' c( f1 t0 Y
+ Y0 H% v0 g! w9 `/ h) ^2 X( g结论:原本计划一周的工作,最后在1天内搞定,不禁感慨——数学确实是个好东西!2 q) z# B8 B% G. O# N0 M

2 Z- [& \0 F; |: `后记:事情并没有到此为止,之后和一个做软件的朋友聊起这次经历,朋友一脸错愕:“早说啊,我这有现成的东西,虽然要求有差异,但是稍改一下,就行,别说一天,一小时都用不了……巴拉巴拉。”所以,工具很重要,但是人脉也一定要利用起来啊!!!6 h7 X1 i8 T' I4 l% |
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发表于 2017-2-6 20:47:33 | 显示全部楼层
要是在不涉及商业机密的条件下,能给出具体的实例和解决过程就好了
发表于 2017-2-6 21:32:25 | 显示全部楼层
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
发表于 2017-2-6 21:32:47 | 显示全部楼层
虽然最终要的是结果,但有时追求结果的过程也很让人享受。
发表于 2017-2-7 10:40:15 | 显示全部楼层
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
 楼主| 发表于 2017-2-7 11:15:10 | 显示全部楼层
twinklema 发表于 2017-2-6 20:47
1 O4 M+ ?5 _/ s要是在不涉及商业机密的条件下,能给出具体的实例和解决过程就好了
% \7 {4 ~) u, A6 d7 _
我找时间整理一个简化的版本出来
1 T% \. u9 R) f5 w2 k/ W, U+ _
 楼主| 发表于 2017-2-7 11:15:42 | 显示全部楼层
bigprawn 发表于 2017-2-6 21:32
1 M/ l& X& E5 a, U1 l第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
2 t8 ~& J& |0 ^0 u$ ~
没接触过机器人。
2 S: F4 @+ {2 O) I: x, f6 }4 U; T# l1 ^+ d3 W( |% s5 v
一不小心这还和高大上接轨了
5 a8 E6 s, n3 a. T! i
 楼主| 发表于 2017-2-7 11:16:50 | 显示全部楼层
albert.tang 发表于 2017-2-6 21:329 z7 Y" o6 `7 s, W( ?
虽然最终要的是结果,但有时追求结果的过程也很让人享受。
4 N% D" P7 x$ ?. p$ v2 O( |
其实走在一条非常规的道路上,心惊肉跳才是真的……万一是条绝路咋整" V$ @* |* K* y: ]9 l" M7 ~
 楼主| 发表于 2017-2-7 11:18:14 | 显示全部楼层
universal 发表于 2017-2-7 10:405 l9 ]/ q; A9 }6 p, Z# i: L
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

/ ~& L! L5 a4 f. |$ P还真不搞笑,Autodesk大中华区技术工程师都是科班出身的,干个工作臂也不算跨界吧?% F3 Z" O& W9 J4 \7 X* ^2 R

点评

大侠,不是瞧不起人,机械臂也分难易,真要是划轨迹还得作动力学分析,没那么简单的,光考虑元件都得一个小时,他说软件一小时有点大话。  发表于 2017-2-7 13:53
发表于 2017-2-7 12:39:06 | 显示全部楼层
魍者归来 发表于 2017-2-7 11:15
' q- A% b1 X3 u/ X# \没接触过机器人。' Z2 I$ p* S$ r: K4 L

& K- L2 Z' X/ s7 D  W1 i一不小心这还和高大上接轨了
- Q; o( g7 x4 w  z( ~" l
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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