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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, {  q) O/ t# |$ p) ]4 A+ S
) E1 Y, R' @  h  O5 {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。
& Z* W0 d+ H  _) j; A9 V2 _
- D  y9 d' p+ k! ^* W第一步:拟合曲线
$ r/ x+ [, P5 z% d, Q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。
+ a2 E  j3 B5 m# P. u
5 n. h. _6 v; x第二步:简化模型
  g1 Z) b9 t4 C- M( e# f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。
8 w- v$ O- Q* A
4 u& t% b& `3 u第三步:确定参数
3 [$ g2 I$ ]: @1 V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……
% E3 l& P8 S0 d
) o  R3 G! S: d7 y3 f8 P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。4 B! B$ j1 @( W% e$ C. O6 Y, L
% S4 ^1 ]& f' x0 a0 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!+ K1 C: z' V2 g5 T

/ i7 A/ {2 F( J! q, {  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 j8 j* H, Z5 F6 M3 ^' M" 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
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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) D, c/ ^4 C+ B2 d- B
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

- Z4 X( w% z( ?1 G- s我找时间整理一个简化的版本出来
: h( d9 f) b( i0 H% r/ V5 x  V2 h
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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
0 A: Q* A( G. L& y/ t4 t第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

+ g4 u3 F- I( `没接触过机器人。( y6 L" y) ?3 {* r& o

2 X: k* G- C0 F# J& V% a/ G: i$ L一不小心这还和高大上接轨了" V8 g4 u  Q9 U- E- v4 ?& g
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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 c6 a! _. X. Q! t1 C3 a2 L0 B
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。

8 D! D: n! z7 E0 k+ q- D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
: L* j8 }+ Q8 u9 z" j) P; r
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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
5 C. H+ F# z4 N% K做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

- m( [+ b, `# Y3 Z4 s! ]+ 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?
/ \/ p' G- q2 E2 k$ d. _# 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
" }2 F4 W4 G& W% i( v没接触过机器人。" |! N) R4 ~; I, o7 D) @; o0 z2 }1 B
: U6 b$ A, T- x! o
一不小心这还和高大上接轨了

" ]" K( {  T7 rLZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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