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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
& `" ^3 `9 ^& R: U3 _1 Y/ N& r  g
8 O9 F1 u) j: O8 {5 q  N% k' g1 Z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。/ ?. d% O  u, b6 [$ r$ W; ~. B
4 D( X& W/ j' f; l* f: ]* F: j
第一步:拟合曲线" V' y- P1 A) C5 g
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。/ A* N7 A8 D+ \- z% j* o4 s3 b

/ W, n3 V# B5 ?" W$ \第二步:简化模型
2 \, n4 X6 C# z3 E9 v/ e3 _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。
. {" M9 w: q7 S/ ]" |1 i+ B" B6 x- n" y) F% T
第三步:确定参数
4 t5 O6 ]" m( X8 _+ e+ x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……
- Q! |/ v* u' t% k* C
4 V. d: b$ X9 ~0 a2 ?4 r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。, m- w8 @) ^1 `. u1 s# r

, Q/ R/ c+ D. g# e/ U3 y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!( p0 U+ r6 C4 v4 D9 W$ X. Y
  W5 y$ r' ?. k9 V' `4 q$ g3 @
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!!!
$ l+ X: z& _4 P6 |
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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
! P2 q! b. I1 K! W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' T; T' O: X
我找时间整理一个简化的版本出来& @+ P& b  g9 V: N/ \0 R
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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 21:325 m' A: w7 [' l9 t/ o' ?
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
% P" U" F' p2 ?
没接触过机器人。6 d! @/ K" c8 U% u5 Y! q/ Q; C1 t5 e
* e. S% p5 ^' f4 z8 T
一不小心这还和高大上接轨了
$ k$ V1 z1 k9 Y9 O7 J7 t
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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* P2 B1 H3 Q: O$ w" j* s
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。

2 e- |8 f8 Q, S; T/ ~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) A5 j4 w& M" y/ L
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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% w, f" u& o- H
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
8 T4 \/ G9 K7 H9 ^' L9 p& q
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?& P7 b1 {. S8 x/ W3 T. e

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 11:152 f5 ]4 F- q# M$ P
没接触过机器人。
$ d& I8 i- o# B) _
# ?2 v* a' Q' F$ Y: b- b一不小心这还和高大上接轨了
9 X; I! T! R" U5 ?; C
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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