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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
! N& b$ O2 v4 j$ x9 m, Z$ U9 r4 r, x* z& ~1 T
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。
( Q7 I0 I  Q5 {9 E/ U# K/ C
  z% v& j9 h5 Z% w6 D第一步:拟合曲线- C; X1 s: y( h- X7 v9 j
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。
* S. E1 Q: \; }' f. Z
4 `4 r) }7 d2 n/ q第二步:简化模型) ~, S# |/ K* a. L6 H, X
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# ~  n6 U8 W) s( d, J. \) o% A" }1 b
第三步:确定参数
1 n7 e8 n. l  L& G% z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……
$ ~$ Z1 `1 S9 w) M- L* E
/ J. g8 A' S4 r5 z  M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。6 l# C9 V# ^1 g  S; B) t

: ?. ^7 n& f/ W9 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!
$ c% c! @, m" x7 g0 U
5 m. z4 E9 f- I( 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!!!& |( A. f+ T' {/ |. ?
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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
4 L5 X+ y# I0 c6 X: y& @0 \0 X  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
) s  N* A5 v3 T' C
我找时间整理一个简化的版本出来0 ~: l  \3 I8 g
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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" x) A$ F! o/ g2 K
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。
7 l7 D* I& }5 r) |% s( ^3 n
没接触过机器人。2 F. E  N. b6 p, C  `/ ]! P

4 Q; s/ H2 e# r一不小心这还和高大上接轨了# a, {6 C% B8 B8 \3 U! \
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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
& k' q+ J$ l( T5 s$ `6 b- f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。

1 m% k# q1 Q1 _8 r+ F1 S  T8 g  N; V$ 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: x! d8 c: A9 u( @9 N
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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
8 B$ |0 l: `4 B0 ?7 H' [& E做软件的能干机械臂,搞笑呢吧

! t4 ^5 o) A7 r" r8 G# ^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?
5 {7 K# N6 I- g% C/ h

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% {. I( @1 s1 D+ E8 z+ n
没接触过机器人。0 _9 I( E/ L  c6 M9 W
( t/ u4 O+ m2 l( s# b& W
一不小心这还和高大上接轨了
. U8 m. O" i% T- a5 ~9 O/ r" L
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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