[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

本申請涉及一種機器人關節組件優化方法、裝置、機器人和存儲介質。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，根據各關節組件的初始結構確定出與關節組件對應的可加強區域。在可加強區域新增網格，并將新增的各網格確定為優化對象，當檢測到觸發拓撲優化操作指令時，根據預設要求確定與優化對象的最小質量對應的拓撲優化結果。根據拓撲優化結果對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預設要求。采用本方法根據拓撲結構優化操作實現保證質量最小的同時，提高關節的強度和剛度，無需工作人員手動調整，降低人為誤差，提升針對機器人關節組件的結構加強的精確程度。

技術領域

本申請涉及智能制造技術領域，特別是涉及一種機器人關節組件優化方法、裝置、機器人和存儲介質。

背景技術

隨著智能制造技術的發展，利用機器人實現工業的自動化生產的生產方式得到逐步應用。機器人可由多個關節組件連接組成，而在實際應用中，在不同應用場景下，對于機器人的不同關節組件的關節強度和剛度存在不同的要求。為貼合實際應用，需要在不同應用場景下對關節組件的結構進行加強。

傳統上，多采用設計人員或工程師等工作人員的人為經驗，對關節組件的結構進行加強的方式，而單憑人為經驗對結構進行加強，存在無法避免的人為誤差，導致加強效果達不到預期，或者結構加強過多，導致關節組件超重的新問題。

因此，傳統的結構加強方法，由于人為操作的誤差，仍存在對于機器人關節組件的結構加強精程度較低的問題。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提升機器人關節組件的結構加強精確程度的機器人關節組件優化方法、裝置、機器人和存儲介質。

一種機器人關節組件優化方法，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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；

將所述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。

在其中一個實施例中，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；