[發(fā)明專利]一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310556895.6
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116595758A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊一鳴;刁忍;詹彬;楊勝體;徐明康
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳墨影科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B25J19/00;B25J9/16;G06T17/00
• 代理公司: 廣東柏權(quán)維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44898
• 代理人: 陳燕妹

1.一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

建模模塊，用于基于機(jī)器人部件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立機(jī)器人三維模型；

向量確定模塊，用于基于機(jī)器人的尺寸數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，確定機(jī)器人三維模型各個節(jié)點(diǎn)的位移向量和旋轉(zhuǎn)向量；

模擬驅(qū)動模塊，用于基于位移向量和旋轉(zhuǎn)向量，結(jié)合驅(qū)動參數(shù)驅(qū)動機(jī)器人三維模型進(jìn)行模擬運(yùn)動；

評估模塊，用于基于模擬運(yùn)動結(jié)果，評估機(jī)器人三維模型的設(shè)計(jì)效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，建模模塊，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于對機(jī)器人部件進(jìn)行全方位圖像采集，得到采集圖像，并從采集圖像中提取機(jī)器人部件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

部件連接單元，用于基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)，確定機(jī)器人部件之間的連接參數(shù)，并按照連接參數(shù)對機(jī)器人部件進(jìn)行連接，得到機(jī)器人點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

模型構(gòu)建單元，用于對機(jī)器人點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染，得到機(jī)器人三維模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，向量確定模塊，包括：

節(jié)點(diǎn)確定單元，用于基于機(jī)器人三維模型的整體，確定機(jī)器人的尺寸數(shù)據(jù)，基于機(jī)器人三維模型的數(shù)據(jù)平滑性，確定機(jī)器人三維模型中的節(jié)點(diǎn)及其對應(yīng)的關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)；

節(jié)點(diǎn)劃分單元，用于對機(jī)器人三維模型中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷，確定節(jié)點(diǎn)在機(jī)器人三維模型中的節(jié)點(diǎn)分布，并基于節(jié)點(diǎn)分布將節(jié)點(diǎn)劃分為多組關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)組，并對關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)組中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動先后排序，得到關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)序列；

模型拆分單元，用于根據(jù)多組關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)組將機(jī)器人三維模型拆分得到多個局部三維模型，其中一組關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)組對應(yīng)一個局部三維模型；

模擬單元，用于基于運(yùn)動決策模型，對部三維模型進(jìn)行運(yùn)動模擬，得到初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量；

調(diào)整單元，用于對初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量進(jìn)行機(jī)器人形態(tài)穩(wěn)定判斷，并根據(jù)穩(wěn)定判斷結(jié)果，對初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量進(jìn)行更新，根據(jù)更新結(jié)果得到最終的位移向量和旋轉(zhuǎn)向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，模擬單元，包括：

運(yùn)動模擬單元，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的機(jī)器人運(yùn)動規(guī)則建立機(jī)器人運(yùn)動數(shù)據(jù)決策模型，將局部三維模型對應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)輸入運(yùn)動決策模型中，確定關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)序列中第一節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的第一運(yùn)動數(shù)據(jù)，將局部三維模型對應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)，以及第一運(yùn)動數(shù)據(jù)輸入運(yùn)動決策模型中，確定關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)序列中第二節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的第二運(yùn)動數(shù)據(jù)，按照上述規(guī)則，確定關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)序列每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的運(yùn)動數(shù)據(jù)；

向量確定單元，用于基于運(yùn)動數(shù)據(jù)確定節(jié)點(diǎn)的初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)整單元，包括：

形態(tài)確定單元，用于從初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量中獲取最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量，并將基于最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量，得到每個局部三維模型的結(jié)果形態(tài)，并基于所有結(jié)果形態(tài)得到整體形態(tài)；

向量修正單元，用于對整體形態(tài)進(jìn)行形態(tài)穩(wěn)定性判斷，當(dāng)確定整體形態(tài)穩(wěn)定時，確定初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量為最終的位移向量和旋轉(zhuǎn)向量，當(dāng)確定整體形態(tài)不穩(wěn)定時，從初始位移向量和初始旋轉(zhuǎn)向量中剔除最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量，并更新得到最新的最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量，并按照與最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量一致的判別穩(wěn)定性的方式對最新的最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量進(jìn)行穩(wěn)定性判斷，直到滿足整體形態(tài)穩(wěn)定，將最新的最大位移向量和最大旋轉(zhuǎn)向量對應(yīng)的位移向量和旋轉(zhuǎn)向量為最終的位移向量和旋轉(zhuǎn)向量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，模擬驅(qū)動模塊，包括：

驅(qū)動參數(shù)確定單元，用于基于位移向量和旋轉(zhuǎn)向量，確定驅(qū)動參數(shù)；

狀態(tài)參數(shù)確定單元，用于基于驅(qū)動參數(shù)按照模擬時間對機(jī)器人三維模型進(jìn)行驅(qū)動模擬，并得到機(jī)器人三維模型的狀態(tài)系數(shù)；

結(jié)果確定單元，基于驅(qū)動參數(shù)和狀態(tài)系數(shù)，確定機(jī)器人三維模型的模擬運(yùn)動結(jié)果。