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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
0 d( M' z4 l' }, \+ G5 }3 y; K2 t8 n# r
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。$ y, V5 f8 R) e
4 K/ {$ m: n5 @! Q; `
第一步:拟合曲线0 B) S5 u' T- _- a8 d
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。- Z9 V. L' \2 Z

0 G' [. |  J0 B) u' {5 H, v- x6 l. f第二步:简化模型
9 f5 U- G7 p! h0 ]6 g# d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。) v: y2 W/ n% \0 L0 K' o4 P: h2 s
0 x8 X' m# ]( @% f( ]5 G
第三步:确定参数$ u* I9 f& }. 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……2 ^2 c+ O, o% X$ O. x
; |! S9 R) E5 k6 u, w7 Y$ J
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。$ X# o$ G: U9 d& \

: K! |$ S3 l3 m8 m( _0 d9 [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!
- w2 X- Z7 [- |
: e& {" N- C$ _) J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!!!. N  t5 p  Q  p+ C; i$ _! 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
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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" j+ I# Y& l' @- f4 m
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

6 c1 \$ V% Y: J, J- b! K我找时间整理一个简化的版本出来
! N) F! X$ C8 k  }3 L( F- m( x
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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+ d3 ?3 I) G4 A# b1 s
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

$ u0 t9 A1 Q5 U! ^8 y# a- l没接触过机器人。* C1 A- c* o( I. C1 l& {5 M
) ]% H. _$ ~3 h0 {; Q1 ~4 D
一不小心这还和高大上接轨了% \/ W  T& @! s$ ?/ `4 J5 E- y7 L
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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
5 N* t" R, @& @/ E2 f; ~8 K, d& l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 Q3 e/ i5 R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# s/ n- K" c' {$ z1 e0 }
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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/ `4 }: v1 B1 B9 D" B
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
0 p* h* n; H; h( 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?' y% D- I( `) G. c6 a0 g

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 11:15
& P$ K3 W9 h% ^1 T没接触过机器人。. S8 z+ k: n% T, V2 w2 O  y

! w7 X2 d, S' X% t一不小心这还和高大上接轨了

1 y# Y' u8 d6 u- e9 {$ o  S( t0 OLZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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