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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 ' O$ N6 f& _" J& J6 d5 W2 x& p: g
6 r: e! B; |3 n3 s4 A
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。
2 J' P/ i! Z6 h: p* o2 Q
* i, f; u8 W! |1 I4 x9 \2 K& p第一步:拟合曲线3 \# M& ?9 ^  _% \, q( S9 P
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。
( x+ P# S% o6 t' G, H! P/ |, D- j6 Q
第二步:简化模型
" ^4 U$ H! b+ S  y# e# ?: K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。. ?* O8 L) }9 `4 j6 S

' ?: C: r! @- [. K) ~/ y) Q第三步:确定参数
8 \6 ]. E% D4 T+ q3 N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……
3 R  D- p6 o% S# f; b
6 {; s4 ?8 A8 m$ 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。
  Q3 a1 A7 b- w7 R( R. D8 D+ C) \$ j! V7 S+ G
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!
1 t2 X! X* y) _
: [. U$ |" O, |) V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!!!' z1 g; u7 }& l8 H6 E2 q: r
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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
3 _/ H. x  P" B! t: K3 f& I/ a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

5 U" c9 }: q4 Z9 E6 D' ]我找时间整理一个简化的版本出来( U$ I: b) B# O, r+ D3 h1 T
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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
! u! N( C* m6 J+ _第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
) `. Y5 @  U+ q6 G2 ], \
没接触过机器人。7 i: x7 I. z" @8 z& V  h

$ `$ ~0 |" k, i% T; O* K一不小心这还和高大上接轨了" k. x5 A. K" B/ ~! J6 x, a
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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
; T* M# J" y# E, P4 l$ h  X0 i# R% V" H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。
+ Y" R+ p% [% h) v6 z
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
+ K2 @, X: M; X' M- 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
6 |1 A+ R( V  `! k做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

  Y, S1 Q; a/ t) ?3 [* _/ E4 c) `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?
. w2 U7 y, m- E; r% S* P4 Z* @

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
1 K% n. P4 \+ H1 G没接触过机器人。6 l1 F7 ^% X9 `# Z# p' X
- U( \3 o# @( O  e0 g
一不小心这还和高大上接轨了
5 D& V% H2 H7 m9 {9 `+ \
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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