【魍生技】数学思维在结构设计中的应用

魍者归来

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。
( a; w6 R% a7 n9 P
第一步：拟合曲线
6 B7 g- |0 y# G/ ^$ ~% t) F y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。

2 m) m$ s- _" o* l1 A7 O第二步：简化模型
" g& ?+ {. t8 N U* x% E% b% |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。

第三步：确定参数
& s6 Y+ I" v, D. e- N3 M% s' ^$ U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……

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。
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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！

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！！！
+ w- E. a8 s6 t. e

twinklema

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

bigprawn

第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

albert.tang

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。

universal

做软件的能干机械臂，搞笑呢吧

魍者归来

twinklema 发表于 2017-2-6 20:47
3 b# r# [+ c" s! m% O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

我找时间整理一个简化的版本出来
0 c: p, _. e: ^* g0 e

魍者归来

bigprawn 发表于 2017-2-6 21:32
第三步就是机器人学中的D-H参数法嘛。

没接触过机器人。
* i' e5 D' _' E# T) p5 u
一不小心这还和高大上接轨了
8 O, v1 A7 ]2 F: E5 ?

魍者归来

albert.tang 发表于 2017-2-6 21:32
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。

m, k% n J ^0 e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

魍者归来

universal 发表于 2017-2-7 10:40
做软件的能干机械臂，搞笑呢吧

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？
! C( M8 n {3 p$ s+ ^+ k

bigprawn

魍者归来 发表于 2017-2-7 11:15
1 T, j+ ~; @+ s$ k* p$ W/ v% w没接触过机器人。
% ^" @ `) ]/ ?6 S
一不小心这还和高大上接轨了

LZ 干的事情用行话讲就是机构综合