跨專業該準備看那些書自學機械設計製造及自動化?
基礎:
機械原理、機械設計(西工大)、理論力學(哈工大)
電:
機電傳動控制(華科)、機電一體化系統設計(姜培剛)
控制:
控制工程基礎
、C語言(譚浩強)
機器人:
機器人技術基礎(熊有倫)
、機器人學導論(斯坦福大學講義)
軟體:matlab(求正反解、雅可比、工作空間、奇異位)、SW(建模)、
ADAMS(運動學動力學模擬分析)
數學:
線性代數(同濟)、矩陣分析
、數值分析
【加粗為自學優先順序更高】
補充:機械臂,多為工業型多軸串聯臂應用,可多看相關論文了解行業前沿。若為外骨骼,不太清楚,我做過康復型並聯相關,結構偏多。電、控制方面還待大佬指教。
以上,歡迎討論指正。
已你目前的水平,你就看看機械製圖,機械原理,學一個sw軟體,學一個微控制器,就差不多了,機械臂應該就可以了,半年能學好就不錯了。
如果是跨專業考研的話,只要看對應的考試教材就行。如果是自己想從零開始設計一款機械臂,那我可以根據我的設計經歷寫一個大概的思路。
1、需求的實現
先想好或者調研你要做的機械臂要實現什麼樣的動作,以及這些動作各自需要的自由度。根據需要實現的動作,可以找相對應的機構。這裡涉及的知識主要是《機械原理》《機械設計》。這些可以實現一些基礎的需求的機構你還要把他們組合起來,涉及到機械傳動的部分,傳動方式的話在之前的兩本書裡也有涉及。這是可以開始一些零部件的設計,主要是非標準件的設計。軟體可以用solidworks(比較簡單) Creo/PROE(大部分企業使用) CATIA(易設計複雜曲面) CAD(輸出二維圖紙)。一般機械臂不涉及太多曲面,我室友做這一行,公司用的solidworks基本可以滿足需求。
2、控制與動力源
根據你要做的機械臂的大小及使用中的負載確定你的動力方式。如果你需求的負載不大,更需要精密的控制,可以採用電控,主要涉及《電工學》,採用微控制器的話涉及《微機原理》,採用程式的話可能要學習幾個軟體和語言,比如c語言 matlab labview。不過我之前看一些機器人的控制系統是個單獨的軟體,可能需要自己編寫。如果你需求的負載很大,推重比要求高,可以採用液壓,主要涉及的知識有《液壓與氣壓傳動》《液壓元件》《液壓傳動》《液壓控制》。液壓的話目前多與電控相結合,也是要學習一些軟體的。之前做的電控測試臺用的就是labview,你可以根據需要進行學習。
3、關鍵元器件的校核
根據你設計的機構及其材料,可以結合你的使用工況進行校核,主要是確保他能夠承受負載而不發生斷裂,變形。主要涉及指標:強度、剛度、壽命。這裡的話需要學習《材料力學》壽命的話機械設計裡邊有相應的經驗公式和S-N曲線。雖然是經驗得出,但目前工業設計還是經常拿來作參考的。
4、零部件製造工藝
根據此前設計的一些元件,你要做出來的話,要有對應的工藝。這裡的話主要看《機械製造》《機械精度》。機械製造主要提供一些製造方法及連線方式自己需要的精度要求等,機械精度則包括不同精度等級、相應公差帶的一些基礎知識以及一些測量裝置的使用方法。你可以根據你的設計圖去找製造廠家,讓他們出工藝也行。如果是自己做的話,一個是工序要做好,一個是加工裝置的使用。加工裝置的種類很多,以常用的數控加工中心為例,可能需要學習《數控機床》,數控機床的相關係統的程式語言也要學習,比如G程式碼啥的。
5、剩餘細節調整
到這裡,大致的整體輪廓已經出來了,要對一些細節進行調整。比如機器中常用到工業油,無論是液壓油做動力源,還是潤滑油來潤滑,都要考慮密封問題。根據油液的性質及機構的引數確定潤滑型別,再確定密封方式。電控部分的話,留下佈線位置。然後還有一些人性化的要求和安全要求。比如操作按鈕的設計,補充急停按鈕等。這裡也可以在最初整體設計的時候加進去。
6、裝配及除錯
根據你加工出的零件,可以進行相應的裝配,在裝配過程中一些小的細節,比如均勻安裝螺栓,防止零件應力集中啥的。總體來說到這一階段基本上算完成了。然後配套相應的裝置,比如電源,液壓的話有高壓油源,然後你有特殊需要的話還有變壓電源啥的。在之後進行除錯,可以實現你需要的功能,基本上一個簡單的機械臂就設計完了。
7、備註
還有一些算作額外瞭解的知識吧。比如材料效能的選用及對應的處理方式,熱處理啥的,涉及《工程材料》。不同材料的加工方式涉及《材料成型》。在校核的時候可以使用模擬軟體如Ansys Abaqus Adams Nastron。然後一些設計準則如果書裡記錄不全可以查《機械設計手冊》。考慮散熱情況啥的,可能要用《工程熱力學》。
基本就這些吧,可能有一些細節不全,實際生產中涉及更多的方面。粗略寫一個基本的思路吧。還有挺多需要學習的。
這是認真的嗎
等一下,這破專業還有要轉進來的?