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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 8 H* i4 X% ^5 j
# {7 K. z' g' K  i
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。
" G7 d& C; Z1 ^4 P) Z; y: C; }- _- @, A7 L
第一步:拟合曲线/ M! i& @* ~0 l& Z
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。1 T, n/ h/ x8 E

0 G) c! k4 o; V6 P: \第二步:简化模型
; A/ ]& Z/ w3 ^- R5 S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。/ x6 b( L* X6 i1 q+ F

8 W" b6 k( X/ `' K' M& t9 E第三步:确定参数2 ?+ i+ c. h# S$ H
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……
: E( }  x; ?6 {# |+ F, y# u+ ?7 A* c
0 E& }% t% I. {6 B2 l/ c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。
9 V8 C  c9 N# p# G
& O) b8 s8 c. W' P$ e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!9 j; P% m; `9 ^  \* F9 A

$ f- |- `7 n2 R& C8 U) c; U: G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!!!2 o  [7 K3 [# T: e3 ?4 b
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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
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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。
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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。
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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
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 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
) @/ A$ X8 c, B& t: T9 y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
: h( ^$ m' \* n
我找时间整理一个简化的版本出来
9 g' l0 N2 _' h* X1 |- y1 f
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 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: U% T* D. C* G- H6 \5 U
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

# Q- G  T5 w3 k& y  j4 K& s没接触过机器人。. H  I6 p# W8 B/ J9 e

. a  g9 Z( q8 z1 z- t/ e一不小心这还和高大上接轨了
- }1 k2 H' i1 v
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 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 21:32
# t7 J$ ?. B4 V# J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。
5 m$ ~& d/ R5 E
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
& R/ J2 ?2 c8 ]/ Y
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 楼主| 发表于 2017-2-7 11:18:14 | 显示全部楼层
universal 发表于 2017-2-7 10:40  `; M% u/ E! ]1 F. |1 T; t
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
. @( \$ K# ~6 _4 g4 a  t& [/ ?8 B! J% [
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?
3 M& i- ]& p. Z# E4 W

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
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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 11:155 \( f1 i- s* @; s
没接触过机器人。- A! J$ f  j4 A
- S, T0 [7 X1 U0 a$ v5 m
一不小心这还和高大上接轨了
* y* |  h3 [' ?' Z# |
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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