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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 6 R! M2 I, b  z: @3 U1 k5 u: `+ S3 j

; U/ E; P3 I1 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。
+ B# }% E. P0 _3 u, N+ B7 e, W% a$ n3 [' x  M, H
第一步:拟合曲线/ Z7 v9 ^, m, ^2 J) 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。
& C2 F* {( J3 b1 ~. i9 O3 N7 q/ \" ^% ]6 J; d
第二步:简化模型6 w1 I3 v) a( |5 w  b. u
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。" q5 [1 ], d9 h/ N9 q0 d1 ?0 h- L
) z4 C5 m4 c& b& _# y  y
第三步:确定参数
4 R, c! ]! R1 h, m5 T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……( I$ ^; d& {' S5 z. l- h

4 _+ ^) X& J  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。
0 c" U: T3 N( y% c0 N4 j" Y+ V* J9 k
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!" u4 P0 m4 A$ S1 n

! Y! C- d: R$ u, H- t  ]& H, }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!!!
, G) d9 q- i! H
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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
, x/ o$ |  s  ]  W* H) l0 R: a0 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
- i, U/ u. Y$ Z2 O
我找时间整理一个简化的版本出来
: ~2 @% P1 K# P9 t# [& ^$ w
 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
0 V2 X/ D, P) [, ~第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
. R, I, G$ P0 L5 ]8 c
没接触过机器人。  b- `7 G# h/ x& [7 X1 ^
4 f  R" s: E2 D* ^
一不小心这还和高大上接轨了
- R3 Z' W$ m" A( g5 h: A% t9 p
 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" Z6 k7 H% {( A9 `  y9 u
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。

" G3 l! E' C) o0 f0 ^. \( e: ~" f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
/ o2 a: @0 j  a& t9 K% S
 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
( A; q, W9 C/ y7 K) U  w做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
. y% e: q7 Q- @7 k9 F4 b+ f  ?
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?" T" X+ Q7 v3 M. X1 k

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! p7 C0 p$ v0 X, \8 M3 L
没接触过机器人。
' E& J+ Z/ }9 L; w6 w0 t
; \2 _6 J( N1 Y9 s* y% p6 v( N& x一不小心这还和高大上接轨了
6 x3 m4 u# O# h# Z, l- y
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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