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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
* h; r0 W# \+ k
$ `0 B7 w- Y; P1 X8 ^7 s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。" g- U0 X; O9 Y# L

+ v0 n; @0 V- y: F/ Q第一步:拟合曲线
# J* r0 e0 }( u6 n2 f: b8 C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。" ]; m1 o# r5 `7 P8 C

! Y5 {: ^1 X5 N) t第二步:简化模型5 a( w( U4 O  f7 y8 w: Y4 {. c! B
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。" G' l/ u& o- N" f) D) V

; m+ I# d$ ?+ n2 Y第三步:确定参数2 o# }: Y+ q& N0 N) G
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……
7 D0 f6 d( w1 a+ f+ B$ S% N# v1 ]/ G) H+ Q9 G+ T! j# \3 H' }3 f0 u
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& F- o6 Z5 }3 s) o

! n: {9 X" s/ j& L) y1 C( w# n* P$ l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!
8 g0 O6 k5 z. u
& Q" z' r3 a4 w/ d: p7 A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!!!
' u$ k5 s8 e& c$ |" Q/ r5 ^
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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
- Y, v( w( [. ~( z# S+ 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

" A. u; f/ \3 b* O/ j" \8 |我找时间整理一个简化的版本出来
/ E' [8 i! k1 L1 D5 x" t7 J
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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
% _2 n$ F; M5 ?( M/ A第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
9 j3 n( i0 s0 N* o
没接触过机器人。) o) ~& s3 u: {2 g( u. R0 S$ C2 O
9 I' D/ U) A6 U4 h
一不小心这还和高大上接轨了
  y! W# f" P4 @# 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* H; a! Z& n: I  K7 Z
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。
* K$ X4 G* n* V; b
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* ~- e+ h; W! R2 I! l! K0 V
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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
6 |) F3 H/ C$ j' R9 X* c2 D+ \; r; k+ l做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

& I7 T- `5 `  |6 |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?
4 b- }: d! B) D- ]5 q6 N

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 11:153 t+ R& a6 j# T; Q
没接触过机器人。
) t4 D, }% S" x! a& z' y9 V$ t/ c& o8 a) L) B7 S) o, x
一不小心这还和高大上接轨了
% w( G3 S# L- U0 |; N* d& ?1 h+ m
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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