一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法及装置制造方法及图纸

本说明书公开了一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法及装置

【技术实现步骤摘要】
一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法及装置


[0001]本说明书涉及机器人
，尤其涉及一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，智能机器人被广泛的应用到诸如军事
、
工业
、
医疗
、
航天等各个领域，如送餐机器人
、
扫地机器人
、
导览机器人
、
巡检机器人等
。
其中的仿人机器人关节数量众多，且内部空间狭小，结构紧凑
。
在散热条件差时，热量会随着仿人机器人行走或奔跑时间而累积，长时间运行情况下会导致机器人温度过高，影响机器人性能
。
此外，当机器人本身处于恶劣工况下，如何设计机器人结构件及散热系统显得尤为关键，对推动机器人技术的发展和实际应用起着重要的推动作用
。
[0003]然而，目前尚未有方法能够对机器人结构件的热力学信息和热力学性能进行准确的测定，这就导致在结构件的设计以及构建过程中缺乏相应的指标作为参考，使得构建出的机器人的散热性能较差，难以满足业务需求
。
[0004]因此，如何对机器人结构件的热力学信息进行准确的测定，从而为机器人的设计及优化过程提供热力学基础，保证机器人的散热性能，是一个亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本说明书提供一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法及装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题
。
[0006]本说明书采用下述技术方案：
[0007]本说明书提供了一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法，包括：
[0008]获取机器人的目标结构件在目标时间内产生的热量信息；
[0009]根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述目标结构件对应的广义熵；
[0010]根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系；
[0011]根据所述目标对应关系以及基于所述目标对应关系确定出的热力学通量，确定所述目标结构件对应的全局热力学耗散信息以及每个参考点对应的局部热力学耗散信息；
[0012]根据所述局部热力学耗散信息以及所述热力学通量的分量，确定所述目标结构件对应的热传导本构模型，所述热传导本构模型用于表征结构件达到热平衡所需的弛豫时间与所述目标结构件的微结构特征之间的对应关系；
[0013]根据所述全局热力学耗散信息以及所述热传导本构模型，对所述目标结构件进行优化
。
[0014]可选地，根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述目标结构件对应的广义熵，具体包括：
[0015]根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述热量信息的各阶时间导数；
[0016]根据所述各阶时间导数，确定所述广义熵
。
[0017]可选地，根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系，具体包括：
[0018]根据每阶时间导数所对应的内部特征时间，对所述广义熵进行转换，得到转换后广义熵，每阶时间导数所对应的内部特征时间用于将各阶时间导数转换为相同量纲；
[0019]根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述目标对应关系
。
[0020]可选地，根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述目标对应关系，具体包括：
[0021]根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系的二维形式；
[0022]将所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系的二维形式转换为三维形式；
[0023]根据三维形式的所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系以及热力学第二定律，得到所述目标对应关系
。
[0024]可选地，根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系，具体包括：
[0025]根据所述热量信息所对应的热通量在所述目标结构件上每个面的分量
、
所述目标结构件的表面积
、
所述目标结构件上每个面的法向量以及所述广义熵，确定所述目标对应关系
。
[0026]可选地，针对所述目标结构件中的每个参考点，该参考点对应的热力学耗散信息是根据该参考点本身的热力学力场以及该参考点预设邻域内其他参考点的热力学力场确定的
。
[0027]可选地，根据所述热力学耗散信息以及所述热力学通量的分量，确定所述目标结构件对应的热传导本构模型，具体包括：
[0028]根据所述局部热力学耗散信息，确定所述预设邻域内所有参考点对应热力学立场的耗散分布泛函；
[0029]根据所述耗散分布泛函，确定所述耗散分布信息对应耗散分布泛函关于热力学力的导数与热力学通量间关系；
[0030]根据所述耗散分布泛函关于热力学力的导数与热力学通量间关系以及所述热力学通量的分类，确定所述目标结构件对应的热传导本构模型
。
[0031]本说明书提供了一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化装置，包括：
[0032]获取模块，获取机器人的目标结构件在目标时间内产生的热量信息；
[0033]第一确定模块，根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述目标结构件对应的广义熵；
[0034]第二确定模块，根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系；
[0035]第三确定模块，根据所述目标对应关系以及基于所述目标对应关系确定出的热力学通量，确定所述目标结构件对应的全局热力学耗散信息以及每个参考点对应的局部热力学耗散信息；
[0036]第四确定模块，根据所述局部热力学耗散信息以及所述热力学通量的分量，确定所述目标结构件对应的热传导本构模型，所述热传导本构模型用于表征结构件达到热平衡所需的弛豫时间与所述目标结构件的微结构特征之间的对应关系；
[0037]优化模块，根据所述全局热力学耗散信息以及所述热传导本构模型，对所述目标结构件进行优化
。
[0038]本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法
。
[0039]本说明书提供了一种电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法
。
[0040]本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于热传导本构模型的机器人结构件优化方法，其特征在于，包括：获取机器人的目标结构件在目标时间内产生的热量信息；根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述目标结构件对应的广义熵；根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系；根据所述目标对应关系以及基于所述目标对应关系确定出的热力学通量，确定所述目标结构件对应的全局热力学耗散信息以及每个参考点对应的局部热力学耗散信息；根据所述局部热力学耗散信息以及所述热力学通量的分量，确定所述目标结构件对应的热传导本构模型，所述热传导本构模型用于表征结构件达到热平衡所需的弛豫时间与所述目标结构件的微结构特征之间的对应关系；根据所述全局热力学耗散信息以及所述热传导本构模型，对所述目标结构件进行优化
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述目标结构件对应的广义熵，具体包括：根据所述热量信息以及所述目标时间，确定所述热量信息的各阶时间导数；根据所述各阶时间导数，确定所述广义熵
。3.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系，具体包括：根据每阶时间导数所对应的内部特征时间，对所述广义熵进行转换，得到转换后广义熵，每阶时间导数所对应的内部特征时间用于将各阶时间导数转换为相同量纲；根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述目标对应关系
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述目标对应关系，具体包括：根据所述热通量以及所述转换后广义熵，确定所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系的二维形式；将所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系的二维形式转换为三维形式；根据三维形式的所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的对应关系以及热力学第二定律，得到所述目标对应关系
。5.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述热量信息所对应的热通量以及所述广义熵，确定在所述广义熵不为负熵的约束下，所述广义熵与所述目标结构件的热量之间的目标对应关系，具体包括：根据所述热量信息所对应的热通量在所述目标结构件上每个面的分量

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，谢安桓，顾建军，孔令雨，聂大明，姜红建，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：