申请/专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117610380B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要：本发明提供基于正交实验联合拓扑优化的机器人轻量化设计方法，该方法包括步骤：建立机器人的关节角度组合正交表；通过正交表中各关节角度组合对机器人装配体有限元模型中待优化零件进行有限元分析，得到机器人的极限工况；通过机器人的极限工况对待优化零件进行拓扑优化。本发明通过正交试验法确定多自由度串联机器人对应优化零件的极限工况，确保所选零件优化时机器人极限工况与实际相符，从而避免现有拓扑优化方法所选零件优化时，机器人极限工况可能与实际存在偏差导致的过度优化问题，最终在确保待优化零件满足具体机器人使用工况要求的基础上，实现最大程度的零件轻量化。

主权项：1.基于正交实验联合拓扑优化的机器人轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：建立机器人的关节角度组合正交表；通过正交表中各关节角度组合对机器人装配体有限元模型中待优化零件进行有限元分析，得到机器人的极限工况；通过机器人的极限工况对待优化零件进行拓扑优化；所述通过正交表中各关节角度组合对机器人装配体有限元模型中待优化零件进行有限元分析包括以下步骤：对分析对象进行网格划分，各单元通过节点相连，再通过公式1、公式2结合边界条件、约束条件求得分析结果； 1，其中，为单元节点力密度矩阵，为单元刚度矩阵，为单元节点位移矩阵； 2，其中，为总节点力矩阵，为总刚度矩阵，为总节点位移矩阵；所述通过正交表中各关节角度组合对机器人装配体有限元模型中待优化零件进行有限元分析包括以下步骤：对分析所得的不同关节角度组合下零件的最大应力进行极差分析，获得使零件产生最大应力的机器人关节角度组合；结合关节角加速度及末端负载取最大值，获得待优化零件结构优化的极限工况；所述通过机器人的极限工况对待优化零件进行拓扑优化包括以下步骤：以质量最小为优化目标，机器人末端最大变形量为优化约束条件对待优化零件进行结构拓扑优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 基于正交实验联合拓扑优化的机器人轻量化设计方法

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