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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 0 P' u$ i( f" q- K- u
' L% d% k6 ]4 R  X
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。$ k. N8 T6 |) J6 p$ e. Z# ^6 {

" v6 W! j' r0 i第一步:拟合曲线
+ y. Z' h/ G# B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。
$ h0 H, ]4 b. J, B. d3 u8 M9 ~* c* p( \; H7 S3 _2 i
第二步:简化模型4 ?' X$ i3 A. M: R: N# E4 @. V9 C* E& y
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。
3 [+ t3 H# w% h, @
& J) M+ ?8 A! `0 r$ M, n第三步:确定参数
0 p* I+ ~$ T/ m3 b! |  k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……; N. a+ T9 X( J; F0 l; Y' q

7 x* o; y2 B9 U- g5 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。) g1 D+ t/ B1 a9 j5 V

) R, W8 \; D, R5 [9 ^: i$ k8 W1 F4 I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!
5 I4 W6 a+ n8 v8 ^2 m, u, m$ F, I0 K! l# T, ]( `
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!!!4 Y. D1 n/ E5 |' k! m7 _
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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 20:477 y, J9 r4 o! m& Z6 Z' U. j
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

9 f* ]  Z1 R! _7 P( x我找时间整理一个简化的版本出来& M$ I- C$ E# 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 21:32) [1 ^$ B# W* H9 U5 X' F! o
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

( R( f# T3 a- K  \% n8 W  a没接触过机器人。% [; O( j" v& \. ^1 A

" c7 B4 {5 |( V. d1 s一不小心这还和高大上接轨了
$ [# q3 P. `  E8 q% @
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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
& W; [! [5 ~( G4 ~1 C( {6 r8 }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。

4 U+ V* t0 F% ]; {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% Y" {& N0 X) 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# [/ S) R/ q9 a3 }' p
做软件的能干机械臂,搞笑呢吧
6 y( P: J: w$ d' M9 z
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?3 z2 \; k/ ]( R  g7 m* I

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
. g$ o* v& S) s, n没接触过机器人。# v1 t) ]% U$ W+ r! T5 v
. _1 ~2 x% r5 q+ Q7 H
一不小心这还和高大上接轨了
4 w% P) @4 @0 p# c% B$ e6 p
LZ 干的事情用行话讲就是机构综合
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