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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
$ u+ p4 _6 H1 {3 [9 f2 T% [2 H4 D. T" l: q5 g, h5 Q- K) F+ V6 k& p
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。& f; f1 d# f+ ^; s7 g7 j
0 M1 r3 @* [, F8 F* M
第一步:拟合曲线
" f' d: U2 N- 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。' H- H* E- o9 L* C& I

- {- M6 C. b0 \; b+ W第二步:简化模型
# h; s" G2 ~. a2 M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。/ b& r% C4 d" a

4 ^. _% v+ P" R( ?! T1 M, M1 r第三步:确定参数! i2 U- `+ k. P7 n: h6 M4 ?9 ~" R
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  n- R) N! {5 G/ q" U) l  c4 O6 j6 S0 _, \/ V5 q/ K
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。
( Q, a0 [! a" P9 T$ Y5 s& b
$ P+ L" L& k' s  U( 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!6 Z. v6 j' W# o) ?7 k7 w8 T4 H7 Y$ S

) K8 s0 t, `- B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 ^% T! ~( F0 B8 H+ z9 W
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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
7 q4 P0 H$ H& w) T" 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

% J/ v) i  D$ K8 n! r我找时间整理一个简化的版本出来
) G5 c# ], @! p  t5 j+ X$ 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 21:323 I. f8 k1 }1 z$ Z
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

; F- q7 J2 @6 n- m2 I9 H4 I4 ~没接触过机器人。
# ~; B( _9 x  J6 j2 `( @5 B; ^( G0 u3 j. E% Y
一不小心这还和高大上接轨了; V. t, ~/ q; M" Z" ~/ L+ z4 p
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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 21:328 `. s7 Q$ ~& S3 ?
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。
/ U5 o+ _# @  |- b+ m1 c& x! w  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% y, n2 W  l  G+ d* k6 r" s0 c
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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
: @: ~' |  q) R0 }7 g# e0 l. V4 V做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

! z4 Y3 j+ c1 X9 {  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?
: j, P' F& q! O; q  \

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
8 z( Q5 {( f: k' |$ I4 r! Q9 R没接触过机器人。( ~" r! j0 N5 V8 R
) X. h( H) H; e7 U7 y! @# L) X
一不小心这还和高大上接轨了

7 W. u# c: I9 LLZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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