结构设计学习

在机器人的研发过程中,结构硬件设计无疑是奠定坚实基础的关键环节。要想在这一领域深入探索,扎实的理论知识与技能不可或缺。对于初学者而言,学习机械绘图是踏入结构设计大门的必经之路。尽管现代三维设计软件已逐渐淡化了传统手绘的界限,但坚实的手绘基础依然能为后续的数字绘图工作提供宝贵的助力,因为它培养了空间想象力和精准表达的能力。所以我还是真的非常推荐初学者在真正学习三维绘图之前去看一看机械制图这些书,从最常用最传统的标线,符号这些基础入手。

 

当完成基础机械绘图的学习后,选择合适的绘图软件便成为下一步的重要任务。市面上的绘图软件各具特色,如专长于复杂场景建模的3D Max,精准应用于平面机械工程设计的AutoCAD,以及我们今天要特别推荐的SolidWorks。我之所以强烈推荐SolidWorks,是因为它以其全面性在众多设计软件中脱颖而出。SolidWorks由达索系统公司(Dassault Systèmes)开发,这家巨头还拥有UG(现称为NX)和CATIA等重量级产品。与专注于航空器设计、拥有卓越曲面建模能力和丰富标准件的NX不同,SolidWorks更像是一个功能齐全、易于上手的“全能选手”。它不仅涵盖了从零件设计、装配模拟到运动仿真的全流程功能,还以其直观的界面和强大的兼容性赢得了广大工程师的喜爱。工程师们常常把NX比作为带着草莓奶油的蛋糕。而Solid works就是一块儿蛋糕胚,有蛋糕的味道,虽然不那么好吃,但也足以填饱肚子。

 

因此,对于致力于机器人硬件设计的朋友们来说,SolidWorks无疑是一个值得深入学习和掌握的强大工具。

 

接下来,我将从个人视角出发,带领大家深入探索SolidWorks的世界,并分享我的使用体验。首先,正如前文所述,SolidWorks以其直观易学的特点著称,其建模逻辑清晰,即将线条编织成面,再由面构建成立体,这样的过程让初学者也能迅速掌握,轻松绘制出基本的长方体、圆柱体或球体等形状。因此,在短时间内学会根据三视图绘制简单图形和零件并非难事。

 

然而,学习的道路从不平坦,当跨过基础门槛后,真正的挑战才刚刚开始。在SolidWorks的深入应用中,我们不再仅仅是图纸的“搬运工”,而是需要成为能够解决实际工程问题的设计师。这时,机械设计基础的学习变得至关重要,它涵盖了材料力学、机构学、机械设计原理等多个方面,这些知识将指导我们如何设计出既满足功能需求又考虑成本效益的零件。与此同时,我们还需要将设计思维与制造工艺紧密结合,深入理解加工工艺的局限性与成本考量,以确保设计方案的可行性。从最初的3D打印原型验证,到线切割、CNC加工等工艺的探索,当你在设计加工的零件逐渐增多,你的熟练程度也会逐渐增强,但刚开始的时候可能一个零件你需要修改几十次才能达到预期,在后来基本绘制完再修改一次就基本可以进入投产或使用了。当然这些都是基本零件的绘制与制作。

 

SolidWorks的强大之处远不止于此,之所以他被众多机械研究领域所使用是因为它大的装配体配合能力。你可以把所有的零件在这里面组装起来,使用多个配合让机械动起来。最基础的平面固定,重合,平行这些基本配合算是比较简单的,想让两个齿轮完美的结合起来,让同步带进行动力传输这部分的学习还是挺困难的,所以说SolidWorks是入门简单,熟练掌握困难的一个软件。

 

而且solid works这套软件内还包含了非常多的插件以及扩展功能。比如说力学simulation仿真。流体仿真,动画渲染。这仿真渲染软件虽然远不如那些市面上专门的软件好用,功能能没有那么齐全,但对于目前的学习来说也足够使用了。所以如果大家有时间的话,学一学它的扩展功能与插件还是非常有必要的。而且从我的一个感受来看,做了个那个works里面自带的simulation,应该算是众多应力分析里面手最快使用起来最方便的一款软件了。

 

之后再想说一下我们要如何去学习这款软件,很多人可能会选择去选择花钱报一个短期的课程,可能线上也可能线下,但我觉得没有这个必要。我先说一下我的一个个人情况,在我刚开始接触这个软件的时候,完全就是按照软件里面使用操作说明,一点点学习使用。并没有跟着课程进行学习。还有就是其实在b站上就有很多非常棒的一些课程,有三小时速通。也有近百小时从入门到精通详细的讲解。具体如何选择就看大家自己的需求了。如果让我具体推荐一些课的话,我比较推荐阿奇设计分享的十个小时的课程。讲的真的非常详细全面,里面的每一个小事例都很利于提高你的绘图技术,一边听课一边跟随他的步骤绘制,可以有很大的提升,后期我也是有跟着他的课程又温习巩固了