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学位论文自审报告
混连式除草机械臂机构设计
B 图表与公式 / B3 公式规范

B3 公式规范

公式排版、编号、符号定义。

必须修改 3建议修改 1提醒 1
必须修改 B3-001

式 3-2、式 3-3 的支链方位角写成 θᵢ,与电机转角 θᵢ 撞名

📍 位置3.1 机构坐标系建立 | 印 14 | 式 3-2、式 3-3
问题
同一个符号 θᵢ 在第三章被当两个不同的量用——式 3-2/3-3 里 θᵢ 是支链在平台上的安装方位角(0°、120°、240° 的常数),可正文别处 θᵢ 又是要求解的电机转角,两者撞名。
为什么是问题
θᵢ 在式 3-2/3-3 是已知常数方位角,在式 3-8~3-11 又是要解的电机转角,一个符号两个含义,推导链里会混淆 aᵢ、cᵢ 的方位由谁定。按式 3-5 起的体系,支链方位角应是 φᵢ,所以式 3-2/3-3 的 θᵢ 应改为 φᵢ。
修改建议
  • 把式 3-2、式 3-3 中作方位角用的 θᵢ 改为 φᵢ(θᵢ=2π(i−1)/3 改为 φᵢ=2π(i−1)/3,aᵢ、cᵢ 中 cosθᵢ/sinθᵢ 改为 cosφᵢ/sinφᵢ)。
  • 符号定义处写明:φᵢ 为第 i 支链方位角(常数)、θᵢ 为第 i 主动臂电机转角(变量),全章不再混用。
  • 〔另见 C2-002〕(同一符号一物多义,全文符号一致性侧。)
证据 / 原文锚点
  • 式 3-2:aᵢ=[R cosθᵢ, R sinθᵢ, 0]ᵀ, θᵢ=2π(i−1)/3, i=1,2,3——这里 θᵢ 取值固定 0/120/240°,是支链方位。
  • 式 3-3:cᵢ=[r cosθᵢ, r sinθᵢ, 0]ᵀ——同样的方位角 θᵢ。
  • 印 14 正文:「令 θ₁、θ₂、θ₃ 为三个主动臂与静平台的夹角(即电机转角)」——这里 θᵢ 是电机转角(未知量)。
  • 式 3-5 起又另用 φᵢ 作支链方位角(式 3-5:bᵢ=aᵢ+L₁[cosθᵢcosφᵢ, cosθᵢsinφᵢ, −sinθᵢ]ᵀ,此处 φᵢ 才是方位、θᵢ 是电机转角),与式 3-2/3-3 把 θᵢ 当方位的写法冲突。
必须修改 B3-002

式 3-4 写成 Cᵢ=p+bᵢ,应为 Cᵢ=p+cᵢ

📍 位置3.1 机构坐标系建立 | 印 15 | 式 3-4
问题
动平台铰点 Cᵢ 在固定系里的位置公式,把动系位矢写成了 bᵢ,但 bᵢ 是肘点位矢,这里应该是上一式刚定义的 cᵢ。
为什么是问题
Cᵢ 的固定系坐标 = 动平台中心 p + 该点在动系的位矢 cᵢ,所以应是 Cᵢ=p+cᵢ。式 3-4 写 bᵢ 与紧邻的式 3-3 定义、式 3-6 的用法自相矛盾;bᵢ 是肘点(式 3-5 才定义),代进去几何错位。这是作者原稿里就有的笔误。
修改建议
  • 式 3-4 改为 Cᵢ=p+cᵢ
证据 / 原文锚点
  • 式 3-3 定义:cᵢ=[r cosθᵢ, r sinθᵢ, 0]ᵀ(Cᵢ 在动系 P-X'Y'Z' 的位矢)。
  • 式 3-4(解包原稿确认,非转换伪影):Cᵢ=p+bᵢ
  • 式 3-6 又正确写成 ‖bᵢ−(p+cᵢ)‖=L₂,用的是 cᵢ。
必须修改 B3-003

式 3-7 平方后残留 bᵢ,应为 cᵢ

📍 位置3.2 逆运动学分析 | 印 15 | 式 3-7
问题
把 bᵢ 的表达式代入约束式再平方,结果里却还留着一个 bᵢ,应该是 cᵢ。
为什么是问题
代入的是 bᵢ(已被 aᵢ+L₁uᵢ 替换),式 3-6 里减的是 (p+cᵢ),所以平方式末项必是 cᵢ,不可能再冒出 bᵢ。这与 B3-002 同根(bᵢ/cᵢ 混淆),是作者原稿的符号笔误。
修改建议
  • 式 3-7 末项 −bᵢ 改为 −cᵢ:‖aᵢ+L₁uᵢ−p−cᵢ‖²=L₂²
  • 与式 3-4 一并核对全章 bᵢ / cᵢ 用法。
证据 / 原文锚点
  • 式 3-6:‖bᵢ−(p+cᵢ)‖=L₂
  • 正文「将 bᵢ 的表达式代入,两边平方」后给出式 3-7(解包原稿确认):‖aᵢ+L₁uᵢ−p−bᵢ‖²=L₂²
  • 代入 bᵢ=aᵢ+L₁uᵢ 到式 3-6 应得 ‖aᵢ+L₁uᵢ−p−cᵢ‖²=L₂²,末项是 cᵢ。
建议修改 B3-004

式 3-15 两式共用一个编号、p 与 P 大小写混用、末尾游离竖线

📍 位置3.3 正运动学分析 | 印 18 | 式 3-15、式 3-16
问题
式 3-15 的编号下面其实摆了两条公式(海伦面积 S 和半周长 p),共用一个号;式 3-16 又把动平台中心一会儿写小写 p、一会儿写大写 P,末尾还多一根游离竖线。
为什么是问题
一个编号只应对应一条被引用的公式,海伦面积与半周长各自独立,合编一个号后正文无法分别引用;动平台中心 p 与正解 P 大小写不一致会让人误以为是两个量;末尾游离竖线是排版残留。
修改建议
  • 把半周长 p=(a+b+c)/2 单列为式 3-16,海伦面积保留为式 3-15(后续编号顺延)。
  • 式 3-16(正解)统一动平台中心符号,全章用小写 p(或全章改大写,二选一),不要 p/P 混用。
  • 删去式 3-16 末尾游离的竖线。
证据 / 原文锚点
  • 式 3-15(印 18):S=√(p(p−a)(p−b)(p−c))p=(a+b+c)/2 两式合用「公式(3-15)」一个编号。
  • 式 3-16 前正文「得到正解表达式为」后给出 P=…,但本章动平台中心一直定义为小写 p=[x,y,z]ᵀ(式 3-2、3-4、3-5 均小写 p)。
  • 式 3-16 表达式末尾还有一根游离竖线「|」。
提醒 B3-006

部分公式符号在 PDF 里渲染破碎,须比对 Word 原稿

📍 位置第五章 5.1/5.3 | 印 23/25 | 式 5-1/5-2/5-3/5-7
问题
式 5-1、5-2、5-3、5-7 在 PDF 文字层里出现「❑」「¿」等乱码符号,像是位姿矩阵的前置上标(ᵂT_B、ᴮT_P 之类)和转置符号没渲染出来。
为什么是问题
这极可能是 LibreOffice 把 docx 公式(含前置上标的位姿矩阵、转置符号)转 PDF 时的渲染伪影,不一定是作者原稿的错。但若 Word 原稿里这些上下标/转置符号也确实缺失或排错,则是真问题,须以原稿为准。
修改建议
  • 用 Word 原稿逐一核对式 5-1/5-2/5-3/5-7 的位姿矩阵前置上标(ᵂT_B、ᴮT_P)、转置上标 T、向量是否完整正确。
  • 若原稿正确则属转换伪影、可忽略;若原稿确有缺失则补全符号。
证据 / 原文锚点
  • 印 23 式 5-1 文字层:「Pw=❑W T B ❑B T P(φ)❑P T S ❑S T 1(θ₁) Ptip」。
  • 印 23 式 5-3 末尾「¿」、印 25 式 5-7 末尾「¿」。