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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 _# o5 z, U+ E% I! ^4 w, _
  P- d, D- o# t+ J/ R% _5 {( o
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。! v8 \, Y( F8 a

8 H/ o' D1 A8 _$ \5 Q第一步:拟合曲线
- B  \/ S5 _( c3 [+ H& m% W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 R4 ~( q1 @4 p  g6 I/ p/ ]
9 v+ h* K1 U$ s% a
第二步:简化模型
0 `& S/ \( l& W7 N: @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 Y8 `  ?3 D5 {& r& Q$ t
9 w& y' S. {% ~7 [第三步:确定参数* c9 ?7 e2 s1 J) q+ B- |( r: L
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……8 L! i$ S2 @" g: G; Y

. Q5 h2 m; F! I( d$ V2 T) 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。: N) z) _/ B; o# R$ S

6 n* w) D- }, u. K2 P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!
: Q3 m! n/ v# A; |7 F: h8 a" M0 H" x- V* D# y4 S" M. z3 O
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!!!: d3 t: x5 c: b4 G/ Q4 Y4 m. u
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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  r! ~8 ?! o" w- H% R9 [* e  c
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

, H8 U( z7 ]5 [% g2 i我找时间整理一个简化的版本出来
0 k! _4 U+ P- \5 T& x) P7 `6 ^
 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
% f7 \$ S/ O: _/ {/ e第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

+ r( z% F% _  _0 z, J8 ^* @( Z9 m" H& m没接触过机器人。' ^$ a, ~( C7 G0 k
7 X9 E  P$ v: h% u' l5 d7 `8 \
一不小心这还和高大上接轨了
: |& N+ U; F- o% O$ z, D
 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 21:321 }; O7 ?, A1 r9 g  j8 M
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。
: a4 m/ A. ~5 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; P: \7 f( G, j- q
 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- S1 @2 q% s; N) T0 R: f5 O
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
! p4 c7 i# ?( ]. [" @- G: d
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?
. w2 X/ q, I5 H+ ~+ M

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% x$ C# e* F: x* G
没接触过机器人。. W% ]+ L9 O: R) s" a( O

8 {( B( I$ s4 m6 v0 I' a. c一不小心这还和高大上接轨了

. Y/ u# l: C7 bLZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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