[發明專利]機器人關節組件優化方法、裝置、機器人和存儲介質

有效

• 申請號: 202010993746.2
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112068443B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 馬俊杰;田世權;萬文潔;衷鎮宇;鐘文濤;李衛華
• 申請（專利權）人: 珠海格力智能裝備有限公司;珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

1.一種機器人關節組件優化方法，其特征在于，所述方法包括：

當確定機器人的關節組件的原始強度和原始剛度不滿足預設要求時，根據各所述關節組件的初始結構確定出與所述關節組件對應的可加強區域；

在所述可加強區域新增網格，并將新增的各所述網格確定為優化對象；

當檢測到觸發拓撲優化操作指令時，響應所述拓撲優化操作指令，根據所述預設要求確定與所述優化對象的最小質量對應的拓撲優化結果；

根據所述拓撲優化結果對所述關節組件的原始強度和原始剛度進行調整，直至調整后的強度和剛度滿足所述預設要求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述預設要求確定與所述優化對象的最小質量對應的拓撲優化結果，包括：

根據所述預設要求確定各所述優化對象的整體約束條件；

根據所述整體約束條件確定目標函數，并根據所述目標函數確定與所述優化對象的最小質量對應的拓撲優化結果。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述整體約束條件包括根據與目標強度對應的預設要求確定的位移響應約束，以及根據與目標剛度對應的預設要求確定的應力響應約束；所述根據所述整體約束條件確定目標函數，并根據所述目標函數確定與所述優化對象的最小質量對應的拓撲優化結果，包括：

獲取與所述位移響應約束對應的第一上限值，以及與所述應力響應約束對應的第二上限值；

將質量響應確定為所述整體約束條件的目標函數；

根據所述第一上限值和所述第二上限值，確定所述目標函數對應的最小質量；

獲取與所述最小質量對應的拓撲結構，并將所述拓撲結構確定為所述關節組件對應的拓撲優化結果。

4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，根據所述拓撲優化結果對所述關節組件的原始強度和原始剛度進行調整，包括：

將所述拓撲優化結果從網格形式轉換成對應的幾何模型形式，得到對應的拓撲優化模型；

將所述拓撲優化模型導出為對應的三維格式；

獲取對所述三維格式的拓撲優化模型進行細節優化，得到的細節優化后的拓撲優化模型；

根據細節優化后的所述拓撲優化模型，對所述關節組件的原始強度和原始剛度進行調整。

5.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述當確定機器人的關節組件的原始強度和原始剛度不滿足預設要求時，根據各所述關節組件的初始結構確定出與所述關節組件對應的可加強區域，包括：

獲取所述關節組件的原始強度和原始剛度，以及所述預設要求對應的目標強度和目標剛度；

將所述原始強度與所述目標強度進行比對，并將所述原始剛度與所述目標剛度進行比對；

當確定機器人的關節組件的原始強度與所述目標強度不一致或所述原始剛度與所述目標剛度不一致時，獲取根據所述原始強度和原始剛度確定的所述關節組件的初始結構；

根據所述初始結構確定出與所述初始結構對應的結構空間上存在的可增加材料的區域，將所述可增加材料的區域確定為與所述關節組件對應的可加強區域。

6.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，根據所述拓撲優化結果對所述關節組件的原始強度和原始剛度進行調整的方式，包括：

根據所述拓撲優化結果確定對應的目標加強區域；所述目標加強區域小于所述可加強區域；

根據所述目標加強區域，對所述關節組件的原始強度和原始剛度進行調整。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取相同類別的機器人在實際應用中的關節組件歷史優化數據；

根據所述關節組件歷史優化數據，確定得到關節組件的強度閾值和剛度閾值；

獲取所述強度閾值覆蓋的強度取值范圍，以及所述剛度閾值覆蓋的剛度取值范圍；

根據所述強度取值范圍以及所述剛度取值范圍，生成針對所述關節組件的預設要求；所述強度取值范圍和所述剛度取值范圍，用于確定出與所述預設要求對應的多個目標強度和目標剛度。