一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法及模型技术

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。本发明专利技术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。本发明专利技术可以有效降低拓扑结构的设计速度，对于发明专利技术中的小腿拓扑模型，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。模型的完整性好。模型的完整性好。

【技术实现步骤摘要】
一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法及模型


[0001]本专利技术涉及智能机器人结构设计领域，尤其涉及一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法及模型。

技术介绍

[0002]仿人机器人目前正日益为机器人领域的研究热点，2022年8月小米科技有限责任公司推出首款仿人机器人CyberOne，2022年9月特斯拉公司(Tesla Inc.)的Optimus仿人机器人也首次亮相。仿人机器人在未来是家庭养老、小孩陪伴教育、户外搬运等理想的机型，有巨大的应用潜力和研发需求。根本原因有两方面：在运动能力方面，仿人机器人具有与人相似的肢体结构和关节转动能力，因此在电机的扭矩和转速足够时，可以复现人的各种复杂动作，如跳舞、跑酷等；在人机互动方面，通过添加智能语音模块，仿人机器人可以听懂人类的语义并与人无障碍地交流。
[0003]仿人机器人的灵活运动需要结构件的小转动惯性作为支撑。如果结构件的转动惯性大，机器人在需要快速改变运动速度时由于惯性作用会造成动作响应滞后，机器人运动稳定性因此变差。例如机器人给人递一杯水，速度切换较快，如果结构件的转动惯性大，则机器人可能伤害本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；(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。2.如权利要求1所述的一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于：所述初始模型采用两步法计算，第一步计算材料体积分数在70％的拓扑计算结果，第二步计算材料体积分数在50％的拓扑计算结果。3.如权利要求1所述的一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于：步骤3所述分析材料的分布特征是将不同材料体积分析的计算结果进行加权，确定拓扑模型的材料分布情况。4.如权利要求1所述的一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于：步骤4所述将初始模型划分成块体单元时，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.如权利要求4所述的一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于：步骤7所述移除法在移除单元时，对于移除后造成特征丢失的位置，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。6.如权利要求5所述的一种仿人机器人小腿的拓扑重构方法，其特征在于：移除过程出现面单元，将这些面单元直接删除。7.如权利要求6所述的一种仿人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂大明，朱世强，孔令雨，姜红建，黄冠宇，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：