申请/专利权人：之江实验室

申请日：2023-03-30

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN116341336B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.20#授权;2023.07.14#实质审查的生效;2023.06.27#公开

摘要：一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，包括以下步骤：1设计初始模型；2将模型进行拓扑计算；3根据拓扑计算结果分析材料的分布特征；4将初始模型划分成块体单元；5根据材料分布特征移除被镂空的单元；6对边界地区的单元进行改型修补；7将通过移除法得到的拓扑结构进行有限元计算；8对应力较大的部位补充单元，应力较小区域的单元进行二次移除。本发明还提供采用一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法的小腿模型。本发明可以有效降低拓扑结构的设计速度，对于发明中的小腿拓扑模型，能减少20％的模型重构时间，模型的材料分布特征保持率76％，模型的完整性好。

主权项：1.一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于，包括以下步骤：1设计初始模型；2将初始模型进行拓扑计算；3根据拓扑计算结果分析材料的分布特征；4将初始模型划分成块体单元；将小腿的初始模型分成块体单元时，将平面区域划分为六面体单元，曲面区域划分为楔形单元或者四面体单元；5根据材料分布特征移除被镂空的单元；6对边界地区的单元进行改型修补；7将通过移除法得到的拓扑结构进行有限元计算；移除法具体包括：7.1移除法在移除单元时，对于移除后造成明显特征丢失的位置，将单元通过棱边切割的方法，先将其一分为二，将切割后的单元，接近镂空侧的一个移除；移除过程如果出现面单元，可以将这些面单元直接删除；7.2移除过程需要缝合片体结构成实体时，将需要连接的缝隙两对边设置的长度差在0.5l～2l；8对应力较大的部位补充单元，应力较小区域的单元进行二次移除；具体包括：8.1在拓扑小腿的柱7之间设置拓扑小腿横梁8，拓扑小腿横梁8的宽度不小于5mm，同时与水平面的倾角不小于60度；8.2电机反面连接柱11-1的长度不小于a+5mm，其中a为与电机反面贴合的片体厚度；8.3拓扑小腿的最薄壁厚不低于2mm，最小圆角不低于0.5mm；8.4踝底部使用切向均匀分布的底部连接孔1-1与柔性足连接；8.5设置四个踝部门型通孔1-2，沿切向均匀分布，门型通孔的高度不大于踝部总高度的12；8.6与电机反面连接柱11-1的长度相同的连接柱包裹块11-2的轮廓尺寸，需要保证设定的上偏差；8.7拓扑重构时，对于移除后引入的片体超过5个的单元，不对其移除，不超过5个的单元，可以移除并修补；8.8当电机反面连接柱11-1和拓扑结构主体的接触面积不到12时，需要通过局部修正使其接触面积达到12以上；8.9在电机正面连接孔附近设置电机正面连接台9，电机正面连接台9的半径不小于连接孔直径的4倍；8.10电机固定环10上设置两个连接孔位，分别是螺钉连接光孔10-1与销钉孔10-2，其中螺纹光孔10-1的直径比螺纹孔大0.2～0.5mm，销钉孔比销钉的直径大0～0.2mm；8.11电机固定环10的两个电机固定环端面10-3为平面，且两平面的夹角不大于60度；8.12小腿拓扑小腿管纵柱7-1的边角处，如果在移除六面体单元时产生大量的片体，则不宜移除该处的六面体单元。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 之江实验室 一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法及模型

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