【魍生技】数学思维在结构设计中的应用

魍者归来

. g$ P# r- P2 g% O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。

第一步：拟合曲线
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。
9 x4 F' w( Z4 p6 c
1 V5 I8 J5 N, s- a& _第二步：简化模型
+ T4 O% ^  H8 R  T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。
1 `7 A$ Z9 d9 T- G' }- Z
1 V+ ?! c- S4 z; G% K* Y/ T第三步：确定参数
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……
/ Q& h  r. r$ L* p  x. V- ?; h, D
, g  ?7 j1 @. [& ~7 s# E, N9 Z2 u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。
7 K% D2 m. U3 x9 Z  d+ F
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！

9 }2 y( f0 N4 h" x$ g7 |) w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！！！
# m; \6 ~( S* @/ ~6 {

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
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

; f; e: X( O9 p! @$ X5 L我找时间整理一个简化的版本出来

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。

( `9 |' D3 n- d1 J# T/ q( n没接触过机器人。

一不小心这还和高大上接轨了

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。

3 |# S/ V4 E# Z7 t3 _, W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
3 \* R/ ^# I% n

魍者归来

universal 发表于 2017-2-7 10:40
7 ?1 d/ J) L8 f# E5 C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？
/ ^. @7 n3 G1 J) N1 i0 p

bigprawn

魍者归来 发表于 2017-2-7 11:15
: D9 y2 ~* K" n+ U没接触过机器人。
- y& \' h! |/ g' _
2 r' e- N  v* i" y; R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