一种曲面近零应力获取方法、装置、计算机及存储介质，涉及柔性电子力学设计领域。解决柔性电子基底微纳结构设计依赖于设计者的经验、周期长、基底加工成本高、通用性差的问题。方法包括：获取覆盖柔性电子皮肤的的目标基底和目标曲面；根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量；根据曲面的第一基本形式判断曲面类型；根据曲面类型进行曲面划分，并采用空间映射对划分后的曲面完成曲面的零应力展开，获取曲面的近零应力，包括：构造不可展曲面的可展切曲面，获取曲面的近零应力；根据可展曲面进行柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的划分，获取柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的近零应力。应用于柔性电子皮肤领域。子皮肤领域。子皮肤领域。
【技术实现步骤摘要】
一种曲面近零应力获取方法、装置、计算机及存储介质
[0001]本专利技术涉及柔性电子设计领域，尤其涉及一种曲面近零应力获取方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着柔性电子技术的不断发展，柔性电子技术在人体生理信号检测、微创治疗、机器人电子皮肤、柔性显示和柔性能源等方面已展现出良好的应用前景。众多高性能的柔性电子器件已经在实验室得到了验证，但其走向规模化应用，还存在着许多技术瓶颈，其中，柔性电子器件的力学问题显得尤为突出，在目标对象外表面贴覆时暴露出难以克服的瓶颈。人体体表、机器人外表面等电子皮肤的贴覆目标对象外表面通常为空间曲面，不能展开成平面；而当前电子皮肤的制造的基底通常又是平面。这就使得平面制造的柔性电子皮肤在上述对象外表面贴覆时，无法实现无缝贴合，柔性电子皮肤各处承受的初始应力状态不同，会导致柔性电子皮肤在工作过程中，对外界相同力作用下，产生的响应不同；从而导致电子皮肤无法正常精确的检测外部力作用。为了解决上述问题，目前的主流方法是通过柔性基底的微纳结构设计，提高柔性电子器件的拉伸、扭转、剪切等的变形能力。然而，这种设计方法严重依赖于设计者的经验、周期长、基底加工成本高、通用性差。
技术实现思路
[0003]本专利技术解决了空间曲面良好贴覆的柔性电子基底微纳结构设计依赖于设计者的经验、周期长、基底加工成本高、通用性差的问题。
[0004]本专利技术所述的一种曲面近零应力获取方法，所述获取方法包括：
[0005]获取覆盖柔性电子皮肤的的目标基底和目标曲面；
[0006]根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量；
[0007]根据曲面的第一基本形式判断曲面类型；
[0008]根据曲面类型进行曲面划分，并采用空间映射对划分后的曲面完成曲面的零应力展开，获取曲面的近零应力。
[0009]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量，所述曲面的法向量包括：
[0010][0011]其中，n(t,w,0)为曲面的法向量，r(t,w,0)为目标曲面，t为目标曲面一个变量，w为目标曲面一个变量。
[0012]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述根据曲面的第一基本形式判断曲面类型包括：判断曲面为可展曲面或不可展曲面；
[0013]所述可展曲面的判断条件包括：
[0014]r(u,v,0)＝r(u)+vl(u)，
[0015](r(u),l(u),l'(u))＝0，
[0016]其中，u为曲面参数方程中一个变量，v为曲面参数方程中一个变量，r(u,v,0)为曲面的参数方程，r(u)为曲面上一条目标曲线，l(u)为曲面上另外一条目标曲线，l'(u)为曲面上另外一条目标曲线导数曲线。
[0017]不满足可展曲面的判断条件则为不可展曲面。
[0018]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述根据曲面类型进行曲面划分，获取曲面的近零应力，具体包括：
[0019]构造不可展曲面的可展切曲面，获取曲面的近零应力；
[0020]根据可展曲面进行柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的划分，获取柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的近零应力。
[0021]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述构造不可展曲面的可展切曲面包括：
[0022]对于不可展曲面r(u1,v1,0)，选取一条目标曲线：
[0023]r＝r(u1(t),v1(t))＝r(t)，
[0024]其中，u1(t)为目标曲线上单参数t的切线族方程，v1(t)为目标曲线上单参数t的切线族方程，r(t)为不可展开曲面上一条目标曲线；
[0025]根据所述曲线构造可展切曲面r(t,w)：
[0026]r(t,w)＝r(t)+wl(t)，
[0027]其中，r(t)为不可展开曲面上一条目标曲线，w为目标曲面一个变量；
[0028]所述可展切曲面所构造的映射为：
[0029][0030]其中，u1为不可展开曲面上一个变量，v1为不可展开曲面上一个变量，t为映射曲面上一个变量；
[0031]所述映射前后的曲线具有相同的曲面第一基本形式，各点处的法向量方向映射前后长度不变：
[0032][0033][0034]并且还需要满足:
[0035]h＝k，
[0036]其中，h为映射曲面上一个变量，k为不可展开曲面上一个变量。
[0037]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种曲面近零应力获取装置，所述获取装置包括：
[0038]目标基底和目标曲面获取单元，用于获取覆盖柔性电子皮肤的的目标基底和目标曲面；
[0039]曲面的第一基本形式和曲面的法向量获取单元，用于根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量；
[0040]曲面类型判断单元，用于根据曲面的第一基本形式判断曲面类型；
[0041]曲面的近零应力获取单元，用于根据曲面类型进行曲面划分，并采用空间映射对划分后的曲面完成曲面的零应力展开，获取曲面的近零应力。
[0042]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述曲面的第一基本形式和曲面的法向量获取单元包括：
[0043][0044]其中，n(t,w,0)为曲面的法向量，r(t,w,0)为目标曲面，t为目标曲面一个变量，w为目标曲面一个变量。
[0045]进一步的，还提供一种优选实施方式，所述曲面类型判断单元包括：判断曲面为可展曲面或不可展曲面；
[0046]所述可展曲面的判断条件包括：
[0047]r(u,v,0)＝r(u)+vl(u)，
[0048](r(u),l(u),l'(u))＝0，
[0049]其中，u为曲面参数方程中一个变量，v为曲面参数方程中一个变量，r(u,v,0)为曲面的参数方程，r(u)为曲面上一条目标曲线，l(u)为曲面上另外一条目标曲线，l'(u)为曲面上另外一条目标曲线导数曲线。
[0050]不满足可展曲面的判断条件则为不可展曲面。
[0051]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于储存计算机程序，所述计算机程序执行上述任一项所述的一种曲面近零应力获取方法。
[0052]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据上述中任一项中所述的一种曲面近零应力获取方法。
[0053]本专利技术的有益之处在于：
[0054]本专利技术解决了空间曲面良好贴覆的柔性电子基底微纳结构设计依赖于设计者的经验、周期长、基底加工成本高、通用性差的问题。
[0055]本专利技术所述的一种曲面近零应力获取方法，通过获取目标曲面，从而获取曲面的第一基本形式，根据曲面的形式进行曲面类型的判断，并进行曲面划分，采用空间映射对划分后的曲面完成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种曲面近零应力获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：获取覆盖柔性电子皮肤的目标基底和目标曲面；根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量；根据曲面的第一基本形式判断曲面类型；根据曲面类型进行曲面划分，并采用空间映射对划分后的曲面完成曲面的零应力展开，获取曲面的近零应力展开形式。2.根据权利要求1所述的一种曲面近零应力获取方法，其特征在于，所述根据所述目标基底和目标曲面获取曲面的第一基本形式和曲面的法向量，所述曲面的法向量包括：其中，n(t,w,0)为曲面的法向量，r(t,w,0)为目标曲面，t为目标曲面一个变量，w为目标曲面一个变量。3.根据权利要求1所述的一种曲面近零应力获取方法，其特征在于，所述根据曲面的第一基本形式判断曲面类型包括：判断曲面为可展曲面或不可展曲面；所述可展曲面的判断条件包括：r(u,v,0)＝r(u)+vl(u)，(r(u),l(u),l'(u))＝0，其中，u为曲面参数方程中一个变量，v为曲面参数方程中一个变量，r(u,v,0)为曲面的参数方程，r(u)为曲面上一条目标曲线，l(u)为曲面上另外一条目标曲线，l'(u)为曲面上另外一条目标曲线导数曲线；不满足可展曲面的判断条件则为不可展曲面。4.根据权利要求3所述的一种曲面近零应力获取方法，其特征在于，所述根据曲面类型进行曲面划分，获取曲面的近零应力，具体包括：构造不可展曲面的可展切曲面，获取曲面的近零应力；根据可展曲面进行柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的划分，获取柱面、锥面和自变量定义切面线曲面的近零应力。5.根据权利要求4所述的一种曲面近零应力获取方法，其特征在于，所述构造不可展曲面的可展切曲面包括：对于不可展曲面r(u1,v1,0)，选取一条目标曲线：r＝r(u1(t),v1(t))＝r(t)，其中，u1(t)为目标曲线上单参数t的切线族方程，v1(t)为目标曲线上单参数t的切线族方程，r(t)为不可展开曲面上一条目标曲线；根据所述曲线构造可展切曲面r(t,w)：r(t,w)＝r(t)+wl(t)，其中，r(t)为不可展开曲面上一条目标曲线，w为目标曲面一个变量；所述可展切曲面所构造的映射为：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张甲，孙洪安，杨景祺，安煦阳，李宇阳，陈佳泰，
申请(专利权)人：杨景祺，
类型：发明
国别省市：
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