[發(fā)明專利]支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410709123.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN104483831A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉生;樊紅日
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/00
• 分類號(hào): G05B13/00
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)確定當(dāng)前設(shè)計(jì)變更時(shí)各個(gè)領(lǐng)域的變更方案；

(2)針對(duì)每一個(gè)變更方案，根據(jù)相當(dāng)前變更方案、以及五連桿機(jī)器人的初始設(shè)計(jì)方案和各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的變更差量；

(3)針對(duì)每一個(gè)變更方案，根據(jù)該變更方案對(duì)應(yīng)的變更差量判斷該變更方案是否有效，舍棄無(wú)效的變更方案；

(4)統(tǒng)計(jì)經(jīng)步驟(3)處理后剩余的變更方案的個(gè)數(shù)，并根據(jù)剩余的變更方案的個(gè)數(shù)進(jìn)行如下操作：

(4-1)若剩余的變更方案的個(gè)數(shù)為零，則退出當(dāng)前設(shè)計(jì)變更處理；

(4-2)否則，根據(jù)剩余的變更方案的個(gè)數(shù)求解當(dāng)前設(shè)計(jì)變更的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并以最優(yōu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，或結(jié)束當(dāng)前設(shè)計(jì)變更處理。

2.如權(quán)利要求1所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述的設(shè)計(jì)方案包括五連桿機(jī)器人所有設(shè)計(jì)變量的取值；

所述的變更方案包含參與設(shè)計(jì)變更的設(shè)計(jì)變量以及相應(yīng)的取值。

3.如權(quán)利要求1所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(2)針對(duì)任意一個(gè)變更方案，通過(guò)如下步驟計(jì)算任意一個(gè)領(lǐng)域的變更差量：

(2-1)根據(jù)當(dāng)前變更方案形成對(duì)應(yīng)的候選設(shè)計(jì)方案；

(2-2)將初始設(shè)計(jì)方案中各個(gè)設(shè)計(jì)變量的設(shè)計(jì)值代入當(dāng)前領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)中計(jì)算得到當(dāng)前領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)初值；

將當(dāng)候選設(shè)計(jì)方案中各個(gè)變量的取值代入當(dāng)前領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)中計(jì)算得到當(dāng)前領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)終值；

(2-3)將當(dāng)前領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)終值減去設(shè)計(jì)目標(biāo)初值，得到當(dāng)前領(lǐng)域的變更差量。

4.如權(quán)利要求1所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中通過(guò)如下方法判斷各個(gè)變更方案是否有效：

若變更差量均大于零或等于零，則判斷該變更方案無(wú)效；

否則，判斷該變更方案有效。

5.如權(quán)利要求1所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(4-2)中當(dāng)剩余的變更方案?jìng)€(gè)數(shù)為1時(shí)進(jìn)行如下操作：

(a1)若該變更方案對(duì)應(yīng)的變更差量中至少有一個(gè)大于零，且同時(shí)至少有一個(gè)小于零，則認(rèn)為存在待優(yōu)化的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，并針對(duì)每個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)，利用所述的優(yōu)化函數(shù)求解當(dāng)前設(shè)計(jì)變更的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并利用最優(yōu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)變更；

(a2)否則，直接結(jié)束當(dāng)前設(shè)計(jì)變更處理，或以該變更方案對(duì)應(yīng)的候選設(shè)計(jì)方案作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并利用最優(yōu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

6.如權(quán)利要求5所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，所述步驟(a1)中根據(jù)以下方法構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)：

對(duì)于變更差量大于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)為變更差量大于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，為變更差量大于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)初值；

對(duì)于變更差量小于或等于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)為變更差量小于或等于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，為變更差量大于零的領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)初值。

7.如權(quán)利要求5所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，所述步驟(a2)進(jìn)行如下操作：

若所有領(lǐng)域的變更差量均大于或等于零，則直接退出當(dāng)前設(shè)計(jì)變更處理過(guò)程；

若所有領(lǐng)域的變更差量均小于零，則以該變更方案對(duì)應(yīng)的候選設(shè)計(jì)方案作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，并利用最優(yōu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

8.如權(quán)利要求4所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(4-2)中當(dāng)剩余的變更方案?jìng)€(gè)數(shù)大于1時(shí)進(jìn)行如下操作：

(b1)針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)分別構(gòu)建相應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)；

(b2)利用所述的優(yōu)化函數(shù)求解當(dāng)前設(shè)計(jì)變更的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

9.如權(quán)利要求8所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(b1)中根據(jù)如下方法針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)分別構(gòu)建相應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)：

其中，為領(lǐng)域k的設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，為所有變更方案在領(lǐng)域i的設(shè)計(jì)目標(biāo)終值的最小值，k＝1，2，……K，K為五連桿機(jī)器人的領(lǐng)域總數(shù)。

10.如權(quán)利要求5或8所述的支持五連桿機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的多領(lǐng)域設(shè)計(jì)變更處理方法，其特征在于，所述步驟(a1)和(b2)中采用多目標(biāo)優(yōu)化算法以所有優(yōu)化函數(shù)的取值小于或等于零作為優(yōu)化目標(biāo)，求解得到各個(gè)設(shè)計(jì)變量的取值，即得到當(dāng)前設(shè)計(jì)變更的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。